KR102105559B1 - 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법 및 이러한 방법을 통한 발효물 생산 방법 - Google Patents

식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법 및 이러한 방법을 통한 발효물 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 사용하여 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제함으로써 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 미생물의 생장 속도를 촉진시켜 생장을 증대시키는 미생물 배양 방법 및 이를 통해 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법에 관한 것으로, 챔버 내부에 위치하는 용기에 미생물 배지를 분주하는 단계; 미생물 배지가 분주된 용기에 미생물을 분주하는 단계; 미생물이 분주된 용기에 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 소포제로 공급하는 단계; 식물성 유지가 공급된 용기에 멸균수를 공급한 후, 밀봉하는 단계; 밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급하여 혐기 상태로 조성하는 단계; 및 상기 질소(N2)가스를 공급한 후, 밀봉된 용기 내부로 일산화탄소(CO)가스를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법 및 이러한 방법을 통한 발효물 생산 방법{A method for culturing microorganisms using vegetable oil and a method for fermentative production therwith}
본 발명은 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 사용하여 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제함으로써 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 미생물의 생장 속도를 촉진시키고, 생장을 증대시킬 수 있는 미생물 배양 방법 및 이를 통해 C1 가스로부터 발효물을 효율적으로 생산하는 방법에 관한 것이다.
바이오 에너지 기술개발 연구는, 환경 문제로 대두되고 있는 가스인 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 등의 C1 가스를 이용하는 미생물을 생물 공정으로 활용할 수 있는 방법에 관하여 활발하게 수행되고 있다.
특히, 미생물을 이용한 생물 공정의 필요성 및 산업적 이용 방안에 대한 가능성이 점점 높아짐에 따라 미생물 발효기 및 미생물 최적배양공정 등의 연구 및 안정적인 미생물 배양 시스템의 도입이 요구되고 있다.
하지만 특히 가스발효의 경우에는 미생물 배양에 필요한 가스가 배양기 내부에 공급될 때 거품(foam)이 형성되는 문제점이 존재한다. 배양기 혹은 반응기 내에서 생성되는 거품(foam)은 배양기 내에 가스의 물질-전달(mass-transfer)을 감소시킬 뿐만 아니라, 배양기 외부로 배지가 넘치게 되어 분석기기에 문제를 일으킬 수도 있다.
이러한 거품(foam)을 억제하기 위해 사용되는 거품 억제제로는 통상적으로 화학 합성물 중심의 실리콘, 폴리프로필렌-글라이콜 등을 들 수 있는데, 대체로 구성 물질이 다른 두 개의 상 내의 계면에 존재하는 단일막의 붕괴를 도와 거품 억제가 이루어지는 것으로 알려져 있다. 또한, 거품 억제제의 구성물질의 표면에 친수성-잔기를 치환함으로써 거품 억제제가 전반적으로 액상 내에 효율적으로 퍼지게 되며, 이에 액상 내의 거품(foam)의 형성을 효과적으로 억제한다.
이러한 거품 억제제는 생물 공정에 이용시에 거품(foam)을 효율적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 기-액 물질-전달 효율 부문 개선에 있어서도 물질-전달 개선 응용 재료로 활용될 수 있다.
하지만 화학 합성물 중심의 실리콘, 폴리프로필렌-글라이콜 등과 같은 거품 억제제를 이용하는 경우, 미량으로는 기-액 물질-전달 효율을 기대할 수 없으며, 특히, 화학물질에 비교적 약한 미생물에 적용 시에는 미생물을 저해할 수도 있어 그 활용이 제한되는 문제점을 갖는다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 유기물을 합성하는 연구 및 시도는 많았으나, 실질적으로 산업 효율성이 떨어지는 문제점이 여전히 존재한다.
일본등록특허 제3116103호(2000.10.06 등록공고)
본 발명은 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 사용하여 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제함으로써 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 미생물의 생장 속도를 촉진시켜 생장을 증대시키는 미생물 배양 방법 및 이를 통해 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법은, 챔버 내부에 위치하는 용기에 미생물 배지를 분주하는 단계, 미생물 배지가 분주된 용기에 미생물을 분주하는 단계, 미생물이 분주된 용기에 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 공급하는 단계, 식물성 유지가 공급된 용기에 멸균수를 공급한 후, 밀봉하는 단계, 밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급하여 혐기 상태로 조성하는 단계, 및 상기 질소(N2)가스를 공급한 후, 밀봉된 용기 내부로 일산화탄소(CO)가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 식물성 유지는, 카놀라유, 올리브유, 대두유 및 옥수수유를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하고, 자외선을 통해 멸균 처리된 것이 더욱 바람직하다.
상기 미생물 배지와 미생물 seed는 19: 1의 부피비(v/v)로 분주될 수 있으며, 이 때 사용되는 미생물은, 써모코커스 온누리뉴스(Thermococcus onnurineus) NA1인 것이 바람직하다.
또한 상기 미생물 배지에는, 멸균수 1L 당 NaCl 35g, KCl 0.7g, CaCl2·2H2O 0.4g, NH4Cl 0.3g, Cystein-HCl 0.5g, Yeast Extract 10g, CuSO4·5H2O 0.04g, ZnSO4·7H2O 0.4g, CoCl2·6H2O 0.020g, MnCl2·4H2O 0.8g, Na2MoO4·2H2O 0.4g, KBr 0.2g, KI 0.2g, H3BO3 0.4g, NaF 0.2g, LiCl 0.2g, Al2(SO4)3 0.2g, NiCl2·6H2O 0.04g, VOSO4·2H2O 0.02g, H2WO4 0.02g, Na2SeO4 0.02g, SrCl·6H2O 0.02g, BaCl2 0.02g, P-aminobenzoic Acid 0.005g, Biotin 0.002g, Calcium Pentothenate 0.005g, Cyanobalamin (B12) 0.0001g, Folic acid 0.002g, Nicotinic acid 0.005g, Pyridoxine 0.01g, Riboflavin 0.005g, Thiamine-HCl 0.005g 및 Lipoic Acid 0.005g가 포함되는 것이 바람직하다.
상세하게는 혐기 상태로 조성하기 위해 밀봉된 용기 내로 공급되는 질소(N2)가스는 약 100㏄/min의 속도로 약 20분 동안 공급되고, 일산화탄소(CO)가스는 약 100㏄/min의 속도로 약 30분 동안 공급되는 것이 바람직하다.
또한 상기 식물성 유지는, 팔미트 산과 스테아르 산을 포함하는 포화지방산과 올레익 산, 리놀레익 산 및 리놀레닉 산을 포함하는 불포화지방산을 포함하는 것이 바람직하며, 미생물이 분주된 용기에 최종 부피의 약 0.5 ~ 1.5vol% 범위로 공급될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태로, 본 발명의 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법을 통해 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법을 들 수 있다.
구체적으로 상기 C1 가스는 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 또는 메탄(CH4)을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 발효물은 수소(H2)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법은, 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 소포제로 사용함으로써 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제 가능하고, 미생물 배양 공정으로 공급되는 C1 가스가 배양액으로 효율적으로 전달되어 기-액 물질-전달 효율이 개선되는 효과를 갖는다.
또한 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 사용하여 화학물질에 비교적 약한 미생물에 적용 시에도 대부분의 미생물이 저해되지 않으며, 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제함으로써 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 미생물의 생장 속도를 촉진시켜 생장을 증대시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 식물성 유지를 포함하여 배양된 미생물의 거품발생량을 비교한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 식물성 유지를 포함하여 배양된 미생물의 일산화탄소(CO)가스의 소모량을 측정한 결과를 경시적으로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 식물성 유지의 농도에 따른 미생물의 일산화탄소(CO)가스 소모량 및 수소(H2)가스 생산량을 측정한 결과를 경시적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 식물성 유지 공급에 따른 표면장력을 측정한 결과를 경시적으로 나타낸 그래프이다.
앞서 살펴본 본 발명의 목적, 기술적 특징 및 효과는 이하의 상세한 설명과 함께 첨부된 도면을 통해 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면들을 함께 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법은, 챔버 내부에 위치하는 용기에 미생물 배지를 분주하는 단계, 미생물 배지가 분주된 용기에 미생물을 분주하는 단계, 미생물이 분주된 용기에 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 공급하는 단계, 식물성 유지가 공급된 용기에 멸균수를 공급한 후, 밀봉하는 단계, 밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급하여 혐기 상태로 조성하는 단계, 및 상기 질소(N2)가스를 공급한 후, 밀봉된 용기 내부로 일산화탄소(CO)가스를 공급하는 단계를 포함한다.
먼저 챔버 내부에 위치하는 용기(예를 들어, 유리 세럼병 등)에 제조된 미생물 배지를 분주하는 단계가 진행된다.
이 때 미생물 배지에는, 멸균수 1L 당 NaCl 35g, KCl 0.7g, CaCl2·2H2O 0.4g, NH4Cl 0.3g, Cystein-HCl 0.5g, Yeast Extract 10g, CuSO4·5H2O 0.04g, ZnSO4·7H2O 0.4g, CoCl2·6H2O 0.020g, MnCl2·4H2O 0.8g, Na2MoO4·2H2O 0.4g, KBr 0.2g, KI 0.2g, H3BO3 0.4g, NaF 0.2g, LiCl 0.2g, Al2(SO4)3 0.2g, NiCl2·6H2O 0.04g, VOSO4·2H2O 0.02g, H2WO4 0.02g, Na2SeO4 0.02g, SrCl·6H2O 0.02g, BaCl2 0.02g, P-aminobenzoic Acid 0.005g, Biotin 0.002g, Calcium Pentothenate 0.005g, Cyanobalamin (B12) 0.0001g, Folic acid 0.002g, Nicotinic acid 0.005g, Pyridoxine 0.01g, Riboflavin 0.005g, Thiamine-HCl 0.005g 및 Lipoic Acid 0.005g가 포함될 수 있으며, 이러한 조성을 갖는 미생물 배지를 이하에서는 NA1 Media란 한다.
다음으로 미생물 배지가 분주된 용기에 미생물을 분주하는 단계가 진행된다.
상기 미생물은, 혐기 상태에서 C1 가스와 물로부터 수소(H2), 에탄올 등의 알코올, 아세트산 등의 유기산 등과 같은 다양한 발효물을 생산할 수 있는 혐기성 미생물이며, 바람직하게는 파푸아뉴기니 근처 공해상 심해 열수구로부터 분리, 동정된 써모코커스속 균(Thermococcus spp.)일 수 있다. 더욱 바람직하게는 C1 가스와 물로부터 수소(H2)를 생산하는 써모코커스 온누리누스(Thermococcus onnurineus) NA1이 사용될 수 있다.
또한, 상기 미생물 배지와 미생물 seed는 용기 내로 19:1의 부피비(v/v)로 분주되는 것이 바람직하다.
미생물을 분주하는 단계가 완료된 후, 미생물이 분주된 용기에 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 공급하는 단계가 진행된다. 이때 상기 식물성 유지는 자외선을 통해 멸균 처리되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 자외선을 이용하여 약 30분 동안 멸균 처리될 수 있다.
상기 식물성 유지는 카놀라유, 올리브유, 대두유 및 옥수수유를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 각각의 식물성 유지의 포화지방산과 불포화지방산을 구성하는 주요 성분 및 이들의 혼합비(중량%)는 하기 표 1에 나타난 바와 같다. 본 발명에서 사용된 식물성 유지는 하기의 표 1에 제시된 다양한 지방산 외에도 소량의 다른 지방산들이 포함될 수 있다.
식물성 유지 포화 지방산 불포화 지방산
카놀라유 6%
팔미트 산(4%)
스테아르 산(2%)		 92%
올레익 산(56%)
리놀레익 산(26%)
리놀레닉 산(10%)
올리브유 12%
팔미트 산(10%)
스테아르 산(2%)		 86%
올레익 산(78%)
리놀레익 산(7%)
리놀레닉 산(1%)
대두유 14%팔미트 산(10%)
스테아르 산(4%)		 81%
올레익 산(23%)
리놀레익 산(51%)
리놀레닉 산(7%)
옥수수유 16%
팔미트 산(10%)
스테아르 산(5%)		 84%
올레익 산(31%)
리놀레익 산(52%)
리놀레닉 산(1%)
(단위: wt%)
상기 표 1을 참조하면 상기 식물성 유지는, 주요성분으로 팔미트 산과 스테아르 산을 포함하는 포화지방산과 올레익 산, 리놀레익 산 및 리놀레닉 산을 포함하는 불포화지방산을 주성분으로 포함하고 있음을 알 수 있다.
상기 식물성 유지의 구성성분인 지방산은 적은 농도에서도 물질 전달 계수(KL)에 영향을 주며, 글리세리드(Glyceride) 성분을 포함하고 있어 적용 유체의 표면장력을 낮추어 기포를 감소시키며, 기체분자의 확산 면적을 늘려준다. 이로 인하여 상기 식물성 유지는 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제 가능하고, 미생물 배양 공정으로 공급되는 C1 가스가 배양액으로 효율적으로 전달되어 기-액 물질-전달 효율을 개선할 수 있다.
일 실시예로, 식물성 유지는 미생물이 분주된 용기에, 밀폐 용기의 최종 부피를 기준으로 약 0.01 ~ 5vol% 범위로 공급되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.5 ~ 1.5 vol% 범위로 공급될 수 있다. 여기서 식물성 유지가 최종 부피의 0.01vol% 미만으로 공급될 시에는 거품 억제 성능이 저하될 수 있으며, 식물성 유지가 최종 부피의 5vol% 를 초과하게 되면, 오히려 거품 억제 효율이 낮아질 수 있다.
다음으로 식물성 유지가 공급된 용기에 멸균수를 공급한 후 밀봉하는 단계가 진행된다. 여기서 용기를 밀봉하는 수단으로 예를 들어, 고무 스토퍼와 알루미늄 씰을 사용할 수 있으며, 위와 같은 수단을 사용하여 용기의 입구를 막아줄 수 있다.
그 후, 밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급하여 혐기 상태로 조성하는 단계가 진행된다. 이 때 질소(N2)가스를 밀봉된 용기 내부로 공급하기 위해서 용기 일측에 실린지 바늘을 꽂은 후, 질소(N2)가스를 공급할 수 있다.
일 실시예로, 질소(N2)가스는 약 100㏄/min의 속도로 약 20분 동안 공급될 수 있으며, 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급함으로써 용기 내부의 공기가 질소(N2)가스로 치환되어 용기 내부는 혐기 상태가 조성될 수 있다.
밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 공급하는 단계가 완료된 후, 일산화탄소(CO)가스를 공급해준다.
일 실시예로, 일산화탄소(CO)가스는 약 100㏄/min의 속도로 약 30분 동안 공급될 수 있다. 이때, 상기 일산화탄소(CO)가스 대신에 이산화탄소(CO2) 또는 메탄(CH4)을 공급하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법을 통해 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법을 제공할 수 있다.
즉, 상기 일산화탄소(CO)가스를 공급하는 단계가 완료되면 실린지 바늘을 제거한 후 용기를 약 70 ~ 85℃에서 7시간 동안 배양한 다음, 상온에서 약 5 ~ 10 시간 동안 식혀줌으로써, 미생물이 C1 가스와 물을 사용하여 발효물을 생산할 수 있다.
여기서 상기 발효물에는, 수소(H2), 에탄올 등의 알코올, 아세트산 등의 유기산 등과 같은 물질이 포함되며, 더욱 바람직하게는 수소(H2)가 포함될 수 있지만, 반드시 이렇게 제한되는 것은 아니다. 혐기 상태에서 미생물이 C1 가스와 물을 사용하여 생산하는 생성물이라면 모두 가능하다.
또한, 상기 C1 가스는, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 또는 메탄(CH4)을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니며 혐기 상태에서 미생물이 발효물을 생산 가능하도록 하는 가스는 모두 포함될 수 있다.
상술한 바와 같은 식물성 유지를 사용한 미생물 배양 방법 및 이를 통해 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법은 포화지방산과 불포화지방산을 포함하는 식물성 유지를 사용하기에 화학물질에 비교적 약한 미생물에 적용 시에도 대부분의 미생물이 저해되지 않으며, 미생물 배양 공정에서 발생하는 거품을 억제함으로써 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 미생물의 생장 속도를 촉진시켜 생장을 증대시켜주고, 발효물의 생산성 또한 증대된다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 사람이라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
실시예 1: 식물성 유지를 포함하여 배양된 미생물의 거품발생량 비교
식물성 유지인 대두유, 옥수수유를 50ml Falcon tube에 각각 10㎖씩 넣은 후 생물안전실험대에서 자외선(UV)를 이용하여 30분 동안 멸균시켰다.
이어서, 멸균수 1L 당 NaCl 35g, KCl 0.7g, CaCl2·2H2O 0.4g, NH4Cl 0.3g, Cystein-HCl 0.5g, Yeast Extract 10g, CuSO4·5H2O 0.04g, ZnSO4·7H2O 0.4g, CoCl2·6H2O 0.020g, MnCl2·4H2O 0.8g, Na2MoO4·2H2O 0.4g, KBr 0.2g, KI 0.2g, H3BO3 0.4g, NaF 0.2g, LiCl 0.2g, Al2(SO4)3 0.2g, NiCl2·6H2O 0.04g, VOSO4·2H2O 0.02g, H2WO4 0.02g, Na2SeO4 0.02g, SrCl·6H2O 0.02g, BaCl2 0.02g, P-aminobenzoic Acid 0.005g, Biotin 0.002g, Calcium Pentothenate 0.005g, Cyanobalamin (B12) 0.0001g, Folic acid 0.002g, Nicotinic acid 0.005g, Pyridoxine 0.01g, Riboflavin 0.005g, Thiamine-HCl 0.005g 및 Lipoic Acid 0.005g이 포함된 미생물 배지를 제조하였다.
이후 100㎖ 유리 세럼병에 제조된 미생물 배지를 38㎖ 분주하였다. 미생물 배지의 분주 후, 써모코커스속 균에 속하는 써모코커스 온누리뉴스(Thermococcus onnurineus) NA1 156T Seed를 2㎖ 분주하였다. 이후 멸균된 대두유, 옥수수유와 실리콘 계열의 안티폼을 최종 부피의 0.025vol%가 되도록 100㎖ 유리 세럼병에 공급하였다. 최종 부피가 40㎖가 되도록 멸균수를 공급한 후 고무 스토퍼와 알루미늄 씰을 이용하여 100㎖ 유리 세럼병의 입구를 막아주었다.
대두유, 옥수수유와 실리콘 계열의 안티폼을 포함하는 100㎖ 유리 세럼병 각각의 일측에 3㎖의 실린지 바늘을 꽂은 후, 질소(N2)가스를 100㏄/min의 속도로 20분 동안 공급하여 유리 세럼병 내부의 공기를 질소(N2)가스로 치환해준다. 이후 일산화탄소(CO)가스를 100㏄/min의 속도로 30분 동안 공급해준 후 용 유리 세럼병 내부에 생성되는 거품의 양을 육안으로 확인하였다.(A: 대조군 B: 실리콘 계열의 안티폼 C: 대두유 D: 옥수수유)
도 1에서 나타난 바와 같이, 대조군(A)의 경우 유리 세럼병 내부에 생성된 거품의 양이 육안으로 쉽게 확인되었으나, 대두유(C), 옥수수유(D)와 실리콘 계열의 안티폼(B)을 공급한 경우 대조군에 비해 상대적으로 유리 세럼병 내부에 생성된 거품의 양이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2: 식물성 유지를 포함하여 배양된 미생물의 일산화탄소(CO)가스의 소모량 측정
상기 실시예 1의 대두유, 옥수수유와 실리콘 계열의 안티폼을 포함하는 100㎖ 유리 세럼병 각각의 일측에 꽂힌 3㎖의 실린지 바늘을 제거한 후, 100㎖ 유리 세럼병을 80℃에서 약 7시간 동안 배치로 배양하였다. 이후 가스-크로마토그래프(Agilent 6890 GC)를 이용하여 일산화탄소(CO) 가스의 소모량을 측정하였다. 이때 가스-크로마토그래프에 사용된 컬럼(Column)은 Agilent 사의 Carboxen-1000(Mesh60/80)을 사용하였다.
도 2에 나타난 바와 같이, 실리콘 계열의 안티폼(Antifoam)이 공급된 경우에 대두유(Soy oil), 옥수수유(Corn oil)가 공급된 경우에 비해 상대적으로 일산화탄소(CO)가스의 소모량이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
특히 대두유(Soy oil)가 공급된 경우 일산화탄소(CO)가스의 소모율은 대조군(Control)과 비교하여 약 1.1%가 증가하였으며, 옥수수유(Corn oil)가 공급된 경우 일산화탄소(CO)가스의 소모율은 대조군(Control)과 비교하여 약 17.2% 가량 증가하였다.
반면에 실리콘 계열의 안티폼(Antifoam)이 공급된 경우 일산화탄소(CO)가스의 소모율은 대조군(Control)과 비교하여 약 1.5%가 감소한 것으로 보아 써모코커스 온누리뉴스(Thermococcus onnurineus) NA1가 실리콘 계열의 안티폼(Antifoam)에 의해 소량 저해된 것을 확인할 수 있었다.
실시예 3: 식물성 유지의 농도에 따른 미생물의 일산화탄소(CO)가스 소모량 및 수소(H2)가스 생산량 측정
상기 실시예 1의 과정에서 멸균된 대두유를 최종 부피의 0 ~ 5 vol%의 범위 내에서 농도를 달리 하여 100㎖ 유리 세럼병에 공급한 후, 실시예 2의 방법으로 일산화탄소(CO)가스의 소모량 및 수소(H2)가스의 생산량을 측정하였다.
도 3에 나타난 바와 같이, 상기 범위 내의 대두유(Soy oil)를 공급한 경우 대조군에 비해 수소(H2)가스의 생산량이 향상되었으며, 특히 대두유(Soy oil)를 최종 부피의 1.5vol%만큼 공급한 경우에 대조군에 비해 수소(H2)가스의 생산량이 약 42% 향상되었고, 특히 0.5 ~ 1.5 vol%의 범위 내에서 수소(H2)가스의 생산량이 높은 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4: 식물성 유지 공급에 따른 표면장력 측정
상기 실시예 1의 과정에서 멸균된 대두유, 옥수수유를 최종 부피의 0.1vol%로 100㎖ 유리 세럼병에 공급한 후 30㎖의 샘플로 형성하였다. 그 후 표면장력 측정기기인 DCA-200A(에스이오, 한국)를 이용하여 25℃에서 대두유, 옥수수유를 공급한 30㎖의 샘플과 대조군의 표면장력을 측정하였다.
도 4에 나타난 바와 같이 대조군(Media)의 경우 표면장력이 62.08dyne/cm 로 측정되었고 대두유(soy oil), 옥수수유(corn oil)를 공급한 샘플의 경우 약 50dyne/cm로 측정되었으며, 이에 대조군(Media)에 비해 대두유(soy oil), 옥수수유(corn oil)를 공급한 경우 약 20% 정도의 표면장력이 감소한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

  1. 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 또는 메탄(CH4)의 C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법에 있어서,
    챔버 내부에 위치하는 용기에 미생물 배지를 분주하는 단계;
    미생물 배지가 분주된 용기에 미생물을 분주하는 단계;
    미생물이 분주된 용기에 식물성 유지를 0.5 ~ 1.5vol% 범위로 공급하는 단계;
    식물성 유지가 공급된 용기에 멸균수를 공급한 후, 밀봉하는 단계;
    밀봉된 용기 내부로 질소(N2)가스를 100㏄/min의 속도로 20분 동안 공급하여 혐기 상태로 조성하는 단계; 및
    상기 질소(N2)가스를 공급한 후, 밀봉된 용기 내부로 C1 가스를 100㏄/min의 속도로 30분 동안 공급하는 단계;를 포함하고,
    상기 식물성 유지는 자외선을 통해 멸균 처리되고, 팔미트산과 스테아르산을 포함하는 포화지방산;과, 올레익산, 리놀레익산 및 리놀레닉산을 포함하는 불포화지방산;을 포함하며,
    상기 미생물 배지와 미생물은 19:1의 부피비(v/v)로 분주되는 것을 특징으로 하는, C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법.
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  8. 제1항에 있어서, 상기 미생물 배지에는,
    멸균수 1L 당 NaCl 35g, KCl 0.7g, CaCl2·2H2O 0.4g, NH4Cl 0.3g, Cystein-HCl 0.5g, Yeast Extract 10g, CuSO4·5H2O 0.04g, ZnSO4·7H2O 0.4g, CoCl2·6H2O 0.020g, MnCl2·4H2O 0.8g, Na2MoO4·2H2O 0.4g, KBr 0.2g, KI 0.2g, H3BO3 0.4g, NaF 0.2g, LiCl 0.2g, Al2(SO4)3 0.2g, NiCl2·6H2O 0.04g, VOSO4·2H2O 0.02g, H2WO4 0.02g, Na2SeO4 0.02g, SrCl·6H2O 0.02g, BaCl2 0.02g, P-aminobenzoic Acid 0.005g, Biotin 0.002g, Calcium Pentothenate 0.005g, Cyanobalamin (B12) 0.0001g, Folic acid 0.002g, Nicotinic acid 0.005g, Pyridoxine 0.01g, Riboflavin 0.005g, Thiamine-HCl 0.005g 및 Lipoic Acid 0.005g가 포함되는 것을 특징으로 하는, C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법.
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  12. 제1항에 있어서, 상기 발효물은 수소(H2)를 포함하는 것을 특징으로 하는, C1 가스로부터 발효물을 생산하는 방법.
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