Optimization of Medium Composition for Biomass Production of                      Lactobacillus plantarum                      200655 Using Response Surface Methodology

최가현; 이나경; 백현동

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최가현 (건국대학교) 이나경 (건국대학교) 백현동 (건국대학교)

저널정보: 한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제31권 제5호

발행연도: 2021.1

수록면: 717 - 725 (9page)

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biomass of Lactobacillus plantarum 200655 using statistical methods. The one-factor-at-a-time (OFAT) method was used to screen the six carbon sources (glucose, sucrose, maltose, fructose, lactose, and galactose) and six nitrogen sources (peptone, tryptone, soytone, yeast extract, beef extract, and malt extract). Based on the OFAT results, six factors were selected for the Plackett- Burman design (PBD) to evaluate whether the variables had significant effects on the biomass. Maltose, yeast extract, and soytone were assessed as critical factors and therefore applied to response surface methodology (RSM). The optimal medium composition by RSM was composed of 31.29 g/l maltose, 30.27 g/l yeast extract, 39.43 g/l soytone, 5 g/l sodium acetate, 2 g/l K2HPO4, 1 g/l Tween 80, 0.1 g/l MgSO4·7H2O, and 0.05 g/l MnSO4·H2O, and the maximum biomass was predicted to be 3.951 g/l. Under the optimized medium, the biomass of L. plantarum 200655 was 3.845 g/l, which was similar to the predicted value and 1.58-fold higher than that of the unoptimized medium (2.429 g/l). Furthermore, the biomass increased to 4.505 g/l under optimized cultivation conditions. For lab-scale bioreactor validation, batch fermentation was conducted with a 5-L bioreactor containing 3.5 L of optimized medium. As a result, the highest yield of biomass (5.866 g/l) was obtained after 18 h of incubation at 30°C, pH 6.5, and 200 rpm. In conclusion, mass production by L. plantarum 200655 could be enhanced to obtain higher yields than that in MRS medium

#Probiotics #Lactobacillus plantarum #medium optimization #plackett-burman design #response surface methodology

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