채소류 모잘록병균에 길항하는 Bacillus ehimensis YJ-37의 대량배양 최적조건

Abstract

본 연구는 채소류 모잘록병균인 R. solani AG4에 길항하는 미생물 B. ehimensis YJ-37의 500<TEX>$m\ell$</TEX> 플라스크 배양, 5 <TEX>$\ell$</TEX> jar fermentor 배양, 2,000 <TEX>$\ell$</TEX> 대형탱크의 배양 조건 및 길항물질 생성능을 조사하였다. 500<TEX>$m\ell$</TEX> 플라스크 배양에서의 길항물질 최적생산조건은 1.5% starch, 0.6% peptone, 0.3% <TEX>$Na_2$</TEX>HP <TEX>$O_4$</TEX>, 0.15% MgC1<TEX>$_2$</TEX>, pH 8.0, 배양온도 32<TEX>$^{\circ}C$</TEX>, 배양시간 54시간으로 나타났고, 이때 미생물의 수는 1.42<TEX>$\times$</TEX><TEX>$10^{ 8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX>21g-DCW/<TEX>$\ell$</TEX>), 항진균 활성은 13.9mm로 나타났다. 5<TEX>$\ell$</TEX> jar fermenter 배양에서의 길항물질 최적생산조건은 플라스크배양에서의 최적 생산조건에서 공기주입량과 교반속도를 변화시켜 조사한 결과, 공기주입량 2 vvm, 교반속도 200 rpm, 배양시간 48시간 이후 미생물의 수와 균체의 량은 2.06 <TEX>$\times$</TEX> <TEX>$10^{8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX> 및 30g-DCW/<TEX>$\ell$</TEX>, 항진균 활성은 13.4 mm로 나타났다. 2,000 <TEX>$\ell$</TEX> 대형탱크 배양에서는 교반속도 200 rpm, 산소주입량 30 vvm으로 고정하고 10일간 배양하여 미생물의 생육 및 길항물질 생성능을 조사한 결과는 미생물의 수와 균체의 량은 0.81 <TEX>$\times$</TEX> <TEX>$10^{8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX>와 12g-DCW/<TEX>$\ell$</TEX>, 항진균 활성은 8.6mm로 나타나 5<TEX>$\ell$</TEX> jar fermenter 배양에 배해 균의 수는 1/10로 줄었으며 항진균 활성도 64%로 낮게 나타났다.다. The optimal culture conditions in 500<TEX>$m\ell$</TEX> flask suture, 5<TEX>$\ell$</TEX> jar fermenter and 2,000 <TEX>$\ell$</TEX> large stale culture were investigated to maximize the production of antibiotic on Rhizoctonia solani AC4, the causal agent of vegetables damping-off, by the strain Bacillus ehimensis YJ-37. Starch (1.5%) as a carbon source, peptone (0.6%) as a nitrogen source and MgC1<TEX>$_2$</TEX>(0.15%) as a metal ion in the medium containing N <TEX>$a_2$</TEX>HP <TEX>$O_4$</TEX>(0.3%) showed the highest production of the antibiotic(s) in a rotary shake (200 rpm). Optimal initial pH of the culture medium, culture temperature and culture time for the antibiotic(s) production were pH 8.0, 32<TEX>$^{\circ}C$</TEX> and 54hrs, respertively. Under the optimal renditions in flask culture, cell growth and antifungal activity (clear zone size) were 1.42 <TEX>$\times$</TEX> 10<TEX>$^{8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX> (21g-DCW/ <TEX>$\ell$</TEX>) and 13.9 mm, respectively. In 5 <TEX>$\ell$</TEX> jar fermenter (medium 3 <TEX>$\ell$</TEX>), optimal air flow, agitation speed and culture time for the antibiotic(s) production were 2 vvm, 200 rpm and 48hrs, respectively. Under the optimal conditions in 5 <TEX>$\ell$</TEX> jar fermenter, tell growth and antifungal activity were 2.06 <TEX>$\times$</TEX> 10<TEX>$^{8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX> (30g-DCW/ <TEX>$\ell$</TEX>) and 13.4 mm, respectively. Under the culture conditions of air flow (30 vvm) and agitation speed (200 rpm) at 32<TEX>$^{\circ}C$</TEX> for 10 days in 2,000 <TEX>$\ell$</TEX> large scale culture (medium 1,800 <TEX>$\ell$</TEX>, pH 8.0), cell growth and antifungal activity were 0.81<TEX>$\times$</TEX>10<TEX>$^{8}$</TEX> cfu/<TEX>$m\ell$</TEX> (12g-DCW/ <TEX>$\ell$</TEX>) and 8.6 mm, respectively.