Growth model for Pichia stipitis growing on sugar mixtures

혼합당에서의 Pichia stipitis의 생육 모델

Low cost fermentation substrates frequently contain a mixture of carbon sources including hexoses, pentoses and disaccharides. Fermentation of such mixtures requires an understanding of how each of these substrates is utilized. During batch culture of Pichia stipitis CBS 5776 on sugar mixtures, glucose causes catabolite repression of xylose and cellobiose utilization. Also, glucose causes a permanent repression of xylose utilization as evidenced by reduced growth rates during the xylose phase of glucose/xylose fermentation. The growth model for multiple substrates is developed based on a cyclic AMP mediated catabolite repression mechanism and this model adequately described the growth and ethanol production from sugar mixtures.

자연계에 널리 존재하는 저렴한 기질들은 대부분 여러 종류의 탄소원들을 함유한다. 이러한 혼합기질을 이용하는 효율적인 발효공정을 개발하기 위해서는 이들 기질들이 서로 어떻게 이용되는가를 알아야 하며, 사용되는 미생물의 생육과 생성물 생산을 잘 표현할 수 있는 동력학적 모델이 필요하다. P. stipitis에 의해 혼합기질에서 에탄오릉ㄹ 생산할 때 glucose는 xylose와 cellobiose 이용에 대해 ca-tabilite repression을 일으켰으며, 초기 glucose농도가 높을수록 xylose이용에서 균체의 생육속도는 감소하였으며 xylose이용시간도 길어졌다. 또한 glucose/xylose발효시 xylose이용에서 감소된 생육속도는 glucose가 xylose이용에 permenant repression을 야기시킨다는 것을 알 수 있었다. Cyclic AMP가 중개하는 catabolite repression mechanism에 기초하여 혼합기질에서 생육하는 P. stipitis의 생육모델을 발전시켰다 이 보텔식들을 이용하여 컴퓨터 simulation한 결과는 혼합기질로부터 P. stipitis에 의한 생육 및 에탄올 생성 실험결과와 비교적 잘 일치하였다.