• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.606-609
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• 2001

The anaerobic bacterium Clostridium ljungdahlii was known to produce ethanol from CO, $CO_2$ and $H_2$ In this research the production of ethanol at high concentration from carbon monoxide was studied. ethanol production using fed -batch, ceramic filter supported system, and 2-stage bioreactors were tested and optimized.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.451-456
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• 2004

교반배양시 배지에 첨가되는 에탄올의 농도가 증가할수록 $Cel^-$ mutant의 발생율이 증가하므로 $1.5\%$ 에탄올이 첨가된 배지의 경우 500 rpm보다 높은 교반속도를 유지해야 효과적으로 $Cel^-$ mutant의 발생이 억제되고 BC 생산량을 증가시킬 수 있다. 교반 배양과 같은 강한 shear stress의 배양환경 하에서는 진탕배양의 경우와 달리 $1.0\%$ 에탄올을 분할공급하더라도 BC 생산의 효율성을 높일 수 없었다. Phosphate ion이 첨가된 배지보다 첨가되지 않은 배지에서 BC 생산량이 더 높았다. 배지조성 중 아세트산의 농도를 $1.0\%$로 증가시키면 균체의 건조중량은 변화가 없었으나 BC 생산량이 감소되었다. 배양액의 pH 제어는 BC의 생산에는 영향을 미치지 않았으나 균체의 성장과 WSPS의 생산을 향상시켰다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.73-79
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• 2002

본 연구에서는 C. ljungdahlii를 이용하여 일산화탄소로부터 에탄올 생성 방법을 최적화하였다. 먼저 Clostridium ljungdahlii ATCC 55383을 이용하여 일산화탄소 소비속도에 대한 kinetic model과 그에 따른 여러 가지 상수값을 계산하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과 일 산화탄소 소비속도 data에 Michaelis Menten식이 잘 적용됨을 알수 있었고 기울기 값 $K_m/V_{max}$ max 및 y-절편값 $1/V_{max}$로부터 구한 $V_{max}$는 37.14 mmol/L-hr-O.D. 그리고 $K_{m}$은 0.9516 atm임을 알 수 있었다. C. ljungdahlii에서의 ethanol의 생성에 미치는 pH와 질소원의 영향을 실험한 결과 세포성장에는 pH 5.5와 YE첨가가 에탄올 생성에는 pH 4~4.5, ammonium solution $(NH_4Cl+(NH_4)_2SO_4$)첨가가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서 pH 5.5와 YE 0.5%에서 C. ljungdahlii를 배양한 후 pH 4.5로 shift하고 ammonium solution을 계속 첨가한 경우 세포농도 0.D. 0.25에서 약 3.6 g/L의 에탄올 생성을 얻었으며 이것은 pH 및 질소원 shift가 없는 경우에 비하여 약 20배 이상 에탄을 생성양이 증가된 수치이다. 이를 바탕으로 pH shift 후 N source로서 ammonium solution을 지속적으로 공급하여 주면서 fermenter를 이용한 일산화탄소로부터 에탄을 최적화를 수행하였고 이 결과 최대 specific ethanol production rate 0.49 g ethanol/L.hr.O.D.를 얻을 수 있었으며 생성된 최종 에탄을 농도는 25 g ethanol/L에 달하였다. 이 결과를 이용하여 높은 세포농도를 얻기 위하여 세포성장에 도움을 주는 탄소원 실험을 수행하였고 이 결과 glucose를 이용한 세포성장후 일산화탄소로 전환하는 방법을 fermenter에 적용하여 pH 5.5, 400 rpm 조건에서 glucose를 feeding하여 O.D. 3.4가지 자라게 한 후 ammonium solution을 첨가하여 주면서 일산화탄소를 소비하는 시점가지 약 10시간 동안 CO adaptation을 실시하여 일산화탄소의 소비속도가 충분한 속도에 달했을 때 pH를 5.5에서 4.5로 낮추어 주었고 그 후 간헐적으로 ammonium solution을 feeding한 결과 얻어진 최종 에탄을 생성량은 45 g/L 이었다. 특히 약60시간 이내에 45 g/L 정도의 ethanol을 생성 함으로써 0.75 g ethanol/L.hr의 ethanol 생산성을 확보 할 수 있었다. 또한 C. ljungdahlii이 에탄을 내성을 실험한 결과 약 50 g/L 정도의 에탄올에는 큰 성장 장애를 받지 않는 것으로 나타나 이 균주를 이용한 산업체 부생가스로부터의 에탄을 생산 가능성을 더하여 주고 있다. 현재 본 연구진에 의하여 C. ljungdahlii를 이용하여 long term operation시의 cell viability 유지를 위한 세포성장과 에탄을 생성을 완전히 분리시킨 2 bioreactor system의 연구 및 일산화탄소로부터 높은 농도의 에탄올을 생성하는 독창적인 새로운 균주가 분리되어 현재 실험 진행 중이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제56권4호
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• pp.245-247
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• 2013

홍삼박을 에탄올 발효의 원료로 활용하기 위하여 홍삼박을 탄수화물 분해효소와 단백질분해효소로 처리한 결과 환원당의 함량이 7.2 g/L에서 101.1 g/L로 증가하였다. 홍삼박 효소분해물에 영양성분을 추가하지 않고 시판 효모를 접종하여 $25^{\circ}C$에서 7일간 발효한 결과 에탄올은 29.3 g/L까지 생성되었으며 총당대비수율은 0.274 g/g로 계산되었다. 이는 대조군보다 에탄올 생산량은 1,000% 이상, 수율은 50% 이상 향상된 결과이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.398-404
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• 1991

효모를 Na-alginate에 고정화한 후 연속반응기를 이용한 glucose 발효로 에탄올을 생산하였다. 그 결과 고정화 효모의 활성화 시간은 20~25시간이었다. 연속발효에서 고정화효모의 온도안정성은 30~$37^{\circ}C$였으며 pH 안정성은 pH 4.0~pH 8.0, 최적 희석속도는 $0.2h^[-1}$ 이었고 에탄올생산 최적 당농도는 15%였다. 최적조건에서 에탄올수율은 0.23, 생산된 에탄올 농도는 33.90g/l 그리고 에탄올 생산성은 7.12g/$l\cdot h$로 각각 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제5권6호
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• pp.309-314
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• 1995

Samples were collected from a commercial ethanol production plant to enumerate the bacterial contamination in each step of a starch based ethanol production process. Though the slurry of raw material used in the process carried bacteria with various colony morphology in the order of $10^4$ per ml, only the colonies of white and circular form survived and propagated through the processes to the order of $10^8$ per ml at the end of fermentation. Almost all of the bacterial isolates from the fermentation broth were lactic acid bacteria. Heterofermentative Lactobacillus fermentum and L. salivarius, and a facultatively heterofermentative L. casei were major bacteria of an ethanol fermentation. In a batch fermentation L. fermentum was more detrimental than L. casei to ethanol fermentation. In a cell-recycled fermentation, ethanol productivity of 5.72 g $I^{-1} h^{-1}$ was obtained when the culture was contaminated by L. fermentum, whilst that of the pure culture was 9.00 g $1^{-1} h^{-1}$. Similar effects were observed in a cell-recycled ethanol fermentation inoculated by fermentation broth collected from an industrial plant, which showed a bacterial contamination at the level of 10$^8$ cells per ml.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제12권4호
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• pp.261-264
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• 1984

증자하지 않은 cassava 생전분의 ethanol 발효생산을 위한 동시당화 -발효의 최적조건을 검토하였다. 생전분의 분해력이 가장 좋은 당화효소의 선별에서는 Asp. shirousami27이 가장 좋았으며 발효효모는 균주에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 동시당화-발효는 pH3.6에서 가장 높았으며 발효전 6$0^{\circ}C$에서 당화효소에 의한 전당화와 발효시 교반등이 발효속도 및 발효율에 효과가 있었고, 분쇄처리도 효과가 있었다. cassava 생전분의 동시당화-발효에서 5일간의 긴 발효 기간을 요구하는데 발효중 발효액의 성분 조사 결과 중간물인 glucoserk 축적되지 않는 것으로 당화과정이 속도결정단계임을 알 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.828-834
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• 2010

An ethanol-producing yeast strain, CHFY0201, was isolated from soil in South Korea using an enrichment technique in a yeast peptone dextrose medium supplemented with 5% (w/v) ethanol at $30^{\circ}C$. The phenotypic and physiological characteristics, as well as molecular phylogenetic analysis based on the D1/D2 domains of the large subunit (26S) rDNA gene and the internally transcribed spacer (ITS) 1+2 regions, suggested that the CHFY0201 was a novel strain of Schizosaccharomyces pombe. During shaking flask cultivation, the highest ethanol productivity and theoretical yield of S. pombe CHFY0201 in YPD media containing 9.5% total sugars were $0.59{\pm}0.01$ g/l/h and $88.4{\pm}0.91%$, respectively. Simultaneous saccharification and fermentation for ethanol production was carried out using liquefied cassava (Manihot esculenta) powder in a 5-l lab-scale jar fermenter at $32^{\circ}C$ for 66 h with an agitation speed of 120 rpm. Under these conditions, S. pombe CHFY0201 yielded a final ethanol concentration of $72.1{\pm}0.27$ g/l and a theoretical yield of $82.7{\pm}1.52%$ at a maximum ethanol productivity of $1.16{\pm}0.07$ g/l/h. These results suggest that S. pombe CHFY0201 is a potential producer for industrial bioethanol production.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제2권4호
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• pp.288-292
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• 1992

Kinetics of anaerobic ethanol fermentation by Clostridium thermohydrosulfuricum were investigated for the one-step production of ethanol from starch. A mutant strain with a high ethanol yield was induced from C. thermohydrosulfuricum. The mutant, designated as ME4, produced anaerobically 6.1 g/l of ethanol, 3.1 g/l of lactate and 0.1 g/l of acetate from 20 g/l of starch at $68^{\circ}C.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권6호
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• pp.619-623
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• 1989

효모의 성장 및 에탄을 생산에 미치는 온도의 영향에 대해서 회분식 배양을 실시한 결과 최대의 비효모 성장속도를 나타내는 온도는 36$^{\circ}C$였고 최대의 비에탄을 생산속도를 나타내는 온도는 33$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 온도의 영향에 대한 실험을 토대로 수학적 모델식을 선정했으며 매개변수를 추정하여 모사를 해 본 결과 배양 초기에는 36$^{\circ}C$ 정도의 온도에서 배양하다가 점차로 온도를 낮추어 3$0^{\circ}C$ 정도로 배양하는 것이 최적의 발효공정임을 알 수 있었다.