Time (hr)
0 5 10 15 20 25 30
D ry c e ll m a s s ( g /l )
0
1
2
3
4
5
6
회 회
회분분분 식식식 및및및 유유유가가가 식식식 배배배양양양공공공정정정 최최최적적적화화화 회
회
회분분분 식식식 배배배양양양 공공공정정정
생산 김치유산균의 최적 배지와 최적 조건을 사용하여 회분 식 배양 을 실시하였다 기존의 최적화 된 연구 논문들에 따르면 김치 유산균의 생성 능은 배지조성에 크게 영향을 받는데 높은 비율의 탄소 원 질소원에서
의 생산이 촉진된다고 보고되어 있다 또한 세포활성이 최대로 나타내는 조건하에서 많은 산소소모량을 필요로 하고 있다 다당류가 합성되는 속도는 균체생육의 에서 가장 빠르며 그 후로 점차 감소하게 된다 고 알려져 있다
에서와 같이 회분 식 배양에서는 앞에서 측정한 최적 배양 조건을 이용하여 시간 만에 의 균체 량을 얻었고 의 를 생산 하였으며 반응이 진행함 에 따라 배양액의 점성의 증가에 의해 용존 산소량 의 부족을 방지하기 위하여 교반속도를 으로 적당히 조절하 여 대량 생산 목적에 도달하였다 이러한 요인은 유가 식 배양에서도 극복해 야 할 조건이라고 생각 된다
유 유
유가가가 식식식 배배배양양양공공공정정정 초초초기기기화화화
본 연구에서는 의 농도변화에 따른 유가 식 배양의 특성을 알아보 았다 처음에 회분 식 배양에서의 최적 농도를 로 시작하여 시간부터는 배 농축기질을 일정한 속도로 공급하였다 배양 시 간이 지남에 따라 균체 성장 및 의 생성량이 회분 식 배양에 비하여 증가하여 발효 종료 시까지 최대 균체 량은 이고
의 양은 이였다 하지만 기질 소모측면으로 볼 때 실제 기질의 소모속도에 비해 유입기질 속도가 느려 를
보다 높게 조절해야 할 필요성이 있음을 알 수가 있었다 이는 반응 기내의 용존산소제어법인 을 통하여 반응기내의 용존 산소 양을 일정 하게 유지시켜주면서 기질공급을 조절할 필요가 있는 것으로 판단되었다 실 험 결과는 과 같다
교 교
교반반반속속속도도도에에에 따따따른른른 유유유가가가 식식식 배배배양양양
유가 식 배양을 진행함에 있어서 기질 공급양은 로 유지하여 세 포성장에 영양을 주지 않았고 농도는 을 유지하였다 세포 성장이 높아지고 의 양도 증가하면서 배양액의 점도 증가를 피면하기 위하여 교반속도를 으로 조절하였다 이는 세포 에 과다한 를 주지 않는 범위 내에서 산소전달 효율과 배양액 혼합이 잘 되어 최종 생산물의 수율이 우수하였다 최종적으로 최대 균체 량은
을 얻었고 의 생산량은 을 얻었다 이러한 결
과는 발효 배양 중 미생물에 따라 교반 시 발생하는 과도한 전단력 때문에 미생물이 손상을 받아 생산량이 감소하는 경우도 있고 교반속도의 증가에 따 른 산소전달이 용이하여 생산을 증가시켰다는 연구가 보도되었는데 본 연구에 쓰인 김치유산균은 교반 시에 과도하지 않은 범위 내에서 를 줌 으로써 균사체의 대량생산과 의 생산효율을 높여주었 다 또한 를 통한 유입기질을 조절하여 넣은 결과 균체 성장 및 의 생산에서 더 우수함을 확인 할 수 있었다 교반속도에 따른 유가 식 배양 결과는 과 같다
Time (hr)
0 5 10 15 20 25 30 35
S u c ro s e c o n c e n tr a ti o n ( g /l )
0 5 10 15 20 25 30 35
D ry c e ll m a s s ( g /l )
0 1 2 3 4 5 6
E P S ( m g /l )
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Sucrose concentration (g/l) Dry cell mass (g/l) EPS (mg/l)
℃
℃℃℃
Time (hr)
0 5 10 15 20 25 30
S u c ro s e c o n c e n tr a ti o n ( g /l )
0 10 20 30 40
D ry c e ll m a s s ( g /l )
0 2 4 6 8
E P S ( m g /l )
0 1 2 3 4 5
F e e d in g r a te ( m l/ m in )
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
Sucrose concentration (g/l) Dry cell mass (g/l) EPS (mg/l)
Feeding rate (ml/min)
℃℃℃
Time (hr)
0 5 10 15 20 25 30
S u c ro s e c o n c e n tr a ti o n ( g /l )
10 15 20 25 30 35 40
D ry c e ll m a s s ( g /l )
0 2 4 6 8 10 12 14
E P S ( m g /l )
0 2 4 6 8
F e e d in g r a te ( m l/ m in )
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Sucrose concentration(g/l) Dry cell mass (g/l) EPS (mg/l)
Feeding rate (ml/min)
℃℃℃
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ 결결결 론론론 탄 탄
탄소소소 원원원 종종종류류류 및및및 농농농도도도에에에 따따따른른른 생생생장장장 특특특성성성
탄소 원 종류에서 최적 탄소 원을 측정한 결과 를 사용하였을 때 가장 좋은 생장결과를 얻었고 서로 다른 탄소원의 농도에 따라 생장 특성을 조사한 결과 농도를 로 하였을 경우 가장 높은 수율을 보였으며 균 체 생장 및 생성이 높았고 기질소모도 다른 농도에 비하여 많았으며
인 경우 비록 보다 높은 수득 율을 보였으나 고농도의 기질에 의 해 균체 성장에 영향을 미친 것으로 생각되었다
이로부터 발효 시 기질에 의한 저해 현상도 없고 균체 증식과 생성에 이용된 의 농도가 김치유산균이 필요로 하는 최적 탄소 원 농도임을 알 수 있었다
질 질
질소소소원원원 종종종류류류 및및및 농농농도도도에에에 따따따른른른 배배배양양양 특특특성성성
질소원 종류에서는 을 사용하였을 때 수득 율이 가장 높았고 농도 측정에서는 일 때 가장 좋은 실험결과를 얻었다 비록 탄소원에 비해 양은 적지만 유산균 생장에 있어서 없어서는 안 되는 중요한 성분이라 고 생각한다 질소원으로서 을 최적 질소원농도로 정하 였다
기 기
기타타타 배배배지지지 성성성분분분 농농농도도도에에에 따따따른른른 생생생장장장 특특특성성성
영양배지인 와 같은 성분은 가격이 비싼 것으로서 본 실험을 진행하여 최적농도 과 을 얻었고 에 있는 농도 과 에 비해 최소화를 시켰고 기타 성분들
로 최적화 시켰다 이는 낮에 가격으로도 배양이 가능할 수 있게 하였다
온 온
온도도도변변변화화화에에에 따따따른른른 생생생장장장 특특특성성성
온도변화에 있어서 실험을 진행해 본 결과 ℃와 ℃에서 비록 탄소 원 농도 변화는 비슷하였지만 ℃에서 생성량이 더 많았음을 알 수 있었 다 그것은 균체 량의 성장이 ℃에서 더 높았으며 기질 소비 변화도 빨리 나타나 더욱 우수한 생산 효율을 보인 것으로 생각된다 한편 ℃에서도
℃에 비해 더욱 높은 생산 효율을 나타냈다 조
조
조건건건에에에 따따따른른른 생생생장장장 특특특성성성
미생물 생장에 있어서 는 중요한 인소이다 본 연구에서 였을 때 최대 균체 량 이고 일 때는 균체 량이 최대로 로서 비 슷한 결과를 나타냈다 이는 유산균이 생산하는 각종 산에 의해 가 내려가 는 한편 반응초기 를 유지하기 위하여 가 일정하게 들어가서 유산균 생장을 억제하는 염을 생성하게 된다 이로부터 발효를 일정하게 진 행한 후부터는 를 조금 낮추어서 진행하는 것도 균체 량 대량 생산에 유 익하다고 볼 수 있다
정 정
정치치치배배배양양양 및및및 교교교반반반속속속도도도에에에 따따따른른른 생생생장장장 특특특성성성
교반속도의 증가에 따라 유산균의 생장은 늦어졌고 교반속도를 으 로 하였을 때 생장효과가 가장 좋았다 이는 다당류 생산 균주로서 발효가 활발히 진행됨에 따라 용존산소량이 필요함을 알 수 있다
회 회
회분분분 식식식 및및및 유유유가가가 식식식 배배배양양양공공공정정정 최최최적적적화화화
회분 식 배양공정으로 시간 동안 온도 ℃ 그리고 통기 량을 으로 정치배양으로 생성 김치 유산균 발효를 진행하여 균체 량 을 얻었고 을 얻었으며 유가 식 초기 배양 조건에서 교반속도를 유지하고 기질 유입속도를 로 유지한 결과 반응 시간 진 행 하여 의 균체 량과 를 생산하였다 교반 속도를 으로 조절하여 유가 식 배양에서 보다 더 좋은 결과를 얻었다 반 응이 진행 되어 시간 후 균체 량을 최대로 을 얻었고 를 을 생산하였다 이러한 결과는 생성 김치 유산균 발효를 진행함 에 있어서 다당류의 생성과 균체 생장에 미치는 영향을 고려하여 발효 시 교 반 속도를 적당히 조절할 필요가 있음을 알 수 있었다
Ⅱ Ⅱ Ⅱ 에 에 에 억 억 억제 제 제효 효 효과 과 과가 가 가 있 있 있는 는 는 김 김 김치 치 치 유 유 유 산
산
산균 균 균 발 발 발효 효 효공 공 공정 정 정 최 최 최적 적 적화 화 화 및 및 및 억 억 억제 제 제효 효 효과 과 과 연 연 연구 구 구
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ 서 서 서 론 론 론
는 위궤양 위암을 초래하는 음성의 나선모양의 간균으로 알려 져 왔다 최근에 와서 사람은 궤양 위궤양의 원인이 영향으로 일어나 는 원인을 알게 되었다 는 요소분해효소 를 생산하여 미 생물 생존 환경에 아주 열악한 위에서 생존이 가능하다 이기작은 위 점막에 존재 하는 소량의 요소를 요소분해효소 로 분해하여 중탄산염과 암모니아를 발 생하여 균 주변을 중성화시켜 낮은 를 유지하는 위에서 생존할 수 있다 이 러한 발생된 암모니아는 근처 십이지장점액조직을 손상시키는데 직접적인 영향 을 미친다 프로바이오틱 유산균은 사람의 위장관이나 장내 균형을 조절하는 특성을 가지고 있다고 알려져 왔고 이러한 유산균은 상업용 배지로 배양한 내용 이 보고되어 왔다
항생제를 이용한 에 의한 만성 위염과 위궤양으로 앓고 있는 환자 에 대한 치료는 진행 되어왔다 치료를 위해서 항생제 를 장기간 투여하는 것은 이에 따른 부작용은 물론 항생제 내성 균주를 증 가시킨다는 심각한 문제가 발생하게 된다 그러나 프로바이오틱 유산균은 에 직접적으로 작용하거나 항생제와 수반된 임상적 부작용 을 저하시키면서 에 대한 치료 역할을 하게 된다 이외에도 기능성 식품뿐만 아니라 장내노화를 예방하는 등 여러 가지 특성을 가지고 있어 이에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다 현재 보고에 의하면 김치거 나 청국장과 같은 유산균 발효 식품이 만성 위염과 위궤양의 발생 율을 낮춘 다고 하였다 비록 저해 제 성분은 알려지지 않았지만 김치 유산균이 에 대한 억제효과는 보고되고 있다 하지