Earticle

공기부양 생물반응기에서 천연 청색 색소원인 쪽 (Poly,앵wm tinctorium) 세포를 대량 배양하기 위한 배양조건을 찾기 위해 영양성분 빛 색소 전 구체를 포함한 배지 성분의 생육에 미치는 영향 과 여러 배양조건에서 세포의 생육 특성에 대하 여 설험하였다. 최적 생육조건과 생육 특성을 규 명하기 위 해 external 1oop와 internal loop 두 가지의 arr-lift bioreactor 종류를 사용하여 14일간 배양하였다. 초기 접종량을 달리한 결과 각 reactor에서 공히 접종량이 0.5-2.5% packed cell volume 보다 많을수록 생육에 좋은 결과를 나타내였다. 초기 당농도의 영향을 살펴보기 위하여 2-4%로 그 조건을 달리하여 14일간 배양한 결과 4% 초기 당농도가 생육에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었다. Sucrose는 대수기 초기단계에서 모두 소비되었다. Tryptophan(lmM)을 첨가한 경우 14일 배양 후에 internal loop reactor에서 3.8g/l, external loop reactorr에서 3.5g/l 의 cell mass를 얻었다. Indole을 첨가했을 때에는 세포 생육 저해효과 를 나타내였는데 external과 internal Ioop reactor에서 각각 2.5g/l와 2.2g/l를 얻었다. 무기질소원 으로는 potassium nitrate가 선발되었고, contrl이에 비해 110%d의 생육도 증가가 있였다. 최적 조건 하에셔의 14일간 internal loop bioreactor 배양에서 세포 건조 중량 16.34 g/l를 얻었다.

To find out the optimum conditions for indigo cell culture in air-lift bioreactor, effects of media composition including nutrients and precursors of the indigo colorants on the cell growth and characteristics of the cell growth under various cultural conditions were analyzed. Optimum cultural conditions were tested and the growth characteristics were analyzed in external and internal loop type air-lift bioreactors during 14-day culture. Better cell growth was obtained when the inoculum size was higher in the range of 0.5∼2.5% packed cell volume tested. In the sucrose concentration of 2 to 4%, the cell growth was better when the sucrose concentration was 4% (w/w) in both types of reactors. Sucrose was used up in the early stage of exponential phase of growth At the optimum concentration of a Precursor tryptophan at 1 U UW was 3.8 g/l in internal loop bioreactor, and 3.5 g/l in external one after 14 days of cultivation. Addition of indole showed negative effect on cell growth of suspension culture in air-lift biorector culture and cell mass of 2.5 g/l and 2.2 g/l were obtained in external and internal loop bioreactor, respectively. Selected inorganic nitrogen source potassium nitrate showed about 110% increase in cell growth than that of control. DCW was 16.34 g/l under optimum conditions during 14-day cultivation in internal loop bioreactor

음이온성 고분자 전해질의 하나인 알긴산을 이용 하여 알긴산막의 분리성능을 개선함과 동시에 막의 얀정성을 높이고, 막과 분리 대상물과의 화학적 친 화성을 제어하기 위하여 막의 가능기에 다양한 금속 이온으로 가교시킨 금속복합체 막을 제조하고, 그막 들이 투과증발 특성에 미치는 영향을 조사하여 다음 과 같은 결론을 얻였다. 1) 금속복합체 막들 중 IA족 금속이온으로 치환 한 경우에 저농도 에탄올 수용액에서 크게 팽윤되거 나 쉽게 부스러지는 경향이 있어 투과증발막으로 샤 용할 수 없었다. 2) 알긴산막에 비해 2가 금속으로 가교한 금속복 합체 막의 경우 막의 안정성 및 분라성능이 크게 향 상되는 것을 알 수 있었다. 3) 2가 금속 복합체 막들의 경우 분리계수는 Na a alg 막에 비해 약간 증가하는 경향을 나타낸 반면, 투과속도는 비슷한 경향을 나타내였다. 4) Ca-alg 금속복합체 막의 경우에 다른 금속복 합체 막들에 비하여 분리계수가 크게 증가하여 가장 우수한 성능을 나타내였다. 5) Ca-alg막의 경우 90wt.% 에탄올 수용액에서 분리계수는 6,420이었으며 투과속도는 0.269kg/m2.hr로써 우수한 생능을 나타내었다

As a separation membrane for water-ethanol mixtures, alginic acid has been used which is hydrophilic polysaccharide and has excellent bonding capacity with divalent metal ions. Pervaporation characteristics of the alginic acid membrane were examined. The membrane was crosslinked with metal ions for the improvement of mechanical strength and chemical affinity. And its pervaporation characteristics were investigated. The first group(I A) metal complexed membrane cannot be used because of their brittleness and excessive swelling in low concentrations of ethanol solution. But the permeation characteristics of other metal complexed membrane were more improved than that of the alginic acid membrane because of their contraction of the membrane and hydrophilic property of metal ion.

미생물을 이용한 생분해성 고분자 생산연구의 일환으로 토양으로부터 고점성의 생물고분자 생산균주를 분리하고, 이 분리균에 대한 분류학적 성질 및 생성 생물고분자의 이화학적 성상을 검토, 규명하였다. 분리균주는 Alcaligenes속의 한 균종으로 동정하였으며, 호알카리성 균주의 특성을 나타내었다. CPC(cetylpridinium chloride)침전 및 acetone처리하여 정제한 산성 고분자 물질은 carboxyl기를 갖고 자외 흡수가 강한 glutamic acid만을 구성성분으로 하였고, glutamic acid는 r-peptide 결합의 r-polyglutamic acid로 존재하였다. 중화당량은 약 350으로 r-PGA 2.7잔가당 1개의 음이온이 존재하였으며, 분자량은 약 6.5x105Daltons이었다

For the production of biodegradable polymers from microorganisms a bacterial strain producing a biopolymer was isolated from soil. The bacteriological characteristics of this strain and physicochemical Properties of the biopolymer produced were investigated. The bacterial strain was identified as an alkalophilic Alcaligenes sp. The Purified biopolymer treated with cetylpridinium chloride and acetone was identified as an acidic biopolymer having carboxyl groups and showed strong UV absorbance (at 210nm). The biopolymer was composed of 100% glutamic acid and glutamic acid existed as r-polyglutamic acid(r-PGA) in the form of the r-peptide bond. The equivalent weight of this r-PGA was estimated about 350, indicating that one acidic fraction per 2.7 residue of r-polyglutamic acid existed. The molecular weight was 6.5x105 Daltons.

호알카리성 Alcaligenes속의 한 균종응 이용하여 peptide계 생분해성 고분자인 r-PGA( p이yglutarnic a acid}의 회분 맺 연속배양어l 의한 대량 생산성을 조사하였다. 화분배양시 r-PGA의 생생량 벚 생산생은 포도당 농도 50g/P 까지 포도당의 농도증가에 따라 증가하였으나 최대 생산수율은 10gjP 의 포도당 농도 에서 얻어졌으며, 이때의 수율은 63% 이였다. 또, 비 증식속도는 포도당 농도 50g/l 에셔 약 로 최대값을 나타냈으나, 이 이상의 농도에서는 고농도 기섣에 의한 균체생육의 저해륜 나타내였다. 온도, pH 및 교반속도(rpm)를 독랩변수로 한 반응표면 분 석에 의한 r-PGA 생산의 최적 희분배양 조건은 배 양온도 , pH 10 및 회전속도 87rpm의 정상점에 서 얻어졌으며, 이 조건에서 r-PGA의 생산량은 약 11g/l 로 추정되었다. 연속배양의 경우 wash out은 희석률 0.5hr-1에서 일어났으며, 희석률 0.40hr-1일 때 최대 생산성을 나타내였고, 최대 생산생은 2.80g/l/h로 회분배양보다 약 9배 높았다

Methods for production of r-Polyglutamic acid( r-PGA ) by an alkalophilic Alcaligenes sP. were investigated for batch and continuous culture processes. Both quantity and productivity of r-PGA by Alcaligenes sp. in batch culture were gradually increased with the increase of glucose concentration up to 50g/l , but the maximal production yield of 63% was obtained at 10g/l of glucose concentration. The highest specific growth rate was about 0.25hr-1 at 50un of glucose concentration, and substrate inhibition was observed at above 50g1f of glucose concentration. The highest r-PGA formation about 11g/l in a batch system was obtained at 31'C, pH 10.0 and 87rpn Productivity of 2.80g/l/hr for continuous cultivation was 9 times higher than the productivity for batch cultivation.

The feeding effects of Rosa rugosa roots powder extracted with two different extracting solvents on lipid metabolism in rats were evaluated. Rats were fed with purified diets containing methanol or 70% aqueous acetone extracts at a 1% level for 4 weeks. In addition, to examine the effects of age, rats with different ages (4weeks old vs. 3 months old) were fed with purified diets containing methanol extracts at a 1% level for 4weeks. Feeding of methanol extracts decreased the concentration of triacylglycerol in serum and liver, whereas the aqueous acetone extracts lowered the concentration of liver triacylglycerol with concomitant elevation of the concentration of serum triacylglycerol. The methanol extracts ameliorated the degree of increase in the serum triacylglycerol level in relation to age and decreased especially the concentration of free fatty acid in serum of adult rats. The results suggested possibility that the regulatory mechanism responsible for triacylglycerol-lowering effects of Rosa rugosa roots extracts in the liver could be modulated by differences in the components of extracts due to the variation in extracting solvents, and that the methanol extracts might be effective in lowering an age-dependent increase in the concentration of serum and liver triacylglycerol in rats.

Chitin과 cellulose를 dimethylacetamide/LiCl 용매에 용해시켜 유리판 위에서 Chitulose film을 제조 하였다. 이 film은 토양속에서 20일 후에 거의 분해 되었고, 토양 미생물을 16-26hr 후에 투과시켰다. 한편, 필름의 투과도를 검토해 본 결과 물의 투과도는 Chitulose film에서 chitin, cellulose의 혼합 비율에 따라 0~187,500ml/m2/day로 cellulose 함량이 높을 수록 투과도가 낮게 나타났으며, 풍건보다는 중탕에 의한 필름건조방법으로 제조된 것이 우수하였다. 각종 유기물의 최대, 최소투과도는 Chitulose film 의 종류에 따라 달리 나타나 chitin과 cellulose의 조성에 따라 선택적 투과성을 나타내였다. Na+ 이온에 대한 투과도도 달리 나타나 보였고, 산소 투과도도 역시 Chitulose film의 조성에 따라 14-17,850 c cm3/m2/day로 큰 차이를 보였다. 2~3도 화상을 입힌 쥐에다 Chitulose film을 인조피부로 사용한 결과 염증없이 14일 후에 딱지가 떨어졌고, 31일 후에 완치되는 것이 관찰되었다

A Chitulose film was made by dissolving chitin and cellulose in a dimethylacetamide/LiCl solvent system This film was completely degraded in 20 days in soil and penetrated by soil microorganisms in 16-26 hours. A permeability analysis of the film showed that water permeability was in the range of 0-187.51/m2 /day, depending upon the ratio of chitin to cellulose and decreased with increasing a cellulose content in the Chitulose film The permeabilities of organic compounds, Na+ and oxygen change with the composition of the Chitulose file The film was tested with a burned 2~3degree rat for exploring its use as artificial skin. The rat was completely cured within 31 days without inflammation.

Chitin 섬유는 인장강도가 기대치 보다 약하며 생 체조직 내에서 흡수도가 너무 빨라 수술 후 2주일 정도의 강도 유지밖에 못하는 단점 등이 었으므로, chitin과 그 구조가 비슷한 cellulose와 혼합하여 인 장력과 유연성이 크게 증대된 Chitulose 섬유를 개 발하였다. 우선 chitin과 cellulose가 잘 용해되어 혼 합펼 수 있는 용매로서 DMAc/LiCl을 탐색하였으며 이 용애계에 용해시킨 Chitulose 용액을 가지고 습 식방사하여 얻은 Chitulose 섬유 중, 용매에 대한 chitin cellulose 함량비가 1.5: 0.2얼 때, Instron 시험결과 강도와 유연성이 가장 좋았으며, 멸균시 autoclave해도 변화되지 않아 열에 매우 안정한 것 으로 나타났다. 이 섬유를 가지고 400-500g되는 백서의 피하조직에 매몰시킨 후, 생체 내 분해흡수 도를 관찰한 결과, 매볼 후 14일부터 분해되기 시작 하여 40일 후에는 완전히 분해흡수되였다.

Chitin-based fibers have low mechanical strength and hence cannot be used as surgery fiber due to fast degradation In tissues. A new fiber Chitulose was made by mixing chitin with cellulose, both of which have similar structure. A mixture of dimethylacetamide (DMAc) and 6% lithium chloride (LiCl) was found to be an effective solvent system for dissolvoing chitin and cellulose. The Chitulose fiber made by wet spinning of a mixture of chitin and cellulose resulted in the highest degree of strength and flexibility when the ratio of chitin to cellulose was 1.5; 0.2. The fiber maintained mechanical structure even after autoclaving, indicating thermal stability. A biodegradability test of the Chitulose fiber by imbeding in a rat showed that degradation was initiated in 14 days and completely done in 40 days.

In this study, it was observed that hydrogen Productivity varied with stirrer speed, bead radius, input glucose concentration and dilution rate in a continuous stirred tank reactor in which immobilized R. rubrum KS-301 was used as a hydrogen-producing bacterium The mass transfer resistance due to cell immobilization was also studied. In order to estimate an effectiveness factor, Des of glucose was first obtained, which was subsequently represented by the correlation equation between Dos and Xb, As a result external mass transfer resistance could be neglected for stirrer speeds greater than 400rpn With bead radius increasing, the hydrogen productivity and internal effectiveness factor decreased. With input 91ucose concentration increasing, the hydrogen productivity and interval and external effectiveness factor increased. Although an Internal effectiveness factor was not affected, hydrogen productivity Increased with dilution rate increasing. An overall effectiveness factor remained nearly constant for the dilution rates investigate4 but increased with input 91ucose concentration increasing.

본 연구는 광합성 미생물 R. rubrum KS-301을 이용한 연속 반응기인 고정층 반응기와 연속 교반탱크 반응기에서 실험을 수행하여 도입 포도당 농도, 희석속도에 대한 수소 생산성과 고정화 담체에 의해서 형성되는 내부, 외부 및 총괄 물질전달 저항, 반응 속도식 변수 등을 평가한 후 비교하였다. 고정층 반응기에서의 겉보기 Km은 희석속도의 증가에 따라 감소하며, 연속 교반탱크 반응기의 경우는 희석속도 0.4h-1 이상에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. 고정층 반응기에서의 수소 생산성과 물질전달 실험결과는 연속 교반탱크 반응기에서와 비슷한 경향을 보이나 두 반응기를 비교하면 수소 생산성과 외부 효율인자는 교반탱크 반응기일 때가 크고, 내부 효율인자는 고정층 반응기일 때가 컸다. 그러나 총괄 효율인자는 두 반응기가 도입 포도당 농도에 따라서는 비슷한 수치를 나타내었다

In this study, it was observed that hydrogen productivity varied with changes of input g1ucose concentration and dilution rate in FBR( Fixed Bed Reactor), and CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor). We evaluated and compared reaction rate Parameters and internal external and overall mass transfer resistances of immobilized carrier in both reactors. Apparent Km decreased with increasing dilution rate in FBR but showed a constant value above 0.4h-1 of dilution rate in CSTR. The experimental results in FBR showed nearly analogous to those in CSTR, however, the performance of FBR resulted in lower hydrogen productivity and an external effectiveness factor but a higher internal effectiveness factor than in CSTR. The overall effectiveness factor obtained with various input 91ucose concentrations showed similar values in both reactors.

Calcium Alginate gel에 고정화된 Aureobasidium pullulans cell을 이용한 fructo-이igosaccharides 생산 반응메카니즘에 있어서 포도당, sucrose 및 fructo-oligosaccharides의 유효확산계수를 구하고, 반응메카니즘에 대한 수학적 모벨을 제안하였다. 770g/l, 860g/l 의 고농도 당용액에서 이들의 유효확산계수는 1.2-7.6x10-7cm2/s 범위로 매우 낮은 값을 보였고, 이 결과를 모댈식에서 적용하여 기질농도, bead 크기 및 첨가비율 등을 변화시키면서 실험적으로 검증해 본 결과 실험치와 모델식이 대체로 잘 일하였다.

The effective diffusion coefficients of glucose, sucrose and fructo-oligosaccharides in Ca-alginate gel beads at high concentration of sucrose solutions were investigated at 50℃. A mathematical model for the kinetics of fructo-oligosaccharide production using immobilized cells was proposed and compared with experimental results varying the bead size, the substrate concentration and the bead ratio. Very low values of diffusion coefficients ranging 1.2-7.6x10-7/sec were obtained, and the predicted results were in good agreement with experimental ones in all cases tested.

유당을 탄소원으로 K. marxianus를 발효하는 경우, 용해산소의 농도와 조엽조건에 따른 발효의 진행 상태를 정확히 예측하였다. 예측에 필요한 고정된 계수를 갖는 양론식의 수를 singular variable decomposition 분석에 의하여 결정하고 발효의 추정에 사용될 수 었는 양론관계를 target test에 의하여 결정하였으며, 발효의 진행상태를 추정하였다 또한, 단세포 단백질을 유당으로부터 연속생산하는 경우 에너지원을 효율적으로 이용하기 위한 조업조건을 제시하였다.

State varibles were estimated for fermentations of K. marxianus under various dilution rates and dissolved oxygen concentrations. The number of elementary reaction stoichiometry with fixed coefficients was determined by singular variable decomposition. Stoichiometry with feasible physical meaning was obtained by target factor analysis. States of fermentations were estimated by linear quadratic programming. The process conditions of single cell production to maximize carbon source consumption were suggested.

회분식 포말분리관에 효모용액을 충전하여 효모분리실험을 수행하며 효모 액면 높이, 질소 공급량, 효모농도, pH와 온도 및 첨가 등의 변화에 따른 포말 분리관의 분리 및 특성 등을 연구하였다. 액면 높이가 20cm인 경우 최대 효모분리비 70.6을 얻을 수 있었고 포말 생성시간도 6분으로 가장 길었다. 질소 공급량이 120ml/min인 경우 3분 분리운전후 액본체 효모의 90~94%가 제거되어 매우 신속하고 효과적인 분리법이었다. 효모농도가 3.92~8.4g/l 범위가 pH가 5~7 범위에서 분리시간에 따른 효모 제거율은 비슷하였다. 효모용액의 온도가 26~36℃ 범위에서 온도가 상승할수록 분리시간에 따른 효모 분리비가 증대하였다. 효모의 응집성을 증대하는 CaCI2농도는 0.2g/l일 때 효모 분리비가 가장 높았다

A bath foam separator has been used to separate yeast cells from their culture broth without the use of any surface-active agents. The cell separation ratio was improved in proportion to a separator level and nitrogen flow rates. Percentage of yeast removal after 3 minutes of operation was more than 90. The cell separation ratio was also improved by the addition of 0.2g/l CaCI2

사람의 뇨로부터 유용한 단백질을 동시에 분리하 기 위한 목적으로 효과적인 통합 분리정제 공정이 고안되었다. Ultrafiltration 방법을 이용한 농축과정 과 pH침전법을 전처리 단계로 사용하였고, 이어서 g gel filtration과 흡착, 이온교환, 친화, 그리고 역상 C column을 선택적으로 혼합한 chromatography를 수행하였다. 이 공정으로 정제한 urokinase, epider­m mal growth factor, albumin은 각각 SDS-poly­a acrylamide gel 전기이동상에서 단일의 단백질 띠로 이동하였고, 자신의 단백질 활성을 유지하고 있었다. 이들 세 가지 목적 단백질의 전체 수율은 각각 48 % %, 17%, 46%로 나타났다.

For the purpose of combining the purification processes for several biologically active proteins form human urine, an efficient integrated fractionation procedure has been investigated. The procedure was started by concentration with ultrafiltration and pH precipitation followed by a selectable combination of chromatography on gel filtration, adsorption, ion exchanger, affinity, and reverse phase column. By this process, the purified urokinase, epidermal growth factor and albumin migrated as a single band on SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and were fully active. The recoveries of these purified proteins were 48%, 17%, and 46%, respectively.

Shake flask를 사용하여 M. piperita 세포의 현탁 배양에서의 fungal elicitor, pluronic F-B8, methylcellulose의 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과 Rhodotorula rubra라는 균주에서 추출한 fungalelicitor를 처리하여 약 2배 정도 박하정유 생산의 증가를 관찰하였고 100 rpm의 교반속도에서 낮은 농도의 Pluronic F-68, methylcellulose 첨가에 의해 박하세포의 성장이 증진되었다.

The effect of fungal elicitor, Pluronic F-68 and methylcellulose on suspension culture of M piperita cells was investigated in shake flasks. About a two-fold increase in oil production was observed in response to the treatment of the fungal elicitor prepared from Rhodotorula rubra. Low concentration of Pluronic F-68 or methylcellulose enhanced Peppermint cell growth at 100 rpm of agitation.

옥수수 종설에 존재하는 brassinosteroid 활생물질 을 탐색하기 위하여 MeOH로 추출하고, 이 추출물을 rice inclination test를 지표로 용매분획, silica g gel adsorption chromatography, Sephadex LH-20 c chromatography, charcoal adsorption chromato­g graphy, bondesil chromatography 등의 수법으로 b brassinosteroid 활생물질을 정제한 다음, silica gel 흡착 chromatography로 활생 성분을 분리하고 H HPLC에 의해 활성 본체를 구명한 결과, castas­t terone과 teasterone이 동정되었는데, 대부분 cas­t tasterone형태로 존재하였다. 옥수수 종실에 함유된 b brassinosteroid함량은 brassinolide로 환산하여 생 체중량 g당 3-8ng 수준이였다.

In order to explore the brassinosteroid-active components in Zea mays seeds, the methanol extract was purified by the sequences of solvent fractionation, silica gel adsorption chromatography, Sephadex LH-20 chromatography, charcoal adsorption chromatography and Bondesil chromatography. The activity of brassinosteroid was monitored by the rice inclination test and its presence could be confirmed in each purification step. The purified active components were separated by silica gel adsorption chromatography. Brassinosteroid substances in separated active fractions were identified as castasterone and teasterone by HPLC. The content of brassinosteroid in Zea mays seeds as converted into brassinolide was 3-8ng/g fresh weight.