Dunaliella salina의 광 제한 현탁 연속배양에 의한 β-carotene의 생산 = Kinetics of producing β-carotene from Dunaliella salina by Light Limited Turbidostat Cultivation

국문 초록 (Abstract)

β-carotene의 생산을 위해서는 배양조에 조사되는 광원이 중요한 생육조절 변수임이 확인됐으며, 높은 빛의 강도에서는 균체 생육이 저해되는 photo-inhibition model을 따르는 반면 β-carotene의 생산은 크게 영향을 받지않고 다소 증가하는 현상을 보였다. 또한 조사되는 광원에 기인된 배지내 온도변화에 따른 균체 생육은 Arrhenius 관계식을 따랐다. 특히 pH 조절을 위해 유입되는 이산화탄소는 무기 탄소원의 일부가 균체 생육에는 사용돼나 β-carotene의 합성에는 영향을 주지 못하는 것이 입증됐다. 이 같은 결과들을 바탕으로 현탁 연속 배양시 β-carotene의 생산을 위한 빛의 강도, 이산화 탄소의 유입속도, 질소 및 탄소원의 농도 등과 같은 생육 변수들의 최적 조건이 확립됐다. 이와 함께 빛의 강도가 증가함에 따라 균체 에너지 전환 수율은 감소하는 반면 β-carotene으로의 에너지 전환 수율은 상대적으로 일정한 수치를 나타냄으로서, β-carotene의 최대 생산을 위해서는 공정 및 생육 변수들의 최적화를 위한 보다 복합적인 연구가 추진돼야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It was proved that the cell growth followed a photo-inhibition model in light-limited turbidostat cultivation, having 1.06 (1/h) of maximum specific growth rate and 0.00094 (㎉/㎠/h) and 0.063 (㎉/㎠/h) as half saturation and light inhibition constants, repectively. β-carotene production showed a growth related process. And the activation energy of Dunaliella salina was roughly estimated as 12.36 (㎉/㏖e) in employing Arrhenius relationship. It should also point out that relatively much production of β-carotene was observed at high light intensity with yielding 1.04 (mg-carotene/g-dry cell/day) of specific product production rate while the cell growth was decreased. The optimal conditions of producing β-carotene in turbidostat cultivation were as follows: 7.5×10exp(-3) (㎉/㎠/h) of light intensity, 2 (mM) and 50 (mM) of nitrate and sodium bicarbonate concentrations and 100 (㎖/h) of CO_2 flow rate.