• KSBB Journal
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• 제8권5호
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• pp.452-456
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• 1993

Pichia stipitis CBS 5776에 의한 xylose의 최적 알코올 발효조건에 대한 연구를 수행하였다. 최적 세포성장 및 최대 ethanol 생성은 초가 pH가 5.0인 100 g/l 의 xylose배지를 이용하여 $30^{\circ}C$에서 0.05VVM으로 통기하고 300rpm으로 교반하는 발효 조건에셔 얻을 수 있었다. 이러한 최적 발효조건 서의 최대 비성장속도와 최대 세포농도는 각각 $0.14hr^{-1}$와 $1.3\times109$ cells/ml이였다. 또한 최대 etha­n nol 농도는 72시간 발효시에 100 g/l 의 xylose 중 에셔 96%을 이용하여 40.2 g/l 을 얻었으며, 이때 의 단위부피당 ethanol 생산성은 0.56 g/l-hr이고 ethanol 수율은 0.42g-ethanol/g-xylose로서 이론수율의 82%였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권7호
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• pp.1156-1162
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• 2010

During ethanol fermentation, bacterial strains may encounter various stresses, such as ethanol and acid shock, which adversely affect cell viability and the production of ethanol. Therefore, ethanologenic strains that tolerate abiotic stresses are highly desirable. Bacteria of the genus Deinococcus are extremely resistant to ionizing radiation, ultraviolet light, and desiccation, and therefore constitute an important pool of extreme resistance genes. The irrE gene encodes a general switch responsible for the extreme radioresistance of D. radiodurans. Here, we present evidence that IrrE, acting as a global regulator, confers high stress tolerance to a Zymomonas mobilis strain. Expression of the gene protected Z. mobilis cells against ethanol, acid, osmotic, and thermal shocks. It also markedly improved cell viability, the expression levels and enzyme activities of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase, and the production of ethanol under both ethanol and acid stresses. These data suggest that irrE is a potentially promising gene for improving the abiotic stress tolerance of ethanologenic bacterial strains.

• 미생물학회지
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• 제30권5호
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• pp.355-359
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• 1992

Yeast cells of a fusant strain constructed by protoplast fusion of Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces frugilis were immobilized on calcium alginate beads. The increment of the ethanol tolerance of this strain to 8.0%, when compared with the parent K, fragilis, was confirmed. Based on the results from jar fermentation, a packed-bed reactor of theh immobilized yeast cells was operated. The optimal performance of the immobilized yeast reactor for ethanol production was achieved when supplying 10% lactose (suplemented 1.0% yeast extract) at a temperature of 30.deg.C. The maximal ethanol productivity was obtained as 13.3 g/I/hr at a dilution rate of $0.76 hr^{-1}$.

• KSBB Journal
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• 제9권2호
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• pp.104-107
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• 1994

Cone 형태 탑형발효기에서 연속발효실험을 수행 결과 발효조 최대 효모 농도는 37.5-39.5g/l이었고 최대 에탄올 생산성은 희석율 0.32 $hr^{-1}$에서 16.3gEtOH/L.hr 이었다. 평균 에탄올 수율은 0.48 g/EtOH/g glucose로서 이는 이론적 수율의 94%였다. Cone형태 탑형발효기는 에탄올 연속생신시 효과적인 발효기로 생각되었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.356-359
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• 2000

Xylitol의 생산성을 높이기 위해 two-stage fed-batch를 수행하였다. Glucose가 고갈되어 pH가 5.7에서 올라가면 glucose를 공급하는 방법에서 최종세포의 OD 185.0과 최종 ethanol 농도 1.0 g/L를 얻었다. 산소전달에 대한 xylitol의 생성 영향에서는 통기량 1 vvm에서 500 rpm의 교반속도일 때 xylitol 수율 55.2%와 생산성 $2.19\;g-xylitol/L\;{\cdot}\;h$를 얻었다.

• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.419-424
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• 2018

무기탄소원으로부터 에탄올을 생산하는 acetogenic 박테리아인 Clostridium ljungdahlii 발효공정에서 배양 배지 조성에 따른 영향을 분석하여 균주 성장과 에탄올 생산 향상을 시도하였다. 균주 성장 및 에탄올 생산에 영향을 줄 수 있는 배지 구성성분으로 yeast extract, fructose, $NH_4Cl$, $K_2HPO_4$를 선정하였다. Yeast extract 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 증가하였으며 에탄올 비생산성은 yeast extract 기본 배지 농도보다 낮은 0.05 g/L에서 가장 높았다. Fructose 농도가 증가할수록 균주 성장은 증가하였지만 5 g/L을 초과하는 fructose 투입은 에탄올 생산을 감소시켰다. Yeast extract 5 g/L인 조건에서 fructose 5 g/L와 넣었을 때 에탄올 생산농도가 0.297 g/L로 가장 높았으나, fructose를 넣지 않았을 때 매우 낮은 균주 농도로 인해 에탄올 비생산성은 0.281 g/g DCW로 높았다. $NH_4Cl$은 균주 성장이나 에탄올 생산은 큰 차이를 보이지 않았으며 30 g/L 이상 과다 투입하면 성장저해가 나타났다. $K_2HPO_4$에 대해서는 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 모두 증가하였다. $NH_4Cl$과 $K_2HPO_4$를 사용한 경우 에탄올 비생산성은 yeast extract를 적게 사용한 경우 크게 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.916-921
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• 2019

본 연구는 내열성, 에탄올내성 및 에탄올생산성이 향상된 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 DNA 복제 시 교정기능이 결여된 변이주(proofreading-deficient mutant)를 이용한 무작위적 돌연변이(random mutagenesis)를 유도하였다. DNA polymerase ${\delta}$와 ${\varepsilon}$의 catalytic subunit를 코드하고 있는 POL3와 POL2 유전자가 변이된 AMY410 균주(pol2-4)와 AMY126 균주(pol3-01)를 이용하여 $30^{\circ}C$, $38^{\circ}C$, $48^{\circ}C$에서 내열성 변이를 유도하였다. AMY410 균주와 AMY126 균주는 $38^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 거의 자랄 수가 없기 때문에, 배양 온도를 점차 높여가며 변이를 유도한 결과, $40^{\circ}C$에서도 잘 자라는 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주를 선별할 수 있었다. 또한 AMY410-Ht와 AMY126-Ht 균주의 에탄올내성을 추가로 획득하기 위해 6%와 8% 에탄올이 함유된 배지에서 변이를 유도하였고, 8% 에탄올 농도에서 내성을 가지는 AMY410-HEt 균주와 AMY126-HEt 균주를 분리하였다. 특히 AMY126-HEt 균주는 10% 에탄올 농도에서도 내성을 가짐을 확인할 수 있었다. AMY126-HEt 균주의 에탄올생산성의 증가를 위한 변이는 고농도 당(glucose)의 첨가에 의해 유도되었고, 50 g/l의 고농도 glucose를 함유한 배지에서 24.7 g/l의 에탄올(95% 이론적 전환수율)을 생산할 수 있는 고효율 에탄올 생산균주(AMY126-HEt3)를 최종 분리하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 교정기능이 결여된 균주(proofreading-deficient mutant)를 사용한 돌연변이법으로 산업적으로 유용한 다양한 형질을 가진 생물시스템의 구축이 가능함을 확인하였다.

• 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.

• 한국식품과학회지
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• 제27권6호
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• pp.878-884
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• 1995

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.

• KSBB Journal
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• 제10권1호
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• pp.55-62
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• 1995

본 연구에서는 균주로 Saccharomyces ceremszae A Tee 24858을, 초기 당 농도로는 60, 90, 120 및 $150g/\ell$ 을, 1회 발효 시간으로는 1시간 또는 2시간을, 초기 균체농도로는 $17.5g/\ell$ 내지 $53.1g/\ell$ 사이의 값을 사용하여 10회 반복 회분식 실험을 수 행하였다. 이 결과로부터 반복 회분식 실험에서의 평균 초기 균체농도와 에탄올 생산성 사이의 함수 관계를 규명 하여 보았다. 초기 균체농도와 에탄올 생산성 사이의 함수 관계는 초기 균체농도가 증가함에 따라 초기 당 농도에 관계없이 에탄올 생산성이 비 션형적 으로 증가하는 함수 관계를 나타내였다. 초기 당 농도가 $60g/\ell$ 이고, 초기 균체농도가 $34.5g/\ell$ 인 경우 발효는 1시간 내에 완료되었으며 균체의 분리, 새로운 기질의 주입 등의 조작을 고려한 총 10회 반복 회분 실험의 에탄올 생산성은 $26.7g/\ell$.hr이었다. 초기 당 농도가 120gjP 이고 초기 균체농도가 5 50.3gj P 인 경우에도 1시간 내에 발효가 완료되었으 며 이때의 에탄올 생산성은 $48.8g/\ell$.hr이었다. 본 연구에서 수행한 8종류의 10회 반복 회분식 실험을 통하여 얻은 최대 에탄융 생산성은 $53g/\ell$.hr이였다.