KR20020068786A - 드럼형 공기부양식 생물배양기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물, 식물세포를 대량으로 배양할 수 있도록 된 생물배양기에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 좌우는 일정한 길이를 갖는 원통형으로 하고, 저부에는 다수의 깔때기형상으로 형성된 드럼형 몸체를 형성하여 배양기의 몸체 직경을 최대한 크게 하여 배지의 생육이 원활하도록 하고, 드럼형 몸체 일측에는 개폐핸들을 갖는 뚜껑이 구비되어 여닫을 수 있도록 하고, 몸체 상부 양측에는 내부로 관통되는 2개의 샤프트말단에 교반칼날을 설치하여 배지가 생육되는 과정에서 거품이 생겨 산소공급을 방해하고 유해물질이 발생되는 것을 방지하도록 하며, 저면 깔때기 형상의 몸체에는 공기 주입구와 배지 배출구를 각각 설치하여 배지 생육시 산소를 공급할 수 있도록 구성된 것으로서, 본 발명은 경작지와 계절에 관계없이 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 생물반응기 배양을 위한 증식 조건 중 적정 배지, 배지의 pH, 당농도, 배양 온도, 생장조절제의 종류 등과 같은 최적 증식 조건을 확립하고, 부정근 생육시 거품, 유해물질, 산소공급방해 요인을 제거하여 부정근 생육의 최적요건을 확립하고 지금까지 개발되지 않았던 인삼의 생물반응기내 부정근 생산을 산업화하여 기후 및 환경 조건에 영향을 받지 않고 고부가가치의 인삼, 장뢰삼, 산삼 등을 년중 생산할 수 있도록 한 배양기를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

드럼형 공기부양식 생물배양기{the medium animate of air floating drum}

본 발명은 미생물, 식물세포를 대량으로 배양할 수 있도록 된 배양기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인삼, 장뢰삼, 산삼 등의 부정근의 증식에 영향을 미치는 요인들을 규명하여 부정근의 생장을 극대화시킬 수 있도록 하여 배양기내에서 계절에 관계없이 인삼·장뢰삼·산삼 등의 부정근을 대량으로 증식시킬 수 있도록 된 드럼형 공기부양식 생물배양기에 관한 것이다.

본 발명은 부정근 대량 증식 방법을 장뢰삼 및 산삼과 같이 부가가치가 높은 제품에도 적용하여 식품 및 대체 의약품의 원료용으로써 대량 생산, 공급을 가능하게 하는 조직 배양에 의한 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 대량 증식 방법을 제공하는데 있다.

일반적인 생물배양기는 상하로된 수직원통형의 구조로써 설치하기 위해 상당한 높이의 공간을 필요로 한다. 특히 이와 같은 생물배양기는 직경이 협소하여 배양기의 내부 벽면에 있던 세포가 거품과 함께 다량으로 붙게 된다. 이러한 세포들은 벽면에 부착해서 성장할 경우 양분고갈에 의한 세포생장저해와 지속적인 공기공급에 의한 세포건조현상, 그리고 세포뭉침(Cell aggregation)현상등은 생물배양기를 이용한 세포배양의 가장 큰 문제점이다. 또한 생물배양기는 기포가 상승중에서로 응집되어 기포의 직경이 확대되고 생물배양기 내부에서 서로 엉겨 붙는 현상이 가속화 된다. 이렇게 된 생물배양기에 인삼, 산삼, 장뢰삼의 부정근을 배양할 경우대부분의 부정근이 쌓이거나 뭉치는 현상을 야기하여 결국 배지의 생육에 커다란 저해를 가져오게 되므로 부정근을 대량으로 생산하기에는 여러 가지 문제점을 내포하고 있었다.

인삼, 산삼은 예로부터 여러 가지 질병의 치료와 병의 회복 촉진에 놀라운 효험을 발휘하는 효능을 발휘해왔고 이러한 인삼, 산삼의 효능에 대하여 약효성분과 약리적 효능을 탐구하기 위하여 광범위한 연구를 계속하고 있으며 지금까지 과학적으로 밝혀진 대표적 효능으로는 신체 조절 기능의 항상성 유지 작용이라 할 수 있으며 이러한 작용에 근거하여 항피로 및 항스트레스 작용, 항당뇨작용, 혈압 조절 작용, 항암작용, 동맥경화 및 고혈압의 예방, 두뇌기능 강화, 위장기능 강화, 면역기능 강화, 항 바이러스 작용 등이 보고되고 있다.

이렇게된 인삼, 산삼의 주요 유효 성분으로는 사포닌, 사포게닌, 폴리아세틸렌, 피라진 유도체, 말톨 등이 알려져 있다.

그러나 천연 약용 인삼은 배수가 양호하고 서늘한 고지에서 4∼6년간에 걸쳐 장기간 재배되며 천연 기후에 영향을 받을 뿐만 아니라 동일 장소에서 연작이 불가능한 비경제적 생산 산물이다.

따라서 고가의 약용 인삼, 산삼을 기후에 장애를 받지 않고 연중 대량 생산을 하기 위한 방법으로 식물 조직 배양 연구가 이루어져왔으며 천연 약용 인삼의 뿌리 조직을 배양하여 부정형의 세포괴인 캘러스를 얻고 이를 각종 영양 배지 및 환경 조건하에서 대량 배양하여 천연 약용 인삼과 동일한 유효 성분을 다량으로 함유한 인삼 조직물의 제조 연구가 행해지고 있으며, 또한 현재 고려 인삼, 미국 인삼, 전칠삼 등을 재료로 하여 다양한 목적으로 조직을 배양하는 기술은 일반화되어 있으며, 특히, 인삼의 각 조직을 배양하여 획득한 캘러스로부터 증식, 기관 분화, 캘러스로부터 세포 배양 확립 등에 관해서는 전문학회지에 많은 보고가 이루어져 왔다.

그러나 이들 실험의 대부분은 캘러스 및 세포 증식에 미치는 물리적, 화학적 요인 분석에 관한 것이 대부분이었고 인삼의 부정근 배양에 관한 실험 결과는 거의 없는 실정이다.

따라서 부정근 배양의 연구는 배양접시등 연구실에서 사용하는 실험용 배양기에서 이루어지는 실정이며 대량생산하기 위해서는 경작지(땅) 보다는 대형 탱크에서 인삼·장뢰삼·산삼 등의 부정근을 대량으로 증식시킬 수 있도록 하는 것이 가장 이상적이나 이러한 조건을 충족시킬 수 있는 용기의 개발이 함께 연구되어야 하나 지금까지 함께 이루어지지 못한 실정이며, 대량 탱크에 배지를 내장시켜 생육을 시킨다 하더러도 배양과정에서 생성된 거품에 의해 배양기 벽에서 생장하는 세포는 심한 건조와 영양분공급을 원활이 받지 못함으로서 지속적인 생장 유해물질을 분비하며, 궁극적으로는 배양된 모든 세포의 활력을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 좌우는 일정한 길이를 갖는 원통형으로 하고, 저부에는 다수의 깔때기형상으로 형성된 드럼형 몸체를 형성하여 배양기의 몸체 직경을 최대한 크게 하여 배지의 생육이 원활하도록 하고, 드럼형 몸체 일측에는 개폐핸들을 갖는 뚜껑이 구비되어 여닫을 수 있도록 하고 몸체 상부 양측에는 내부로 관통되는 2개의 샤프트말단에 교반칼날을 설치하여 배지가 생육되는 과정에서 거품이 생겨 산소공급을 방해하고 유해물질이 발생되는 것을 방지하도록 하며, 저면 깔때기 형상의 몸체에는 공기 주입구와 배지 배출구를 설치하여 배지 생육시 산소를 공급할 수 있도록 구성된 것으로서, 본 발명은 경작지와 계절에 관계없이 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 생물반응기 배양을 위한 증식 조건 중 적정 배지, 배지의 pH, 당농도, 배양 온도, 생장조절제의 종류 등과 같은 최적 증식 조건을 확립하고, 부정근 생육시 거품, 유해물질, 산소공급방해 요인을 제거하여 부정근 생육의 최적요건을 확립하고 지금까지 개발되지 않았던 인삼의 생물반응기내 부정근 생산을 산업화하여 기후 및 환경 조건에 영향을 받지 않고 고부가가치의 인삼, 장뢰삼, 산삼 등의 부정근을 년중 생산할 수 있도록 한 배양기를 제공할 수 있도록 한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 배양기의 정면구성도.

도2는 본 발명에 따른 배양기의 측단면구성도.

도3은 본 발명에 따른 배양기에서 부정근을 인출시 작동상태 예시도.

도4는 본 발명에 따른 배양기에 특수목적을 위한 다공판 설치 단면구성도.

도5는 본 발명에 따른 배양기에 설치되는 다공판 구성도.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호설명>

1:배양기 2,2':몸체

3:뚜껑 4:개폐핸들

5:교반모터 6:샤프트

7:교반칼날 8:조명창

9:투시창 10:공기주입구

11:배지 배출구 12:가이드홈

13:다공판 14,14':접종구

15:온도 게이지 16:압력 게이지

17:공기 배기구 18:실린더

21:필터

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

식물세포를 대량으로 배양할 수 있도록 된 배양용기에 있어서.

좌우는 일정한 길이를 갖는 원통형으로 하고, 저부에는 다수의 깔때기 형상으로 형성된 드럼형 몸체(2)(2')와;

상기 드럼형 몸체(2) 상부 양측에는 내부로 관통되는 2개의 샤프트(6) 말단에 고정되어 상부의 교반모터(5)에 의해 회전할 수 있도록 된 교반칼날(7)과;

상기 드럼형 몸체(2) 상부에는 빛이 투과될 수 있도록 형성된 다수의 조명창(8), 내부의 압력을 체크할 수 있도록된 압력게이지(16), 압력에 다른 공기를 배출시킬 수 있도록 된 공기 배기구(17)와;

상기 드럼형 몸체(2) 전면 양측과 하단 일측에는 부정근의 생육 과정을 관찰 할 수 있도록 형성된 다수의 투시창(9)과;

상기 드럼형 몸체(2) 하단 일측에 배지를 투입할 수 있도록 된 2개의 접종구(14)(14') 및 온도를 체크할 수 있도록 설치된 온도게이지(15)와;

상기 몸체(2)저면 깔때기 형상의 몸체에는 산소를 공급할 수 있도록 된 공기 주입구(10)와 생육후 잔류된 배지와 액체를 배출할 수 있도록 된 배지 배출구(11)와;

상기 몸체(2)일측에는 개폐핸들(4)을 갖는 뚜껑(3)이 형성되고 타측에는 몸체를 기울일 수 있도록 된 실린더(18)가 구성된 부정근 생물배양기(1)의 구성이다.

본 발명의 다른 실시 예로서 드럼형 몸체(2) 내부 하단 1/4지점 양측 내벽 길이방향으로 가이드홈(12)을 형성시켜 다공판(13)을 설치토록 함으로 인삼부정근 이외의 기타 배지를 생육시킬 수 있도록 된 구성과,

본 발명의 또다른 실시예로서, 생물 배양기(1) 몸체(2) 저부에 깔때기 형상으로 다수의 몸체(2')를 일체로 형성하고 몸체(2') 저단 내면에 0.2∼5㎛의 필터(21)를 설치하여 공기주입구(10)를 통하여 공급되는 산소가 필터를 통과하도록 구성된 것이다.

미설명부호 19는 드럼형 배양기 몸체 양측에 설치되어 몸체를 지지할 수 있도록 된 받침다리 이며, 20은 생육된 부정근을 생산시 드럼형 배양기의 몸체 후면을 들어올릴 수 있도록 된 실린더의 조절기이다.

이와 같이된 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 공기부양식 생물배양기(1)를 설명하기에 앞서 배지(배양액)를 부정근으로 생육시켜 대량생산하기 위한 제조 공정을 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 조직 배양에 의한 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 대량 증식 방법은 인삼 및 재배삼, 장뢰삼, 산삼 등의 뿌리, 줄기, 잎 등의 조직을 배양하여 캘러스를 유기시키는 단계와, 상기 유기된 캘러스로부터 부정근을 발생시켜 증식시키는 단계와, 상기 증식시킨 부정근을 생물반응기 내에서 대량 배양하는 단계로 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 대량 증식하는 방법으로 생육시키게 된다.

이렇게 실시되는 부정근 증식은 환경, 토양 및 농약 오염과는 무관한 무공해 인삼을 본 발명의 공기부양식 생물배양기를 이용하여 실험실 또는 공장에서 연중 생산할 수 있도록 한 것으로서, 이하에서 그 실시 예를 설명하기로 한다.

먼저 드럼형 생물배양기(1) 몸체 중앙하단 일측에 구비된 2개의 접종구(14)(14')를 통하여 배양기 용적에 약80%를 투입한다. 예를 들면 1000cc의 용적을 갖는 탱크일 경우 약800cc의 비률로 배지(배양액)를 투입한다. 이때 배양기(1)의 용량은 1톤, 2톤, 3톤 ‥‥‥10톤, 20톤 30톤 등으로 선택적으로 구비하여 사용할 수 있으며, 배지는 121℃의 스팀용기에서 약40분간 멸균처리과정을 거쳐 생육 배양기(1)의 접종구(14) 또는 접종구(14')를 통하여 투입하게 된다.

이때 몸체 중앙 하단부와 저부 깔때기 형상의 몸체(2에 형성된접종구(14)(14')는 반드시 2개 모두를 사용하는 것이 아니라 필요에 따라서 2개를 모두 사용하거나 1개를 선택적으로 이용할 수 있게 된다.

상기와 같이 생물배양기(1)에 배지(배양액)가 투입되면 저면 깔때기형상의 몸체(2)에 형성된 공기주입구(10)를 통하여 산소를 지속적으로 주입하여 공기를 부양시키게 된다.

상기 배양기(1) 내부에는 배지가 부정근으로 생육될 수 있는 최적 온도23∼25℃를 유지하게 되며 내부의 온도는 일측에 설치된 온도 게이지(15)로 확인하여 내부의 온도를 유지시킬 수 있게 된다.

또한 산소를 공기주입구(10)로 불어넣어 주다 보면 배양기 내부의 압력이 상승하게 될 경우가 있으나 이때는 몸체 상단에 설치된 압력 게이지(16)로 체크할 수 있으며 생육에 필요한 일정 압력보다 상승할 경우 몸체 상부의 공기배기구(17)를 통하여 내부의 공기를 배출시킴으로서 압력을 하강시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 배지(배양액)를 투입하고 온도와 산소를 조절하게 되면 생물배양기 내의 배지가 생육되면서 기포가 발생되고 기포는 상승되어 생물배양기(1) 내 수면위로 상승 발포되면서 내벽에 부딪치고 이의 기포자국이 건조되면서 부정근 증식에 방해되는 유해물질로 변할 수 있으나 이때 생물배양기(1) 상면 양측에 설치된 샤프트(6)가 교반모터(5)의 구동에 의하여 일정 시간마다 회전하게 된다. 상기 샤프트(6) 하단은 교반칼날(7)이 부착된 관계로 교반칼날(7)이 회전하면서 배지를 교반하여 산소공급이 전체적으로 원활히 이루어지도록 하고 기포가 발생되어 거품으로 형성되는 것을 사전에 예방하므로 기포가 내벽에 부딪쳐 건조되는 것을 방지하고 또한 부정근을 2차 배양기로 옮겨 더욱 생육시킬 경우에는 2∼3㎝의 길이로 절단할 수 있게 된다.

상기와 같은 조건하에서 배지가 약40일의 배양기간을 거치면서 부정근으로 생육된다.

또한 생육배양기 내에서 생육되는 부정근은 몸체(2)일측면 양측과 깔때기형태 몸체(2')후면에 형성된 투시창(9)을 통하여 유관으로 관찰 할 수 있으며, 관찰여부에 따라서 산소공급, 온도를 조절할 수 있으며, 부정근의 생육 상태에 따라서 교반칼날(7)을 회전시켜 증식되는 부정근의 위치를 골고루 변경시킬 수 있게 하는 동시에 부정근이 서로 엉켜 생육을 방해하는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 배양기 상부 전후면과 상면에는 다수의 조명창(8)이 구비되어 배지의 생육시 필요한 빛을 투과시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 생물배양기(1)의 배지지가 약40일이 지나면서 부정근으로 생육되어 완전하게 자라면 생산하게되는데, 부정근을 꺼내기에 앞서 몸체 저면 일측에 다수 설치된 배지 배출구(11)를 개구시켜 배양기 내의 액체를 전부 배출시킨 다음 뚜껑(3)중앙부에 설치된 개폐핸들(4)을 회전시켜 뚜껑을 완전히 개방하게된다.

상기와 같이 뚜껑(3)이 개방되면 몸체(2) 후면에 설치된 실린더 조절기(20)를 조작하여 실린더(18)를 상승시키면 몸체는 양측 중앙부에 설치된 받침다리(19)를 중심으로 서서히 기울어져 내부에 생육된 부정근을 인출할 수 있게된다.

이상과 같이 생산되는 부정근을 증식시키기 위하여 연구된 실험 결과를 살펴보면 다음과 같다.

본 실험에서는 포장에서 재배하고 있는 6년근 인삼, 15년생 장뢰삼, 100년 이상된 산삼을 구하여 하기의 실험에 사용하였다.

실시예 1

<부정근 증식의 최적 조건 선정 실험>

캘러스로부터 부정근을 형성시킨 다음 이들 조직을 최단기간 내에 최대 증식되도록 조건을 갖추어 주는 것이 가장 효율적이고 생산비도 절감할 수 있는 방법이므로 다음과 같이 최적 조건을 규명하기 위한 실험을 실시하였다.

IBA 2.0㎎/L가 첨가된 MS 배지 30㎖를 일회용 페트리디쉬에 분주한 후 산삼의 캘러스에서 유래된 부정근을 평균 10㎜ 길이로 잘라 30개씩 접종하였다.

배지의 무기물 농도를 1배, 1/2배, 3/4배로 하여 실험을 실시하였으며, 배지의 pH는 4.0, 5.0, 5.5, 5.7, 6.0, 6.5로 각각 구분하였고 배지의 당 농도는 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%로 구분하였으며 배양온도는 15℃, 18℃, 20℃, 22℃, 24℃, 26℃로 구분하여 증식 상황을 관찰하였다.

상기 실험 결과 무기물 농도 1/2∼3/4, 배지 pH 5.7∼6.0, 배지의 당 농도 3∼5%, 배양 온도 18∼24℃의 범위가 부정근 증식의 최적 조건인 것으로 나타났다.

실시예 2

<생장조절제 첨가가 부정근 증식에 미치는 영향>

MS 배지에 당을 3% 첨가하고 pH를 6.0으로 고정시킨 후 오옥신으로 IBA, NAA, BSAA 각각을 각각 1㎎/L, 2㎎/L, 3㎎/L, 5㎎/L씩 첨가하여 기본 배지를 만들고 이들 기본 배지를 1L 삼각 플라스크, 5L 생물 반응기에 각각 분주한 다음 산삼과 재배삼의 뿌리(평균 1.0㎝ 길이)를 접종하여 4주 후에 생장량을 조사하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에서 알 수 있듯이 생장조절제를 처리하지 않은 배지에서는 2배 미만의 증가를 보이는데 비해서 IBA, NAA가 첨가된 배지에서는 5배 이상의 생체중 증가를 보였는데 2∼3㎎/L에서 가장 효과적인 결과를 나타내어 적정 농도임을 알 수 있었다. 한편 새로 합성된 오옥신인 BSAA를 첨가했을 경우에는 생체중이 현저히 증가하였고 그 적정 농도도 역시 2∼3㎎/L임을 알 수 있었다.

재배삼과 산삼의 생체중을 비교해 보면 생물반응기내에서는 재배삼, 산삼간의 증식율에 차이를 나타내지 않았고 생장 양상도 비슷하여 구별이 쉽지 않았다.

따라서 생물반응기내에서 인삼 부정근을 대량 증식하기 위해서는 NAA, IBA, BSAA와 같은 생장조절제의 첨가하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.

실시예 3

<접종 방법이 부정근의 증식에 미치는 영향>

생물 반응기에 산삼 및 재배삼의 부정근을 배양할 때 부정근의 조제 방법이 뿌리 증식에 미치는 영향을 규명하기 위하여 BSAA 2㎎/L가 첨가된 MS 배지에 무절단 배양법, 절편체를 제외하고 측근만 배양하는 방법, 절편체 및 측근의 구분 없이 부정근의 길이를 1∼2㎝로 절단하여 배양하는 방법으로 구분하여 4주간 배양한 다음 그 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2의 결과에서 보듯이 절편체 배양에서 형성된 측근을 절편체와 함께 새로운 배지에 이식하였을 경우 측근의 발생이 이루어지지 않아 생체중 증가가 이루어지지 않았고 갈변화 현상이 발생하였다. 반면에 원래 절편체를 제거하고 형성된 측근만 절단하여 배양하였을 경우 측근 발생수와 생체중이 증가하였으나 접종하는데 시간이 오래 걸려 효과적인 방법은 되지 못하였다.

그러나 배양 절편체를 포함하여 새로 형성된 측근을 무작위로 1∼2㎝ 정도 절단하여 새로운 배지에 접종하였을 때의 증식율이 15배 이상으로 나타나 생체중의 증가에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 절편체 및 측근의 구분 없이 부정근의 길이를 1∼2㎝로 절단하여 접종하는 것이 바람직하다.

실시예 4

<생물반응기 형태가 부정근 증식에 미치는 영향>

대량 증식을 목적으로 생물반응기를 이용하여 배양을 실시할 경우 생물반응기의 형태에 따른 부정근의 증식 결과를 관찰하기 위해 파일럿 규모인 500ℓ, 1000ℓ의 풍선형 공기부양 생물반응기(1)에서 배양 40일 후 생체중 증가에 미치는 효과를 살펴보았다.

이 때 배양실의 온도는 22℃로 고정하였고 생물반응기(1) 내 공기 주입량은 0.05∼0.3vvm으로 하였으며, 배지는 설탕 3%를 첨가한 MS 배지를 사용하였고 생장 조절제로서 BSAA 2.0㎎/L를 첨가하였고 pH는 6.0으로 조절하였다.

생물반응기의 형태가 산삼부정근 증에 미치는 효과(40일 배양)

배양기의 형태	규모(ℓ)	초기 접종량(㎏)	생체중(㎏)	건물중(㎏)
공기부양형 드럼형배양기	500	2	80	5.7
	1000	3	174	10.8

표 3의 결과에서 알 수 있듯이 공기 부양형 드럼형이 생체중 및 건물중 증가에 효과적이었는데 배양 시일이 경과함에 때라 부정근의 엉킴 현상이 발생하였으므로 2주 간격으로 공기 주입량을 증가시켜 뿌리의 엉킴 현상을 방지해주는 것이 바람직하며, 배양 4주 후 발생하는 부정근의 부유 현상으로 인한 전체 생산량 감소를 방지하기 위해서는 배양 2주 후 재접종(약 1kg) 해주는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

따라서 50ℓ, 100ℓ 규모의 씨드배양기 및 20∼50ton 규모의 배양기를 가동하기 위한 전단계 생육배양기인 1∼3ton 규모의 스케일업 배양기 몸체 안에는 교반모터(5)를 이용한 교반칼날(7)을 부착하여 더 큰 생물배양기로 옮기기 전 형성된 부정근을 상기 실시예 3의 방법으로 2∼3㎝ 길이로 절단한 후 옮겨 주는 것이 바람직하다. 이때 생물 배양기에서 생유된 부정근은 필요에 따라서 2차 배양기로 옮겨져 다시 생육시킬 수 있으며, 1차 배양기(1)에서 생육된 부정근을 사용할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따른 인삼·장뢰삼·산삼 부정근의 대량 증식 방법은 바이오메스의 생산 능력도 높고 취급하기도 편리하며 건물중이 증가되는 경향이 있는 획기적인 대량 생산 방법임을 확인할 수 있었다.

상기 본 발명의 생육 배양기(1)의 내부구조는 오염을 방지할 수 있는 구조로 형성되어야 하며 배양 후 수확 및 내부청소를 위하여 배양기의 한쪽 경판은 여닫이 구조로 하며 기계적 및 자동적 수단으로 조작하도록 구성되어 있다.

또한 배양기(1) 몸체(2) 저부의 공기주입구(10)를 통하여 공급되는 산소는 0.2㎛의 필터(21)를 통과하여야 하며 하부에 장착된 스파징 금속필터(0.2∼5㎛)는 배양에 필요한 충분한 에어압을 낼 수 있는 면적을 가져야 하며 공기의 입자가 가늘수록 생장에 유리하다.

상기 공기공급장치의 구조는 식물세포배양에 적합하여야 하며 금속필터는 청소 및 교체가 용이하게 분해 및 조립되고 누설되지 않는 구조라야 한다.

배양기 내부에는 기관지지용 베드 플렛트(bed plate)가 설치되며 이는 Front door를 열고 분해조립이 가능하여야 하고, 배양중 생물배양기 내부압력을 조절할 수 있어야 하며 압축공기의 불가피한 차단시 오염을 방지하기 위하여 vent에도 필터가 부착되어야 하며 이때를 대비하여 에어 저장탱크가 필요하다.

배양기 내부 스팀살균시 내부압력을 수동으로 일정하게 유지해야 하며 배양기 내부는 연결 배관 및 부속품들도 살균할 수 있는 구조로서 스팀살균을 121℃로 실시한다. 배양기에서는 온도와 압력계, pH센서, DO센서등이 부착된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 생물배양기(1)는 반드시 인삼, 산삼, 장뢰삼의 부정근 증식에만 사용되는 것은 아니고 도5와 같은 다공판(13)을 몸체내의 가이드홈(12)끼워서 다른 식물세포배양에도 적용할 수 있게된다.

이렇게 된 본 발명의 장소와 계절에 관계없이 생물배양기(1)에서 인삼, 산삼, 장뢰의 효능보다 월등한 부정근을 짧은 시간에 대량생산 할 수 있게 될 뿐만 아니라 소비자들에게 인식도가 높은 산삼을 규모화된 배양기에서 대량 생산함으로써 소비자의 소비 욕구를 충족시킬 수 있도록 발명한 것이다.

이와 같이 본 발명의 생육배양기에 의하여 인삼, 산삼, 장로 등의 부정근을 단기간 내에 대량생산 할 수 있도록 함으로서, 부가가치가 높은 부정근을 공급할 수 있으며, 공기부양 드럼형 생물반응기를 사용함으로 기포에 의한 내벽에 유해물질 생성을 억제할 수 있으며, 부정근이 생육되면서 서로 엉키는 것을 칼날로 절단하여 원활한 산소공급과 더 큰 배양기로 옮기기 전 형성된 부정근을 2∼3㎝ 길이로 절단한 후 옮겨 주게되어 차후 생육에 바람직한 조건을 부여 할 수 있게 되며, 특히 지금까지 개발되지 않았던 인삼의 배양기 내 부정근 생산을 상업적인 측면에서 확립할 수 있었고 산삼 등을 배양함으로써 다양한 수요층에 저렴한 가격으로 공급할 수 있게 된 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 식물세포를 대량으로 배양할 수 있도록 된 배양용기에 있어서.

   좌우는 일정한 길이를 갖는 원통형으로 하고, 저부에는 다수의 깔때기 형상으로 형성된 드럼형 몸체(2)(2')와;

   상기 드럼형 몸체(2) 상부 양측에는 내부로 관통되는 2개의 샤프트(6) 말단에 고정되어 상부의 교반모터(5)에 의해 회전할 수 있도록 된 교반칼날(7)과;

   상기 드럼형 몸체(2) 상부에는 빛이 투과될 수 있도록 형성된 다수의 조명창(8), 내부의 압력을 체크할 수 있도록 된 압력게이지(16), 압력에 다른 공기를 배출시킬 수 있도록 된 공기 배기구(17)와;

   상기 드럼형 몸체(2) 전면 양측과 하단 일측에는 부정근의 생육 과정을 관찰 할 수 있도록 형성된 다수의 투시창(9)과;

   상기 드럼형 몸체(2) 하단 일측에 배지를 투입할 수 있도록 된 2개의 접종구(14)(14') 및 온도를 체크할 수 있도록 설치된 온도 게이지(15)와;

   상기 몸체(2)저면 깔때기 형상의 몸체에는 산소를 공급할 수 있도록 된 공기 주입구(10)와 생육후 잔류된 배지와 액체를 배출할 수 있도록 된 배지 배출구(11)와;

   상기 몸체(2)일측에는 개폐핸들(4)을 갖는 뚜껑(3)이 형성되고 타측에는 몸체를 기울일 수 있도록된 실린더(18)가 구성된 부정근 생물배양기(1)의 구성을 특징으로 하는 드럼형 공기부양식 생물배양기.
2. 제1항에 있어서,

   생물 배양기(1) 몸체(2) 저부에 깔때기 형상으로 다수의 몸체(2')를 일체로 형성하고 몸체(2') 저단 내면에 0.2∼5㎛의 필터(21)를 설치하여 공기주입구(10)를 통한 하여 공급되는 산소가 필터를 통과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 드럼형 공기부양식 생물배양기.