Characteristics of Mannitol Production by Leuconostoc sp. KY-002

Leuconostoc sp. KY-002의 Mannitol 생산 특성

The production of extracellular mannitol by a new mannitol-producing bacterium, Leuconostoc sp. KY-002 was studied in shake flask cultures. The new isolate has a capability of utilizing fructose and sucrose for mannitol formation. Maximum mannitol production was obtained with fructose as the sole carbon source. Under the optimal culture conditions, within 70 hours of incubation, a final concentration of 26 g/L of mannitol from 50 g/L fructose was obtained with an indicated yield of 52% based on fructose consumed. However, higher concentrations of fructose ranging from 100 to 250 g/L could not effectively be transformed to mannitol due to a lack of osmotolerance. The strain produced no other polyols such as glycerol and sorbitol as by-products. Yeast extract was the best nitrogen source and high levels of inorganic phosphate up to 10 g/L promoted mannitol formation. Any mineral ions and salts did not play important role in both cell growth and mannitol production. Nicotinic acid enhanced mannitol production by 16%. The optimum culture temperature and initial pH were $35^{\circ}C$ and 6, respectively.

김치발효 중에 분리한 젖산균의 일종인 Leueonos toe sp. KY -002를 이용하여 mannitol 생산 특성을 검토하였다. 여러 가지 탄소원 중에서 설탕과 과당만 이 mannitol 생성의 기질로 이용되었고, 50 g/L 과 당을 기질로 사용할 경우 mannitol 생산성이 가장 좋 았으며 이때 최대수율은 초기과당 기준으로 약 52% 이었다. 초기 탄소원이 고갈펼 경우, 생성된 manmtol이 다시 기질로 이용되지 않았고, 100 ~ 250 g/L 이상의 고놓도 기질농도에서는 수율이 30% 이하 수 준으로 낮았으나, 모든 실험조건에서 다른 탕알콜류 를 부산물로 생성하지 않았다. Mannitol 생성에 미 치는 여러 가지 배양인자들을 검토한 결과, 질소원 으로 yeast extract가 가장 우수하였고, 무기인산염 은 10 g/L 농도 벙위까지 농도가 높을수록 유리하 였으며, 금속이온과 NaCI, KCl 등의 엽류의 천가는 m mannitol 발효에서 역효과를 나타내였다. 몇 가지 vitamin류의 첨가에 의해 mannitol 생산을 촉진시 킬 수 있었는데, 특히 nicotinic acid의 첨가에 의해 발효놓도를 16% 증가시킬 수 있었다. 배양환경중 온도는 $35^{\circ}C$, 초기 pH는 6이 최적이었다.