Enhancement of Alcohol Fermentation Yield by Adding the Extract of Dried Rehmannia glutinosa Liboschitz

건지황 추출물을 이용한 알콜 발효 수율 증진

The juice extract of Rehmannia glutinosa Liboschitz was used to improve the productivity of ethanol in alcohol fermentation process using a 5 L fermentor under batch and fed-batch cultivations. For batch cultivation, both cell density and ethanol production were increased as the extract of R. glutinosa was increased, showing 11.8 (g/L) of maximum cell density and 0.092 (% /hr) of maximum alcohol productivity in adding 30% (v/v) of the extract. However, in adding more than 40% of the extract both cell growth and ethanol production were dropped. The cell growth was severely inhibited in 50% addition. It was found that fed-batch cultivation in adding 30% of the extract of R. glutinosa was an effective process than batch cultivation, yielding up to 30% cell growth and ethanol production. This ethanol productivity was also 30-40% higher than that obtained from a conventional alcohol fermentation. It can tell that dried R. glutinosa Liboschitz is to be used for both enhancing the yield of alcohol fermentation and utilizing biologically active substances possibly transported from R. glutinosa Liboschitz into fermented broth.

알콜 발효 증진을 위해 5L 배양조에서 혐기적으로 회분 배양 시 건지황 착즙액을 농도별로 첨가하며 알콜 발효 및 균체 생육을 측정한 결과 균체 생육 및 알콜 생산 수율 모두 착즙액 첨가량이 증가함에 따라 일반 발효에 비해 증가했으며, 30% (v/v) 첨가 시 11.8 (g/L)의 최대 균체양, 0.092 (%/hr)의 최대 알콜 생산성과 같은 최대치를 나타냈다. 하지만 40% 이상 첨가 시는 균체 생육 및 알콜 생산 두 경우 다 감소하는 경향을 보였으며 50% 에서는 심각한 생육 저해 현상이 나타났다. 또한 알콜 생산성 증진을 위해 30% 착즙액을 첨가해 유가식 배양을 실시 한 결과 회분 배양보다 월등히 높은 균체 생육 및 알콜 생산성을 보였다. 이 같은 생산성은 일반 알콜 발효에서 얻을 수 있는 수율보다 약 30-40% 이상 높은 것으로 건지황 착즙액이 알콜 발효에 직접적인 영향을 주는 것이 입증되었다. 이는 알콜 발효 시 건지황의 유용 성분의 활용과 함께 알콜 생산 수율 증진에도 이용이 가능한 지황의 이중적 활용도가 있음을 입증한 것으로 평가된다.