Immobilization of Kluyveromyces marxianus FO43 for Ethanol Production

Kluyveromyces marxianus FO43의 Algiante 고정화와 에탄올 발효특성

This experiment was attempted to improve ethanol productivity by immobilization of Kluyveromyces marxianus FO43 using Jerusalem artichoke powder. Sucrose medium was used to determine optimum conditions for cell immobilization. The optimum conditions were alginate concentration of 2%, bead size of 2 mm, a particle input ratio of 30 : 100, cultivation period of 24 hours, and substrate concentration of 10%(w/v). The immobilized cells produced the high concentrations of ethanol at pH $4.5{\sim}6.5$ and $30{\sim}45^{\circ}C$, broader ranges of pH and temperatures than those of free cells. Under optimum conditions the immobilized cells showed ethanol concentration of 46.4 g/L and productivity of 1.93 g/L.h. The microphotograph using a two phase contrast microscope showed that immobilized cells cultivated under the optimum conditions were densely populated toward the surface area of beads.

돼지감자 분말을 원료로 에탄올 생산성을 향상시키기 위한 전실험으로 Kluyveromyces marxianus FO43을 고정화시켜 sucrose 배지에 고정화 조건과 발효조건을 조사한 결과 alginate 농도는 2%, bead 직경 2 mm, 고정화 균주의 배양기간 24시간, particle input ratio of 30 : 100, 기질농도 10%(w/v), pH와 온도는 각각 5.5, $40^{\circ}C$가 최적으로 나타났으며 pH $4.5{\sim}6.5$, 온도 $30{\sim}45^{\circ}C$에서 높은 농도의 에탄올을 생성하여 고정화하지 않은 효모보다 넓은 pH와 온도 안정성을 보였다. 최적조건에서 회분발효를 실시한 결과 에탄올 농도는 46.4 g/L, 에탄올 생산성은 1.93 g/L.h이었고 최적조건에서 배양된 bead의 단면을 위상차 현미경으로 관찰해 본 결과 균주세포가 bead의 표면에 밀집되어 있었다.