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국문 초록 (Abstract)

본 연구는 생분해성 플라스틱인 poly-β-hydroxybutyrate (PHB)의 생산단가를 낮추기 위한 노력으로 저가의 기질로부터 PHB 대량생산을 위한 기초자료를 얻는데 그 목적을 두었다. Hemicellulose hydrolysate...

본 연구는 생분해성 플라스틱인 poly-β-hydroxybutyrate (PHB)의 생산단가를 낮추기 위한 노력으로 저가의 기질로부터 PHB 대량생산을 위한 기초자료를 얻는데 그 목적을 두었다. Hemicellulose hydrolysate는 지구상에 풍부하게 존재하는 저가의 waste by-product로서 xylose가 많이 포함되어 있다. 본 연구에서는 xylose로부터 PHB를 생산할 수 있는 균주를 토양에서 분리하여, 분류학적 위치를 밝히고, 균체 생육 최적 조건, PHB 생산을 위한 최적 발효 배양 조건, PHB의 구조 확인 등을 검토 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 토양으로부터 분리한 균주 J-65는 형태학적, 배양적, 생화학적 및 partial 16S rRNA sequence에 근거하여 Bacillus megaterium로 동정하였다. B. megaterium J-65의 균체 생육 최적 조건은 온도 37℃, 초발 pH 8.0이었으며 2% xylose, 0.25% (NH₄)₂SO₄, 0.3% Na₂HPO₄ㆍ12H₂O, 0.1% KH₂PO₄였다. PHB 축적에 영향을 미치는 요인을 검토하기 위해 균체생육 최적배지에서 37℃, 24시간 1차 배양한 후, 균체를 회수하여 각종 영양분이 결핍된 배지에 2차 배양을 실시한 결과 B. megaterium J-65는 균형생육조건(balanced-growth condition)에서 PHB를 합성하는 균주로 나타났다. PHB보다 물성이 향상된 PHB/HV 공중합체를 생산하기 위하여 보조기질로 propionic acid를 첨가하였을 때, 0.1% propionic acid 농도에서 HV ㏖%가 14%인 PHB/HV 공중합체가 합성되었다. 5 l 용량의 발효조에 B. megaterium J-65를 회분배양하였을 때 배양 21시간에 건조균체량 10 g/l, PHB 3.5 g/l를 얻을 수 있었고, 유가배양을 실시한 결과 배양 48시간에 건조균체량 26.52 g/l, PHB 9.28 g/l를 얻을 수 있었다. 생산된 PHB를 alkaline solution 처리와 chloroform을 이용한 유기용매 추출법을 이용하여 추출ㆍ정제한 후 Gas Chromatography로 정제를 확인하고 300㎒ 1H-NMR을 실시한 결과 3-hydroxybutyrate의 homopolymer임을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A microorganism capable of producing high level of poly-3-hydoxybutyrate (PHB) from xylose was isolated from soil. The isolated strain J-65 was identified as Bacillus megaterium based on the morphological, biochemical and molecular biological characteristics. The optimum temperature and pH for the growth of B. megaterium J-65 were 37℃ and 8.0, respectively. The optimum medium composition for the cell growth was 2% xylose, 0.25% (NH₄)₂SO₄, 0.3% Na₂HPO₄ㆍ12H₂O, and 0.1% KH₂PO₄. The optimum condition for PHB accumulation was same to the optimum condition for cell growth. Copolymer of β-hydroxybutyric and β-hydroxyvaleric acid was produced when propionic acid was added to shake flasks containing 20 g/l of xylose. Fermenter culture was carried out to produce the high concentration of PHB. In batch culture, cell mass was 9.82 g/l and PHB content was 35% of dry cell weight. PHB produced by B. megaterium J-65 was identified as homopolymer of 3-hydoxybutyric acid by GC and NMR.

목차 (Table of Contents)

Introduction
Materials and Methods
Results and Discussion
Acknowledgments
References

Introduction
Materials and Methods
Results and Discussion
Acknowledgments
References
초록

참고문헌 (Reference)

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