KR101214882B1

KR101214882B1 - 균체 배양 방법

Info

Publication number: KR101214882B1
Application number: KR1020077007700A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 히가시야마
Original assignee: 니폰스이산가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2012-12-24
Also published as: CN1746290A; AU2005281109A1; TWI371486B; US9701990B2; JP4624040B2; JP2006067964A; EP2330183A1; WO2006028048A1; MY147430A; CN100482779C; AU2005281109B2; EP1795586A1; ES2387680T3; EP1795586B1; KR20070068357A; CA2579154A1; TW200613546A; US20080311645A1; EP1795586A4; CA2579154C

Abstract

본 발명은 적어도 탄소원 및 질소원을 포함하는 배지에서, 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어할 수 있는 통기 교반형 배양 장치를 사용하여, 고도 불포화 지방산 또는 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 포함하는 화합물 중 적어도 어느 하나를 생산할 수 있는 미생물을 배양하는 방법에 관한 것으로, 배양 개시 시점부터 소정의 시간 동안은 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하로 하는 기계적 교반을 수행하며, 상기 소정의 시간이 경과한 이후에는 P를 교반 소요 동력(W), V를 액량(m³), Vs를 통기 선속도(m/sec)로 할때, KLA(=(P/V)^0.95Vs^0.67)가 59 이상, 통기 선속도 파라메터 Vs^0.67이 0.075 이상, 교반 소정 동력 파라미터(P/V)^0.95가 2O3 이상인 조건을 만족시키는 범위에, 최대 통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중 어느 한쪽을 조정 및 제어하는 것을 특징으로 하는 균체 배양 방법을 제공한다.

통기 교반 배양, 배양

Description

균체 배양 방법{METHOD OF FUNGUS CULTURING}

본 발명은 적어도 탄소원 및 질소원을 포함하는 배지에서, 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어 가능한 통기 교반형 배양 장치를 사용하여, 고도 불포화 지방산 또는 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 포함하는 화합물들 중 적어도 어느 하나를 생산할 수 있는 미생물을 배양하는 균체의 배양 방법에 관한 것이다.

호기 배양에서 산소의 공급이 배양의 결과(예, 고도 불포화 지방산(이하 "PUFA(polyunsaturated fatty acid)"이라고 기재함)의 생산성 등)를 좌우하는 경우가 많으며, 스케일-업을 고려할 경우에는 통기량, 교반 속도, 통기 교반 소요 동력 등의 인자와 함께 KLa(산소 이동 용량 계수)가 지표로서 중요시 여겨진다.

스케일-업을 고려할 경우 KLa를 지표로 두는 이유는, 배양조의 형식이나 규모가 달라도 산소 이동 속도를 동등하게 하면, 동일한 배양 성적이 얻어진다는 생각에 의한 것이다(예, 비특허문헌 1 및 2 참조).

KLa 측정 방법으로 여러가지 방법들이 제안되어 있지만, 그 조작이 복잡한 편이며, 보다 간편한 KLa 추정 방법으로 Cooper 연구진이 KLa에 대하여 KLa = K(P/V)^0.95(Vs)^0.67〔K; 비례 상수, P; 교반 소요 동력(W), V; 액량 (m³), Vs; 통기 선 속도(m/sec)라는 근사식을 제안하였다(비특허문헌 3 참조).

비특허문헌 1: 무라카미 사토시 외, 화학공학논문집 26(4):557-562(2000)

비특허문헌 2: A. E. Humphery, 발효공학회지, 42:334-345(1964)

비특허문헌 3: C. M. Cooper et al., Ind. Chem. Eng. 36:504-509(1944)

발명이 해결하고자하는 과제

Cooper 연구진이 제안한 상기 근사식에 의해 KLa를 예측할 수 있지만, 이는 12매 날개의 Vaned disk형의 날개를 사용하여 KLa와 조작 조건간의 상관성을 구하는 것이므로, 엄밀하게 말하면 이러한 형태와는 다른 배양조에 대해서는 이러한 상관성을 적용할 수 없다.

또한, Cooper 연구진의 실험은 수중에서 실시되는 것이므로, 세균이나 효모 등의 유동성(rheology)이 낮은 배양에 대해서는 그 유용성이 평가되었지만, 사상균이나 방선균과 같이 유동성이 높은 경우에는 실제 배양액과는 상당한 차이가 있는 것으로 여겨지고 있다.

본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로서, 스케일-업할 때에 KLa (산소 이동 용량 계수)를 실제로 구할 필요가 없으며, 또한, PUFA 또는 PUFA를 구성 성분으로 포함하는 화합물의 양호한 생산성을 확보할 수 있는 배양 방법을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 제1 구성 특징은, 적어도 탄소원 및 질소원을 포함하는 배지에서, 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어가능한 통기 교반형 배양 장치를 사용하여, 고도 불포화 지방산 또는 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 포함하는 화합물 중 적어도 어느 하나를 생산할 수 있는 미생물을 배양하는 방법으로서, 배양 개시 시점부터 소정의 시간 동안은 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하로 하는 기계적 교반을 수행하는 단계, 및 상기 소정의 시간 경과 이후에는 P; 교반 소요 동력(W), V; 액량 (m³), Vs; 통기 선속도(m/sec)로 할때, KLA(=(P/V)^0.95 (Vs)^0.67)이 59 이상, 또한 통기 선속도 파라미터 Vs^O.67이 O.O75 이상, 또한 교반 소요 동력 파라미터(P/V)^0.95가 2O3 이상을 만족시키는 범위에서, 최대 통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중 어느 한쪽을 조정 및 제어하는 단계를 포함한다.

(작용 및 효과)

본 발명의 제1 구성 특징에 의하면, 적어도 탄소원 및 질소원을 포함하는 배지를 이용하여 배양할 수 있으며, 기계적 교반을 수행함에 의해 항상 균질한 것을 제조할 수 있다. 그 결과, 균체의 증식이나 생산성에 있어서의 재현성을 확보할 수도 있다.

또한, 통기 교반형 배양조에서 배양이 수행되므로, PUFA 또는 PUFA를 구성 성분으로 포함하는 화합물 중 적어도 어느 하나(이하, "PUFA류"라고 기재함)를 생산하는 호기성 미생물을 효율적으로 배양할 수 있다.

또한, 상기 통기 교반형 배양조는 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어 가능하므로, 배양액의 용존 산소 농도를 PUFA류의 생산에 알맞는 범위로 수시 조절할 수 있다.

또한, 배양 시작한 후 소정 시간 동안은 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하로 하는 교반 전단력이 작은 기계적 교반을 행함으로써, 방선균이나 사상균의 균사 및 펠렛형 균체가 받는 물리적 손상을 억제할 수 있다. 그 결과, 이들 균체를 PUFA류의 생산에 적합한 형태로 배양할 수 있다.

그리고, 소정 시간이 경과 후에는 KLA(=(P/V)^0.95 Vs^0.67)을 59 이상, 또한 통기 선속도 파라미터 Vs^0.67[(m/sec)^0.67]를 O.O75 이상, 또한 교반 소요 동력 파라미터 (P/V)^0.95[(W/m³)^0.95]를 203 이상으로 만족시키는 범위에서, 최대 통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중 어느 하나를 조정 및 제어함으로써, 더욱 효율적으로 PUFA류 생산균을 배양할 수 있다. 따라서, PUFA류의 생산성 향상을 촉진시킬 수 있다(P; 교반 소요 동력(W), V; 액량 (m³), Vs; 통기 선속도(m/sec)). 즉, KLA(=(P/V)^0.95 Vs^0.67)이 59 보다 작을 경우, 통기 선속도 파라미터 Vs^0.67 [(m/sec)^0.67]이 0.075 보다 작을 경우에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, PUFA류(여기서는, 아라키돈산)의 생성량이 적다. 또한, 교반 소요 동력 파라미터(P/V)^0.95[(W/m³)^0.95]을 203 이상으로 하는 것은, 표 4의 Ex. 4-2란에 도시한 바와 같이, 단위 액량 당 교반 동력을 배양 시작시 269(W/m³) 이상, 즉, 교반 소요 동력 파라미터 (P/V)^0.95 [(W/m³)^0.95]을 203 이상으로 하여 배양 시작시기 이상의 교반, 바람직하게는, 배양 시작시보다 강하게 교반을 하는 것을 의도하는 것이다.

또한, 스케일-업을 할 때에는, 상기 수치를 기초로 최대 통기량과 최대 교반 소요 동력을 설정하여, 최소한의 통기량이나 교반 동력으로도 생산성이 높은 배양을 행할 수 있다. 이에 따라, 유지 비용의 저감과도 직결되므로, 생산 효율이 매우 높은 스케일-업을 실현할 수 있다.

본 발명의 제2 구성 특징은, 상기 고도 불포화 지방산이 아라키돈산이라는 점에 있다.

(작용 및 효과)

아라키돈산은 혈액이나 간장 등의 중요한 기관을 구성하고 있는 지방산의 약10% 정도를 차지하고 있다(예, 인간 혈액의 인지질의 지방산 조성비는 아라키돈산 11%, EPA 1%, DHA 3%). 그리고, 아라키돈산은 세포막의 주요 구성 성분으로서, 막의 유동성 조절에 관여하여, 체내 대사에 여러가지 기능을 나타내며, 프로스타글라딘류의 직접적인 전구체로서 중요한 역활을 한다.

특히, 최근에는 유아 영양으로서의 아라키돈산의 역할과, 신경 활성 작용을 나타내는 내인성 카나비노이드(2-아라키도노일 모노글리세롤, 아난다미드)의 구성 지방산으로 주목받고 있다.

통상적으로 리놀산이 많은 식품을 섭취하면 리놀산은 아라키돈산으로 변환되지만, 성인병 환자나 잠재 환자, 유아, 노인에서는 생합성에 관여하는 효소의 작용이 저하되어, 이들 아라키돈산이 부족한 경향이 있다. 이로 인해, 유지(트리글리세리드의 구성 지방산)로, 아라키돈산을 직접 섭취하는 것이 요망된다.

본 발명의 제2 구성 특징에 의하면, 이와 같이 특히 유아 영양으로서 중요한 역할을 하는 아라키돈산 또는 아라키돈산을 구성 지방산으로 하는 유지 등의 화합물 중 적어도 어느 하나를 효율적이고 안정적으로 생산하는 것이 가능하다. 이들이 배합된 음식물, 치료용 영양식, 사료 및 의약품 등의 제조 판매를 통하여, 공중 건강의 유지 및 증진에 기여할 수 있다.

본 발명의 제3 구성 특징에 있어서, PUFA류 생산균은 모르티에렐라(Mortierella) 속 모르티에렐라(Morherella) 아속의 균체이다.

(작용 및 효과)

본 발명의 제3 구성 특징에 의하면, 하기와 같이, PUFA류 생산균을 모르티에렐라(Mortierella) 속 모르티에렐라(Mortierella) 아속으로 이용함으로써, PUFA류를 보다 효율적으로 생산 가능하며, 또한 이들 균체를 용이하게 입수할 수 있다.

본 발명의 제4 구성 특징에 있어서, 배양 개시 후 소정 시간은 바람직하게 12-24시간이다.

(작용 및 효과)

본 발명의 제4 구성 특징에 있어서, 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하로 하는 교반 전단력이 작은 기계적 교반을 배양 개시후 12-24시간 수행하며, 상기 기간동안 배양중에 펄프형 균사로부터 펠렛형 균체로 형태 변화를 일으키는 균체가 효율적으로 형태 변화되도록 함으로써, 그 후의 배양액 점도가 현저하게 증가하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, PUFA류를 보다 효율적으로 생산하는 것이 가능하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

(실시예)

본 발명에 사용되는, PUFA 또는 PUFA를 구성 지방산으로 포함하는 화합물(예, 유지(트리글리세리드) 및/또는 인지질) 중 적어도 어느 하나에 대한 생산능력이 있는 미생물로는, 예컨대 모르티에렐라(Mortierella) 속, 코니디오볼러스(Conidiobolus) 속, 피티움(Pythium) 속, 피토프소라(Phytophthora) 속, 페니실리움(Penicillium) 속, 클라도스포리움(Cladosporium) 속, 뮤코(Mucor) 속, 푸사리움(Fusarium) 속, 아스퍼질러스(Aspergillus) 속, 로도토룰라(Rhodotorula) 속, 엔토모프토라(Entomophthora) 속, 에키노스포란지움(Echinosporangium) 속, 사프로레그니아(Saprolegnia) 속에 속하는 미생물을 들 수 있다.

특히, 모르티에렐라(Mortierella) 속 모르티에렐라(Mortierella) 아속에 속하는 미생물로는, 예컨대 모르티에렐라 엘롱가타(Mortierella elongata), 모르티에렐라 엑시구아(Mortierella exigua), 모르티에렐라 하이그로필라(Mortierella hygrophila), 모르티에렐라 알피나(Mortierella alpina) 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 모르티에렐라 엘롱가타 IFO8570, 모르티에렐라 엑시구아 IFO8571, 모르티에렐라 하이그로필라 IFO5941, 모르티에렐라 알피나 IFO8568, ATCC16266, ATCC32221, ATCC42430, CBS219.35, CBS224.37, CBS250.53, CBS343.66, CBS527.72, CBS529.72, CBS608.70, CBS754.68 등의 균주를 들 수 있다.

이들 균주는 모두 오사카시의 재단법인 발효연구소(IFO), 미국의 아메리칸 타입 컬처 콜렉션(American Type Culture Collection, ATCC) 및 Centrralbureau voor Schimmelcultures(CBS)로부터 아무런 제한없이 입수할 수 있다. 또한, 본 발명의 연구 그룹이 토양으로부터 분리한 균주 모르티에렐라 엘롱가타 SAM0219(FERM P-8703)(FERM BP-1239, 기탁일: 1986. 3. 19) 및 모르티에렐라 알피나 1S-4을 사용할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 균주를 배양하기 위하여, 그 균주의 포자, 균사, 또는 미리 배양하여 수득한 종 배양액 또는 종 배양으로 회수한 균체를 액체 배지에 접종하여, 본 배양한다. 액체 배지의 경우에, 탄소원으로는 글루코스, 프럭토스, 자일로스, 사카로스, 말토스, 가용성 전분, 당밀(molasses), 글리세롤, 만니톨, 당화 전분 등의 일반적으로 사용되는 것을 모두 사용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다. 질소원으로는 펩톤, 효모 엑기스, 맥아 엑기스, 육류 엑기스, 카자미노산, 옥수수 침지액(corn steep liquor; CSL), 대두 단백질, 탈지 대두(콩), 면실박(cottonseed meal) 등의 천연 질소원 이외에도, 요소 등의 유기 질소원 및 질산나트륨, 질산암모늄, 황산암모늄 등의 무기 질소원을 이용할 수 있다. 특히, 대두로부터 얻어지는 질소원으로는, 구체적으로는, 대두, 탈지 대두, 대두 후레이크, 식용 대두 단백질, 비지, 두유, 콩가루 등을 들 수 있고, 특히, 탈지 대두에 열 변성을 실시한 것이며, 보다 바람직하게는 탈지 대두를 약 70-90 ℃에서 열 처리한 후 에탄올 가용 성분을 제거한 것을 단독 또는 복수로, 또는 상기 질소원과 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 필요에 따라, 인산 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온 이외에도, 철, 구리, 아연, 망간, 니켈, 코발트 등의 금속 이온이나, 비타민 등을 미량 영양원으로 사용할 수 있다. 이들 배지 성분은 미생물의 생육을 저해하지 않는 농도라면 특별한 제한은 없다. 실제, 일반적으로 탄소원의 총 첨가량은 0.1-40 중량%, 바람직하게는 1-25 중량%이고, 질소원의 총 첨가량은 2-15 중량%, 바람직하게는 2-10 중량%이다. 보다 바람직하게는, 초기 탄소원 첨가량으로 1-5 중량%를, 초기 질소원 농도를 3-8 중량%로 하고, 배양 도중에 탄소원 및 질소원을 추가하며, 더 바람직하게는 탄소원만을 추가하여 배양한다.

또한, 불포화 지방산의 수율을 증가시키기 위해서, 불포화 지방산의 전구체로서, 예컨데, 헥사데칸 또는 옥타데칸과 같은 탄화수소; 올레핀산 또는 리놀산과 같은 지방산 또는 그 염, 또는 지방산 에스테르, 예를 들면, 에틸에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르; 또는 올리브유, 대두유, 유채 기름, 면실유 또는 야자유와 같은 유지류를 단독으로, 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 기질의 첨가량은 배지에 대해 0.001-10%, 바람직하게는 0.5-10%이다. 또한 이들 기질은 유일한 탄소원으로 사용하여 배양할 수도 있다.

본 발명에서의 미생물 배양 온도는 사용하는 미생물에 따라 상이하다. 예를 들면, 5-40 ℃에서, 바람직하게는 20-30 ℃에서, 또는 20-30 ℃에서 배양하여 균체를 증식시킨 후, 5-20 ℃에서 배양을 계속하여, 불포화 지방산을 생산할 수도 있다. 이러한 온도 관리에 의해서, 생성되는 지방산내 고도 불포화 지방산의 비율을 증가시킬 수 있다.

종 배양에서는 통기 교반 배양, 진탕 배양, 고체 배양, 또는 정치 액체 배양을 수행하며, 본 배양에서는 통기 교반 배양을 수행한다. 본 배양 시작시기(종 배양액 접종시)의 배지 pH는 5-7로, 바람직하게는 5.5-6.5로 조정한다. 본 배양 기간은 통상 2-30일이며, 바람직하게는 5-2O일이며, 보다 바람직하게는 5-15일이다.

본 배양 방법은 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어가능한 통기 교반형 배양 장치를 사용하여 수행하며, 교반 날개 직경(=d) 및 배양조 직경(=D)의 비율(d/D)이 0.30-0.6, 바람직하게는 d/D=0.34-0.55, 보다 바람직하게는 d/D=0.37-0.55, 가장 바람직하게는 d/D=O.42-0.55인 교반 날개를 구비한 배양조를 이용하여 배양한다.

모르티에렐라 속 모르티에렐라 아속에 속하는 미생물은, 아라키돈산을 주된 구성 지방산으로 하는 유지(트리글리세리드)를 생산할 수 있는 미생물인 것으로 알려져 있다. 본 발명자들은, 상기 균주에 변이를 도입함으로써 디호모-γ-리놀렌산을 주된 구성 지방산으로 하여 이루어지는 유지(트리글리세리드)를 생산할 수 있는 미생물(일본 특개평5-91887)이나, ω9계 고도 불포화 지방산을 주된 구성 지방산으로 하여 이루어지는 유지(트리글리세리드)를 생산할 수 있는 미생물(일본 특개평5-91888)을 수득하였다. 또한, 고농도의 탄소원에 내성인 미생물(WO98/39468)도 수득하였다. 이들 미생물은 모르티에렐라 속 모르티에렐라 아속의 미생물이며, 본 발명의 배양법으로 배양함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 균체, 배지, 배양 장치를 사용하여 행해지는 본 배양의 배양 프로세스를 개략적으로 설명한다.

먼저, 배양 개시 시점에는 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하로 하는 비교적 약한 기계적 교반 및 통기를 행하면서 배양을 수행한다.

이 때 통기량은 특별히 아무런 제한도 없다. 방선균이나 사상균을 호기적인 조건 하에서 액체 배양하면, 영양 증식기부터 생산기로 이행하는 시기에 펄프형 균사로부터 펠렛형 균체(다른 명칭으로, 구형 균사)로 형태가 변할 수도 있다.

여기서, 펠렛형 균체는 액체 배지로 배양하였을 때의 방선균이나 사상균의 균형태 중 하나이며, 평균 직경 0.2 내지 수 밀리의 구형 또는 방추형의 균사 집합체이다.

또한, 펄프형 균사는 액체 배지로 배양하였을 때의 방선균이나 사상균의 전형적인 균 형태이며, 직선 또는 방사상으로 자란 균사가 분산된 상태를 나타낸다. 즉, 이러한 펄프형 균사에서 펠렛형 균체로의 형태 변화는 PUFA류의 생산성과 밀접하게 관계 있다.

교반 전단력이 큰 기계적 교반이 펠렛형의 균 형태를 파괴하거나 또는 펠렛형으로의 형태 형성을 방해한다면, 균체가 증식됨에 따라 배양액의 점도는 증가하여, 혼합 효율은 떨어지게 된다. 그 결과, 산소 등이 균체에 충분히 공급되기 어려워져, PUFA류의 생산성이 저하되는 것으로 여겨진다.

종래에는 펠렛형으로의 형태 형성을 촉진시키기 위해, 최적 배지 조성을 검토하거나, 또는 통기 가스내 산소 분압을 조정한다. 본 발명에서는, 배양을 개시한 후 소정의 시간 동안 교반 전단력이 적은 교반을 수행함으로써, 균체의 펠렛형으로의 형태 형성을 촉진시킨다.

통기 교반형 장치에는 용존 산소 농도 검출 센서가 장착되어 있어, 배양액의 용존 산소 농도가 모니터닝된다.

균체가 증식되면서 배지의 용존 산소 농도(DO)는 저하되기 시작하지만, DO 값이 PUFA류의 생산성에 영향을 미치지 않는 하한 DO 값(약 50%)에 도달하기 직전에, 교반 동력과 통기량을 높여, DO값을 유지하도록 조정한다.

하한 DO 값까지 도달하는 시간은 배양 개시로부터 약 12-24시간 후이다. 그 후에는, KLA (=(P/V)^0.95Vs^0.67)이 59 이상, 통기 선속도 파라미터 Vs^0.67 [단위 :(m/sec)^0.67]가 O.O75 이상, 및 교반 소요 동력 파라미터(P/V)^0.95 [단위: ( W/m³)^0.95가 203 이상을 만족시키는 범위로, 최대 통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중의 어느 하나를 조정 및 제어하면서, 배양한다. 상기 조정 및 제어의 구체적인 예로, 최대통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중 어느 하나를 높이거나, 둘다를 높이는 것을 고려한다.

본원에서, KLA 값은 본 발명자들이, Cooper 연구진의 KLa(산소 이동 용량 계수) = K(P/V)^0.95(Vs)^0.67이라는 근사식을 바탕으로, 새로 설정한 파라미터이다. 본 발명자들은 KLA값과 PUFA류의 생산량 사이에 양호한 긍정적인 상관성이 있음을 최초로 발견하였다.

배양을 개시한 후 약 40-48시간 후에, 배지 영양원(특히, 질소원)이 소진되고 균체 농도가 최고값에 도달하며, 영양 증식기에서 PUFA류의 생산기로 이행하여 PUFA류의 균체내 축적이 촉진된다.

이어, 배양 중에 수시로 글루코스를 배지에 첨가하면서, 약 5-15일간 배양한다. 배양 종료 후, 균체는 회수하여 건조시키고, 건조 균체는 헥산 추출 등을 실시하여 PUFA 또는 PUFA를 구성 지방산으로 포함하는 화합물(예, 트리글리세리드나 인지질 등) 중 적어도 어느 하나를 수득한다.

도 1은 각 배양으로 얻어진 아라키돈산 생성량과 KLA값의 관계를 나타낸 것이다.

도 2는 KLa값을 구성하는 2개의 파라미터인 (P/V)^0.95값과 Vs^0.67값의 상관 관계를 나타낸 것이다.

실시예 1(교반 소요 동력 측정)

10 kL 용량의 통기 교반 배양기에 수도물 6 kL(=V)을 넣고, 통기 1 vvm 조건하에 여러 교반 회전수로 운전하였을 때의 교반 소비 전력을 측정하였다(=A). 다음으로, 동일한 배양조 및 동일한 회전수로 공운전을 실시하여 교반 소요 전력을 측정하였다(=B). 공운전시에는, 교반축의 과열을 방지하기 위해, 교반 날개 보다 하위 수위에서 교반축 하부 축받이 부분이 물에 잠기게 물을 넣어 운전하였다.

전력 측정으로, 인버터(inverter)의 1차측(전원측)에 전력계(히오키전기(주), clamp-on 전력계)를 설치하여 유효 전력을 측정하였다.

A값에서 B값을 공제한 값을 교반 소요 동력(=P)으로 하고, P값을 액량으로 나눈 값을 액량 당 교반 소요 동력((=P/V)으로 구하였다. 구해진 실측값은 아래 표에 나타낸다.

표 1

교반 회전 속도(rpm)(=N)	물 주입 운전시 소비 전력(kW)(=A)	공회전시 소비 전력(kW)(=B)	교반 소요 동력(kW)(P=A-B)	액량 당 교반 소요 동력(kW/m³)(P/V)
35	1.660	0.630	1.030	0.172
65	6.804	1.050	5.754	0.959
95	17.528	1.498	16.030	2.672

실측값을 가로축이 교반 회전수(=N)이고, 세로축이 액량 당 교반 소요 동력(=P/V)인 그래프 상에 나타내고, 근사식 P/V=XN^Y의 파라미터 X 및 Y를 최소자승법으로 구하였다. 구해진 X값, Y값 및 근사식을 이용하여, 임의의 교반 회전수에서의 단위 액량 당 교반 소요 동력을 구하였다.

배양조의 통기를 정지시키면 교반 소요 동력 증가가 관찰되었으며, 상기와 동일한 방법으로 무통기시의 X값 및 Y값을 구하여, 임의의 교반 회전수에서의 액량 당 교반 소요 동력을 구하였다.

실시예 2(배양액의 교반 소요 동력)

아라키돈산 생산균인 모르티에렐라 알피나 1S-4 균주(Mortierella alpina 1S-4 균주)를 1O kL의 배양조에 배양하였다. 배양액 6 kL, 통기 1 vvm 조건하에, 다양한 교반 회전수를 운전하여, 교반 소비 전력을 측정하였다. 그 결과는 아래 표에 나타낸다.

표 2

교반 회전수(rpm)(=N)	배양액 주입 운전시 전력 소비(kW)(=A)
35	1.720
65	6.700
95	17.612

실시예 1 및 실시예 2에서 수득된 교반 동력을 비교한 결과, 물 주입 운전시(실시예 1)와 배양액 주입시(실시예 2)에서는 교반 동력에 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. 따라서, 배양 중의 교반 소요 동력은 동일한 배양조에 대한 물 주입 운전시에 구한 교반 소요 동력과 거의 근사할 수 있는 것으로 생각되었다.

실시예 3

M. alpina 1S-4 균주의 포자 현탁액을 효모 엑기스 1.0%, 글루코스 2.0%, pH 6.3의 배지에 0.1 %(vol%) 접종하고, 왕복 진탕 100 rpm으로 28 ℃에서 종 배양(제 1 단계)을 개시하여, 3일간 배양하였다.

다음으로, 효모 엑기스 1%, 글루코스 2%, 대두유 0.1%, pH 6.3의 배지 30 L을 50L 용 통기 교반 배양조에 준비하고, 여기에 종 배양(제 1 단계)액을 접종하여, 교반 회전수 2O0 rpm, 온도 28 ℃, 배양조 내압 150 kPa의 조건에서, 종 배양(제 2 단계)을 개시하여, 2일간 배양하였다.

이후, 10 kL 용량의 통기 교반조(배양조 내직경 1.8 m)에 본 배양의 배지를 준비하였다. 배지 제조 방법은, 우선 4500 L의 배지(배지A :대두분 336 kg, KH₂PO₄ 16.8 kg, MgCl₂?6H₂O 2.8 kg, CaCl₂?2H₂O 2.8 kg, 대두유 5.6 kg)를 pH 4.5로 제조한 다음, 121 ℃에서 20분간 상기 배양조 내에서 멸균하였다. 다른 배지로는, 1000 L의 배지(배지B: 함수 글루코스 112 kg)를 121 ℃에서 20분간 다른 배양조에서 멸균하고, 이를 무균으로 본 배양조에 이송하여 상기 배지A에 첨가하였다(첨가후의 배지를 배지C로 한다). 배지C에 멸균한 수산화나트륨 수용액을 무균 첨가하여 pH 6.1로 조정한 후, 용량 28L의 종 배양액(제 2 단계)을 무균 조작으로 접종하고, 초기 배양액을 총 560O L(배양조 용적 1O kL)로 조절하다. 온도 26 ℃에서, 내압 20O kPa, 통기량 49 m³/hr(통기 선속도(=Vs) O.OO535 m/sec) 및 배양 액량 당 교반 소요 동력(=P/V) 112 W/m³으로 배양을 개시하였다. 배양 시작시점의 각 파라미터 값은 다음과 같이 구하였다.

(수식 1)

(P/V)^0.95: 89[(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: O.O3[(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 2.67[(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 15 시간째에 교반 동력(=P/V)을 880 W/m³로 변경하고, 배양 40 시간이 될때까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 높여, 통기량은 437 m³/hr(통기 선속 도(=Vs): 0.0477 m/sec)까지, 교반 동력(=P/V)은 3250 W/m³까지 높였다. 통기 교반을 높인 상태에서의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 2)

(P/V)^O.95: 2169[(W/m³)^O.95]

Vs^0.67: O.13O[(m/sec)^0.67]

KLA(=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 282 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양중에 하기와 같이 배지를 첨가하면서, 306 시간의 본 배양을 실시하였다. 배양 종료시점에는 배지 첨가에 의한 증가분과 증발에 의한 감소분의 영향으로, 배양액의 양은 7750 L이었다.

표 3

본 배양 시간	첨가 배지
19시간 후	함수 글루코스 280 kg/460 L
43시간 후	함수 글루코스 280 kg/460 L
67시간 후	함수 글루코스 252 kg/390 L
91시간 후	함수 글루코스 252 kg/410 L
120시간 후	함수 글루코스 224 kg/370 L
140시간 후	함수 글루코스 168 kg/280 L
163시간 후	함수 글루코스 168 kg/270 L

배양 종료후, 120 ℃에서 20분간 살균한 후, 연속식 탈수기로 습윤한 균체를 회수하여, 진동 유동층 건조기에 의한 열풍 건조(열풍 온도 120 ℃)로 수분 함량 2 wt%까지 건조하였다. 건조한 균체를 유동층에서 실온 공기의 공급에 의해 40 ℃까지 냉각시킨 후, 공기 수송기를 이용하여 충전 장소로 건조 균체를 수송하였다. 얻어진 건조 균체를 용적 약 1 m³의 알루미늄 파우치제 컨테이너 백에 질소 가스와 함께 충진하여, 백 입구는 열로 봉합한 다음 10 ℃ 이하의 냉장실에서 보관하였다.

컨테이너 백에서 꺼낸 건조 균체에 대한 헥산 추출을 실시하고, 헥산 용액은 여과하여 함유된 고형분을 제거하였다. 그 후, 이를 감압하에 가열함으로써 헥산을 제거하여, 아라키돈산을 구성 지방산으로 하는 오일 조산물을 수득하였다.

실시예 4 (배양 개시 시점에서의 교반 소요 동력의 영향)

실시예 3과 동일한 방법으로 종 배양하고 본 배양의 배지를 제조하였다. 배양 개시 시점의 교반 조건을 하기 표에 나타낸 바와 같이, 여러가지 조건으로 설정하는 것 이외에는, 실시예 3과 동일한 조건으로 본 배양을 실시하였다.

배양 결과, 배양 개시 시점의 P/V값이 아라키돈산 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 관찰되었다.

표 4

실험 No.	배양 개시 조건		배양 결과
실험 No.	배양 개시 시점의 통기 선속도, P/V(W/m³)	파라미터(P/V)^0.95[(W/m³)^0.95]	배양액 당 아라키돈산 생성량(※)(g/L)
Ex. 4-1	41	34	22.4
Ex. 4-2	269	203	22.40
Ex. 4-3	810	579	17.0
Ex. 4-4	3250	2169	14.1
Ex. 3(실시예 3)	112	89	22.8

(※) 각 배양마다 증발과 글루코스 첨가에 의해 배양액량이 변동되기 때문에, 하기 식으로 보정한 값.

(수식 3)

아라키돈산 생성량(보정치)

= 배양 종료시의 배양액 당 아라키돈산 생성량 X 배양 종료시 배양액의 양/배양 개시시 배양액의 양

실시예 5 (배양 개시시 통기량의 영향)

실시예 3과 동일한 방법으로 종 배양을 수행하고, 본 배양의 배지 제조를 실시하였다. 배양 개시의 통기 조건을 하기 표에 나타낸 바와 같이 여러가지 조건으로 설정하는 것 이외에는, 실시예 3과 동일한 조건으로 본 배양을 수행하였다. Ex. 5-1 및 Ex. 5-2 모두 통기량이 배양 개시 시점보다 높게 설정되어 있어, Ex. 3에 상당히 높은 수준의 발포성이 배양 개시 시점부터 배양 20 시간 경과시까지 관찰되었다. 이에, 거품 발생을 억제하기 위해, 간헐적으로 통기를 정지하는 방법을 채택하였다.

통기하면, 거품이 발생되고 거품의 높이가 상승하기 시작하였다. 거품 높이가 배양조의 천장 부근(배기 라인 가까이)까지 상승하면 즉시, 배양액에 대한 통기를 정지시켰다. 통기를 정지시키면, 거품 높이는 하강되기 시작하며, 동시에 배양액중의 용존 산소 농도(DO)도 저하되기 시작하였다. 아라키돈산 생산성에 영향을 미치지 않는 하한 DO 값에 이르기 직전에, 다시 통기를 개시하였다. 동일한 조작을 발포성이 안정될 때까지 반복하였다. 본 실험에서 통기 선속도 Vs는 통기하는 상태에서의 통기 선속도이며, 간헐 통기법을 고려한 통기량 누적 평균값이 아니다. 또한, 아라키돈산 생산성에 영향을 미치지 않는 하한 DO 값은, 통기 정지로 인한 DO 감소와 시간의 경과간의 직선 관계가 없어지는 범위 이하의 DO 농도(경계 DO 농 도)이다. 경계 DO 농도는 미리 동등한 조건으로 배양하여 동적 측정법("발효공학의 기초(1988), 학회출판 센터, 이시자키 후미 아키라 번역")에 의해 구하였다.

배양 결과로부터, 배양 개시 시점의 Vs 값은 아라키돈산 생산에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

(표 5)

실험 No.	배양 개시 시점의 조건		배양 결과
실험 No.	배양 개시 시점의 통기 선속도, Vs(m/sec)	파라미터, Vs^0.67[(m/sec)^0.67]	배양액 당 아라키돈산 생성량(※), (g/L)
Ex. 5-1	0.0196	0.0719	22.3
Ex. 5-2	0.0477	0.130	22.6
Ex. 3(실시예 3)	0.00535	0.0301	22.8

(※) 각 배양마다 증발과 글루코스 첨가에 의해 배양액 양이 변동되기 때문에, 하기 식으로 보정한 값.

(수식 4)

아라키돈산 생성량(보정치)

= 배양 종료시점의 배양액 당 아라키돈산 생성량 x 배양 종료시점의 배양액 양/배양 개시시점의 배양액 양

실시예 6 (최고 KLA 값의 영향)

실시예 3과 동일하게 종 배양을 수행하고, 본 배양의 배지를 제조하였다. 실시예 3과 마찬가지로, 온도 26 ℃, 내압 200 kPa, 통기량 49 m³/hr(통기 선속도(=Vs)로서 0.00535 m/sec), 배양액 당 교반 소요 동력(=P/V) 112 W/m³로 배양을 개시하였다. 배양 개시 시점의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 5)

(P/V)^0.95: 89 [(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: O.O3 [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95Vs^0.67): 2.67 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 18시간째에 교반 소요 동력(=P/V)을 380 W/m³로 변경하고, 그로부터 배양 48시간까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 높여, 다양한 최대 통기량 및 최대 교반 동력 조건에서 배양하였다. 도 1에 각 배양에서의 아라키돈산 생성량과 배양 중의 최대 KLA(=(P/V)^0.95 Vs^0.67) 값의 관계를 나타내었다. 그 결과, KLA 값과 아라키돈산 생성량의 사이에는 양호한 정의 상관 관계가 있다는 것이 확인되었다. 또한, 도 1에서, KLA 값을 100 이상으로 높이더라도 아라키돈산 생성량이 15-16 g/L 정도로 적게 수득되는 경우(예, 도 1에서 A 범위내 데이타)가 있어, KLA와 아라키돈산 생성량의 상관관계에서 이탈되는 경우도 확인되었다. 이러한 원인을 고찰하기 위하여, KLA 값을 구성하는 2개의 파라미터, (P/V)^0.95값과 Vs^0.67값의 상관관계를 도시하였다(도 2). 도 2의 A'으로 표시한 범위내 데이타는 도 1의 A로 표시한 범위내의 데이타에 대응된다. 그 결과, KLA 값이 높아도 Vs^0.67값이 0.075 이상을 만족시키지 않으면, KLA 값 증가에 의한 아라키돈산 생성량의 증대 효과가 나타나 지 않는다는 것을 알 수 있었다.

실시예 7

실시예 3과 동일하게 종 배양을 실시하였다. 실시예 3과 동일한 농도 조성의 본 배양 배지 1300 L를 2 kL 용량의 배양조에 준비하여, 26 ℃, 내압 20O kPa, 통기 선속도 O.0087(m/sec), 배양액 당 교반 소요 동력(=P/V) 264 W/m³로 배양을 개시하였다. 배양 개시 시점의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 6)

(P/V)^0.95: 199 [(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: O.O42[(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 8.28 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 24 시간째에 교반 소요 동력(=P/V)을 890 W/m³로 변경하고, 이때부터 배양 48 시간째까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 높여, 통기 선속도 Vs를 0084(m/sec)까지, 교반 동력 P/V를 1493 W/m³까지 높였다. 통기 교반을 높인 상태에서의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 7)

(P/V)^0.95: 1O36 [(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: 0.191 [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 198 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 중에, 실시예 3과 동일한 조성 농도의 글루코스를 첨가하여, 306 시간의 본 배양을 수행함으로써, 아라키돈산 생성량(보정치) 20.0 g/L을 수득하였다.

실시예 8

아라키돈산 생산균으로 모르티에렐라 알피나(Mortierella alpina) CBS 754.68 균주를 이용하였다. 보존시킨 균주를 이용하여, 실시예 3과 동일한 방법으로 종 배양하였고, 본 배양의 배지를 준비하였다. 온도 26 ℃, 내압 200 kPa, 통기량 49 m³/hr(통기 선속도(=Vs): O.00535 m/sec) 및 배양액 당 교반 소요 동력(=P/V) 112 W/m³ 조건으로 배양을 개시하였다. 배양 개시 시점의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 8)

(P/V)^0.95: 89 [(W/m³)^0.95]

Vs^O.67: O.O3[(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 2.67 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

상기 조건으로 배양을 개시을 시작하고, 처음 교반 회전수의 변경 시간을 다양한 시점으로 어긋나게 설정하여, 복수 배양(실험 No. Ex. 6-1 내지 6-4)을 실시하였다. 교반 회전수를 처음 변경할때에는, 교반 동력(=P/V)을 380 W/m³으로 변경 하고, 이때부터 배양 48시간째까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 증가시켜, 최대 통기량 437 m³/hr(통기 선속도(=Vs): 0.0477 m/sec) 및 최대 교반 동력(=P/V) 3250 W/m³이 될때까지 증가시켰다. 통기 교반을 높인 상태에서의, 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 9)

(P/V)^0.95: 2169 [(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: O.13O [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 282 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 중에, 실시예 3과 동일하게 글루코스를 첨가하였고, 288 시간의 본 배양을 수행하였다.

배양 결과, 배양 개시 후 최초의 교반 동력 변경 시간이 아라키돈산 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

표 6

실험 No.	최초의 교반 동력 변경 시간(종 배양 접종, 본 배양 개시 시점으로부터의 경과시간)	배양결과※ 배양액 당 아라키돈산 생성량(g/L)
Ex. 6-1	6시간	10.1
Ex. 6-2	12시간	18.5
Ex. 6-3	24시간	18.7
Ex. 6-4	30시간	9.5

(※) 각 배양마다 증발과 글루코스 첨가에 의해 배양액 양이 변동되기 때문 에, 하기 식으로 보정한 값.

(수식 10)

아라키돈산 생성량(보정치)

= 배양 종료 시점의 배양액 당 아라키돈산 생성량 x 배양 종료 시점의 배양액 양/배양 시작 시점의 배양액 양

실시예 9 (DGLA 생산)

디 호모-γ-리놀렌산 생산균으로 모르티에렐라 알피나(Mortierella alpina) SAM1860 균주를 이용하였다. 플라스크에 효모 엑기스 1%, 글루코스 2%, pH 6.3의 배지를 준비하여, 여기에 보존시킨 균주를 접종한 다음 100 rpm으로 28 ℃에서, 3일간 종 배양(제 1 단계)하였다. 다음으로, 효모 엑기스 1%, 글루코스 2%, 대두유 0.1%, pH 6.3의 배지 30 L을 50 L 용량의 통기 교반 배양조에 준비하고, 여기에 상기 종 배양(제 1 단계)의 배양액을 접종하여, 교반 회전수 200 rpm으로, 28 ℃에서, 배양조 내압 150 kPa의 조건으로 2일간 종 배양(제 2 단계)을 실시하였다.

이후, 탈지 대두분 4%, 글루코스 1.8%, KH₂PO₄ 0.3%, Na₂SO₄ 0.1%, MgCl₂?6HO₂ 0.05%, CaCl₂?2H₂O 0.05%, 대두유 0.1% 및 pH 6.1의 배지에 종 배양액(제 2 단계) 0.5%을 접종하여, 배양액 4000 L으로 본 배양을 개시하였다.

배양은, 온도 26 ℃, 내압 200 kPa, 통기량 52 m³/hr(통기 선속도(=Vs): 0.0057 m/sec), 배양액 당 교반 소요 동력(=P/V) 3O W/m³로 개시하였다. 배양 개시 시점의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 11)

(P/V)^0.95: 25 [(W/m³)^0.95]

Vs^O.67: O.O 313 [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 0.782 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

상기 조건으로 배양을 개시하여, 배양 개시후 19 시간째에 교반 동력을 변경한 다음 배양 48 시간째까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 높여, 최대 통기량 240 m³/km(통기 선속도(=Vs): 0.0262 m/sec), 최대 교반 동력(=P/V) 1251 W/m³까지 증가시켰다. 통기 교반을 높인 상태에서의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 12)

(P/V)^0.95: 875.9 [(W/m³)^0.95]

Vs^O.67: O.O871 [(m/sec)^0.67]

KLA = (P/V)^0.95 Vs^O.67): 76.3 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 중에 글루코스를 첨가하면서 160 시간의 본 배양을 수행하였다. 배양 종료 시점의 디호모-γ-리놀렌산 생성 농도는 7.0 g/L이었다.

실시예 10(미드산(mead acid) 생산)

미드산 생산균으로 모르티에렐라 알피나 SAM 2086 균주를 이용하였다. 플라스크에 효모 엑기스 1%, 글루코스 2% 및 pH 6.3의 배지를 준비하여 보존시킨 균주를 접종한 다음, 100 rpm으로 28 ℃에서 3일간 종 배양(제 1 단계)하였다. 다음으로, 효모 엑기스 1%, 글루코스 2%, 올리브유 0.1% 및 pH 6.3의 배지 30 L을 50 L 용량의 통기 교반 배양조에 준비하고, 여기에 상기 종 배양(제 1 단계)의 배양액을 접종하여, 교반 회전수 200 rpm, 온도 28 ℃, 배양조 내압 150 kPa의 조건에서 2일간 종 배양(제 2 단계)을 실시하였다.

이후, 탈지 대두분 4%, 글루코스 1.8%, KH₂PO₄ 0.3%, Na₂SO₄ 0.1%, MgCl₂?6H₂O 0.05%, CaCl₂?2H₂O 0.05%, 올리브유 0.1%, pH 6.1의 배지에 종 배양액(제 2 단계) 0.5%을 접종하여, 배양액 4000 L로 본 배양을 시작하였다.

온도 24 ℃, 내압 200 kPa, 통기량 52 m³/hr(통기 선속도(=Vs): 0.0057 m/sec), 배양액 양 당 교반 소요 동력(=P/V) 3O W/m³로 배양을 개시하였다. 배양 개시 시점의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 13)

(P/V)^0.95: 25 [(W/m³)^0.95]

Vs^0.67: O.O 313 [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 0.782 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

상기 조건으로 배양을 개시하여 배양 개시 후 22 시간째에 교반 동력을 변경하였고, 이후 배양 48 시간까지 서서히 통기량 및 교반 회전수를 높여, 최대 통기량 240 m³/km(통기 선속도(=Vs): 0.0262 m/sec), 최대 교반 동력(=P/V) 1098 W/m³까지 높였다. 통기 교반을 향상시킨 상태에서의 각 파라미터 값은 하기 수식으로 구하였다.

(수식 14)

(P/V)^0.95: 773.8 [(W/m³)^0.95]

Vs^O.67: O.O 871 [(m/sec)^0.67]

KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67): 67.4 [(W/m³)^0.95?(m/sec)^0.67]

배양 중에 글루코스를 첨가하면서 376 시간의 본 배양을 수행하였다. 배양 종료 시점의 미드산 생성 농도는 6.0 g/L이었다.

본 발명에 따라, 특히 유아 영양원으로서 중요한 역할을 하는 아라키돈산, 또는 아라키돈산을 구성 지방산으로 하는 유지 등의 화합물 중 적어도 어느 하나를 효율적이고 안정적으로 생산할 수 있어, 이들이 배합된 음식물, 치료용 영양식품, 사료 및 의약품 등의 제조에 사용가능하다.

Claims

탄소원 및 질소원을 포함하는 배지에서, 교반 동력과 통기량을 조정 및 제어할 수 있는 통기 교반형 배양 장치를 사용하여,

아라키돈산, 디호모-γ-리놀렌산, 또는 미드산에서 선택되는 고도 불포화 지방산 또는 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 포함하는 화합물 중 하나 이상을 생산할 수 있는 모르티에렐라(Mortierella) 속 미생물을 배양하는 방법으로서,

배양 개시 시점으로부터 12 내지 24시간 또는 용존 산소 농도(DO)가 50%에 도달하기 직전까지의 소정의 시간 동안 단위 액량 당 교반 동력을 269(W/m³) 이하의 기계적 교반을 수행하고, 상기 소정의 시간이 경과한 후에는 P를 교반 소요 동력(W), V를 액량(m³), Vs를 통기 선속도(m/sec)로 할때, KLA (=(P/V)^0.95 Vs^0.67)가 59 이상이고, 통기 선속도 파라미터 Vs^0.67가 O.O75 이상이고, 교반 소요 동력 파라미터 (P/V)^0.95가 203 이상인 범위에서, 최대 통기량 또는 최대 교반 소요 동력 중 어느 하나를 조정 및 제어하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.
제 1항에 있어서, 상기 고도 불포화 지방산은 아라키돈산인 것을 특징으로 하는 배양 방법.
제 1항에 있어서, 상기 미생물은 모르티에렐라(Mortierella) 속 모르티에렐라(Mortierella) 아속인 것을 특징으로 하는 배양 방법.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 상기 소정의 시간은 12-24시간인 것을 특징으로 하는 배양 방법.