바이오화학제품제조기사 생촉매 고정화 — 배지 조제와 멸균 원리

발효배지나 고형배지 조제 시 모든 성분이 같은 열안정성을 가지지 않는다. 비타민과 일부 아미노산처럼 열에 약한 성분은 고온 살균에서 파괴되므로, 이러한 성분은 여과 살균으로 처리하고 열에 강한 성분은 가열 멸균으로 처리한 후 무균 조건에서 혼합하는 것이 표준 절차이다.

한천을 이용한 고형배지에서는 한천의 농도가 배지의 물리적 고형화에 직접적인 영향을 준다. 통상적인 고형화 농도 범위는 전체 배지 대비 1.5%~2.0%이며, 범위의 하한부는 너무 묽어 고체성이 떨어지고 상한부는 지나치게 단단해져 미생물 배양과 작업성이 떨어진다.

고온 멸균 과정에서는 탄수화물이 배지 내의 아미노산 등 질소원과 반응하여 질소화합물(예: 멜라노이딘류)을 형성할 수 있다. 이 화학 반응은 배지 색과 성분을 변화시키며 미생물 생장에 영향을 줄 수 있으므로, 탄수화물과 질소원이 함께 포함된 배지는 멸균 조건을 신중히 선택해야 한다.

배지 설계에서는 탄소원과 질소원을 구분하여 적절한 영양원을 선택해야 한다. 옥수수시럽과 같은 시럽류는 주로 탄소원이므로 질소원을 묻는 문항에서는 배제해야 한다. 산업적으로 널리 쓰이는 질소원으로는 암모늄염과 같은 무기 질소원이 대표적이며, 펩토인 같은 유기 질소원도 사용된다.

동결 보존과 같은 보관에서는 세포 보호를 위한 보호제 선택이 중요하다. 자당(sucrose), 탈지유, 혈청 등은 삼투압 조절과 얼음 결정 형성을 억제하여 보호제로 사용되며, 외부 지방산은 세포막을 교란할 수 있어 보호제로 사용하지 않는다.