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Studies on production of Poly gamma glutamic acid using different fermentation techniques= 다양한 발효 기술을 이용한 Poly gamma glutamic acid(r-PGA) 생산에 대한 연구
서명 / 저자 Studies on production of Poly gamma glutamic acid using different fermentation techniques= 다양한 발효 기술을 이용한 Poly gamma glutamic acid(r-PGA) 생산에 대한 연구 / Manish Jaideo Patil.
저자명 Patil, Manish Jaideo ; 파틸, 마니쉬 자이데오
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2006].
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초록정보

The industrial process of poly gamma glutamic acid production by Bacillus sp. MBEL B-2 was developed. It involved various fermentation techniques, separation and purification processes. The productivity of PGA fermentation was increased dramatically by efficient feeding strategy. The fed batch feeding was based on controlled glucose and glutamic acid feeding with maintaining constant C/N ratio 11. During the fed batch mode, glucose concentration was maintained below 5 g/l to avoid polysaccharide formation. Glucose and glutamic acid were only consumed during the entire process while other carbon sources like glycerol, citric acid were left unutilized. Bacillus sp. MBEL B-2 only utilized citric acid and glycerol when glucose and glutamic depleted in the medium. The PGA production is more growth associated than non growth association. The highest PGA productivity of 2 g /l/h was achieved in exponential phase. The maximum PGA concentration of 40 g/l was achieved in single stage fed batch fermentation. A further increased in concentration was not possible due to high culture viscosity. It was observed that C/N ratio had profound effect on PGA productivity rather than effect of metallic ions, carbon source and nitrogen sources. It was found that irrespective of different carbon and nitrogen sources, same amount of PGA productivity was achieved by keeping constant C/N ratio. New fermentation technique “2-stage fermentation” was introduced in PGA production. This process is not only complex in operation but also industrially expensive. Different 2 stage feeding strategies were applied for optimum PGA production. The Maximum productivity of 1 g/l/h and volumetric concentration 24 g/l were achieved. To make industrial viable 2 stage fermentation, more controlled studies is needed especially optimization of starting medium and $2^{nd}$ stage feeding. It can be concluded that controlled C/N ratio feeding was best system for efficient PGA production. With more deep studies on fed batch, 2-stage and continuous fermentation, PGA productivity could be further enhanced.

Bacillus sp. MBEL B-2에 의한 poly gamma glutamic acid(PGA)의 산업화 공정이 개발되었다. 그것은 각종 발효 기술, 분리 및 정제 과정을 포함하고 있다. 발효에 의한 PGA 의 생산성은 효율적인 feeding 방법에 의해 극적으로 증가되었다. Fed batch feeding은 C/N 비율을 11로 하여 글루코오스와 글루타민산의 조절로 인해 이루어졌다 Fed batch mode 동안 글루코오스의 농도는 다당류의 형성을 억제하기 위하도록 5g/l로 유지되었다. 글루코오스와 글루타민산은 다른 카본 공급원인 글리세롤이나 구연산이 필요하지 않는 공정에서만 소모되었다. Bacillus sp. MBEL B-2는 기질에서 글루코오스와 글루타민산이 고갈된 상태에서만 구연산과 글리세롤을 사용하였다. PGA의 생산은 non-growth association 보다 growth association 에 더 가까웠다. 2g/l/h의 가장 높은 PGA의 생산성은 exponential 단계에서 이루어졌다. 40g/l의 가장 높은 PGA의 농도는 fed batch fermentation의 single stage에서 이루어졌다. 더 높은 농도의 증가는 높은 culture 점도 때문에 불가능 하였다. C/N 비율은 금속이온이나 탄소와 질소의 공급원이 PGA의 생산성에 미치는 영향보다 더 큰 것으로 관찰 되었다. 이것으로 인해 탄소와 질소의 공급원에 상관없이 동일한 C/N 비율이 유지된 PGA 생산성은 동일하다는 것이 밝혀졌다. 새로운 발효 기술인 “2-stage fermentation”이 PGA의 생산에 도입되었다. 이 방법은 복잡할 뿐 아니라 산업적으로 비용이 많이 소모된다. Different 2 stage feeding 방법이 최적의 PGA 생산에 적용되었다. 최고 생산성으로 1g/l/h, 최고 농도로 24g/l에 도달하였다. 생산적으로 가능한 2 stage fermentation을 만들기 위해서 보다 최적화된 시작 기질과 $2^{nd}$ stage feeding에 관한 연구기 필요하다. 결론적으로 공급되는 C/N 비율의 조절이 효율적인 PGA의 생산을 가장 좋은 방법이다. Fed batch와 2 단계 연속적인 발효에 관한 보다 심도 깊은 연구를 통하여 PGA의 생산성을 보다 더 향상시킬 수 있을 것이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCBE 06039
형태사항 vi, 54 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 마니쉬 자이데오 파틸
지도교수의 영문표기 : Sang-Yup Lee
지도교수의 한글표기 : 이상엽
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과,
서지주기 Reference : p. 48-51
주제 Poly gamma glutamic acid
Poly gamma glutamic acid
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