구연산농도는 질산암모늄과 인산칼륨, 망간이온을 첨가하지 않았을 때가 최고치이며 첨가물의 농도가 높을 수록 구연산 생성량이 감소된다. 타피오카 주정증류 폐기물에 \( \mathrm{Mn}^{2+} \)의 농도가 낮은 경우 구연산 생성이 망간에 영향을 받지 않았으나 \( \mathrm{Mn}^{2+} \)농도가 \( 0.0375 \mathrm{~g / l} \) 이상에서는 생성량이 가파르게 줄었다. 주정증류 폐기물을 원료로 구연산을 생산할 경우에는 저분자 알코올류 등의 구연산 생산 촉진제 첨가로 인해 구연산 생성을 촉진시킬 것으로 생각되어 실험한 결과 메탄올과 에탄올이 미생물의 투과성을 높이고 균체증식과 구연산 생성에 악영향을 미치는 중금속의 작용을 방해하여 구연산 생산을 증가시키는 것으로 보여진다. 반면 ispropanol 및 n-propanol는 중식성 균체가 약해져 구연산 생산이 떨어진다고 생각된다.
<h2>질산암모늄 농도의 영향</h2> <p>질소원으로서 질산암모늄을 첨가하였을 때의 구연산 및 균체생성의 영향을 살펴보기 위해서 타피오카 주정증류 폐기물에 질산암모늄을 각각 0, 1, 2, 3 및 \( 4 \mathrm{~g / l} \)를 첨가하여 A. niger ATCC 9142 균주를 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 10일간 진탕배양시켰을때 구연산 및 균체농도의 변화를 Fig. 5와 6에 나타낸 바와 같이 질산암모늄을 전혀 첨가하지 않았을 때는 구연산 및 균체농도가 6.09 및 \( 9.55 \mathrm{~g / l }\) 얻어졌고, 이때의 구연산 농도는 질산암모늄을 첨가하였을 때 보다 횔씬 많이 생성되었으며, 질산암모늄 농도가 증가할수록 구연산 생성량은 감소되었다. 이는 과량의 \( \mathrm{NH}^{4+} \)이 Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) 경로상의 fructose 6-phosphate에서 fructose 1,6-diphosphate로 분해할 때 phosphofructose kinase의 활성을 저해시켜 구연산을 만드는 원료가 되는 피루브산의 생산을 중단시키기 때문이라고 생각되었다. 또한 균체농도는 질산암모늄의 농도가 \( 3 \mathrm{~g / l }\)까지는 균체에 별 영향이 없었으나 그 이상에서는 균체성장이 감소하였다. 이는 폐기물이 어느 정도의 질소원을 가지고 있기 때문에 A. niger의 균체성장에 더 이상의 영향을 미치지 않는 것으로 생각되었다.</p> <h2>인산칼륨 농도의 영향</h2> <p>인산염의 첨가가 구연산 및 균체생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 타피오카 주정증류 폐기물에 인산칼륨을 각각 0, 0.5, 1, 2 및 \( 3 \mathrm{~g / l }\)를 첨가하여 A. niger ATCC 9142 균주를 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 10일간 진탕배양한 결과를 Fig. 7과 8에 나타내었다. 구연산의 농도는 인산칼륨을 첨가하지 않았을 때 \( 6.37 \mathrm{~g / l }\)로 최대치를 보이며 인산칼륨의 농도가 증가할수록 구연산 생성량이 감소하는 경향을 보여준다. 균체농도는 인산칼륨의 농도가 증가하여도 별다른 변화가 없었으나 인산칼륨의 농도가 높은 \( 3 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)에서는 균체농도가 줄어듬을 알 수 있었다.</p> <h2>망간이온 농도의 영향</h2> <p>본 연구에서는 망간을 0, 0.0125, 0.025, 0.0375 및 \( 0.05 \mathrm{~g / l} \)로 첨가하여 A. niger ATCC 9142 균주를 이용하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 10일간 진탕배양하여 그 결과를 Fig. 9와 10에 나타내었다. \( \mathrm{Mn}^{2+} \)를 첨가하지 않았을 때는 구연산 농도가 \( 6.09 \mathrm{~g / l }\)로 가장 많이 생산 되었고 \( \mathrm{Mn}^{2+} \)의 농도가 증가함에 따라 구연산 농도는 감소하였으며 균체농도는 거의 일정하게 얻어겼다. 타피오카 주정증류 폐기물은 원자흡광 광도법 (Atomic Absorption Spectrometer, Model; Varian Spectra A-30)으로 분석한 결과 타피오카 주정증류 폐기물 자체에 \( 0.016 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)의 망간이 존재하는 것을 알았으며, \( \mathrm{Mn}^{2+} \)의 농도가 낮은 경우는 구연산 생산이 망간의 영향을 전혀 받지 않으나 \( \mathrm{Mn}^{2+} \)의 농도가 \( 0.0375 \mathrm{~g / l} \) 이상에서는 구연산 생성량이 급격히 줄었는데 이는 Kisser 등의 보고와 같이 망간농도가 증가하면 미생물의 세포벽에 존재하는 \( \beta \)-glucan의 함량이 증가하기 때문으로 생각된다.</p> <h2>저분자 알코올류의 첨가물에 따른 영향</h2> <p>주정증류 폐기물을 원료로하여 구연산을 생산할 경우에는 배지내의 무기염이 존재하므로 저분자 알코올류 등의 구연산 생산 촉진제를 첨가하여 구연산 생성을 촉진시킬 수 있을 것으로 생각되었다. 본 실험에서는 타피오카 주정증류 폐기물을 기본 발효기질로 하여 methanol, ethanol, isopropanol 및 n-propanol의 첨가가 구연산 발효에 미치는 영향을 조사하였다. 메탄올의 농도를 각각 0, 1, 2, 3 및 \( 4 \%\) (v/v)가 되도록 조절하여 A. niger ATCC 9142 균주를 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 10일간 진탕 배양하면서, 발효시간 및 메탄올 농도변화에 따른 구연산 및 균체농도의 변화를 관찰하여 Fig. 11 및 12에 나타내었다. 균체농도의 변화는 Fig. 12에서 보는 바와 같이 메탄올을 \( 2 \% \) 첨가한 경우가 다른 경우보다 높았으며, 구연산 농도는 Fig. 11에서 보여지는 바와같이 \( 1 \% \)의 메탄올을 첨가하였을때 \( 7.55 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)로 가장 많이 생성되었으나 \( 2 \% \) 이상에서는 오히려 구연산 농도가 감소함을 알 수 있었다. Fig. 13과 14에서 알 수 있는 바와 같이 구연산 및 균체농도는 첨가물을 전혀 첨가하지 않았을 때 각각 \(6.41,6.2 \mathrm{~g} / 1 \)이고 메탄올을 첨가하였을 때에는 \( 8.97,7.95 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \), 에탄올을 첨가하였을 경우에는 \( 9.82,9.6 \mathrm{~g /l }\)로 전혀 첨가하지 않았을 때 보다는 메탄올이나 에탄올을 첨가하였을 때 균체농도 및 구연산 생성량이 향상됨을 알 수 있었다. 이는 Scragg의 보고와 같이 메탄올과 에탄올은 균체증식 및 구연산 생성에 나쁜 영향을 미치는 중금속 물질의 작용을 저해시키고 미생물의 투과성을 증가 시키기 때문에 구연산 생산을 증가시키는 것으로 여겨진다. 한편 ispropanol 및 n-propanol은 kojic산 발효에서는 매우 유용한 물질로 알려져 있지만 구연산 생성에 있어서는 이들을 첨가하지 않은 경우보다 구연산 생성을 저해하는 것을 알 수 있었다. 이는 저분자 알코올류는 구연산 생성을 촉진시키는 반면 긴사슬의 알코올류는 A. niger의 생육을 촉진시켜 이미 생성된 구연산은 이들 중식성 균체가 약해지기 때문에 구연산 생산이 떨어진다고 생각되었다.</p>