Earticle

생촉매의 수분함량이 기상에서의 연속반응기의 성능에 미치는 영향을 물질전달제한에 대한 연구와 함께 조사하였다. 각각 46.2%와 37.2%의 수분을 함유한 생촉매가 알코올 옥시데이즈 효소의 엠버라이트 IRA-400에로의 고정화 및 저속의 탈수화에 따라 준비되어져, 컬럼에 채워졌다. 연속식 기상반응에서의 상대생산속도(RPR)와 아세트알데하이드 조성(Xp) 및 전환율(X)이 비교되었고 37.2%의 경우가 46.2%의 경우보다 우수하였는데 이는 기상에서의 물질전달 향상에 따른 것으로 판단되었다.

The effect of moisture content of biocatalyst on the performance of a gas phase continuous bioreactor was investigated along with study on the mass transfer limitation. The biocatalysts whose moisture contents are 46.2% and 37.2%, respectively were prepared by immobilization of alcohol oxidase on Amberlite IRA-400, following by slow dehydration method, and packed into a column. Relative production rate (RPR), acetaldehyde composition (Xp) and conversion (X) of biocatalysts (37.2%) are better than those of biocatalysls (46.2%), and it was considered that these are attributed to the mass transfer enhancement in the gas phase compared with the aqueous phase.

생체에 스트레스가 부하되였을 때의 각종 상해작 용을 경감사키는 목적으로 Vitamin C를 투여하여 in vitro 및 in vivo 설험을 수행하여 살펴 본 결과, 시험관 내에셔 ascorbic acid는 Cu2+ 이온의 존재 하에셔 histamine을 농도 의존적으로 분해하였고 반 응시간이 걸어질수록 histamine의 분해가 촉진되었 으며, histamine 첨가에 의해서도 ascorbic acid가 분해되는 이른바 in vitro 상호분해작용을 나타냈다. 또한 유전적으로 Vitamin C 합성볼능으로 알려져 있는 ODSod/od rat를 이용하여 Vitamin C 결핍사료 를 급여한 후에 ascorbic acid의 첨가(50mgjlOOg B B. W.)는 histamine의 뇨중 배설을 유의성 있게 감 소시켰다. 부신을 적출한 rat에 immobilization s stress를 부하하기 전에 ascorbic acid, 인공의 glucocorticoid 인 dexamethasone 빛 histamine HI -길항제 인 promethazine을 투여하면 stress에 의한 치사작용이 완전히 억제되었으나, OH radical sca­v venger언 dimethylsul[ oxide는 억제작용을 보이지 않았으며, ODSod/od rat의 비장세포 배양계를 이용한 Con A 의존성 T엄파구의 증식능에 있어서는 10-8-10-5M$의 ascorbic acid 첨가에 의하여 유의성 있게 증가되였다. 이러한 결과는 Vitamin C가 스트레스에 의한 각 종 상해작용을 경감시키는 능력을 가지고 있음을 나 타내고 었으며, 이것은 스트레스 반응응답기전의 매개물질의 하나로 알려 져 있는 histamine을 Vitamin C가 분해시킴으로써 항스트레스 효과가 발현되는 것 으로 추정된다. 또한 Vitamin C 자신은 체내의 면 역능력을 증강시키는 작용도 가지고 있는 것으로 시 사된다.

The anti-stress effect by the treatment of vitamin C was investigated in this study. The treatment of ascorbic acid in the presence of ion induced strong time- and dose-dependent degradation of hitamine, and also the addition of histamine accelerated time-dependent decomposition of ascorbic acid in vitro. The treatment of ascorbic acid in ODSod/od rats, which cannot synthesize ascorbic acid, significantly decreased the urinary histamine. The protreatment of ascorbic acid, dexamethasone and promethazine inhibited the lethal effect induced by immobilization stress, but that of dimethylsulfoxide did not. The addition of ascorbic and to a culture of spleen cells of ODSod/od rats significantly increased the Con A-dependent T lymphocyte proliferation.

적은 에너지로 적절한 유동충을 유지하기 위한 가 장 좋은 지지체는 bulk 빛 wet밀도가 가장 작은 활 성탄이며 최소및최적유동화속도가각각0.03cm/sec, 0.25cm/sec로 나타났다. 메탄 발효에 대한 유 기물 부하의 증가에 따라 모든 지지체의 CODe, 제 거율은 감소하였으나, 활성탄은 본 실험범위의 유기 물 부하에서 90% 이상의 제거율을 보였다. 이는 매 우 큰 비표면적을 가지는 활성탄에 많은 미생물이 흡착된 때문으로 사료된다. 유기물 부하 16gCODcr/l.day 16gCODcr/day에서 흡착된 마생물의 양은 157mg/g이다. 천연 제올라이트와 Roast Celite를 비교하면 바표 면적만에 비례하여 미생물의 양이 증가하지는 않음 을 알 수 았으며, 동엘한 비표면적을 가지는 Roast Celite와 부석을 비교하면, 유기물 제거능이 Roast Celite가 우수한데 이로부터 표면의 거칠기가 상대적으로 크고 표면전하가 양전하를 띠는 것이 마생물 흡착에 중요한 것으로 사료된다. 혐기성 유동층 반 응기에 이용할 지지체는 유체의 shear stress를 감소 시켜서 미생물 흡착을 증대시키기 위하여 될 수 있으면 작은 wet밀도와 작은 유동화 속도를 가져야 한다고 사료된다.

Active carbon which has the smallest bulk and wet density was found as the best support media among 4 different kinds of materials(celite, natural zeolite, Pusuk stone, active carbon) to make a proper fluidized-bed with small energy consumption. Its minimum and optimum fluidization velocity were found as 0.03cm/sec and 0.25cm/sec, respectively. As organic loading rate for methane fermentation was increased, CODcr removal efficiencies of all the media were decreased. But, CODcr, removal efficiencies of active carbon was maintained more than 90% in this experimental range of the organic loading rate. Larger amount of microorganism was adsorbed on the active carbon which has very high specific surface area. At the organic loading rate of 16g CODcr,/l day, its adsorbed cell mass was 157mg/g. Comparing natural zeolite with roast celite, adsorbed cell mass did not increase in proportion to specific surface area of the media. Even though roast celite has the same specific surface area as the Pusuk stone, its organic removal ability was superior to that of the Pusuk stone, which explains that the relatively great surface roughness and the positive surface charge are important for cell adsorption. It was concluded that the support media for anaerobic fluidized reactor should have small wet density and small fuidization velocity, if possible, in order to increase cell adsorption by reducing the fluid shear stress.

유기칠 폐기물을 보다 효율적으로 처리하고자, 상 분리 혐기발효와 Chiorella 배양에 의한 생우분의 4 단계-복합처리를 시도하였다. 3배 희석 생우분을 6 일간 산발효시킨 발효액을 4 일의 수리학적 체류시 간으로 1차 에탄발효조에 공급했을 때, 평균 977ml/l C비ture/day의 바이오가스가 생산되었고, 1차 발효 폐액을 역시 4일의 체류시간으로 2차 메탄발효조에 공급했을 때 평균 428ml/l culture/day의 바이오 가스가 생산되었다. 1차 메탄발효의 바이오가스 생 산성은 재래의 단일조식과 비교했을 때 31.4% 증가 되었다. 또한 산발효과정, 1차 및 2차 에탄발효과정 의 유기물 제거율은 각기 71.8%, 42.6% 그리고 2 24.0%였다. 한편, 2차 메탄발효폐액은 Chiarella s sp. PSH3에 의해 10일의 체류시간으로 반연속배양 처리한 결과, 평균 1.8g/l culture/day(2.8106 cells/ml)의 조체가 생산되었고, 이 과정의 유기물 제거율은 73%였다. 이상의 4단계 처리과정을 통하 여 초발원료인 3배 희석 생우분의 COD가 51, 300ppm에서 최종단계인 Chiarella의 처리에 의해 평균 85ppm으로 감소되어 총유기물 제거율이 99.8 %에 달하였다. 이들의 결과는 유기질 폐기물의 효 율적 처리와 더불어 바이오가스와 균체단백질을 생산하는 복합처리계의 구성이 가능함을 나타낸다.

Raw cow manure was treated by a 4-step integrated system with phase separation anaerobic digestion and algal culture. When the first methane fermentation was performed by the effluent from the acid fermenter with retention time of 4 days, the elrerage blogas production rate was 977m1/1 culture/day Gas productivity compared to conventional single-stage anaerobic digestion increased up to 31.4%. As the 2nd methane fermenter was fed by the effluent from the first methane fermenter with 4 days of retention time, average amount of 428m1/1 culture/day of biogas was produced. The reduction rate of COD in the effluent from the acid fermenter, the 1st and the 2nd methane fermenter were 71.8%, 42.6% and 24.0% respectively. Finally, we examined algal treatment process for the effluent from the 2nd methane fermenter. A semi-continuous culture of Chlorella sp. PSH3 was conducted by feeding the effluent with retention time of 10days. In this process, the production rate of algal biomass and COD reduction rate were averaged 1.8g/1 culture/day(2.8106 cells/ml) and 73%, respectively. Through the 4-setp treatments, the total chemical oxygen demand was reduced from 51,300ppm to 85ppm. Therefore, the reduction rate of total chemical oxygen demand reached about 99.8%. The results indicate that the integrated system could be applicable for treatment of organic wastes, concurrently producing biogas and algal biomass.

에탄올 발효에서의 주요 환경 인자인 온도, pH, 통 기속도, 초기 포도당 농도, 효모추출물 농도 등이 세 포성장과 에탄올 및 부산물 생성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 통기속도가 증가함에 따라 최대 세포농도는 거의 션형적으로 증가하는 반면 최대 에 탄올 및 부산물 농도는 감소하였다. 배양온도가 높아질수록 세포의 성장속도와 에탄올 빛 부산물 생성 속도는 증가하는 반면 최종 세포농도와 최종 에탄올 및 부산물 농도는 오히려 낮게 나타난다. 배지내의 pH 벙위가 4.0 이하냐 6.0 이상으로 되연 세포성장, 에탄올 및 부산물 생성이 급격히 감소하였고 pH 4.5 에서 세포농도와 에탄올 및 부산물 농도가 최대치를 나타내었다. 초기 포도당 농도의 증가에 따라 세포 농도와 에탄올 및 발효 부산물 농도는 증가하였으나 수율은 오히려 감소하였다. 효모추출물 농도가 증가 하면 세포성장은 증가하나 에탄올 및 부산물의 생성 은 오히려 감소하였다

In ethanol fermentation, by-products such as glycerol, acetic acid and lactic acid are produced along with ethanol. The effects of culture conditions on cell growth ethanol production and by-products biosynthesis were investigated in ethanol fermentation using S. cerevisiae. With increasing aeration rate or yeast extract concentration, ethanol and by-products biosynthesis decreased while final cell mass increased. With increasing glucose concentration or decreasing temperature, final cell mass, ethanol and by-products concentrations all increased. The optimal pH for the cell growth, ethanol and by-products productions was found to be pH 4.5. By-products biosynthesis was found, in general, to proceed with the ethanol biosynthesis. The results can be applied for the optimization of ethanol fermentation and for the recovery and purification of ethanol from the culture broth

Pichia stipitis CBS 5776에 의한 xylose의 최적 알코올 발효조건에 대한 연구를 수행하였다. 최적 세포성장 및 최대 ethanol 생성은 초가 pH가 5.0인 100 g/l 의 xylose배지를 이용하여 30℃에서 0.05VVM으로 통기하고 300rpm으로 교반하는 발효 조건에셔 얻을 수 있었다. 이러한 최적 발효조건 서의 최대 비성장속도와 최대 세포농도는 각각 0.14hr-1 와 1.3x109 cells/ml이였다. 또한 최대 etha­n nol 농도는 72시간 발효시에 100 g/l 의 xylose 중 에셔 96%을 이용하여 40.2 g/l 을 얻었으며, 이때 의 단위부피당 ethanol 생산성은 0.56 g/l-hr이고 ethanol 수율은 0.42g-ethanol/g-xylose로서 이론수율의 82%였다.

This study was carried out to optimize the fermentation conditions for direct alcohol fermentation of xylose by Pichia stipitis CBS 5776. The best cell growth and the ethanol production were obtained under 0.05 VVM aeration and 300rpm agitation at 30℃ using 100 g/l xylose medium of the initial pH 5.0. In the above condition, the maximum specific growth rate and maximum cell concentration were 0.14hr-1 and 1.3x109 cells/ml, respectively. Pichia stipitis CBS 5776 also produced 40.2g/l ethanol utilizing about 96% of 100g/l xylose after 72hr fermentation. At this point, the overall volumetric ethanol productivity was 0.56g/1-hr and the ethanol yield was 0.42 g-ethanol/g-xylose consumed, which corresponds to 82% of the theoretical yield.

회분식 배양을 통해 탄소원으로 초기 glucose 농도를 5g/l, lOg/l, 20g/l, 30g/l 로 변화시키고, 초기 glucose 농도 20g/l 에 저해제의 초기 acetIcacid 농도를 19/l, 2g/l, 3g/l, 4g/l, 5g/l 로 변화시키면서 Bacillus amyloliquefacieηs 23350 균주를 이용하여 최적의 세포성장과 생성물 생산을 얻기 위한 배양을 시도하였다. 최대 건조세포밀도는 초기 glucose 농도가 증가할수록 증가하였고, 저해제로 acetic acid를 첨가하면 세포의 성장이 감소하였다. 탄소원 중 최대 a-amylase의 생산은 초기 glucose 농도 lOgje 일 때 225unit/ml이었으며, 배양 기질 중 초기 acetic acid 농도가 2g/l 일 때가 376unit/ml이었고, 최대 비세포성장속도와 최대 a-amylase 의 비생성속도는 초기 glucose 농도가 109/E 일 때 과 2.34930unit/mg-hr로 최적이었다. 최적의 a-amylase 생산 및 비생성속도를 얻기 위해서는 저해제로서 초기 acetic acid 농도를 2-4g/l 정도 첨가하여 배양을 행하여야 한다.

In this study, an attempt was made to investigate optimum cell growth and products by Bacillus amyloliquefaciens 23350 in batch culture by varing carbon soures. Maximum dry cell density increased with the increase of initial glucose concentration. Maximum dry cell density was obtained with the highest value of 5.2g/l at 30g/l of initial glucose concentration. By adding acetic acid at 20g/l of initial glucose concentration, the cell growth rate decreased with the increase of initial acetic acid concentration. Among the various carbon sources, maximum -amylase production was obtained with 225unit/ml at 10g/1 of initial glucose concentration. Optimum production of a-amylase was obtained with 376unit/ml at 2g/l of initial acetic acid concentration and 20g/l of initial glucose concentration. By 10g/1 of initial glucose concentration, both good maximum specific cell growth rate and maximum a-amylase production rate were obtained. In view of the results studied optimum production and specific production rate of -amylase, acetic acid was initially added 2~4g/l with 20g/1 of initial glucose concentration in batch culture.

현재 상품화되어 시판되고 있는 4가지의 미립담체를 이용해 각각의 성능을 비교하기 위하여 부착성동물세포배양 실험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. Cytodex 3의 경우 세포의 초기 접종농도를 약 2.0x105 cells/ml로 하였을 때, 3g/l는 약 1.4x106 cells/ml, 5g/l는 약2.0x106 cells/ml의 최종세포밀도를 얻을 수 있었다. 또한 bead-to-bead trandsfer 실험을 한 결과 3g/l를 간헐적으로 첨가하였을 때는 약 1.9x106 cells/ml, 5g/l 첨가하였을 때는 약 3.0x106 cells/ml까지 최종세포밀도가 증가하였다. Cultispher-G, 3g/l를 이용해 초기 접종농도를 약 4.0x105 cells/ml로 하여 배양하였을 때 약 cells/ml까지 세포농도가 증가했고, 5g/l를 이용해 초기 접종농도를 4.0x105 cells/ml로 접종하였을 때 최종세포농도가 약 3.2x106cells/ml까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 bead-to-bead transfer배양 실험결과에서 3g/l의 미립담체를 간헐적으로 첨가해 약 cells/ml까지 최종세포밀도가 올라갔고 5g/l를 간헐적으로 첨가하였을 때1.8x106 cells/ml까지 세포밀도를 얻었다. VX-100을 사용하여 세포를 배양하였을 때 초기 접종농도가 약 2.0x105 cells/ml에서 최종세포밀도가 약 4.4x106 cells/ml까지 증가하는 것을 알게 되었다. 따라서 실험에 사용한 다른 종류의 다공성 젤라틴 bead보다 성능이 우수함을 알 수 있었고 Cytodex-3보다는 최종세포농도가 약 2배이상 증가한 결과를 얻었다. Informatrix bead는 초기 접종농도를 약 3.0x105cells/ml로 하였을 때 최종세포밀도가 약 2.1x106cells/ml까지 증가하였다. Collagenase효소를 이용하여 젤라틴 bead를 녹인 후 회수한 세포는 대부분 viable하였고 새로 도입된 bead에 성공적으로 부착하여 성장하였다. 따라서 담체 내부에서 자라는 세포도 회수하여 재사용 할 수 있게 되었다.

The comparison of the capabilities of cell growth of four different kinds of commercially available microcarriers was carried out by culturing anchorage-dependent animal cells, Vero-6, in a spinner flask. Using 3 g/l of Cytodex 3, the maximum final cell density was about 1.4x106 cells/ml and increased up to 2.0x106 cells/ml by increasing microcarrier concentration up to 5 g/l. The macroporous collagen microcarriers, VX-100, informatrix, and Cultispher-G showed the final cell concentration of 4x106 cells/ml, 2.1x106 cells/ml, and 3.2x106 cells/ml, respectively at the microcarrier concentration of 5g/1. According to this result, VX-100 showed better cell growth than informatrix and cultispher-G and also showed about 2 fold increase in final cell density comparing to Cytodex 3 solid bead. When the intermittent bead-to-bead transfer technique was introduced in the culture using Cytodex 3 bead and cultispher-G, the result was very successful and the cells grew out very well. The recovered cells by dissolving collagen microcarrier using collagenase enzyme were mostly viable and grew out very well on the surface of the fresh microcarriers

하이브리도마 배양을 위해 첨가한 기존의 혈 청농도는 10% FBS였으나, 이 농도는 3%까지 줄여도 세포의 비성장속도와 최고세포농도에 차이가 없었다. 세포성장을 촉진한다고 알려진 물 질들을 1% FBS 배지에 첨가하였을 때 insulin, pyruvate, oxaloacetate, pluronic F-68 등에 의해 세포성장이 촉진되었다. 3% FBS는 2% CS로 대치할 수 있었고, 혈청의 농도는 IPOP의 첨가시 0.5 % CS에서도 active proliferation을 보였다. 최종 조성의 배지가격은 기존의 10 % FBS 배지의 1/10 정도였으며 배지조성을 cell line에 따라 달리 결정함으로써 배지의 가격은 현저히 낮출 수 있음을 알았다.

Up to now, 10% Fetal Bovine Serum(FBS(V/V)) was added to basal medium for the cultivation of hybridoma. For the cultivation of hybridoma cell line, CH07E02, against colon cancer, serum concentration was reduced to 3% FBS without influence on cell growth and maximum cell concentration. By the addition of cell growth promoting substances-insulin (I), pyruvate (P), oxaloacetate(O), Pluronic F-68(P) and 2-mercaptoethanol(2-ME)-to 1% FBS medium, a cell density higher than that with 1% FBS medium alone was achieved. FBS 3% medium was replaced by very cheap 2% Calf Serum (CS) medium without influence on cell growth rate and concentration. Cells grew vigorously in 0.5% CS＋IPOP medium. This composition was used during suspension culture and exhibited good viability and high specific growth rate.

LSM을 이용하여 KA112 균주의 고농도 배양을 시도하였다. Separator로는 hollow fiber를 사용하였고 reactor로는 Celligen을 이용하였다. Wroking volume 1리터로 10일간 배양하여 최고 세포농도가 회분식 배양에 비하여 10배 이상 증가한 2.1x107 cells/ml이었고, 항체의 농도는 4.5배 정도 높았다. 최고 feed rate에서 항체생산속도는 회분식 배양보 다 9배 높았으며 배양 중 glucose농도가 Ig/e 이상일 때 specific productivity가 증가하였고, 1 g/6 이하얼 때 세포성장은 영향을 받지 않으냐 spe­c cific prodictivity는 감소하였다.

Perfusion culture was conducted in Celligen perfusion culture system using a self-constructed hybridoma cell and low serum medium. The culture system employed hollow fiber to separate cells from the culture broth. Maximum cell density of 2.1x107 ce11s/m1, 10 times higher than in batch culture, could be achieved. Concentration of monoclonal antibody (MAb) was 4 times higher and production rate at maximum feed rate was 9 times higher than in batch culture. Glucose concentration was very important for the cell growth and MAb production. When glucose concentration was below 1g/l, i. e. 0.5~0.9g/l, specific MAb production rate decreased but cell concentration still increased. As the glucose concentration goes above 1g/l, specific MAb production rate increased and remained at maximum value at more than 1.5g glucose/l. The maximum value of the specific Mab production rate was similar to that of batch culture.

기존의 무혈청 배지에 첨가하던 BSA/acid를 acid/Pluronic F-68 emulsion으로 대치하여도 세포성장에는 전혀 지장이 없었다. BSA를 제외함으로써 무혈청 배지에 첨가하는 단백질 함량을 최소하할 수 있었고, 이로 인한 세포농도 감소는 없었다. SFLSM은 0.2micron 필터로 여과 멸균하여도 SFLSM의 세포성장효과는 영향을 받지 않는다.

BSA/acids component in serum free medium (SFM) developed for the culture of hybridoma cell line, KA112, was replaced by acids/Pluronic F-68 emulsion. Protein content of SFM was minimized, and increased maximum cell density was obtained in serum-free lipids supplemented medium (SFLSM). Cell growth promotion effect of the emulsion was not affected by filtration with 0.2um filter.

본 연구에서는 캘리포니아 양귀비(Eschscholtzia californica) 현탁배양세포의 주요 이차대사산물인 benzophenanthridine alkaloid의 생성을 증가시키기 위해 생합성 전구체인 tyrosine, tyramine, dopamine 그리고 L-dopa를 exponential phase 말기에 투여하였다. 그리고 이때 yeast elicitor와 전구체를 동시에 투여한 것과 비교하여 보았다. 그 결과 적당량의 전구체 투여시 benzophenanthridine alkaloid의 생성은 대조구(무처리)에 비해 증가하였다. 그리고 elicitor와 전구체를 동시에 투여해 주었을 때 대조구(elicitor만 처리)에 비해 상당히 증가하였는데, 이것은 elicitor에 의해 유도된 이차대사 관련 효소에 의해 전구체의 biotransformation이 촉진된 것이라 생각된다. 이와 같이 전구체 투여에 의해 이차대사산물의 생성을 증가시키려 할 때 전구체만 투여하는 것보다는 촉진제를 동시에 투여함으로써 최종산물의 생성을 극대화시킬 수 있으리라 생각되며, 식물세포배양의 산업화에 유용하게 이용되리라 생각된다.

The accumulation of benzophenanthridine alkaloids, sanguinarine, chelerythrine, chelirubine and macarpine occurred in suspension cultures of Eschscholtzia californica. To increase alkaloid production, feeding experiments with the biosynthetic precursors, tyrosine, tyramine, L-dopa, dopamine with and without elicitation were studied. In feeding experiments with various precursors, the total alkaloid production was slightly increased. The precursor feeding with elicitation, however, increased total alkaloid production several times.

페퍼민트 세포의 회분배양에 의한 monoterpenoid 풍미성분의 생산 가능성과 세포의 생육 및 정유생산 특성을 알아보기 위해 캘러스로부터 얻은 모배양액 을 기포반응기 형태의 생물반응기에 접종하여 배양 하였다. 회분배양 중 접종량, abiotic stress, yeast elicitor, 그리고 2단 배양 등의 배양조건이 세포생육 과 박하정유 생성 빛 조성에 마치는 영향을 조사하 였으며 배지의 sucrose 농도와 세포생육의 kinetics 를 분석하였다. 접종량을 탈리하여 배양한 결과 2.0 %(PCV)를 접종한 경우가 반응기에서 배양이 가장 적당하였는데 배양 10일 만에 5.8g/P 의 세포생육을 얻었으며 0.109g/P 의 박하정유가 생성되였다. Abi-otic stress의 영향을 보기 위해 16시간은 27℃ 에서 명상태로,8시간은 암상태로 하고 10'C로 온도를 낮추어 배양한 결과 세포의 생육은 떨어졌으나 박하정유 생성량은 0.546g/P 로 높은 수율을 보여 주었다. 사용한 Lin-Staba 배 지 에 100mg/P 의 yeast extract를 elicitor로 첨가했을 때 세포의 생육과 정유 의 생성량이 높았으며 유일하게 menthol이 정유 중 22.5%의 높은 농도로 생성되었다. 배지의 당농도를 1/2로 줄이고 27℃ , 명조건으로 6일간 배양한 후 1OOmg/P 의 yeast elicitor를 첨가하여 8시간을 암 상태와 lOoe로 저온처리를 실시하여 6일간 배양한 결과 8일 이후에는 세포의 생육이 감소하였고 정유 생성량은 증가하지 않았으며 menthol도 생생되지 않았다. Dry cell yield는 O.38g dry cell/g sugar이 였으며 specific growth rate은 O.25day-1 이었다. 회분배양에 의해 박하정유가 생성됨을 알 수 있었으 냐 menthol이 생성되지 않고 전구체인 pulegone과 p piperitone이 축적되였다. 그러나 특이하게도 yeast elicitor를 첨가한 경우 menthol이 22.5%로 생성되 었는데 이제까지 박하세포 배양에 의해 생성된 men­t thol 함량으로는 최대치를 보여주는 결과이였다.

To investigate the characteristics of growth and oil production of peppermint cells during a batch culture, cells derived from peppermint callus was cultivated in an air bubble reactor. During the batch culture, effects of inoculum size, abiotic stress, yeast elicitor, and two stage culture on the cell growth, the productivity of oleolesin, and the formation of flavor components were determined and also the sugar concentrations and kinetics of cell growth were analyzed. Among the various sizes of inoculum, the culture with 2.0% packed cell volume inoculum showed the optimum condition for cell growth in the proposed bioreactor, and the cell yield and essential oil production reached to 5.7g/1 and 0.109g/1, respectively. When the abiotic stress of daily 8hr dark and 10℃ cold treatments were given to the culture cell growth decreased but essential oil production increased to 0.546g/l. In a modified Lin-Staba medium in which 100mg/l yeast extract as an elicitor was added to the culture, the cell growth and oil production increased, and menthol content was 22.5% of oil. In the two stage culture, in which the basic culture conditions of 27℃, light, and without elicitor were employed during the first six days followed by the second stage with daily 8hr treatment of cold and dark condition, and also with yeast extract as an elicitor, cell growth decreased after eight days, essential oil production was not increased, and menthol was not detected. Dry cell yield was 0.38g dry cell/g sugar and specific growth rate was 0.25 day-1. The major terpenoid in the oil was not the menthol but pulegone and piperitone, precursors of menthol were accumulated. However, when yeast elicitor was added, menthol was produced to the level of 22.5% which was the highest value in the peppermint cell culture reported so far.

Control culture에서 embryo 생성률이 6개월 동안 1000embryos/ml에서 500embryo/ml로 감소되었다. 이러한 현상을 극복하기 위한 방법으로 embryo 배양액에서 추출된 세포외 물질의 첨가는 embryo 생생률을 control culture와 비 교 하여 최 대 (2500embryos/ml)까지 증가시켰다. 또한 세포외 단백질이 embryo 수율 향상에 기인하는 것으로 추측된다.

A declining tendency in embryogenic capability was seen during 6 months culture period during which embryo production decreased from 1000 embryos/ml to 500 embryos/ml. The presence of extracellular factors extracted from newly established embryo cultures restored the embryogenic capability and even enhanced the embryo production up to 5 times (2500 embryos/ml) for old carrot suspension cultures compared with that of control cultures. The stimulating effect on the embryo production indicates that the enhancing effect comes from extracellular compounds that are probably protein molecules.