SCIE
SCOPUS
KCI등재
Optimization of an Industrial Medium and Culture Conditions for Probiotic Weissella cibaria JW15 Biomass Using the Plackett- Burman Design and Response Surface Methodology = Optimization of an Industrial Medium and Culture Conditions for Probiotic Weissella cibaria JW15 Biomass Using the Plackett- Burman Design and Response Surface Methodology
저자
( Hyung-seok Yu ) ; ( Na-kyoung Lee ) ; ( Won-ju Kim ) ; ( Do-un Lee ) ; ( Jong-ha Kim ) ; ( Hyun-dong Paik )
발행기관
학술지명
Journal of microbiology and biotechnology(Journal of Microbiology and Biotechnology)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
등재정보
SCIE,SCOPUS,KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
630-637(8쪽)
제공처
The objective of this study was to optimize industrial-grade media for improving the biomass production of Weissella cibaria JW15 (JW15) using a statistical approach. Eleven variables comprising three carbon sources (glucose, fructose, and sucrose), three nitrogen sources (protease peptone, yeast extract, and soy peptone), and five mineral sources (K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>, potassium citrate, Lcysteine phosphate, MgSO<sub>4</sub>, and MnSO<sub>4</sub>) were screened by using the Plackett-Burman design. Consequently, glucose, sucrose, and soy peptone were used as significant variables in response surface methodology (RSM). The composition of the optimal medium (OM) was 22.35 g/l glucose, 15.57 g/l sucrose, and 10.05 g/l soy peptone, 2.0 g/l K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>, 5.0 g/l sodium acetate, 0.1 g/l MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O, 0.05 g/l MnSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O, and 1.0 g/l Tween 80. The OM significantly improved the biomass production of JW15 over an established commercial medium (MRS). After fermenting OM, the dry cell weight of JW15 was 4.89 g/l, which was comparable to the predicted value (4.77 g/l), and 1.67 times higher than that of the MRS medium (3.02 g/l). Correspondingly, JW15 showed a rapid and increased production of lactic and acetic acid in the OM. To perform a scale-up validation, batch fermentation was executed in a 5-l bioreactor at 37℃ with or without a pH control at 6.0 ± 0.1. The biomass production of JW15 significantly improved (1.98 times higher) under the pH control, and the cost of OM was reduced by two-thirds compared to that in the MRS medium. In conclusion, OM may be utilized for mass producing JW15 for industrial use.
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