Microbial Conversion of Woody Waste into Sugars and Feedstuff (II) - Production of Cellulolytic Enzymes from Aspergillus fumigatus and Saccharification of Popla Wood

미생물(微生物)에 의한 목질자원(木質資源)의 당화(糖化) 및 사료화(飼料化)에 관(關)한 연구(硏究) (II) - Aspergillus fumigatus KC-1으로부터 섬유소 분해 효소의 생산 및 현사시나무의 효소가수분해

The cellulolytic activities of Aspergillus fumigatus KC-1 was investigated, which showed the most active producer of cellulase among the 256 strains of cellulose-decomposing microorganisms screened in our laboratory. All the examined cellulolytic activities (filter paper-, Avicel-, cotton-, CMC-, salicin- and xylansaccharifying activity) in a culture of A. fumigatus KC-1 grown on 1% popular sawdust pretreated with peroxide alkaline reached a maximum within 4-5 days. The optimum pH and temperature for the enzymatic activity was found to be pH 4.5 and $60^{\circ}C$ respectively. The sawdust of poplar wood delignified with 1% NaOH and 20% peracetic acid succesively recorded the highest hydrolysis rate in the tests of enzymatic saccharification. The major end product of hydrolysis of poplar wood with the cellulolytic enzymes obtained from A. fumigatus KC-1 was glucose with small amount of cellobiose and xylose. It can be concluded from these results that A. fumigatus KC-1 is an advantagous source of a cellulase that is capable of hydrolyzing cellulose to glucose rapidly. The influence of degree of delignification, substrate size and its concentration on the rate of hydrolysis of poplar wood was also discussed.

섬유성 물질을 자화(資化)하는 미생물을 자연계로 부터 분리하여 효소생산 및 당화조건을 검토하였다. 분리 균주 256주 중 효소생산에 가장 유효하다고 인정되는 Aspergillus fumigatus KC-1을 우수 균주로 선발하였다. 본 균은 alkaline peroxide로 전처리한 현사시 목분 1%를 탄소원으로하여 $45^{\circ}C$에서 진탕 배양시 4~5일째 효소생성(여지, Avicel, 탈지면, CMC, Salicine 및 Xylan 당화활성)이 최고치에 달했다. 효소의 최적 pH는 4.5, 최적온도는 $60^{\circ}C$였다. 본 균의 효소에 의한 현사시 목분의 가수 분해시 1 % NaOH와 20% 과초산으로 탈리그닌한 목분의 가수 분해율이 가장 높았고, 최종 산물로 glucose와 약간의 cellobiose 및 xylose가 검출되었다. 따라서 본균의 cellulase는 cellulose를 쉽게 glucose로 당화하는데 매우 유효한 효소로 판단되었다. 현사시 목분의 효소분해에 대한 탈리그닌 정도, 기질의 크기 및 농도의 영향도 아울러 검토하였다.