• 제목, 요약, 키워드: xylitol

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Pichia stipitis의 Xylitol Dehydrogenase Defective Mutant에 의한 Xylitol 생산 수율 향상 (Enhancement of Xylitol Production Yield by Xylitol Dehydrogenase Defective Mutant of Pichia stipitis)

  • 김민수;김철;서진호;유연우
    • 한국미생물학회지
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    • v.37 no.2
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    • pp.170-175
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    • 2001
  • 본 연구에서는 높은 수율로 xylitol을 생산하기 위하여 P. stipitis CBS 5776으로부터 xylitol dehydrogenase(XDH)의 활성이 결여된 변이균주의 개발과 xylitol 발효특성에 관한 실험을 수행하였다. EMS(ethylmethane sulfonate)를 처리하여 XDH defective 변이균주인 PXM-4를 최종적으로 선별하였고, 변이균주 PXM-4의 XDH 활성을 측정함으로써 XDH 활서이 완전히 제거된 변이균주임을 확인하였다. 변이균주 PXM-4의 xylitol 발효에서 가장 적합한 cosubstrate로서 galactose를 선정하였다. Galactose와 xylose의 혼합당 배지에서 xylitol 발효를 수행한 결과 galactose의 농도가 20g/ι 이상에서는 xylitol 생산이 오히려 낮아졌고, 20g/ι의 xylose를 이용한 xylitol 발효에서 가장 적합한 galactose의 농도는 20g/ι이었으며, 생산된 xylitol의 농도는 14.4 g/ι이었고, 수율은 97%이었다. 또한 잔존하는 xylose로 완전히 xylitol로 전환시키기 위해 xylitol 농도가 증가되지 않는 시기에 galactose를 첨가함으로써 최종 xylitol의 농도는 25g/ι로 향상되었다. 이와 같은 결과에 따라 XDH defective 변이균주의 개발과 배양 조건을 최적화함으로써 높은 수율의 xylitol 생산이 가능함을 확인하였다.

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Candida parapsilosis에 의한 Xylitol 생산시 Xylose와 Glucose가 미치는 영향 (Effect of Xylose and Glucose on Xylitol Production by Candida parapsilosis)

  • 오덕근;김상용
    • 한국식품과학회지
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    • v.28 no.6
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    • pp.1151-1156
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    • 1996
  • Candida parapsilosis KFCC-10875를 사용하여 xylose와 glucose가 xylitol 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Xylose만 50 g/l 함유하는 배지에서 배양하면 xylitol만 생성되었고 xylose에 glucose를 첨가하여 배양하면 부산물로 ethanol과 glycerol이 생성되었다. Glucose 함량이 높을수록 xylitol 생성량은 감소하였지만 ethanol과 glycerol의 양은 증가하여 xylose 10 g/l와 glucose 40/l일 때 최대값 각각 21.5 /l, 3.6 g/l의 최대값을 나타내었다. Glucose에서는 xylitol이 생성되지 못하기 때문에 glucose만 존재하는 배지에서는 xylitol이 전혀 생성되지 않았다. Xylose에 대한 glucose의 비율을 증가시키며 배양한 결과 glucose 비율이 높을수록 이용된 xylose에 대한 생성된 xylitol의 수율이 감소하였다. 첨가하는 ethanol의 농도를 변화시키면서 배양한 결과 첨가된 ethanol의 농도가 증가할수록 xylose에 대한 생성된 xylitol의 생산이 감소하였고 부산물을 제거한 후 배양할 경우 xylitol생산이 저해되지 않았다. 이것은 xylose에 대한 생성된 xylitol의 수율이 ethanol가 같은 부산물에 의한 것이라는 것을 의미한다. Xylose 또는 glucose에서 성장한 균체를 약 20 g/l로 농축하여 xylose 50g/l가 포함된 발효배지에 접종하여 배양하였다. Glucose에서 성장한 균체를 사용한 xylitol 생산에서 xylose reductase와 xylitol dehydrogenase의 총역가는 농축균체를 사용하지 않는 일반 배양의 그것과 거의 비슷하였다. 그러나, xylose에서 성장한 농축균체를 사용한 발효에서의 xylose reductase의 역가와 xylitol dehydrogenase의 역가는 비교적 높게 나타나 일반배양의 역가와 비슷하였다. 그러므로 xylitol 생산성은 균체농도를 증가시킬수록 비례적으로 증가하여 xylose에서 성장한 농축균체로 발효시간 18시간에 50 g/l의 xylose로부터 40 g/l의 xylitol을 얻을 수 있었다.

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Candida parapsilosis에 의한 Xylitol 생성시 포도당의 영향

  • 오덕근;김종화
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • v.24 no.2
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    • pp.149-154
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    • 1996
  • Effect of glucose addition to xylose medium on xylitol production was investigated by using Candida parapsilosis ATCC 21019 mutant. With increasing the ratio of glucose to xylose in total amount of 50 g/l as glucose and/or xylose, xylitol production was decreased but ethanol and glycerol production were increased. Ethanol and glycerol concentration were maxmum in 10 g/l of xylose and 40 g/l of glucose medium as 21.5 g/l and 3.6 g/l, respecti- vely. No xylitol was formed in glucose medium without xylose because xylitol could be not produced from glucose. With increasing the ratio of glucose to xylose, the activity of xylose reductase which converted xylose to xylitol were decreased. The activities of xylitol dehydrogeiiase which converted xylitol to xylulose and then cell materials were found to be constant regardless of the ratio of glucose to xylose. This results indicated that glucose addition to xylose medium on cell growth was not affected. In order to prevent the inhibitory effect of glucose on xylitol production, glucose in a fermentor was fed with low concentration and then ethanol and glycerol was critically decreased and the xylitol yield from xylose of the culture with glucose feeding was recovered the almost same as that with only 50 g/l of xylose. However, the xylitol yield from total sugars (xylose and glucose) was decreased and glucose was not contributed to xylitol production. Therefore, the fermentation at high concentration of xylose without glucose was carried out. A final xylitol concentration of 242 g/l which corresponding 80.7% of xylitol yield was obtained from 300 g/l of xylose for 273 hours.

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Pichia stipitis의 Xylitol Dehydrohenase Defective Mutant에 의한 Xylitol 수율 향사 (Enhancement of Xylitol Yield by Xylitol Dehydrogenase Defective Mutant of Pichia stipitis)

  • 김민수;김철;서진호;유연우
    • KSBB Journal
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    • v.15 no.2
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    • pp.113-119
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    • 2000
  • 본 연구에서는 높은 수율로 xylitol을 생산하기 위하여 P. stipitis CBS 5776으로부터 xylitol dehydrogenase (XDH)의 활성이 결여된 변이균주의 개발과 xylitol 발효 특성에 관한 실험을 수행하였다. EMS를 처리하여 XDH defective 변이균주인 PXM-4를 최종적으로 선별하였고, 변이균주 PXM-4의 XDH 활성을 측정하여 XDH 활성이 완전히 제거된 변이균주임을 확인하였다. 변이균주 PXM-4의 xylitol 발효에서 가장 적합한 cosubstrate로서 galactose를 선정하였다. Galactose와 xylose의 혼합당 배지에서 xylitol 생산이 오히려 낮아졌고, 20 g/L 이상에서는 xylitol 생산이 호히려 낮아졌고, 20 g/L의 xylose를 이용한 xylitol 발효에서 가장 적합한 galactose의 농도는 20 g/L 이었으며, 생산된 xylitol의 농도는 14.4 g/L 이었고, 수율은 97% 이었다. 또한 잔존하는 xylose를 완전히 xylitol로 전환시키기 위하여 xylitol 농도가 증가되지 않는 시기에 glalactose를 첨가함으로써 최종 xylotil 농도를 25 g/L 까지 향상시켰다. 옥수수 속의 산 가수분해 용액을 이용한 xylitol 발효에서 배지 내 존재하는 xylose는 모두 xylitol로 전환됨으로 확인하였다. 이와 같은 결과에 따라 XDH defective 변이균주를 개발함으로써 높은 수율의 xylitol 생산이 가능함을 확인하였다.

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Candida parapsilosis에 의한 Xylitol 생산시 균체농도가 미치는 영향 (Effect of Cell Density on Xylitol Fermentation by Candida parapsilosis)

  • 김상용;윤상현;김정민;오덕근
    • 한국식품과학회지
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    • v.28 no.5
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    • pp.970-973
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    • 1996
  • Candida parapsilosis KFCC-10875를 사용하여 균체농도가 xylose로부터 xylitol의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Xylitol 생산속도는 균체농도 20 g/l에서 최대값 2.8 g/l-h를 보여주었으며 비 xylitol 생산속도는 농축된 균제에 의한 산소제한으로 균체농도가 증가할수록 감소하였다. 약 20 g/l로 농축된 균체를 사용하여 초기 xylose농도가 xylitol 생산에 미치는 영향을 살펴본 결과 xylitol 생산속도, 비 xylitol 생산속도 및 xylose에 대한 xylitol의 수율은 xylose의 농도 170 g/l에서 최대값을 보여주었다. 고농도의 균체를 사용하려면 xylose의 배지에서 배양된 균체를 다시 농축하여야 한다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 발효과정 중에 균체를 농축하는 방법을 시도하였다. 고농도 균체를 얻기위하여 지수증식기인 배양 초기에는 용존산소의 농노를 충분히 유지시켜 18시간 배양하여 약 20 g/l의 고농도 균체를 얻을 수 있었다. 고농도 균체를 이용하여 xylitol을 생산하기 위하여 용존산소의 농도를 0.7-1.5%로 낮추어 유지하였다. 이때, 기질의 농도는 xylose 농도가 170 g/l 이상에서는 xylitol 생산성이 비교적 크게 감소하므로 xylitol 생산성의 향상을 위하여 고농도의 xylose를 피하는 유가식 배양을 수행하였다. 그 결과 56시간 배양하여 200 g/l xylose로부터 약 140 g/l의 xylitol을 생산할 수 있었다.

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Candida tropicalis에 의한 Xylose 와 Glucose로부터 Xylitol 생산

  • 오덕근;김상용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • v.25 no.5
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    • pp.495-500
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    • 1997
  • Xylitol production from xylose and glucose was investigated using Candida tropicalis KFCC-10960. As glucose concentration in xylose medium was increased, ethanol production increased. However, xylitol production was maximum at glucose concentration of 10 g/l. The concentrated cells grown on xylose or glucose were inoculated in xylose medium. The specific activities of xylose reductase and xylitol dehydrogenase, and xylitol production in concentrated cells grown on glucose were the same as those in concentrated cells grown on xylose. The results suggested that cells grown on glucose had the same xylitol producing activity as those grown on xylose. By feeding glucose in xylose medium, cell growth was achieved from glucose and xylitol production was obtained from xylose. By using this technique, a final xylitol concentration of 261 g/l was achieved from 300 g/l xylose in 41 hours which corresponded to a xylitol yield from xylose of 87% and a xylitol productivity of 6.37 g/1-h.

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Xylitol stimulates saliva secretion via muscarinic receptor signaling pathway

  • Park, Eunjoo;Na, Hee Sam;Jeong, Sunghee;Chung, Jin
    • International Journal of Oral Biology
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    • v.44 no.2
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    • pp.62-70
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    • 2019
  • Xylitol is well-known to have an anti-caries effect by inhibiting the replication of cariogenic bacteria. In addition, xylitol enhances saliva secretion. However, the precise molecular mechanism of xylitol on saliva secretion is yet to be elucidated. Thus, in this study, we aimed to investigate the stimulatory effect of xylitol on saliva secretion and to further evaluate the involvement of xylitol in muscarinic type 3 receptor (M3R) signaling. For determining these effects, we measured the saliva flow rate following xylitol treatment in healthy individuals and patients with dry mouth. We further tested the effects of xylitol on M3R signaling in human salivary gland (HSG) cells using real-time quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction, immunoblotting, and immunostaining. Xylitol candy significantly increased the salivary flow rate and intracellular calcium release in HSG cells via the M3R signaling pathway. In addition, the expressions of M3R and aquaporin 5 were induced by xylitol treatment. Lastly, we investigated the distribution of M3R and aquaporin 5 in HSG cells. Xylitol was found to activate M3R, thereby inducing increases in $Ca^{2+}$ concentration. Stimulation of the muscarinic receptor induced by xylitol activated the internalization of M3R and subsequent trafficking of aquaporin 5. Taken together, these findings suggest a molecular mechanism for secretory effects of xylitol on salivary epithelial cells.

Candida tropicalis DS-72에 의한 Xylose로부터 Xylitol의 생산

  • 오덕근;김상용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • v.25 no.3
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    • pp.311-316
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    • 1997
  • A high xylitol producing yeast was isolated from the sludge of xylose manufacturing factory and then identified as Candida tropicalis DS-72 according to physiological properties. The strain was able to produce xylitol in a high concentration up to 72g/l from 100g/l xylose in 32 hours. Medium optimization for xylitol production by C. tropicalis DS-72 was performed. Effect of various nitrogen sources on xylitol production was investigated. Of nitrogenous compounds, yeast extract was the most suitable organic nitrogen nutrient for the enhancement of xylitol production. However, inorganic nitrogen resulted in a low cell concentration and did not produce xylitol. Effect of inorganic salts such as KH$_{2}$PO$_{4}$, and MgSO$_{4}$, 7H$_{2}$O on xylitol production was also studied. Optimal medium was selected as xylose 100g/l, yeast extract 10g/l, KH$_{2}$PO$_{4}$, 5 g/l and MgSO$_{4}$, 7H$_{2}$O 0.2 g/l. Xylitol of 88 g/l was produced from 100 g/l xylose in 30 hours using the optimal medium in a flask. In a fermentor, a fed-batch culture with 300g/l xylose was carried out. A final xylitol concentration of 240 g/l in the culture could be obtained in 43 hours of culture time by maintaining the high level of dissolved oxygen during growth phase and limiting the dissolved oxygen in the same culture during production phase. This result corresponded to a xylitol yield of 80% and a xylitol productivity of 5.58 g/1-h.

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Candida mogii ATCC 18364를 이용한 D-Xylose로부터 Xylitol 생산 (Xylitol Production from D-Xylose by Candida mogii ATCC 18364)

  • 백승철;권윤중
    • KSBB Journal
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    • v.19 no.3
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    • pp.226-230
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    • 2004
  • 볏짚 가수분해물로부터 xylitol 생산능력이 가장 우수하다고 알려진 Candida mogii ATCC 18364의 xylose 발효특성에 관한 기초연구를 수행하였다. 상업적인 자일로즈로부터 C. mogii게 의해 xylitol을 생산할 때 수율과 속도에 미치는 여러 영향을 검토한 결과, 포도당을 함유한 기질에서 12시간 배양한 종균을 3.0 g/L의 농도로 접종하여 발효시켰을 때 가장 좋은 결과를 얻었다. 또한 xylose 발효에서 가장 중요한 요인인 용존산소 농도의 영향을 알아보기 위해, 2 L 발효조에서 통기량과 교반속도를 조절해 가면서 xylitol 생산을 비교 검토하였다. 농축균과 10% 접종균을 사용했을 경우 모두, 1 vvm의 통기량과 200 rpm의 교반속도에서 xylitol 생산이 가장 우수하였다.

자일리톨의 효과 및 활용방법에 대한 고찰 (A review of effect and how to use xylitol)

  • 신경희;안용순
    • 한국치위생학회지
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    • v.10 no.6
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    • pp.1095-1105
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    • 2010
  • Objectives : This paper is designed to help the public prevent their future dental caries, based on the studies of xylitol about it's efficacy and effectiveness, and its appropriate usage. Methods : This study of xylitol on the basis of existing research papers and literature is not only to learn about the mechanism of what xylitol acts, but also to search the effectiveness of incompleteness of xylitol-containing foods, bacterial infection between xylitol and mother-baby, and the side-effects of xylitol. Results : 1. Xylitol's continuous intake of teeth effects the decrease of calculus amount, cleanness of teeth, as well as the remineralization process. The xylitol effect varies depending on the weight of xylitol, which has no effect on root caries. 2. Mouth gargle solution is higher resistant against acids; recalcification is significantly reduced; and remineralization effect represents. 3. It is reported that regular consumption of xylitol by mothers just during two years after birth has significantly decreased the spread possibility of mutans streptococcei. 4. The reduction of dental caries by xylitol is happened by its restraining the growth of bacteria resource caries, with their presence in amount of uncontrolled growth. 5. When a small amount of eating xylitol is absorbed slowly into gastrointestinal tract, being followed by glucose metabolism in the liver, while its excessive amount of eating can cause gastrointestinal problems. Conclusion : Dental hygienists should be required to provide dental information to the public on the basis of academic knowledge. In situation that one is not yet sure of xylitol on solid and multifaceted researches, there must be needed more accurate and detailed reviews on the side-effects of xylitol and the overall impact on the oral environments.