일반기술

근적외선 분광기술을 이용한 실시간 미생물 농도 측정기술

본 기술은 식품 및 화공제품 제조 공정 중 발효조 내에서 증식하는 미생물(saccharomyces cerevisiae)의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 기술이다. 배양액 중의 세포 농도의 정량은 미생물 생장에 포함된 반응속도(kinetics)와 양론적인 관계의 결정에 있어서 필수적이다. 따라서 발효나 반응이 진행중인 모든 기간동안 일정 시간 간격으로 미생물의 양을 측정해서 공정의 정상 진행 여부를 판단해야 하기 때문에 인력에 의한 측정의 번거로움과 1회성의 측정이 반복되므로 비용상의 문제점이 있다. 개발된 기술은 발효조나 반응기 내에 근적외선을 조사하여 미생물의 농도에 따른 흡광도(optical density) 스펙트럼을 획득한 후 여러 가지 다양한 신호처리 알고리즘을 적용하여 미생물의 농도를 예측할 수 있는 모델을 개발하는 것이 본 기술의 주요 핵심 요소이다. 본 기술은 실시간으로 온라인 상에서 활용될 수 있으며 기존의 측정방법인 세포의 건조 중량을 측정하는 방법에 비해 측정시간이 빠르고 정확하다. 실시간으로 측정하기 위한 flowcell은 구조가 간단하고 소형이기 때문에 발효조나 반응기 내에서 제품제조 공정에 영향을 거의 주지 않는다. 개발된 기술은 식품 및 화공공정에서 제품의 농도와 품질을 실시간으로 제어할 수 있는 공정자동화 및 최적화에 활용되어 공정소요 비용 최소화, 품질제어 등에 활용될 수 있다.·Flowcell의 구조가 간단하므로 발효조나 반응기 내에서 제품의 흐름에 영향을 거의 주지 않음·미생물 농도 측정을 위해 개발된 근적외선 흡광도 스펙트럼의 신호처리 알고리즘은 처리 속도가 빠르고 효율적이기 때문에 온라인 상에서 획득된 스펙트럼을 실시간으로 분석이 가능하고 정확한 농도측정이 가능함·기존의 인력에 의존하던 공정 중 미생물 농도 검사에 실시간으로 측정이 가능하기 때문에 공정소요비용 최소, 품질제어 등에 활용 될 수 있음.