Earticle

초록

영어

The large-scale production of antibiotics by filamentous mycelial organism requires an adequate supply of dissolved oxygen. In terms of productivity, it means that oxygen transfer is the rate-limiting step. Therefore, the oxygen transfer coefficients(kLa) were determined in a broth involving a filamentous mycelial organism such as Streptomyces avermitilis for use in fermentations. To determine kLa in a stirred vessel, a great deal of effort is required to provide all the cells with a sufficient oxygen supply. To overcome the oxygen limitation in a batch culture, a fed-batch culture was applied to control the growth rate by an intermittent supply of nutrients. Thus, it was possible to maintain a suitable dissolved oxygen concentration at a low agitation rate. The optimal agitation speed was 350 rpm at low cell concentrations (below 7 g/L) by considering the efficiency of agitation and shear stress. The kLa was found to decrease from 64.26 to 29.12 hr-1 when the biomass concentration was increased from 9.82 to 12.09 g/L. In addition, an increase in viscosity was also observed during the growth phase. By comparing the kLa values for the various agitation and aeration rates, it was found that the effect of an increase in kLa by aeration was reduced dramatically at high biomass concentrations.
However, this effect was not observed when altering the agitation rate. This suggests that controlling the dissolved oxygen concentration by altering the agitation rate was more efficient than increase the aeration rate.

한국어

균사형성 미생물에 의한 항생물질의 대량생산은 적절한 산소공급이 요구되며, 산소전달속도는 생산성에 영향을 미치는 속도제한단계이다. 그러므로 발효에 이용하기 위해 Streptomyces avermitilis와 같은 균사형성 미생물 배양액에서의 산소전달계수를 측정하였다. 그러나 회분식 배양에서 kLa 측정을 위한
적절한 용존산소 유지가 어려웠으며, 이를 극복하기 위해서 유가식 배양을 도입하였다. 배지의 단계적 공급으로 미생물의 성장속도를 조절할 수 있었고, 낮은 교반속도에서도 적정용존산소의 유지가 가능하였으며, 결과적으로 kLa 측정도 용이하였다. 7 g/L이하의 낮은 균체량에서는 350 rpm의 교반속도가 교반효율과 전단응력을 고려했을 때 가장 적절한 조건임을 알 수 있었다. 그러나 균체가 증가할수록 배양액 점도가 증가하여 혼합이 효과적이지 못한 이유로 더 높은 교반속도가 필요하였다. 통기량의 증가에 의한 kLa 증가율은 건조균체질량이 고 농도 일수록 미미하였다. 그러므로 높은 균체농도에서는 이차대사산물에 영향을 주지 않는 범위에서 교반속도를 증가하여 용존산소 농도를 조절하는 것이 통기속도의
조절보다 더 효율적 일 것으로 판단되었다.

목차

Abstract
 서론
 재료 및 방법
  사용균주
  배양배지
  분석방법
  플라스크 배양
  발효조 배양
  kLa 측정
 결과 및 고찰
  교반과 통기 조건에 의한 kLa의 변화
  배지의 공급에 의한 용존산소 조절과 균체량의 변화에 따른 kLa 측정
  배지의 유가식 공급에 의한 고농도 균체 성장 유도 및 kLa측정
  균체량과 산소흡수율
 요약
 REFERENCES

키워드

저자

• 오종현 [ Jong-Hyun Oh | 전북대학교 응용생물공학부 및 생물산업연구소 ]
• 전계택 [ Gie-Taek Chun | 강원대학교 자연과학대학 생명과학부 ]
• 정용섭 [ Yong-Seob Jeong | 전북대학교 응용생물공학부 및 생물산업연구소 ] Corresponding author

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• 간행물명

  KSBB Journal

• 간기

  격월간

• pISSN

  1225-7117

• 수록기간

  2009~2013

• 십진분류

  KDC 476 DDC 576