수성이상계에서 K.fragilis의 에탄올 추출발효 특성에 관한 연구

Extractive Ethanol Fermentation Characteristics of K.fragilis in an Aqueous Two Phase System

여러 가지 조성의 PEG 20000jDx로 구성한 수성 이상계를 사용한 에탄올 추출발효실험을 통하여 K. fragilis에 의한 돼지감자 주스의 발효 특성을 초기 당농도 및 생성 알코올 농도의 함수로 규명하여 다음의 결과를 얻었다. 균체의 비증식속도 빛 에탄올 비생성속도는 PEG 및 Dx 농도가 낮을수록 증가하였다. 비증식속도는 조성에 무관하게 초기 당농도 $80g/\ell$에서 최대치를 보였고, 에탄올 비생성속도는 $120g/\ell$최대치를 보였다. 생성 알코올 농도에 의한 저해 영향은 비증식속도에 대하여 지수함수형 을, 에탄올 비생성속도에 대하여 쌍곡선함수형을 나타냈다. Dx 농도가 2.5~5% 범위에셔 PEG 농도 가 낮을수록 에탄올 저해 영향은 감소하였다. 총괄 에탄올 생산성은 초기 당농도가 증가할수록 높았으 며 생산성이 최대치에 도랄하는 소요시간도 당농도가 증가함에 따라 증가하였다. 시간별 에탄올 생산 속도는 초기 당농도 $160g/\ell$ 에서 가장 높은 값을 보 였다. 총괄 에탄올 생산성은 대조실험에 비하여 수 성이상계 추출발효를 통하여 1.2배 이상 증가하였고 초기 당농도가 높을수록 이상계 추출발효가 더욱 유리한 것으로 나타났다.

Fermentation characteristics of Kluyveromyces fragilis CBS 1555 with Jerusalem artichoke juice, in extractive ethanol fermentation in aqueous two phase systems composed of polyethylene glycol 20000 (PEG) and crude dextran(Dx), were investigated as a function of initial sugar concentrations, concentrations of ethanol formed, or fermentation time. Both specific ethanol production rate increased with decrease in concentrations of PEG and Dx in two-phase systems. Without being related to the compositions of aqueous two-phase system, maximum specific cell growth rate and maximum specific ethanol production rate were showed in the initial sugar concentration fo $80g/\ell$ and $120g/\ell$, respectively. The inhibition effects of ethanol on specific cell growth rate and specific ethanol production rate decreased with decrease in PEG concentration and in the range of 2.5 to 5% Dx. Specific cell growth rate and specific ethanol production rate was fitted as an exponential function and a hyperbolic function, respectively, of the concentrations of ethanol formed. Overall ethanol productivity increased with increase in initial sugar concentrations, and also the required time for the maximum productivity was so. Ethanol production rate by the elapsed fermentation time showed the maximum value in the initial sugar concentration of $160g/\ell$.