Production of Sorbitol from Fructose in Charged Membrane Bioreactor With NAD-Regeneration System

음이온하전막을 이용한 NAD 재생형 bioreactor에 의한 fructose로부터 sorbitol의 생산

An anion-charged membrane was used for selective retention of coenzyme NAD(H) in reactor without any chemical modification. The membrane could reject permeation of NAD (H) (80.9%) but not reject permeation of product. The retention ratio was enhanced in the presence of albumin and Tris-maleate buffer. A bioreactor equipped with a membrane, NTR 7410 was constructed and used in the repeated batch production of sorbitol. NADH-dependent sorbitol dehydrogenase from sheep liver was used for the production of sorbitol from fructose. The coenzyme oxidized was regenerated with alcohol dehydrogenase. 47g/L sorbitol was produced for 198 hr with a substrate conversion ratio of 70%. The retention ratio was almost maintained throughout the entire reaction.

NAD재생형 bioreactor를 구축함에 있어 음이온 하전막을 이용하고자 하였다. 사용한 막은 용액상의 NAD의 통과를 저지하여 80.9%를 bioreactor내에 존속시켰는데 NAD의 bioreactor내에의 존속율은 Tris-maleate완충용액을 사용하고 albumin을 첨가하므로써 증가되었다. 음이온하전막을 장착한 bioreactor내에서 주반응 효소로서 sorbitol dehydrogenase와 재생반응효소로서 alcohol dehydrogenase를 사용하여 NADH로의 재생과 함께 fructose로부터 sorbitol의 생산을 행하였다. 반응형식은 반복회분조작을 행하였는데 매 회분마다 70%의 전환율이 될 때까지 반응기킨 후 반응액의 90%를 회수한 후 fructose와 ethanol을 feed하여 다음의 회분반응을 행하였다. Sobitol의 생산량은 198시간의 반응에서 47g/L이었다. 한편 사용한 막의 NAD존속율은 반응종료후에도 거의 감소되지 않았다.