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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
김수연 (강원대학교) 전계택 (강원대학교)
저널정보
한국미생물생명공학회 한국미생물·생명공학회지 한국미생물·생명공학회지 제48권 제4호
발행연도
2020.1
수록면
525 - 532 (8page)

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본 연구에서는 히아루론산(Hyaluronic acid) (HA)의 시간당 부피생산성(g/l/h)을 증가시키기 위해, 이전의 회분식 배양결과를 바탕으로 S. zooepidemicus를 이용한 연속식 배양공정을 개발하고자 하였다. 약 8시간까지 회분식으로 발효조를 운영한 후, 0.029/h의 희석속도(D1)로 48시간까지 1단계 연속배양을, 그 후 약 96시간까지 0.036/h의 희석속도(D2)로최종 2단계 연속배양을 수행하였다. 회분식 배양 말기에 HA 의 생산량은 3.85 g/l이었으며, 1단계 연속배양 기간 동안에는 7.5?10 g/l(건조 HA인 경우는 13.39?14.2 g/l)의 농도로생산되었다. 계속된 2단계 연속배양에서는, 희석속도의 증가로 인해, 초반에 잠시 HA 생산성이 8.28 g/l (건조 HA인 경우는 11.63 g/l)까지 감소하다가, 서서히 증가하면서 다시 새로운 정상상태로 접근해 가는 현상을 관찰할 수 있었다. 2단계 연속배양에서의 HA 생산량은 약 8.28?9.48 g/l (건조 HA 의 경우는 11.0?13.37 g/l) (1단계 연속배양 대비 약 4.7% 소량 감소)로서, 배양 종료까지 비교적 안정적으로 유지되는것으로 나타났다. 그렇지만 HA의 부피생산성(DP)(= 희석속도 × HA 생산농도)(g/l/h)은 희석속도를 D1에서 D2로 약24% 증가시킨 결과. 2단계 기간인 배양 약 96시간 경에 최대 0.341 g/l/h에 이르는 것으로 관찰되었는데, 이는 대조군으로 수행한 회분식 배양의 평균 부피생산성(0.331 g/l/h)에 비해 3% 가량 소량 증가된 수치이다. 하지만, 연속배양 공정의경우, 회분식 배양에서는 반드시 요구되는 다단계의 성장배양 단계를 진행하지 않고도, 최종 생산배양 공정만을 연속적으로 수행할 수 있으므로, 회분식 배양공정의 전체 배양시간(즉 다단계 성장발효조 배양 기간 + 최종 생산발효조 배양기간)을 기준으로 비교한다면, 연속배양의 HA의 부피생산성이 회분식배양 대비 큰 폭으로 향상될 수 있을 것으로 판단된다. 한편 본 연속배양 연구에서 사용한 생산배지는 회분식배양에서 생산균주의 배양생리적 특성에 맞추어서 최적화된배지임을 고려할 때, 연속배양 공정에 적용될 수 있는 최적배지가 개발된다면, 장기간 생산 안정성을 유지하면서 동시에 부피생산성도 증가하는, 경제적인 연속배양 공정이 개발될 수 있을 것으로 기대된다.
#Hyaluronic acid #Streptococcus zooepidemicus #batch fermentation #continuous culture #dilution rate #steady state

목차

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참고문헌 (21)

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Kogan G / 2007 / Hyaluronic acid : a natural biopolymer with a broad range of biomedical and industrial applications / Biotechnol. Lett 29:17~25 google schola Schanté CE / 2011 / Chemical modifications of hyaluronic acid for the synthesis of derivatives for a broad range of biomedical applications / Carbohydr. Polym 85:469~489 google schola 김기호 / 2007 / 저분자량 히알루론산의 제조 및 화장품에의 응용 / 대한화장품학회지 33(3):189~196 dbpia Liu L / 2011 / Microbial production of hyaluronic acid : current state, challenges, and perspectives / Microb. Cell Fact 10:99 google schola Schiraldi C / 2010 / Biotechnological production and application of hyaluronan / Biopolymers 20:387~412 google schola

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