• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권12호
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• pp.1944-1949
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• 2020

Mutant sugar transporter ScGAL2-N376F was overexpressed in Kluyveromyces marxianus for efficient utilization of xylose, which is one of the main components of cellulosic biomass. K. marxianus ScGal2_N376F, the ScGAL2-N376F-overexpressing strain, exhibited 47.04 g/l of xylose consumption and 26.55 g/l of xylitol production, as compared to the parental strain (24.68 g/l and 7.03 g/l, respectively) when xylose was used as the sole carbon source. When a mixture of glucose and xylose was used as the carbon source, xylose consumption and xylitol production rates were improved by 195% and 360%, respectively, by K. marxianus ScGal2_N376F. Moreover, the glucose consumption rate was improved by 27% as compared to that in the parental strain. Overexpression of both wild-type ScGAL2 and mutant ScGAL2-N376F showed 48% and 52% enhanced sugar consumption and ethanol production rates, respectively, when a mixture of glucose and galactose was used as the carbon source, which is the main component of marine biomass. As shown in this study, ScGAL2-N376F overexpression can be applied for the efficient production of biofuels or biochemicals from cellulosic or marine biomass.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권2호
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• pp.447-450
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• 2005

Aspergillus niger inuE gene and Kluyveromyces marxianus INUI gene coding for exoinulinase were expressed in Saccharomyces cerevisiae under the control of K. marxianus INUI promoter. Recombinant S. cerevisiae expressing K. marxianus exoinulinase produced maximum 85 U/ml into culture medium, which was 9- to 14-fold higher than the activity produced by any other strain reported so far. In addition, K. marxianus INUI promoter produced 20- fold higher activity than S. cerevisiae glyceraldehydes phosphate dehydrogenase (GPD) promoter in S. cerevisiae.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권4호
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• pp.528-534
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• 2015

유청을 막걸리 제조시 용수로 사용하기 위해 효모에 따른 유당 분해능과 ethanol 생성능력을 측정하고, 유청 첨가 비율에 따른 막걸리를 제조하여 총산, pH, 환원당, ethanol 및 관능평가 등 품질특성을 확인한 결과는 다음과 같다. 유당 분해능은 K. marxianus KCCM 35455과 K. marxianus KCCM 50700이 가장 뛰어난 유당 분해능을 보였으며, ethanol 생성능력은 K. marxianus KCCM 50700 균주의 ethanol 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 유당분해능과 ethanol 생성능이 우수했던 K. marxianus KCCM 50700의 효모를 선정하여 유청 막걸리 제조 연구를 진행하였다. 유청 첨가비율에 따른 막걸리의 발효과정 중 총산은 K. marxianus KCCM 50700으로 담금한 시료구의 경우 S. cerevisiae로 담금한 막걸리의 산도보다 비교적 낮은 경향을 보였으며, pH는K. marxianus KCCM 50700로 담금한 시료구의 경우 S. cerevisiae로 담금한 막걸리의 pH보다 비교적 높은 경향을 보였다. 환원당 함량은S. cerevisiae 시료구에서는 유청 첨가비율이 높아짐에 따라 환원당 함량이 높아졌으며, K. marxianus KCCM 50700 시료구에서는 큰 함량차이가 나타내지 않았다. ethanol 함량 변화는K. marxianus KCCM 50700로 담금한 시료구가 S. cerevisiae로 담금한 시료구 보다 높게 나타났다. 관능평가는 향, 색, 맛 및 종합기호도면에서 K. marxianus KCCM 50700로 담금한 유청 100% 첨가 시료구가 높은 기호도를 보였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.20-25
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• 1995

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.

• 한국축산식품학회지
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• 제26권2호
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• pp.252-256
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• 2006

본 연구는 기능성 발효유로서 티벳산 발효유에서 분리한 효모(Kluyveromyces marxianus)와 유산균(Lactobacillus bulgaricus)의 혼합스타터를 이용한 발효유를 제조하여 배양 기간별 균수 측정, pH, 적정산도, ethanol 함량, 항암 활성에 대해 알아보았다. 배양은 $30^{\circ}C$에서 curd가 형성되는 시점에 마치게 되는데 이때의 최종 산도는 0.68, pH는 4.5 이었다. 배양 36시간 후의 균수는 K. marxianus는 $5.3{\times}10^9 CFU/mL$, L. bulgaricus는 $3.2{\times}10^9 CFU/mL$ 이었고 ethanol 함량은 0.35%까지 증가하였다. 36시간 배양하여 제조된 발효유의 항종양 활성은 HEp-2에 대해서는 86.6%, HEC-1B에 대해서는 70.3%, SW-156에 대해서는 60.4%, SK-MES-1에 대해서는 57.14%의 항종양 활성을 나타내었다. 이상의 결과 기존의 유산균 발효유에 효모를 첨가한 알코올 발효유의 제조가 가능하며, 제품의 항종양 활성의 측면에서도 높은 기능성을 나타내는 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권9호
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• pp.1245-1253
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• 2014

One-step sulfuric acid saccharification of the red alga Pterocladiella capillacea was optimized, and various detoxification methods (neutralization, overliming, and electrodialysis) of the acid hydrolysate were evaluated for fermentation with the thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus. A proximate composition analysis indicated that P. capillacea was rich in carbohydrates. A significant galactose recovery of $81.1{\pm}5%$ was also achieved under the conditions of a 12% (w/v) biomass load, 5% (v/v) sulfuric acid, $121^{\circ}C$, and hydrolysis for 30 min. Among the various detoxification methods, electrodialysis was identified as the most suitable for fermentable sugar recovery and organic acid removal (100% reduction of formic and levulinic acids), even though it failed to reduce the amount of the inhibitor 5-HMF. As a result, K. marxianus fermentation with the electrodialyzed acid hydrolysate of P. capillacea resulted in the best ethanol levels and fermentation efficiency.

• 펄프종이기술
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• 제47권3호
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• pp.11-17
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• 2015

In acid hydrolysis process of biomass saccharification. neutralization of acid hydrolyzate is essential step, which resulted in dissolved cations in glucose solution. Impact of cations to Kluyveromyces marxianus in glucose solution was investigated focused on ethanol fermentation. Either potassium or sodium cations decreased the ethanol fermentation and glucose to ethanol conversion. Glucose consumption by K. marxianus was delayed by increasing potassium cation concentration as completely consumed within 12 h in potassium cation 0.46 mol and 0.92 mol but within 24 h in potassium cation 1.38 mol. Also, ethanol fermentation process was slowed down with increasing concentration of the potassium sulfate. Fermentation of glucose solution to ethanol was more inhibited by sodium cation than potassium cation in glucose solution. Glucose was completely consumed within 24 h in sodium cation 0.95 mol. but at 1.90 mol or 2.84 mol in sodium cation could not finish the fermentation within 48 hour. Ethanol concentration was 22.26 g/L at low sodium cation in glucose solution with complete fermentation within 24 h. With increasing sodium cation in glucose solution, final ethanol concentration was reached at 14.10 g/L (sodium cation con) and 0.21 g/L (sodium cation con), which meant delaying of fermentation by sodium cations.

• 동아시아식생활학회지
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• 제13권5호
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• pp.425-432
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• 2003

본 연구에서는 ethanol 과 일부 유기산(adipic acid, citric acid, acetic acid)을 첨가하였을 때 물김치 발효에 관여하는 미생물 생육의 변화를 측정하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. Ethanol 및 유기산의 첨가가 물김치 서식 미생물에 미치는 영향을 직접적으로 살펴보기 위하여 pH 4.3 의 buffer 용액에 ethanol 과 유기산을 농도별로 첨가하고 Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Kluyveromyces marxianus을 접종하여 균의 생육에 미치는 영향을 살펴 본 결과 L. plantarum 와 Leu. mesenteroides에서는 ethanol 농도가 높을수록 그리고 유기산 종류에서는 adipic acid를 첨가했을 때 성장 억제 효과가 가장 크게 나타났다. 비교 균주에서는 L. plantarum이 Leu. mesenteroides보다 유기산과 에탄올에 영향을 받아 생육이 더욱 억제되었다. Ethanol에 대해서는 L. plantarum이 Leu. mesenteroides보다 숙성 72 시간째에 40.0% 정도 생육이 억제되었으나 유기산의 경우에는 종류에 따라 생육억제 정도가 달랐다. Acetic acid의 경우 L. plantarumol 약 40.0% 정도, citric acid의 경우는 L. plantarum이 약 15.0% 정도 생육이 억제되었지만 adipic acid의 경우는 L. plantarum 와 Leu. mesenteroides 모두에게 억제 효과가 있어 무첨가군에 비해 50.0∼60.0% 정도 생육이 감소되었다. K. marxianus에서도 ethanol 농도가 높을수록 성장 억제에 효과적이나 유기산에 대해서는 차이를 보이지 않았다. Ethanol 및 유기산이 각 균에 어떠한 영향을 주었는가을 알기 위해 균체내 물질의 누출을 260nm에서의 흡광도를 측정하여 관찰한 결과 L. plantarum 에서는 ethanol 2.0% 첨가 에서와 adipic acid 0.1 를 첨가한 실험군에서 24 시간 후의 흡광도가 가장 많이 증가되었다. Leu. mesenteroides에서는 ethanol 첨가시 유의적인 차이가 보이지 않았고 유기산 중 adipic acid 첨가시 흡광도가 많이 증가되었다. K. marxianus 에서는 ethanol 농도가 높을수록 흡광도가 증가되었고 유기산 중 citric acid 에서 많이 증가되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권5호
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• pp.733-738
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• 2007

An extracellular exoinulinase($2,1-\beta-D$ fructan fructanohydrolase, EC 3.2.1.7), which catalyzes the hydrolysis of inulin into fructose and glucose, was purified 23.5-fold by ethanol precipitation, followed by Sephadex G-100 gel permeation from a cell-free extract of Kluyveromyces marxianus YS-1. The partially purified enzyme exhibited considerable activity between pH 5 to 6, with an optimum pH of 5.5, while it remained stable(100%) for 3 h at the optimum temperature of $50^{\circ}C$. $Mn^{2+}\;and\;Ca^{2+}$ produced a 2A-fold and 1.2-fold enhancement in enzyme activity, whereas $Hg^{2+}\;and\;Ag^{2+}$ completely inhibited the inulinase. A preparation of the partially purified enzyme effectively hydrolyzed inulin, sucrose, and raffinose, yet no activity was found with starch, lactose, and maltose. The enzyme preparation was then successfully used to hydrolyze pure inulin and raw inulin from Asparagus racemosus for the preparation of a high-fructose syrup. In a batch system, the exoinulinase hydrolyzed 84.8% of the pure inulin and 86.7% of the raw Asparagus racemosus inulin, where fructose represented 43.6mg/ml and 41.3mg/ml, respectively.

• Applied Biological Chemistry
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• 제30권2호
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• pp.169-178
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• 1987

Kluyveromyces marxianus로 부터 inulase를 생산하고 정제하며 intra 및 extracellular inulase의 성질을 조사하였다. 본 균주는 stationary phase인 24시간째 intra 및 extracelullar enzyme의 생산이 최고에 달했으며 유기 질소원으로 YNB를 사용하고 배양 중 pH를 조절해 줌으로써 효소 생산을 향상시킬 수 있었다. 조효소는 DEAE-cellulose에 의해 intra 및 extracellular inulase 모두 2개의 fraction으로 분리되었고 각 fraction의 전기영동 양상은 비슷하여 주 band를 비롯 모두 3개의 glycoprotein band가 관찰되었으며 이중 주 band만 inulase 및 invertase activity를 보유하고 있었다. 정제 효소의 inulase 및 invertase의 최적 pH는 각각 5.0과 4.5였고 intra가 extracellular enzyme 에 비해 다소 넓은 범위의 pH에서 높은 활성을 나타내었다. 모든 fraction의 최적 온도는 inulase가 $40^{\circ}C$, invertase가 $50^{\circ}C$였으며 intracellular enzyme이 더 넓은 범위의 온도에서 안정하였고 열에 대한 안정성도 intracellular inulase가 extracellular inulase보다 높게 나타났다. Km value는 intra가 $16{\sim}19mM$, extracellular inulase가 $9{\sim}11mM$로써 extracellular inulase가 inulin에 대한 친화력이 더 높았으나 모두 exo-type의 inulase로 판명되었다.