• 한국식품과학회지
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• 제35권4호
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• pp.708-712
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• 2003

내삼투압성 효모인 Candida magnoliae의 발효조건이 erythritol의 생산에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 탄소원으로는 포도당보다 sucrose가 우수하였으며, sucrose 400 g/L를 주입하였을 때 109 g/L의 erythritol이 생산되었다. 질소원으로 yeast extract을 사용했을 때, 질소원의 농도가 낮을수록 높은 erythritol 수율을 획득할 수 있었으며, 15 g/L의 yeast extract와 함께 무기질소원인 ammonium phosphate를 3 g/L의 농도로 첨가하므로써, 수율 0.37 g/g, $0.78\;g/L{\cdot}hr$의 생산성으로 149 g/L의 erytnritol을 얻을 수 있었다. KCl을 이용한 높은 삼투압 조건에서의 플라스크 배양 결과, 40 g/L의 농도로 첨가한 경우가 erythritol 생산에 가장 유리하였으며, 이와 같은 실험결과를 발효기 배양에서 검증한 결과, KCl을 40 g/L로 첨가하여 167 g/L의 erythritol을 0.42 g erythritol/g sucrose의 수율로 생산할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제38권4호
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• pp.312-317
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• 2002

Erythritol은 저 칼로리 건강 감미 물질로서 우리는 이미 자연계로부터 폭넓은 탐색을 통하여 Penicillium sp. KJ8l을 분리, 동정하였다. 본 연구에서는 Penicillium sp. KJ8l의 erythritol 생산을 위한 최적 배양 조건을 검토하였다. 이 균주는 기질로서 glucose, sucrose, fructose, mannose, lactose, maltose 그리고 galactose를 이용하여 erythritol을 생산할수 있었으나 mannitol, arabinose, sorbitol 그리고 xylose를 이용하여서는 erythritol을 생산할 수 없었다. 또한 sucrose를 기질로 사용하였을 때 가장 높은 erythritol 생산성을 보였다. Penicillium sp. KJ8l은 배지의 sucrose 농도가 60%까지 erythritol을 생산할 수 있었으나, 30% sucrose농도에서 erythritol 생산성이 가장 좋았다. 또한 배지내 yeast extract의 농도가 0.5%일 때 erythritol 생산성 이 가장 좋았다. 본 균주는 30% sucrose와 0.5% yeast extract 배지에 0.5% ammonium sulfate를 첨가해 주었을 때 erythritol의 생산성이 향상되었다. Penicillium sp. KJ8l은 5ι jar. fermentor에서 30% sucrose, 0.5% yeast extract, 0.5% ($(NH_{4})_{2}SO_{4}$, 0.1% $KH_{2}PO_{4}$, 0.01% $MgCl_{2}$ 조성의 배지에서 1 vvm으로 산소를 공급해 주면서 200 rpm으로$37^{\circ}C$에서 11 일간 배양하였을 때 최고의 erythritol 생산을 보였다. 이 때 erythritol 생산 수율은 28.2g/l이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권2호
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• pp.91-95
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• 1999

To investigate the effect of salts on the production of erythritol by Torula sp., cells were grown on the media containing various concentrations of KCl or NaCl. Cell growth and glucose consumption rates decreased when KCl or NaCl concentration increased from 0.0 to 0.5M. The production of erythritol, however, was maximal at 0.3M aCl. The erythritol concentration of 54.3g/l in the medium containing 0.3M NaCl and 200g/l glucose was obtained after 120h. The production of erythritol decreased in cultures above 0.3M NaCl or 0.4M KCl due to the inhibition of cell growth. To elucidate the effect of salts more quantitatively, KCl and NaCl concentrations were converted to osmotic pressure. As the osmotic pressure increased, the yield of erythritol from glucose increased regardless of the kinds of salts and the yield of erythritol was approximately 49% at the osmolality of 2.4Os/kg. When the osmotic pressure increased to 2.5Os/kg, the specific growth rate of cells decreased but the production rate of erythritol increased. For the effective production of erythritol, osmotic pressure must be adjusted not to inhibit markedly the growth rate of cells and to stimulate the production rate of erythritol by supplementing salt.

• KSBB Journal
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• 제17권6호
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• pp.509-514
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• 2002

발효조건의 최적화에 대한 연구결과 온도는 28$^{\circ}C$, 배지의 초기 pH는 7.0, 통기와 교반 조건은 1.0 vvm과 500 rpm에서 erythritol의 생산이 가장 우수하였다. 이러한 최적의 발효조건에서 250 g/L의 glucose와 5 g/L의 yeast extract가 포함된 발효배지에서 최대 erythritol 농도는 143.3 g/L이었으며, 이때의 수율은 57%이고 생산성은 0.70 g/L-h이었다. 발효 중에 pH를 일정하게 조절하는 경우에 erythritol의 수율 및 생산성은 향상되지 못하였다. 발효배지에 0.5 M의 NaCl 또는 KCl의 첨가에 의해서 염이 첨가되지 않은 배지에 비해 erythritol의 생산이 약간 증가를 하였다. 그러나 NaCl 또는 KCl의 첨가농도가 증가할 수록 erythritol의 생성은 감소하고, 반면에 glycerol의 생성이 증가하였다.

• KSBB Journal
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• 제13권3호
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• pp.331-335
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• 1998

Erythritol is a four-carbon sugar alcohol with a low calorific value and non-cariogenicity. Erythritol is a new functional sweetener which can be used as sugar alternative. Erytheitol dose not cause discomfort such as diarrhoea and flatulence upon ingestion. The purpose of this study is to develope a novel process of erythritol economically in a large scale. To obtain a high erythritol producer, we have screened 3500 colonies from molasses, honey and honey combs. We have selected 40 erythritol-producing microorganisms, one of which yields 140g/L erythritol in 40% glucose medium. We have tested this strain in 5L fermentor to examine the fermentation characteristics. Results of fermentation show that the erythritol production was about 1.4g/L$.$hr in 400g/L glucose media with a 42% conversion. Further improvements require mutation for a higher producer, process optimization to reduce glycerol, and suppression of excessive foaming.

• 미생물학회지
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• 제33권1호
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• pp.38-42
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• 1997

자연계로부터 erythritol 생산균주를 선발하기 위하여 옥수수밭이나 사탕수수밭의 토양이나 자판기와 같은 당이 많은 지역으로부터 sampling하여 검색한 결과 erythritol을 생산하는 약 200여 균주를 분리할 수 있었으며 이들을 paper chromatography법으로 1차 선별한 후 HPLC를 이용하여 배양액 중의 erythritol 생산량을 측정함으로서 생산성이 가장 우수하고 부생성물이 가장 적은 KJ81균주를 최종 선발하였다. 선발된 균주의 형태학적 생리학적 특성을 조사하여 penicillium sp. KJ81로 동정하였다. 균주의 콜로니 색은 백색에서 녹색으로 변화하였고 1-3단계 분기의 분생자병과 플라스크형의 경자를 보였다.

• KSBB Journal
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• 제18권4호
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• pp.249-254
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• 2003

Candida magnoliae M26에 의한 erythritol의 산업적 생산을 위한 산업용 질소원의 선정과 이를 이용한 유가식 배양에서의 erythritol 생산을 위한 최적 조건의 결정에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과에서 산업용 질소원으로 가격이 가장 저렴하면서 erythritol의 수율과 생산성이 거의 yeast extract와 유사한 light steep water (LSW)를 선정하였다. 즉 선정한 LSW 43.3 mL/L과 glucose 250 g/L을 이용한 회분식 발효에서 52.6％의 수율과 0.52 g/L-hr의 생산성으로 131.6 g/L의 erythritol을 생산하였다. 생산성 향상을 위한 2단계 유가식 배양에서 고농도 균체를 얻기 위한 최적이 C/N ratio는 1.7으로서 glucose 100 g/L와 LSW 500 mL/L를 이용한 회분식 배양에서 71.0 g/L의 세포농도를 얻을 수 있었다. 배지의 초기 pH 조절방법에 대한 연구에서는 28％ 암모니아 용액으로 pH 6.5로 조절할 경우 erythritol의 수율은 감소하였으나 높은 생산성으로 erythritol을 얻을 수 있었다. 따라서 erythritol의 수율 향상을 위한 생산단계에서의 최적 glucose 농도는 450 g/L이 되도록 하는 경우이며, 이때에 37.3％의 수율과 1.66 g/L-hr의 생산성으로 185.5 g/L의 erythritol을 생산할 수 있었다. 따라서 산업용 질소원으로 선정된 LSW를 이용한 2단계 유가식 발효 공정을 통하여 회분식 배양과 비교해 볼 때 수율은 1.4배 정도 감소되었지만 erythritol의 생산성은 3.2배로 향상시킬 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.268-272
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• 2003

LSW는 유기질소원으로 가격이 가장 저렴하면서도 43.3 mL/L를 이용할 경우에 250 g/L의 glucose로부터 erythritol을 53%의 수율과 0.52 g/L-hr의 생산성 및 132 g/L의 농도로 생산이 가능하였다. 따라서 산업용 쓰이기에 충분한 가능성을 보였다. Erythritol의 생산성 향상을 위한 발효 조건의 최적화에 대한 실험을 수행한 결과 기본 발효배지에 65 mL/L의 농도로 LSW를 이용할 경우에 250 g/L의 glucose로부터 erythritol의 수율은 44% 약간 낮아졌지만, 생산성은 0.66 g/L-hr로 1.3배 증가하였다. Growth stage에서 고농도 균체를 얻기 위하여 glucose를 feeding 방법에 관한 연구에서는 glucose 100 g/L와 LSW 500 mL/L를 같이 넣고 배양하는 회분식 배양 방법을 통해 23시간만에 77.6 g/L의 균체를 얻을 수 있었다. Erythritol의 수율 향상을 위하여 production stage에서 최적의 glucose 농도에 대한 연구를 수행한 결과 발효조 내에서 glucose의 농도가 450 g/L 가 되도록 할 경우에 185.5 g/L의 erythritol을 37.3%의 생성 수율과 1.66 g/L-hr의 생산성으로 얻을 수 있었다. 따라서 산업용 질소원으로 선정된 LSW를 가지고 2단계 유가식 배양을 통하여 회분식 배양과 비교해 볼 때 수율은 1.1배정도 감소되었지만 erythritol의 생산성은 2.5 배 정도 향상시킬 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.53-56
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• 2000

효모를 이용하여 높은 생산성으로 고농도의 erythritol을 생산하기 위하여 ‘세포 성장단계’와 ‘erythritol 생성단계’로 나누어 2 단계 유가식 배양을 수행하였다. 세포 성장 단계에서는 pH-stat 유가식 배양을 수행하여 3.62 g/L-H의 생산성으로 76 g/L의 균체 농도를 얻을 수 있었다. pH-stat 유가식 배양을 수행하여 고농도의 균체 농도를 얻은 후에 멸균되지 않은 분말형태의 glucose를 발효조에 400 g/L가 되도록 공급하여 세포에 osmotic stress를 가해준 결과 41%의 수율로 187 g/L의 erythritol을 생산할 수 있었으며, 이때의 생산성은 2.79 g/L-h로서 기존에 보고된 어느 결과보다도 높은 값을 얻을 수 있었다. Production phase에서 erythritol 생산에 대한 삼투압의 영향을 알아 본 결과 glucose의 농도가 증가할 수록 생성되는 erythritol 농도가 증가하였으며 세포 농도에 따른 erythritol 생산 수율은 큰 차이는 없었으나 세포 농도가 증가할수록 이에 비례하여 erythritol 생산성이 크게 증가하였다. Erythritol 생산에서 용존 산소량에 관계없이 butyric acid가 생성되었으며 40%의 DO 미만에서는 citric acid가 생성되고, 40% 이상의 DO에서는 gluconic acid가 생성되어 용존 산소량에 의하여 metabolic shift가 유도되었다. 고 농도의 glucose 첨가 후 용존 산소량을 20%로 조절하면서 pH를 3.0으로 낮춘 결과 citrate synthetase의 활성이 억제되어 citric acid가 생성되지 않았으며 gluconic acid 농도는 $KH_2PO_4$에 의하여 증가하고 $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 또는 $(NH_4)_2SO_4$에 의하여 감소되었다. Butyric acid 농도는 $KH_2PO_4$ 또는 $(NH_4)_2SO_4$에 의하여 감소되었으며 synergic effect에 의하여 억제되었다

• KSBB Journal
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• 제15권6호
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• pp.566-572
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• 2000

C. magnoliae JH를 이용하여 높은 수융의 erythritol을 생산 하기 위한 삼투압 내성의 변이균주 개발과 탄소원 및 질소원 의 최적 농도결정에 대한 연구를 수행하였다. 꿀 벌집에서부 터 분리한 야생균주인 C. magnoliae JH를 이용한 baffled R flask 배양에서 당농도 100 밍L인 경우 erythritol 수율은 2 20.3% 이고 생산성은 0.23 g/L-h이었다. 균주의 수율 향상을 위하여 야생균주의 포자에 EMS를 처리한 후 2차에 결친 선 별과정을 통해 높은 농도의 염에서 세포성장이 우수하변서 동시 에 erythritol의 수울과 생산성 이 가장 우수한 삼투압 내 성 변이균주 M26을 최종적으로 선발하였다. 선발한 변이균 주 M26을 이용한 baffled flask 배양에서 100 g/L의 glucose 인 경우에 erythritol의 수율과 생산성이 각각 25.0%와 0.30 g/L-h로서 야생균주에 비하여 증가한 반면에 glycerol의 생성은 오히려 감소하였다. 변이균주 M26을 이용한 탄소원 의 선별에 대한 실험에서는 glucose가 erythritol 생산에 가장 적합하였다. 유기질소원인 yeast extract는 5 g/L의 농도에서 erythritol 수율이 가장 우수하였다. 발효조를 이용한 glucose 농도 결정에 대한 실험에서 세포농도는 glucose의 농도 증가 에 따라 감소하였으나, eηthritol 농도는 당 농도의 증가에 따라 증가하여 250 밍L glucose의 농도에서 최대 127.5 g/L가 생산되었으며, 발효말기에는 glycerol이 존재하지 않았다. 또 한 수율과 생산성도 glucose의 농도 증가에 따라 250 g/L까 지 증가하여 최대 51.0%의 수율과 0.63 g/L-h의 생산성을 나타내었다.