Abstract
The fermentation of various sugars by C. thermosaccharolyticum was examined under pH controlled, anaerobic condition. The kinetic model for Product formation at various sugars was the combination of growth and non-growth associated mode. In the utilization of a single sugar, glucose was the best carbon source for growth. The specific growth rate of glucose, xylose and cellobiose were 0.363 h$^{-1}$, 0.242 h$^{-1}$ and 0.144 h$^{-1}$ respectively. The production of ethanol from glucose showed a negatively growth associated mode, so the higher growth rate decreased the productivity of ethanol. The maximum concentrations of the produced ethanol were 2.42 g/l, 3.76 g/l, and 3.4 g/l on glucose, xylose, and cellobiose. No glucose was detected during cellobiose fermentation. Sequential utilization of sugars was observed in the mixtures of glucose, xylose and cellobiose. It preferred glucose, followed by xylose and then cellobiose. The presence of other sugars had little or no effect on the rate of another sugar utilization. Cell lysis at the end of fermentation occured more slowly in the mixtures of sugars than a single sugar.
C. thermosaccharolyticum을 이용하여 xylose, glucose, cellobiose등을 각각 단일기질 및 혼합기질로 배양한 결과는 다음과 같다. 기질의 종류에 관계없이 에탄올의 생산양상은 Leudeking-Piret모델에 따랐으며 q$_{p}$=$\alpha$ $\mu$＋$\beta$의 식으로 나타낼 수 있었다. 단일당에서의 배양결과 glucose, xylose, cellobiose 각 당에서의 비증식속도는 0.363 h$^{-1}$, 0.242 h$^{-1}$, 0.144 h$^{-1}$로 균의 증식은 glucose를 기질로 사용하였을 때가 가장 좋았다. 에탄올 생산성은 xylose에서 가장 좋았으며, 각 당에서의 에탄올수율은 0.38g ethanol/g xylose, 0.34 g ethanol/g cellobiose, 0.242g ethano1/g glucose 이었다. glucose에서의 배양결과, 배양 12시간이후 균의 자기소화현상이 현저히 일어났으며, 다른 당에서와는 달리 에탄올 생산양상은 $\alpha$값이 음수를 나타내므로써, 균의 생육이 증가하면 오히려 에탄을 비생산속도는 감소하는 경향을 보였다. 서로 다른 당을 혼합하여 기질로 사용할 경우, 각 당의 이용특성은 이들을 단독기질로 배양하였을 때의 소비양상과 유사하여 각 당은 서로 영향을 미치지 않고, 독립적으로 자화되는 것으로 생각된다. 혼합당에서의 기질소비는 glucose, xylose, cellobiose순으로 소비되었으며, 또한 에탄을 생산성은 glucose가 첨가된 경우 glucose 농도가 낮고(5g/l), glucose를 기질로 하여 균이 왕성하게 증식한 상태에서 xylose나 cellobiose를 이용하므로써 glucose만을 단독기질로 배양한 결과보다 좋았다.
