• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권1호
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• pp.41-46
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• 2011

에탄올을 생성하는 고농도 galactose 발효 효모 Saccharomyces cerevisiae No. 9를 선발하여 비교균주인 S. cerevisiae NRRL Y-1528과 함께 glucose, mannose, galactose에서 순치배양하고, 이어서 이들 3개의 탄소원을 기질로 사용하여 발효 효율을 평가하였다. 모균주인 No. 9의 에탄올 생산은 초기 12시간에는 천천히 상승하다가 18시간 후에 가장 높은 수준에 도달하였으며, 그 수율은 $[EtOH]_{max}/Sugar]_{ini}(g/g)$을 퍼센트로 환산하였을 때 glucose, galactose, mannose의 3개 기질에서 비교용 균주 NRRL Y-1528와 비슷한 36~38%로 수준이었고 실험한 3 균주 모두 galactose 발효에 있어서 탄소원의 종류에 따라 순치배양 조건이 에탄올 수율에 영향을 미치지 않았다. 전통적인 EMS 처리에 의하여 모균주인 galactose 발효성 효모 S. cerevisiae No. 9로부터 에탄올 발효력이 향상된 변이주 Mut-5 (SJ1-40), -17 (LK4-25) 및 -24 (LK2-48) 3개주를 선발하였다. 기질인 10, 15, 20% galactose를 이용한 에탄올 발효능을 실험 하였을때 모균주 No. 9 및 변이주에서도 galactose의 농도를 증가시킬수록 감소하는 경향을 나타내었다. Galactose 20% 농도에서 변이주는 모균주보다 에탄올 발효율이 39.9~51.6% 높았으나, 비교용 균주 S. cerevisiae NRRL Y-1528의 에탄올 발효력에는 미치지 못하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.397-403
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• 2012

Galactose, an isomer of glucose with an opposite hydroxyl group at the 4-carbon, is a major fermentable sugar in various promising feedstock for hydrogen production including red algal biomass. In this study, hydrogen production characteristics of galactose-glucose mixture were investigated using batch fermentation experiments with heat-treated digester sludge as inoclua. Galactose showed a hydogen yield compatible with glucose. However, more complicated metabolic steps for galactose utilization caused a slower hydrogen production rate. The existence of glucose aggravated the hydrogen production rate, which would result from the regulation of galactose-utilizing enzymes by glucose. Hydrogen produciton rate at galactose to glucose ratio of 8:2 or 6:4 was 67% of the production rate for galactose and 33% for glucose, which could need approximately 1.5 and 3 times longer hydraulic retention time than galacgtose only condition and glucose only condition, respectively, in continuous fermentation. Hydrogen production rate, Hydrogen yield, and organic acid production at galactose to glucose ratio of 8:2 or 6:4 were 0.14 mL H2/mL/hr, 0.78 mol $H_2$/mol sugar, and 11.89 g COD/L, respectively. Galactose-rich biomass could be usable for hydogen fermenation, however, the fermentation time should be allowed enough.

• 미생물학회지
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• 제37권2호
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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.

• KSBB Journal
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• 제9권2호
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• pp.91-97
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• 1994

Aureobasidium pullulans에 의한 whey배지에서 플루란의 생산에 대한 연구가 수행되었다. Whey배지에서 풀루란의 발효생산에 대한 실험결과, 최종균체농도는 sucrose 기본배지에서와 동일하였으나 풀루란의 생산은 5g/$\ell$로 저조하였다. Whey배지에서 풀루란 생산을 향산시키이 위하여 lactose와 galactose 기본배지에서 적응배양을 시도하였다. 적응배양을 시도하지 않은 경우, lactose를 탄소원으로 한 배지에서 3.4g/$\ell$, galactose를 탄소원으로 한 배지에서 2.5g/$\ell$의 풀루란 생산을 보였으나 적응배양방법을 이용하여 lactose로부터 10~12g/$\ell$, galacrose 기본배지에서 lactose에 적응배양된 균은 13.5g/l의 풀루란을 생산하였고 galactose에 적응배양된 균은 18.6g/l를 생산하였다. Whey배지에 적응배양된 균을 접종한 결과 초기 pH3.0일때 풀루란 생산이 최대값을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제15권2호
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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.

• KSBB Journal
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• 제20권1호
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• pp.26-33
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• 2005

유기성 폐기물의 composting에 사용된 토양유래의 복합 발효 미생물 제제로부터 분리, 동정된 다당 생성 균주인 Enterobacter sp.를 이용하여 서로 다른 기질 및 이의 농도에 따른 발효 특성을 조사하였다. 본 균주는 단당 및 단당의 혼합 탄소원인 경우보다는 lactose에서의 균체 생육 및 다당 생산량이 매우 높아 lactose를 효율적으로 이용하는 특징을 보였다. 공급된 lactose는 $20\%$ 정도가 galactose로 발효액에 축적되어 서서히 감소하였고, glucose는 소량이 존재하였으나, 곧 고갈되었다. 한편, lactose 농도를 증가시킨 결과, 효소 활성도의 증가폭은 약 $350\~450$ unit를 나타내었다. 즉, lactose의 분해 효소 활성도는 다당 생성 경향과 잘 일치하여 $\beta-galactosidase$에 의해 lactose가 구성당인 glucose와 galactose로 분해되는 과정에서 다당이 생성되는 것으로 추론되었다. 또 lactose 배지에 첨가한 glucose와 galactose는 각각 효소 생성의 repressor와 inducer로써 작용하는 것으로 판단하였다. 한편, 탄소원 농도를 증가한 결과, 비증식속도 $(0.133\~0.151hr^{-1})$에는 거의 영향을 미치지 않았고, 균체량의 차이를 나타내었으며, 고농도의 탄소원을 사용할 경우는 배지내의 잔존 당량이 높아져 수율이 감소하였으므로, 다당 생산의 최적 lactose 농도는 $30\~70g/L$인 것으로 판단하였다. 반면, 탄소원의 농도를 각각 30 및 70 g/L로 고정시킨 후, 질소원의 농도를 달리하였을 때는 질소원 농도의 증가로 균체량보다는 비증식속도가 $0.059\~0.225 hr^{-1}$ 및 $0.141\~0.237 hr^{-1}$로 크게 증가하므로 질소원이 증식 속도의 제한 기질로 작용하는 것으로 판단하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.88-94
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• 2021

해조류 중 홍조류인 꼬시래기(G. verrucosa)로부터 효모를 이용한 발효를 위해 열산가수분해, 효소당화 및 에탄올 발효수율 향상을 검토하고, 기존의 혼합당의 흡수효율을 높이기 위해 고농도 당 순치를 수행하였다. 열산가수분해는 200 mM 황산(H₂SO₄)을 이용하여 10% (w/v)의 꼬시래기(G. verrucosa)의 슬러리, 130℃의 온도에서 60분 동안 열산가수분해를 수행하였다. 또한 wild type 효모와 고농도 galactose에 순치(adaptive evolution)된 효모를 이용한 발효를 실시한 결과, wild type 효모의 경우 발효 144시간에 8.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 Y_EtOH = 0.19와 galactose에 순치된 효모의 경우 21.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 Y_EtOH = 0.50을 나타내었다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오 연료의 효율적인 생산방법을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.221-229
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• 1995

본 연구에 서는 Zoogloea ramigera에 의한 zooglan 생산에서 탄소원의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 탄소원의 농도를 기존의 연구에셔 사용된 $25g/\ell$ 보다 높은 $45g/\ell$ 를 사용한 경우에도 zooglan을 효과 적으로 생산함으로써 유청을 희석시키지 않고 그대로 zooglan 생산에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 탄소원이 lactose인 발효배양의 경우 zooglan 생 산량 및 정도가 가장 켰고, glucose, galactose, su­c crose 순이었다. 정제된 zooglan용액(5g/P)의 점도 는 lactose 기질로 생산된 zooglan의 경우 가장 큰 값을 보였고 glucose, galactose 기질의 경우가 가약간 작았으며 sucrose 기질의 경우는 상당히 낮은 값을 보였다. Lactose로의 배양시 발효액 에 상탕량 의 glucose와 galactose가 존재하였지만 이 균주는 세포외로 ${\beta}$-galactosidase를 분비하기보다는 세포내 에 존재한 ${\beta}$-galactosidase에 의해 lactose를 분해 하고 다음 대사과정으로 들어가지 못한 과영의 단당 들이 세포 밖으로 배출된 것으로 판단된다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1978년도 춘계학술대회
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• pp.96.1-96
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• 1978

미생물학적 감산현상에 의하여 과실주중의 산미를 조절하기 위한 방법으로 효모에 의하여 사과산을 알코올로 분해하는 Maloalcohol 발효를 유도하고자 하여 본 연구를 하였다. 이미 발표된 Schizosaccharomyces pombe 0-77보다 단 시간에 강력히 사과산을 소비하는 효모균을 딸기의 과피로부터 분리, 동정하였다. 본 분리균을 J. Lodder의 “The Yeasts”에 준하여 동정한 바 분열법에 의하여 증식하며 포자를 형성하고 galactose 를 발효못하므로 Schizosacoha-romyces 속으로 분류하였다. 위균사를 잘 형성하며 melibiose를 발효하므로 Schizosaccharomyces japonicus와 일치 하였다. 그러나 변종의 동정은 어려우나 위균사의 형태로 보아 Schizosaccharomyces japonicus var. japonicus로 동정하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2003년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.455-460
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• 2003

발효공정에 있어 배양법으로는 회분식 배양법, 연속식 배양법과 유가식(fed-batch) 배양법이 있다. 이것은 발효 과정 중 기질과 균류 등의 추가 투입 및 추출에 따른 분류로서 특히, 유가식 배양의 경우 배양액의 농도가 너무 높거나 낮으면 에탄올의 생산이 많아지거나 효모의 성장 속도가 늦어지게 된다 유가식 공정은 항생제, 비타민, 아미노산, 효소 및 재조합 단백질 등의 생산에 주로 이용된다. (중략)