본 연구는 옥살산으로 전처리를 수행한 후 얻어진 옥수숫대를 이용하여 동시당화발효를 위한 최적조건을 탐색하였다. Pichia stipitis CBS 6054를 이용한 동시당화발효에서 독립변수인 반응온도($25.8{\sim}34.2^{\circ}C$)와 교반속도(80~220 rpm)에 대한 에탄올 생산량은 각각 99% 신뢰구간을 가졌다. 종속변수로 에탄올 생산량을 적용하였을 때 $30^{\circ}C$, 170 rpm에서 최대의 에탄올 생산을 예측할 수 있었다(22.5 g/L). 최적의 온도 및 교반속도에서 최적 질소원을 조사한 결과 yeast extract (1.25 g/L)와 urea (1.25 g/L)를 혼합하여 사용하였을 경우 에탄올 생산량은 증가하였으며 trace metal 성분과 비타민은 첨가하지 않았을 때 에탄올 생산이 촉진되었다. 동시당화 발효를 위한 $KH_2PO_4$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$의 최적 농도는 각각 1 g/L, 0.25 g/L로 나타났다.
Brettanomyces custersii CBS 5512 which has reported as a thermotolerant glucose-cellobiose co-fermentable yeast strain was mutated with UV and NTG to improve ethanol yield at higher than 4$0^{\circ}C$ B. custersii H1-23, H1-39, H1-55 and H1062 were finally selected for hyper-fermentable strains at higher than 4$0^{\circ}C$ from thermotolerant 7510 colonies through 5th selection. Among the selected strains, H1-39 mutant had better fermentability at 4$0^{\circ}C$ and 43$^{\circ}C$ from different concentrations of glucose. H1-39 and H1-23 mutants yielded more than 70% of the theoretical ethanol yield in 4 and 8% mixed sugars at above 4$0^{\circ}C$, which was 5-11% higher than those by original strain. Especially, H1-39 mutant had better fermentability in 4% mixed sugar. It showed 78.5% of the theoretical yield at 4$0^{\circ}C$ and 72.2% of the theoretical yield at 43$^{\circ}C$. On the other hand, theoretical yield of ethanol by H1-39 mutant in 8% mixed sugar at 4$0^{\circ}C$ and 43$^{\circ}C$ were 75.2% and 70.2%, respectively. Theses values increased up to 7-11% as compared to those by orginal strain. By the simultaneous saccharification and fermentation, ethanol production by H1-39 mutant increased up to more than 23% as compared to that by original strain.
In simultaneous saccharification and fermentation (SSF) for production of cellulosic biofuels, engineered Saccharomyces cerevisiae capable of fermenting cellobiose has provided several benefits, such as lower enzyme costs and faster fermentation rate compared with wild-type S. cerevisiae fermenting glucose. In this study, the effects of an alternative intracellular cellobiose utilization pathway-a phosphorolytic pathway based on a mutant cellodextrin transporter (CDT-1 (F213L)) and cellobiose phosphorylase (SdCBP)-was investigated by comparing with a hydrolytic pathway based on the same transporter and an intracellular ${\beta}$-glucosidase (GH1-1) for their SSF performances under various conditions. Whereas the phosphorolytic and hydrolytic cellobiose-fermenting S. cerevisiae strains performed similarly under the anoxic SSF conditions, the hydrolytic S. cerevisiae performed slightly better than the phosphorolytic S. cerevisiae under the microaerobic SSF conditions. Nonetheless, the phosphorolytic S. cerevisiae expressing the mutant CDT-1 showed better ethanol production than the glucose-fermenting S. cerevisiae with an extracellular ${\beta}$-glucosidase, regardless of SSF conditions. These results clearly prove that introduction of the intracellular cellobiose metabolic pathway into yeast can be effective on cellulosic ethanol production in SSF. They also demonstrate that enhancement of cellobiose transport activity in engineered yeast is the most important factor affecting the efficiency of SSF of cellulose.
Until recently, four types of cellobiose-fermenting Saccharomyces cerevisiae strains have been developed by introduction of a cellobiose metabolic pathway based on either intracellular β-glucosidase (GH1-1) or cellobiose phosphorylase (CBP), along with either an energy-consuming active cellodextrin transporter (CDT-1) or a non-energy-consuming passive cellodextrin facilitator (CDT-2). In this study, the ethanol production performance of two cellobiose-fermenting S. cerevisiae strains expressing mutant CDT-2 (N306I) with GH1-1 or CBP were compared with two cellobiose-fermenting S. cerevisiae strains expressing mutant CDT-1 (F213L) with GH1-1 or CBP in the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of cellulose under various conditions. It was found that, regardless of the SSF conditions, the phosphorolytic cellobiose-fermenting S. cerevisiae expressing mutant CDT-2 with CBP showed the best ethanol production among the four strains. In addition, during SSF contaminated by lactic acid bacteria, the phosphorolytic cellobiose-fermenting S. cerevisiae expressing mutant CDT-2 with CBP showed the highest ethanol production and the lowest lactate formation compared with those of other strains, such as the hydrolytic cellobiose-fermenting S. cerevisiae expressing mutant CDT-1 with GH1-1, and the glucose-fermenting S. cerevisiae with extracellular β-glucosidase. These results suggest that the cellobiose-fermenting yeast strain exhibiting low energy consumption can enhance the efficiency of the SSF of cellulosic biomass.
Jimenez-Quero, A.;Pollet, E.;Zhao, M.;Marchioni, E.;Averous, L.;Phalip, V.
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제27권1호
/
pp.1-8
/
2017
The production of high-value chemicals from natural resources as an alternative for petroleum-based products is currently expanding in parallel with biorefinery. The use of lignocellulosic biomass as raw material is promising to achieve economic and environmental sustainability. Filamentous fungi, particularly Aspergillus species, are already used industrially to produce organic acid as well as many enzymes. The production of lignocellulose-degrading enzymes opens the possibility for direct fungal fermentation towards organic acids such as itaconic acid (IA) and fumaric acid (FA). These acids have wide-range applications and potentially addressable markets as platform chemicals. However, current technologies for the production of these compounds are mostly based on submerged fermentation. This work showed the capacity of two Aspergillus species (A. terreus and A. oryzae) to yield both acids by solid-state fermentation and simultaneous saccharification and fermentation. FA was optimally produced at by A. oryzae in simultaneous saccharification and fermentation (0.54 mg/g wheat bran). The yield of 0.11 mg IA/g biomass by A. oryzae is the highest reported in the literature for simultaneous solid-state fermentation without sugar supplements.
A mathematical model is proposed that can depict the kinetics of simultaneous saccharification and fermentation (SSF) using steam-exploded wood(SEW) with a glucose- and cellobiose-fermenting yeast strain. Brettanomyces custersii. An expression to describe the reduction of the relative digestibility during the hydrolysis of the SEW is introduced in the hydrolysis model. The fermentation model also takes two new factors into account, that is, the effects of the inhibitory compounds present in the SEW hydrolysates on the microorganism and the fermenting ability of Brettanomyces custersii, which can use both glucose and cellobiose as carbon sources. The model equations were used to simulate the hydrolysis of the SEW, the fermentation of the SEW hydrolysates, and a batch SSF, and the results were compared with the experimental data. The model was found to be capable of representing ethanol production over a range of substrate concentrations. Accordingly, the limiting factors in ethanol production by SSF under the high concentration of the SEW were identified as the effect of inhibitory compounds present in the SEW, the enzyme deactivation, and a limitation in the digestibility based on the physical condition of the substrate.
Brettanomyces custersli를 이용하여 신문지의 유가식 동시 당화발효에 의한 에탄올 생산에 대한 연구를 수행하였다. 유가식 동시당화발효에 의한 에탄올 생산을 효과적으로 수행하기 위한 초기 기질 투입 농도는 8%(w/v)이었고 효소의 비용을 감안한 최적 효소 농도는 cellulase의 경우 30EPU/g cellulase, $\beta$-glucosidase와 cellulase의 부피가 0.1(활성비 1.05)이었다. 앞에서 결정된 초기 조건들을 가지고 교반식 반응기에서 수행된 유가식 동시당화발효는 26.8g/L의 에탄올을 생산성에서 회분식 동시당화발효보다 약 2배의 값을 나타내었다.
Ethanol production by the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of low-value rice wine cake (RWC) without cooking was investigated. RWC is the filtered solid waste of fermented rice wine mash and contains 53% raw starch. For the SSF, the RWC slurry was mixed with the raw-starch-digesting enzyme of Rhizopus sp. and yeast, where the yeast strain was selected from 300 strains and identified as Saccharomyces cerevisiae KV25. The highest efficiency (94%) of ethanol production was achieved when the uncooked RWC slurry contained 23.03% starch. The optimal SSF conditions were determined as 1.125 units of the raw-starch-digesting enzyme per gram of RWC, a fermentation temperature of $30^{\circ}C$, slurry pH of 4.5, 36-h-old seeding culture, initial yeast cell number of $2{\times}10^7$ per ml of slurry, 17 mM of urea as the nitrogen additive, 0.25 mM of $Cu^{2+}$ as the metal ion additive, and a fermentation time of 90 h. Under these optimal conditions, the ethanol production resulting from the SSF of the uncooked RWC slurry was improved to 16.8% (v/v) from 15.1% (v/v) of pre-optimization.
Xu, Jian;Thomsen, Mette Hedegaard;Thomsen, Anne Belinda
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제19권8호
/
pp.845-850
/
2009
Bioethanol derived from lignocellulosic biomass has the potential to replace gasoline. Cellulose is naturally recalcitrant to enzymatic attack, and it also surrounded by the matrix of xylan and lignin, which enhances the recalcitrance. Therefore, lignocellulosic materials must be pretreated to make the cellulose easily degraded into sugars and further fermented to ethanol. In this work, hydrothermal pretreatment on corn stover at $195^{\circ}C$ for 15 min with and without lower concentration of formic acid was compared in terms of sugar recoveries and ethanol fermentation. For pretreatment with formic acid, the overall glucan recovery was 89% and pretreatment without formic acid yielded the recovery of 94%. Compared with glucan, xylan was more sensitive to the pretreatment condition. The lowest xylan recovery of 55% was obtained after pretreatment with formic acid and the highest of 75% found following pretreatment without formic acid. Toxicity tests of liquor parts showed that there were no inhibitions found for both pretreatment conditions. After simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of the pretreated corn stover with Baker's yeast, the highest ethanol yield of 76.5% of the theoretical was observed from corn stover pretreated at $195^{\circ}C$ for 15 min with formic acid.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.