초록
본 연구는 유청을 에탄올 발효에 이용하기 위하여 유청에 함유된 유당을 ${\beta}-D-galactosidase$로 가수분해한 후 Saccharomyces cerevisiae와 Kluyveromyces fragilis의 발효 조건을 비교하였으며, 효모의 특성인 pasteur effect를 이용하여 용존 산소의 조절에 의한 유청에서의 K. fragilis와 S. cerevisiae의 에탄올 발효 조건을 실험하였다. 또한 탁주의 제조에 에탄올 발효된 유청을 용수에 혼합, 응용하기 위한 최적 조건을 조사하였다. pH6.5로 조절된 유청에 0.7%(v/v)의 ${\beta}-D-galactosidase$를 첨가하여 30분만에 93%의 유당이 가수분해 되었다. 이를 배지로 이용하여 에탄올 발효한 결과 S. cerevisiae는 galactose를 이용하지 못하므로 에탄올 생산력이 K. fragilis에 비하여 낮았으나 glucose를 첨가한 배지에서는 S. cerevisiae의 에탄올 생산량이 K. fragilis 보다 증가하였다. 용존 산소를 조절하고 glucose를 첨가하여준 실험에서는 K. fragilis와 S. cerevisiae의 에탄올 생산량이 각각 18.9 g/l와 34.5 g/l로 에탄올 생산량이 11.8% 22.1% 증가하였다. 즉 용존산소를 조절한 조건에서는 S. cerevisiae의 에탄올 생산력이 더 우수하였다. 미분을 첨가한 에탄올 발효에서는 Aspergilus oryzae가 발효 60시간만에 80% 이상의 당화력을 보였으며, 이때 생산되는 에탄올의 양은 80.2 g/l였다.
In order to use whey lactose in alcohol fermentation, we investigated fermentation conditions of Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces fragilis in lactose-hydrolyzed whey with ${\beta}-D-galactosidase$. and optimum conditions of the above two yeasts through oxygen regulation by Pasteur effect which is the characteristic of the yeasts were determined. In addition, optimum condition for application of fermented whey in Tak-ju process was also examined. With 0.7% ${\beta}-D-galactosidase$, 93% lactose was hydrolyzed at pH 6.5 in 30 minutes. Because S. cerevisiae is unable to ferment galactose, the production of ethanol by S. cerevisiae was lower than that of K. fragilis in lactose-hydrolyzed whey. But ethanol productivity by S. cerevisiae was higher than that by K. fragilis in glucose added whey. In fermentation with oxygen regulation and addition of 60 g/l glucose, the ethanol productivity of K. fragilis and S. cerevisiae were 18.9 g/l (11.8% increase) and 43.5 g/l (22.1% increase), respectively. It appeared that the ethanol productivity of S. cerevisiae was higher than thst of K. fragilis under the above conditions. In ethanol fermentation added rice starch, Aspegillus oryzae hydrolyzed 80% of starch in 60 hours, and the production of ethanol was 80.2 g/l