유청 배지만을 사용할 경우 PS-7의 생산량은 낮고 균체량 생성은 높게 나온다. 따라서 유청 배지에 탄소원을 첨가해 PS-7의 수율 변화를 관찰한 결과 비용적인 측면까지 고려시 glucose가 가장 적절한 것으로 판단하였다. 또한 첨가당의 농도를 높일수록 점성이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이 결론을 바탕으로 유청배지에 glucose 첨가량을 조절하여 5L 발효조에서 PS-7을 생산하였다.
<h2>일반분석</h2> <p>균체증가량과 PS-7 생산량은 \( \mathrm { Wu } [9] \) 의 방법으로 측정하였다. 잔당 측정은 phenol sulfuric acid method를 사용하였다. 잔당은 최초 첨가된 당의 총량에 대한 퍼센트로 나타냈다. 물성측정은 Brookfield programmable LVD-VIII digital viscometer (Brookfield engineering laboratories, Stoughton, MA, USA)를 이용했으며 adapter로 SC4-34 spindle을 사용하였다.</p> <h1>결과 및 고찰</h1> <h2>유청 배지첨가 탄소원에 따른 PS-7의 수율 변화</h2> <p>유청 배지를 배지로 사용할 경우 일반적으로 다당류의 생산량은 낮고 균체의 성장이 높게 나오는 경향이 있다. 이는 유청에 포함된 질소성분에 의해 \( \mathrm { C } / \mathrm { N } \) ratio가 낮아서 균체 성장이 촉진되므로 많은 양의 당성분이 균체 성장에 사용되는 결과로 볼 수 있다. 그래서 유청 배지를 배지로 하고 첨가한 각 탄소원의 PS-7생산 효과를 살펴보면 fructose, glucose와 sucrose의 첨가가 PS-7의 생산을 다른 당에 비해 향상시킴을 알 수 있었다(Fig. 2). 그러나 galactose의 경우 첨가량이 증가될수록 오히려 PS-7의 생산량이 감소되는 경향을 나타내었다. 절대량의 비교에 있어서는 glucose의 첨가가 fructose나 sucrose에 비해 PS-7 생산에 나은 효과를 보이고 있지는 않았으나 가격이나 미생물의 이용성을 고려할때 glucose 첨가로 PS-7 생산이 가장 합리적인 것으로 판단된다. 이는 \( \mathrm { Wu } [9] \) 의 논문에서 Azotobacter indicus var. myxogene가 glucose-generating sugars를 기질로 사용했을때 PS-7 생산을 증가시킨다는 보고와도 일치한다. 비용적인 측면과 PS-7의 생산 경향을 비교해봤을 때 sucrose의 경우는 비용적 측면, fructose, galactose는 PS-7의 생산경향 측면으로 인해 glucose를 유청에 첨가할 탄소원으로 선택하는 것이 적절하다고 판단되었다.</p> <p>따라서, 유청 배지만 사용한 경우 다른 탄소원을 첨가하였을 경우보다 높은 균체생산량을 보여 주고 있다. 즉 유청만을 사용하였을 경우는 많은 균체량 생성으로 PS-7생산량은 전체적으로 줄어드는 것을 알 수 있다(Fig. 3). Fructose의 경우 첨가량이 증가함에 따라 균체량이 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, glucose의 경우는 균체량 변화가 많지 않은 결과를 보였다. Sucrose의 경우 \( 50 \% \) 이상의 농도에서는 비례하여 균체량이 늘어나는 것을 관찰할 수 있었다. 전체적으로 볼 때 \( 50 \sim 75 \% \) 사이에서 균체생산량이 제일 낮은 것으로 판단된다. 탄소원 첨가에 따른 점성(viscosity) 정도를 관찰하면 전체적으로 첨가당의 농도를 높여 갈수록 점성이 증가하는 것을 볼 수 있다(Fig. 4). 유청 배지의 경우 생산된 PS-7의 점도가 \( 300 \mathrm { cP } \) 로 매우 낮은 점도를 나타내고 있다. Sucrose, glucose와 fructose의 경우 거의 정비례하여 점성이 증가하다가 첨가량이 \( 50 \% \) 이상에서는 변화를 나타내지 않았다. galactose첨가의 경우는 점도의 변화가 거의 없다는 것을 알 수 있다. Flask 배양으로는 PS-7 생산의 경우로 기본 유청 배지 MSM 배지에 glucose를 첨가하는 것이 최적이라는 것을 확인하였다. 이를 기초로 기본 유청 배지에 glucose 첨가량을 조절하여 \( 5 \mathrm { ~L } \) 발효조로 PS-7을 생산하였다.</p>