카사바 당화액을 이용한 실험실용 및 산업용 효모의 에탄올 발효성능 비교 (Comparison of Ethanol Fermentation Properties between Laboratorial and Industrial Yeast Strains using Cassava Hydrolysate)

서지정보

· 발행기관 : 한국미생물·생명공학회
· 수록지 정보 : 한국미생물·생명공학회지 / 40권 / 3호 / 220 ~ 225페이지
· 저자명 : 진영욱, 김진우, 박용철, 서진호

초록

실험실용 효모 CEN.PK2-1D와 산업용 효모 JHS100와JHS200의 ethanol 발효성능을 순수배지와 카사바 당화액에서 비교하고 발효특성을 규명하기 위해 세포성장속도와ethanol 내성, 부산물 glycerol과 acetate의 생성에 대해 비교하였다. JHS100과 JHS200은 CEN.PK2-1D과 비교하여 세포성장이 빨랐으며 ethanol에 대한 내성이 높았다. 순수YP 배지에 300 g/L glucose를 탄소원으로 이용한 회분식 배양에서 세 효모 모두 0.46 g/g의 ethanol 생산수율을 나타냈으며 생산성은 세포성장속도가 가장 빨랐던 JHS100이 3.05 g/L-hr로 가장 높아서 최종적으로 JHS100 균주는 136.6 g/L의ethanol을 생산하였다. 카사바 당화액에 질소원을 추가하지않은 배지를 이용한 혐기성 회분식 배양에서 산업용 효모JHS100은 106.1 g/L ethanol을 최종적으로 생산하였고, 0.42g/g 생산수율과 3.15 g/L-hr 생산성을 보였다. 특히, 카사바당화액과 순수 YP배지를 이용한 발효의 ethanol 생산변수를비교할 경우, 실험실용 효모 CEN.PK2-1D는 생산수율과 생산성이 각각 19%와 17% 감소한 반면, 산업용 효모 JHS100과 JHS200은 생산수율이 8% 감소하였고 유사한 생산성을보였다. 또한, ethanol 생산과정의 최대 부산물인 glycerol과acetate의 생산에 대해서 JHS100과 JHS200이 CEN.PK2-1D 에 비하여 크게 낮았다. 따라서 산업용 효모인 JHS100과JHS200의 뛰어난 ethanol 발효성능은 빠른 세포성장과 높은ethanol 내성, 낮은 질소원 요구성, 부산물인 glycerol과acetate의 낮은 생산성 등에 기인하는 것으로 예상한다.

영어초록

In order to investigate the ethanol fermentation properties of alcohol yeasts a laboratorial strain (CEN.PK2-1D) and two industrial alcohol yeasts (JHS100 and JHS200) of Saccharomyces cerevisiae were cultured in a pure YP medium with 300 g/L glucose and cassava hydrolysate. Spot assay and cell viability tests showed that both the JHS100 and JHS200 strains exhibited higher ethanol tolerance than the CEN.PK2-1D strain. The JHS100strain demonstrated the highest cell growth, glucose consumption and ethanol production. In particular, an anaerobic batch fermentation of the JHS100 strain using cassava hydrolysate with 250 g/L glucose resulted in a 106.1 g/L ethanol concentration, 0.42 g/g ethanol yield and 3.15 g/L-hr ethanol productivity, which were 53%, 13%, 53% higher than the corresponding values for the CEN.PK2-1D strain. By changing the pure YP medium to cassava hydrolysate, 19% and 17% decreases in ethanol yield and productivity for the CEN.PK2-1D strain were observed, whereas the cultures of the JHS100 and JHS200 stains showed similar ethanol productivities and only an 8% decrease in ethanol yield. Furthermore, the JHS100 and JHS200 stains produced lower levels of glycerol and acetate byproducts than the CEN.PK2-1D strain. Consequently, the outstanding ethanol fermentation performance of the industrial strains might be owing to rapid cell growth, high ethanol tolerance, low nitrogen requirements and the low formation of by-products.

참고자료

· 없음