• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제4권3호
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• pp.215-221
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• 1994

Two strains of yeast (RA-74-2 and RA-912) showing superior fermenting ability at a high temperature were isolated from soils and wastewaters by an enrichment culture method. Based on the morphological and physiological charateristics, the two strains were identified as Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces marxianus, respectively. RA-74-2 was able to grow upto $43^{\circ}C$ and sustain similar fermenting ability in the temperatures range from 30 to $40^{\circ}C$. In addition, the sugar- and ethanol-tolerance of RA-74-2 were 30% (w/v) glucose and 10% (v/v) ethanol, which appeared to be higher than those of nine other industrial yeast strains currently being used in the alcohol factories. The thermotolerant ethanol fermenting yeast RA-912 showed identical growth in the temperatures range from 35 to $45^{\circ}C$ and was resistant to various heavy metals. The quality and quantity of byproducts of the isolated yeast strains in fermentation broth after fermentation at $40^{\circ}C$ and $45^{\circ}C$ were similiar with those obtained at $30^{\circ}C$. These results show that RA-74-2 can be adopted for the ethanol fermentation process where the expenses for cooling system is significant, and suggest that RA-912 may be applied in either SSF(simultaneous saccharification and fermentation) or Flash-fermentation process and RA-912 may be used as a gene donor for the development of thermotolerant ethanol-fermenting yeasts.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.718-726
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• 2010

A selected fungal strain, for production of the raw-starchdigesting enzyme by solid-state fermentation, was improved by two repeated sequential exposures to ${\gamma}$-irradiation of $Co^{60}$, ultraviolet, and four repeated treatments with Nmethyl-N'-nitrosoguanidine. The mutant strain Aspergillus sp. XN15 was chosen after a rigorous screening process, with its production of the raw-starch-digesting enzyme being twice that of usual wild varieties cultured under preoptimized conditions and in an unsupplemented medium. After 17 successive subculturings, the enzyme production of the mutant was stable. Optimal conditions for the production of the enzyme by solid-state fermentation, using wheat bran as the substrate, were accomplished for the mutant Aspergillus sp. XN15. With the optimal fermentation conditions, and a solid medium supplemented with nitrogen sources of 1% urea and 1% $NH_4NO_3$, 2.5 mM $CoSO_4$, 0.05% (v/w) Tween 80, and 1% glucose, the mutant Aspergillus sp. XN15 produced the raw-starch-digesting enzyme in quantities 19.4 times greater than a typical wild variety. Finally, XN15, through simultaneous saccharification and fermentation of a raw rice corn starch slurry, produced a high level of ethanol with $Y_{p/s}$ of 0.47 g/g.

• Molecules and Cells
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• 제28권4호
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• pp.369-373
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• 2009

Heterologous secretory expression of endoglucanase E (Clostridium thermocellum) and ${\beta}$-glucosidase 1 (Saccharomycopsis fibuligera) was achieved in Saccharomyces cerevisiae fermentation cultures as an ${\alpha}$-mating factor signal peptide fusion, based on the native enzyme coding sequence. Ethanol production depends on simultaneous saccharification of cellulose to glucose and fermentation of glucose to ethanol by a recombinant yeast strain as a microbial biocatalyst. Recombinant yeast strain expressing endoglucanase and ${\beta}$-glucosidase was able to produce ethanol from ${\beta}$-glucan, CMC and acid swollen cellulose. This indicates that the resultant yeast strain of this study acts efficiently as a whole cell biocatalyst.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.494-500
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• 2016

본 연구에서는 백합나무의 아세틸기 제거를 위해 전처리 전에 수산화나트륨을 이용하여 탈아세틸화를 수행하였다. 0.8%의 수산화나트륨을 첨가하여 $60^{\circ}C$에서 80분 동안 반응시켜 헤미셀룰로오스로부터 대부분의 아세틸기를 제거하였다. 탈아세틸화 처리된 바이오매스를 옥살산 전처리에 이용하였으며, 전처리된 바이오매스 투입량(10, 12.5, 15%) 및 효모 투입시간(0, 6, 12, 24시간)에 따라 동시당화발효 및 semi-동시당화발효를 수행하였다. 최대 에탄올 수율은 바이오매스 투입량 10%에서 효모를 당화시작과 동시에 첨가했을 때 120시간 후 26.73 g/L의 에탄올을 생산하였으며 이것은 88.14%의 에탄올 수율에 해당하였다. 바이오매스 투입량 12.5%와 15% 조건에서는 효모 투입시간 6시간 조건에서 각각 32.34 g/L, 27.15 g/L의 에탄올을 생산하였고, 이는 각각 85.58%와 59.87%의 에탄올 수율에 해당하였다. 옥살산 전처리 후 얻어진 액상 가수분해산물로부터 발효저해물질의 제거를 위해 수산화칼슘을 처리하였으며 발효 72시간 후 5.28 g/L의 최대 에탄올을 얻었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권6호
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• pp.507-514
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• 2013

본 연구에서는 옥살산을 이용하여 팜 부산물 전처리를 수행하였으며 전처리에 사용된 산 촉매를 회수하였다. $150^{\circ}C$에서 전처리 후 액상가수분해산물에 포함된 발효가능한 당은 $20g/{\ell}$로 다른 조건에서 보다 높았으며 발효를 수행한 결과 72시간 후 $3.78g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 이것은 0.21 g/g의 에탄올 수율에 해당한다. $160^{\circ}C$ 이상의 전처리 조건에서 얻어진 액상가수분해산물의 발효는 이루어지지 않았다. 전기투석에 의해 액상가수분해산물에 포함된 옥살산은 대부분 회수되었으며 동시에 일부 발효저해물질도 제거되었다. 전기투석 후 액상가수분해산물을 이용한 에탄올 발효는 효율적으로 이루어졌으며 발효 24시간 후 $5.38g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 이것은 0.33 g/g의 에탄올 수율에 해당한다. 전처리 후 고형바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 모든 전처리 조건에서 96시간 후 $15g/{\ell}$ 이상의 에탄올을 생산하였으며, 특히 $170^{\circ}C$ 전처리 조건에서 $20.54g/{\ell}$의 높은 에탄올 생산을 나타냈다. 전기투석 후 액상가수분해산물을 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 에탄올 생산이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권5호
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• pp.506-510
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• 1990

쌀 전분을 이용하여 무증자 당화 발효법으로 쌀 탁주를 제조하였으며 증자 당화 발효법에 의한 종래적인 방법과 비교하였다. Rhizopus속 균주를 증자하지 않은 생쌀에 접종하여 통상적인 방법에 따라 koji를 제조하여 사용하였으며 원료미를 분쇄해여 증자하지 않은 상태로 발효하였다. 무증자 당화 발효의 경우 종래적 방법에 의한 발효의 경우보다는 최종 alcohol 함량이 pH 1.8 높았고 유기산 생성이 급격히 이루어져 별도의 pH 조정이 필요없었다. 효모의 숫자는 차이가 없었고 세균은 무증자의 경우 2단 사입 후 24시간 까지는 증자의 경우보다 많다가 발효가 종료될 시점에서는 비슷하였다. 발효가 끝난후 제성주로 하였을 때 무증자의 경우는 fusel oil 함량은 증자의 경우보다 적었고 아미노산 함량은 약 2배로 높았으며 원료미에서 유래된 생취(raw flavor)가 유지되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권10호
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• pp.1401-1405
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• 2012

A thermotolerant Saccharomyces cerevisiae mutant strain, TT6, was constructed after multi-parental hybridization of five mutant strains obtained by UV or NTG treatment of the original strain, S. cerevisiae KV1. When incubated at $40^{\circ}C$ in YPD broth, TT6 began to grow exponentially in 10 h, but KV1 did not show any noticeable growth even after 22 h. The thermotolerant growth of TT6 was confirmed by serial dilution assay at $42^{\circ}C$; TT6 grew at a cell concentration ($10^{-5}$) 10,000 times lower than that of KV1 ($10^{-1}$). Whereas ethanol production from YP containing 23% (w/v) glucose by KV1 decreased with increasing temperature from $30^{\circ}C$ to $36^{\circ}C$, ethanol production by TT6 did not decrease at temperatures up to $37^{\circ}C$. When TT6 was tested for ethanol production at $36^{\circ}C$ by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) from 23% corn, 24 h of fermentation time or 50% of the glucoamylase dose was saved when compared with KV1 at $30^{\circ}C$. The ethanol yield from corn by SSF with TT6 at $36^{\circ}C$ was 91.7% of the theoretical yield, whereas that of KV1 at $30^{\circ}C$ was 90.6%.

• KSBB Journal
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• 제25권5호
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• pp.471-477
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• 2010

In order to improve bio-ethanol productivity by various cultivation methods in this paper, the culture modes using food wastes, such as batch culture, high-cell-density fermentation, SSF (simultaneous saccharification and fermentation) by fill & draw, continuous culture by fill & draw were performed and their productivities were compared. SSFs by fill & draw were performed by continuous decompression using 1 L evaporator system, and by 10 L bioreactor without decompression. In addition, the continuous cultures by fill & draw mode using SFW (saccharafied food wastes) medium were performed by changes of 40% culture broth with intervals of 12 h (0.03 $h^{-1}$), 6 h (0.07 $h^{-1}$), 3 h (0.13 $h^{-1}$). Consequently, productivities of bio-ethanol were 2.52 g/L-h and 1.30 g/L-h in batch culture and high- cell-density fermentation, respectively. The productivities of SSF by fill & draw showed 2.24 g/L-h and 2.03 g/L-h in continuous decompression with 1 L evaporator and 10 L bioreactor without decompression, respectively. Also, the productivities in continuous culture by fill & draw modes showed 2.02 g/L-h, 4.07 g/L-h and 6.25 g/L-h by medium change with intervals of 12 h, 6 h, and 3 h, respectively. In conclusion, the highest ethanol productivity was obtained in the continuous culture mode by fill & draw with dilution rate of 0.13 $h^{-1}$.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권6호
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• pp.430-435
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• 1987

전분으로부터 동시당화 발효법에 의한 에탄을 생산공정의 개발을 위하여 amyloglucosidase를 chitin 에 결합시킨 후 Zumomonas mobilis와 함께 sodium alginate젤에 재고정화 시킨 다음 에탄을 생산실험을 행한 결과 전분의 당화 및 발효속도를 증가시킬 수 있음이 발견되었다. 충진층 발효조를 사용한 연속식 에탄올 생산결과 40일 이상 안정하게 유지할 수 있었고, 최대 에탄올 생산성은 희석배율 0.83$hr^{-1}$에서 17.7g/$\ell$, h였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.397-405
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• 2009

본 연구에서는 국내 조림 수종인 백합나무를 바이오에탄올 생산용 자원으로 이용하고자 oxalic acid 전처리 방법을 도입하여 가능성을 타진하였다. $160^{\circ}C$에서 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리하였을 때 $40.22g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였으며, 처리된 고형 바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 72시간 후 $8.6g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 같은 조건에서 반응시간을 증가시켜 40분 처리하였을 때 $32.66g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였고 동시당화발효로 72시간 후 $9.5g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 가수분해산물을 분석한 결과, 같은 조건에서 반응시간이 증가함에 따라 acetic acid, 5-HMF, furfural, total phenols와 같은 발효저해물질이 증가하였다. 이와 같은 발효저해물질은 반응시간보다는 초기 oxalic acid 첨가량에 영향을 받았다. Acetic acid 생산량은 저농도(0.013 g/g)의 oxalic acid를 사용하였을 때 $3.39{\sim}5.78g/{\ell}$로 나타났으며 xylose 분해산물인 furfural은 glucose의 분해산물인 5-HMF보다 2~3배 많게 가수분해산물에 존재하였다. 리그닌 분해산물로 예측되는 total phenols는 모든 조건에서 $5g/{\ell}$ 이상이 검출되었다. 가수분해산물과 동시당화발효로부터 에탄올 생산량을 분석한 결과 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리한 가수분해산물과 고형 바이오매스로부터 가장 높은 에탄올 생산을 예측할 수 있다.