Jar fermentor 배양에서 S. chibaensis J-59로 부터 포도당 이성화효소의 최적 생산조건을 확립하기 위하여 반응표면분석을 이용하였다. 실험계획은 중심계획합성법을 이용하였고, 3가지 실험요인으로는 공기주입량(vvm), 교반속도(rpm), 포도당의 농도(%)로 선별하였다. 요인실험의 결과로 회귀계수를 산출한 후 반응표면 회귀식을 구하였다. 효소 생산량의 변화에 대한 회귀식의 결정계수(R2)는 0.9776이였고, 분산분석의 F-ratio가 12.487이었으며, 이때 유의성(Prob>F)은 5% 이내로 인정되었다. 능선분석 결과, 효소생산 최대값은 공기주입량 2.227vvm, 교반속도 587.5rpm, glucose 농도 0.586%로 나타났으며 이때 반응표면 회귀식에 의해 추정하는 예상 효소활성은 7.67 단위로 나타났다. Jar fermentor 배양에서의 최적화 회귀식에 따라 1% birchwood xylan, 1.5% CSL, 0.1% $MgSO_4{cdot}7H_2O$, 0.012% $CoCl_2{cdot}6H_2O$, (pH 7.0)로 구성된 배지에 초기 pH를 7.0으로 조정하여 배양 종료까지 7.0을 유지하면서 공기주입량을 2.2vvm, 교반속도를 580rpm, glucose 농도를 0.586%로 하여 $30^{circ}C$에서 42 시간 배양하였을때, 실제 효소생산량은 7.43 단위로 상기 분석법에서 예상한 효소 생산량의 97%에 달하였고, 플라스크배양의 효소생산량 (2.78 GIU/ml)보다 약 2.7배 가량 효소생산이 증가되었다.
Using response surface methodology(RSM), the various conditions(agitation speed, air flow, glucose concentration) in jar fermentor culture were investigated to find the optimum conditions for maximum enzyme production. Central-composite-design was used to control the variable constant in the experiment. The glucose isomerase production of Steptomyces chibaensis J-59 was mostly affected by the air flow rate and glucose concentration. The estimated optimum conditions were as follows: 1% birchwood xylan, 1.5% CSL, 0.1% $MgSO_4{cdot}7H_2O$, 0.012% $CoCl_2{cdot}6H_2O$, pH 7.0; air flow, 2.2vvm; agitation speed, 587rpm; glucose concentration, 0.586%. Experimental values(7.43GIU/ml) for the enzyme production obtained from the given optimum conditions had a almost resemblane to response values(7.67GIU/ml) predicted by the RSM. The jar fermentor culture by the RSM produced xylose isomerase about 2.7 times as much as the baffled flask culture.
