Ethanol Production by Immobilized Kluyveromyces marxianus FO43 Using Jerusalem Artichoke Powder

돼지감자 분말을 이용한 고정화 Kluyveromyces marxianus FO43의 에탄올 발효특성

To produce ethanol from Jerusalem artichoke powder efficiently, Kluyveromyces marxianus FO43 cells were encapsulated in 2% sodium alginate and were cultured in batch reactor to investigate the fermentation properties. Batch culture of immobilized cells left for 4 days in 15% Jerusalem artichoke medium showed ethanol concentration of 3.38%(w/v) and ethanol yield to theoretical value of 54.20%, lower than 3.76%(w/v) and 71.13% for the culture of free cells. Addition of cellulase to $15{\sim}20%$ Jerusalem artichoke media increased the production of ethanol, owing to remarkable reduction in consistency of the suspension. So it was possible to achieve an ethanol concentration of 5.57%(w/v) arid an ethanol yield to theoretical value of 68.86% in even 20% Jerusalem artichoke medium by cultivation of immobilized cells for 4 days. The alginate beads showed constant ethanol productivity after recycling 11 times (22 days) in repeated batch fermentation.

돼지감자 분말을 원료로 alginate에 고정화된 Kluyveromyces marxianus FO43의 에탄올 생산성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 15% 돼지감자 배지에서 발효시킨 고정화 효모에 의한 에탄올 농도와 이론치에 대한 에탄올 수율은 4일 후에 각각 3.38%(w/v), 54.20%로 이것은 고정화하지 않은 효모의 3.76%(w/v), 71.13% 보다 낮았다. Cellulase의 첨가는 $15{\sim}20%$ 돼지감자 배지의 점조성을 크게 낮추어 고정화 효모의 에탄올 생산성을 증가시켰다. 그리하여 20% 배지에서도 효소를 처리하여 고정화 효모를 4일 발효 시키면 에탄올 농도를 5.57%(w/v), 이론치에 대한 에탄올 수율을 68.86%까지 얻을 수 있었다. Repeated batch culture를 실시한 결과 bead의 활성이 22일 동안 저하되지 않고 유지되었다.