포도당에서 S. cerevisiae N4 Fed-batch 배양의 최적화

목차

Ⅰ. 서론
1. 연구 목적
2. 일반적인 효모의 생육패턴
3. 효모 생육에 영양을 주는 인자

Ⅱ. 재료 및 방법
1. 균주
2. 배지와 배양환경
3. 분석법
4. Glucose 농도의 결정
5. 배양 pH의 결정
6. Aeration 조건 결정
7. Fed-batch 배양

Ⅲ. 결과 및 해석
1. Glucose 농도
2. pH
3. Aeration
4. Fed-batch 배양

Ⅳ. 논의사항

Ⅴ. 결론

Ⅵ. 참고문헌

본문내용

1. 연구 목적
본 실험에서는 누룩에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae N4 strain(이하 S. cerevisiae N4)을 fed-batch culture하였다. 효모를 배양하는 경우 titer와 yield값을 극대화하는 것이 바람직하다. 그 이유는 아래와 같다.
효모는 그 자체로 이용되기도 하지만, 효모의 대사산물이 산업적으로 이용되는 경우가 많다. 이 경우 짧은 시간 안에 많은 대사산물을 얻는 것이 효율적이고 산업적으로 바람직하다. 효모가 생장을 하면서 대사산물을 생산하는 경우, 효모세포의 수가 충분하지 못한 상태에서 대사산물을 생산하므로 생성물로서 얻을 수 있는 대사산물의 양이 적다. 반면 효모의 생장이 극대화 된 후 대사산물을 생산하는 경우에는 효모 세포의 수가 많으므로 생성물인 대사산물 역시 다량 얻을 수 있다. 즉, 효모를 최대한 생장시킨 후 대사산물을 생산하도록 하면, 같은 시간 안에 다량의 대사산물을 얻을 수 있다. 이는 효율적이며 산업적으로 바람직하다고 할 수있다. 따라서 본고에서는 효모가 대사산물을 본격적으로 생산하기 이전에 titer극대화를 달성하는 것이 중요하다는 것을 인지하고, titer를 극대화하기 위한 조건을 찾는 것을 실험의 목적 중 하나로 설정하였다.
최소자원 투입을 통한 최대결과 산출은 공학적으로도, 산업적으로도 중요하다. Titer극대화를 달성했다고 하더라도 지나치게 많은 자원을 낭비한 경우, 경제적이지 않기 때문에, 결코 바람직한 공정이라고 할 수 없을 것이다. 따라서 본고에서는 titer뿐 아니라 yield 극대화의 중요성을 인지하고, yield를 극대화하기 위한 조건을 찾는 것을 실험의 목적 중 하나로 설정하였다. 요약하자면 본고에서는 S. cerevisiae N4 strain을 배양하였다. 산업적 효율성과 경제성을 고려했을 때, titer 및 yield를 극대화하는 것이 바람직하다는 것을 인지하였다.

참고자료

· Daniel L C Wang, Charles L Cooney, Arnold L Demain, Peter Dunnill, Arthur EHumphrey, and Malcolm D Lilley, Fermentation and Enzyme Technology, John Wiley & Sons Ltd, Chichester and New York. 1979.
· Narendranath, Neelakantam V., and Ronan Power. "Relationship between pH and medium dissolved solids in terms of growth and metabolism of lactobacilli and Saccharomyces cerevisiae during ethanol production." Applied and environmental microbiology 71.5 (2005): 2239-2243.
· Garjonyte, R., and A. Malinauskas. "Investigation of baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae-and mediator-based carbon paste electrodes as amperometric biosensors for lactic acid." Sensors and Actuators B: Chemical 96.3 (2003): 509-515.
· Inparuban, K., et al. "Optimization of culture conditions for baker's yeast cell mass production-a preliminary study." (2009)
· Mazzoleni, Stefano, et al. "A novel process-based model of microbial growth: self-inhibition in Saccharomyces cerevisiae aerobic fed-batch cultures." Microbial cell factories 14.1 (2015): 109.
· Woehrer, W., and M. Roehr. "Regulatory aspects of bakers' yeast metabolism in aerobic fed‐batch cultures." Biotechnology and Bioengineering 23.3 (1981): 567-581.
· Pham, Hop Thi Bich, Gen Larsson, and Sven‐Olof Enfors. "Growth and energy metabolism in aerobic fed‐batch cultures of Saccharomyces cerevisiae: Simulation and model verification." Biotechnology and bioengineering 60.4 (1998): 474-482.
· Walsh, R. M., and P. A. Martin. "Growth of Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces uvarum in a temperature gradient incubator." Journal of the Institute of Brewing 83.3 (1977): 169-172.
· Du Le, Hoang, and Van Viet Man Le. "Effects of Initial Glucose Concentration on Fermentation Performance of Kluyveromyces marxianus Cells Immobilized on Banana Leaf Sheath Pieces." CHIANG MAI JOURNAL OF SCIENCE 42.2 (2015): 294-303.
· Membré, Jeanne-Marie, Martine Kubaczka, and Christine Chéné. "Combined Effects of pH and Sugar on Growth Rate ofZygosaccharomyces rouxii, a Bakery Product Spoilage Yeast." Applied and environmental microbiology 65.11 (1999): 4921-4925.
· Haukeli, A. D., and S. Lie. "Experimental conditions affecting yeast growth." Journal of the Institute of Brewing 77.3 (1971): 253-258.