과학연구

모주로부터 간헐주입법을 리용한 세균섬유소생성의 최적화

 2024.6.24.

순수한 섬유소인 세균섬유소(BC)는 높은 결정화도, 정확한 나노구조, 높은 생체적합성, 높은 기계적세기, 생물분해성, 무독성, 3차원구조형성능력 등과 같은 독특한 성질을 가지고있는것으로 하여 섬유소를 리용하는 제품생산에서 새로운 재료로 인정되고있다.

이 연구에서는 값눅은 탄소원과 질소원으로서 알콜생산의 부산물인 모주를 세균섬유소생산에 리용할수 있다는것을 밝힌 다음 어떤 물질의 첨가도 없이 간헐주입법으로 층층이 생성시켜 세균섬유소의 생산성을 높였다.

모주농도(60-100%), pH(3.5-7.5), 간헐주입높이(0.5-2.5mm), 간헐주입간격(0-48h)사이의 협동효과들은 응답표면방법을 리용하여 분석하고 BC생산성이 최대로 되는 조건을 밝혔다. 1주일배양에서 간헐주입법을 리용하여 BC를 최대로 생성하기 위한 최적조건은 모주농도(86.2%), pH(5.6), 간헐주입높이(1.4mm), 간헐주입간격(22.2h)이며 이때 BC의 거둠률은 4.41±0.06g L−1였다. 종전의 정치배양에서의 BC거둠률은 2.03±0.05g L−1였다. HS(Hestrin-Scharman)배지와 모주배지를 리용하여 생산한 BC는 푸리예변환적외선스펙트르와 주사전자현미경분석에서 류사한 특성자료들을 나타내며 류사한 결정구조를 보여주었다. 하지만 X-선회절분석에서 모주를 리용한 BC의 결정화도(58.9%)는 HS배지를 리용한 BC의 결정화도(63.9%)에 비하여 낮았다.

연구에서는 BC생산을 위한 대용배지로서 식료페설물인 모주의 리용가능성을 강조하였다.


SEM현미경사진
그림. HS배지와 모주배지에서 생성된 BC시료들의 SEM현미경사진

구체적인 결과는 잡지 《Brazilian Journal of Chemical Engineering》에 《Optimization of bacterial cellulose production from alcohol lees by intermittent feeding strategy》(https://doi.org/10.1007/s43153-022-00283-x)의 제목으로 출판되였다.