Aspergillus niger 고정화 캡슐을 이용한 구연산 생산 특성

Citric Acid Production Using Encapsulated Aspergillus niger

구연산을 생산하고자 캡슐 내부에 A. niger를 고 정화하여 배양하는 경우 곰팡이가 뻗어나와 캡슐 벽 면위에서 성장하게 된다. 배지중의 탄소원이나 산소 가 부족하면 캡슐벽 밖에 나온 균사가 느슨하게 자라게 되며 탄소원과 산소가 충분하면 캡슐벽 밖의 균사는 단단하게 뭉쳐지며 생산성과 생산수율이 매 우 높아진다. 즉 배지의 단위 부피당 적절한 캡슐수 가 존재한다. 배양중에 캡슐막이 팽창하는 현상은 배지중에 $CaCl_2$를 첨가함으로써 방지할 수 있다. 배 지중에 $CaCl_2$를 첨가하는 시기에 따라 생산성은 영향을 받으며, 배양초기에 $CaCl_2$를 첨가하는 경우보 다 배양 7일째에 $CaCl_2$를 첨가하는 경우가 생산수율 이 약 40% 정도 증가하였다. 고정화 캡슐을 이용하 여 플라스크 배양으로 구연산을 생산하는 경우 생산 수율은 산소공급에 큰 영향을 받는다. Parafilm으로 밀봉된 플라스크 대신 산소공급이 원활한 T -flask를 사용하면 생산량은 11배 생산수율(${\Delta}p/{\Delta}s$)은 3.8배 증가하였다. A. niger를 캡슐에 고정화 배양하여 구 연산을 생산하는 경우는 bead에 고정화 배양하여 생산하는 경우보다 6일째부터 13일째 사이에 평균 30 % 이상의 구연산 생산량 증가가 있었다.

The encapsulatpd A. niger grew up inside the capsule and mycelia penetrated through the pore of the capsule membrane. The mycelia on the capsule wall became loose when the carbon source and oxygen were deficient in the medium. On the contrary, the production rate increased and mycelia made a lump tightly when the carbon source and oxygen were sufficient. Namely, number of proper capsule of unit volume in the medium was existed. The phenomenon which was swelled of capsule membrane in cultivation could prevented by adding CaCl2 into the medium. According to the time adding CaCl2 into the medium, the production rate of citric acid was influenced. In case of adding CaCl2 into the medium at 7th day cultivation, the production yield of citric acid was increased about 40 percent higher than that of adding CaCl2 initially. The production yield of citric acid using encapsulated A. niger of flask culture was influenced with oxygen supply. The production yield of citric acid ($\Delta$p/$\Delta$s) of the flask culture was increased 3.88 time by using T-flask instead of parafilm sealed flask. Therefore, the productivity and consumption rate concerning production which was taken carbon source were increased when oxygen supply was sufficient. The production of citric acid using encapsulated A. niger was increased average 30 percent higher than that of bead in between 6th and 13th day cultivation.