• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.960-967
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• 2011

Tannin acyl hydrolase, also known as tannase, is an enzyme with important applications in the food, feed, pharmaceutical, and chemical industries. However, despite a growing interest in the catalytic properties of tannase, its practical use is very limited owing to high production costs. Several studies have already demonstrated the advantages of solid-state fermentation (SSF) for the production of fungal tannase, yet the optimal conditions for enzyme production strongly depend on the microbial strain utilized. Therefore, the aim of this study was to improve the tannase production by a locally isolated A. niger strain in an SSF system. The SSF was carried out in packed-bed bioreactors using polyurethane foam as an inert support impregnated with defined culture media. The process parameters influencing the enzyme production were identified using a Plackett-Burman design, where the substrate concentration, initial pH, and incubation temperature were determined as the most significant. These parameters were then further optimized using a Box-Behnken design. The maximum tannase production was obtained with a high tannic acid concentration (50 g/l), relatively low incubation temperature ($30^{\circ}C$), and unique low initial pH (4.0). The statistical strategy aided in increasing the enzyme activity nearly 1.97-fold, from 4,030 to 7,955 U/l. Consequently, these findings can lead to the development of a fermentation system that is able to produce large amounts of tannase in economical, compact, and scalable reactors.

• 한국식품과학회지
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• 제29권5호
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• pp.969-973
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• 1997

고정화 CGTase를 이용하여 당전이 스테비오사이드를 연속적으로 제조하기 위하여 몇가지 생물반응기의 적용가능성을 조사하였다. 연속형 반응기로는 packed-bed reactor(PBR)가 적합하였다. 이때 specific productivity는 0.4 g/hr-g immobilized enzyme으로 회분식반응기의 50% 정도이나 연속생산이 가능한 장점이 있었다. PBR의 운전조건이고 $10{\sim}60\;cm/hr$의 선속도 범위내에서 스테비오사이드 전환률 70% 이상을 보이는 기질의 유속은 공간속도로 $0.5{\sim}0.7\;hr^{-1}$이었다. 고정화 효소의 운전 안정성은 $47^{\circ}C$에서 30%의 기질로 2주 일간 연속 사용이 가능하고, 반응기의 control방법으로 반응기 상부에서 20%의 효소를 교체하면 20일 이상 전환률이 유지되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권3호
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• pp.513-517
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• 2010

A thermostable trehalose synthase (TtTSase) from Thermus thermophilus HJ6 was immobilized on chitosan activated with glutaraldehyde. The yield of immobilization was evaluated as 39.68%. The optimum pH of the immobilized enzyme was similar to that of the free enzyme. However, the optimal temperature ranges were shifted by about $4^{\circ}C$ owing to better thermal stability after immobilization. The half-life of heat inactivation for free and immobilized enzymes was 5.7 and 6.3 days at $70^{\circ}C$, respectively, thus showing a lager thermostability of the immobilized enzyme. When tested in batch reaction, the immobilized enzyme retained its relative activity of 53% after 30 reuses of reaction within 12 days, and still retained 82% of its initial activity even after 150 days at $4^{\circ}C$. A packed-bed bioreactor with immobilized enzyme showed a maximum yield of 56% trehalose from 100 mM maltose in a continuous recycling system (bed volume: 10 ml) under conditions of pH 7.0 and $70^{\circ}C$.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권6호
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• pp.436-440
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• 2000

Recently, we reported an improved technology for the degradation of organophosphate nerve agents using whole cells of genetically engineered Escherichia coli that anchored and displayed the enzyme organophosphorus hydrolase on the cell surface. In this paper we report the immobilization of these cells on highly porous sintered glass beads and the subsequent application of the immobilized cell in a continuous-flow packed bed bioreactor for the biodetoxification of a widely used insecticide, coumaphos.

• 한국식품과학회지
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• 제41권2호
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• pp.173-178
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• 2009

연속식 효소적 에스테르 교환반응을 이용하여 무-트랜스 유지를 제조하기 위한 체계적이고 입체적인 최적조건을 확립하기 위하여 3가지 독립변수($X_1$: 원료유지 중 FHCO 함량(%), $X_2$: 반응온도($^{\circ}C$), $X_3$: 기질의 흐름속도(mL/min))를 선정하여 RSM을 통해 각각의 독립변수에 대한 종속변수인 TS 전환율(Y)을 표현한 회귀방정식은 Y = 93.1146$(X_3)^2$+ 3.2387($X_1$) ($X_3$) + 2.6038($X_2$) ($X_3$)으로 나타났다. 이 방정식을 이용하여 정준분석을 이행한 결과 35%(w/w)의 FHCO를 함유한 원료유지를 사용하고 PBEB 내에서 68.67$^{\circ}C$의 온도 하에서 원료유지와 효소가 충분히 접촉할 수 있도록 0.63 mL/min의 흐름속도로 연속식 공정을 수행하면 TS 전환율이 극대화 되는 것으로 나타났다. 한편, 트랜스 지방의 함량이 높은 유지를 대체하되 실제 산업체 현장에서 생산되는 기존의 유지를 대체하기 위해서는 TS 전환율 뿐만 아니라 효소적으로 생산된 에스테르 교환 유지의 SFC 경향을 기존 유지의 결과와 비교하는 작업이 필요한데, 이때 비교대상의 기존 유지로는 트랜스 지방 함량 및 이화학적 물성 측면에서의 예비실험 결과 대체 가능성이 가장 높은 크림용 마가린(margarine)을 선정하였으며, 이러한 기존의 유지를 대체할 수 있는 무-트랜스 유지를 제조하기 위하여 SFC 경향 및 TS 전환율을 동시에 고려한 연속식 효소적 에스테르 교환반응의 최적조건을 확립하였으며, 최적조건은 42.83%(w/w)의 FHCO와 57.17%(w/w)의 SO가 혼합된 원료유지를 기질로 사용하며 PBEB 내에서의 반응온도는 64.72$^{\circ}C$이고, 효소와 원료유지가 극대로 접촉하여 효소적 에스테르 교환이 이루어질 수 있도록 기질의 흐름속도를 0.40 mL/min으로 각각 유지하는 것으로 판명되었다. 이상의 최적조건 하에서 연속식 효소적 에스테르 교환반응에 의해 제조된 유지의 SFC 경향을 분석하되 기존의 크림용 마가린의 경우와 비교한 결과 유의적으로 유사함을 확인하였으며, 이로써 본 논문에 의해 생산된 유지는 크림용 마가린을 성공적으로 대체할 수 있는 것으로 판단하였다. 또한, 반응온도를 60$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$로 각각 설정하여 2 단계로 분리한 PBEB에서의 TS전환율 변화를 측정한 결과, 반응 30일 경과시점까지 66%이상의 TS전환율을 유지하였으며(효소활성 반감기=약 30일 이상), 단일단계의 반응온도 실험(효소활성 반감기=약 15일)과 비교 시 반감기를 두 배 이상 연장할 수 있음을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권5호
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• pp.333-337
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• 1996

갈락토올리고당의 연속 생산을 위하여 Bacillus sp. A4442가 생산하는 갈락토스 전이활성이 높은 $\beta-galactosidase$를 균체제거 후 농축, 탈염하여 $Diaion^{TM}$ HPA 75(styrene-divinylbenzene resin)에 고정화하였다. 고정화 수율 및 고정화 효소의 활성을 높이기 위하여 효소 고정화에 영향을 주는 변수들을 최적화하였다. 고정화 시간은 실온에서 3시간, Tris 완충액의 농도는 30mM, pH는 8이 적당하였다. 단백질부하가 증가할수록 효소는 다른 단백질과 경쟁적이며 가역적으로 담체에 결합하였으며, 최적부하는 약 25 mg Protein/g resin 이었다. 가교제로서 glutaraldehyde 0.5%를 사용하였을 때 효소의 열 안정성 및 운전 안정성이 현저히 증가하였다. 이러한 실험조건하에서 고정화를 실시하였을 때 고정화 수율은 40% 이상이었으며 그 활성이 약 200 U/g resin인 고정화 효소를 얻을 수 있었다. Packed-bed reactor에서 유당을 갈락토올리고당으로 연속적으로 전환 가능하였고, 이때 고정화 효소 1 g으로 갈락토올리고당 약 300 g을 생산할 수 있었다.