Mass Transfer Effects in Xanthan Gum Fermentation

Xanthan Gum 발효에 있어서 물질전달의 영향

Xanthan gum is a biopolymer produced by Xanthomonas campestris. In xanthan gum fermentation, the fermentation broth changes to highly viscous non-Newtonian fluid as xanthan gum concentration increases. Maximum xanthan gum concentration is limited by high viscosity of the broth since mass transfers of nutrient and oxygen are inhibited. Int this study the mass transfer effects were investigated in batch and fed-batch fermentations at various agitation speeds and by separate oxygen transfer experiments. Xanthan gum production rate was observed to be largely dependent on oxygen transfer coefficient; while cell growth rate was not affected highly by this factor.

Xanthomonas campestris에 의한 생물고분자 xanthan gum 생산의 경우 배양액은 xanthan gum의 농도가 증가하면서 고점도의 non-Newtonian 유체로 변하게 되는데 이로 인하여 영양분과 산소의 물질전달이 저해를 받아 미생물의 성장과 xanthan gum의 생합성이 제한을 받게 된다. 본 연구에서는 교반속도를 변화시켜 가면서 회분식 및 유가식 배양을 하였으며 산소전달계수 측정실험을 하여 물질전달의 영향을 조사하였다. 미생물의 성장속도는 산소전달전달계수 변화에 대해 크게 영향을 받지 않았지만 xanthan gum의 생산속도는 산소전달계수값에 크게 의존하였다.