The optimal condition of the ethanol fermentation from raw cassava starch by simultaneous saccharification - fermentation (SSF) was studied using glucoamylase from Aspergillus sp. and a yeast strain. The rate and yield of ethanol production were optimum at pH 3.6 with shaking. The fine milling treatment was effective for both saccharification and SSF of raw cassava starch. The presaccharification at 6$0^{\circ}C$ for 1 hr before SSF increased the rate and yield of ethanol production, as well. To increase the ethanol concentration after fermentation the substrate concentration could be increased up to 2195 without the problem of viscosity. The use of high concentration ethanol tolerant yeast strains and high substrate concentration produced ethanol higher than 10%(W/V) after fermentation for 5 days.
Starch is an abundant resource in plant biomass, and it should be hydrolyzed enzymatically into fermentable sugars for ethanol fermentation. A genetic recombinant yeast, Saccharomyces cerevisiae GA-7458, was constructed by integrating the structural gene of both $\alpha$-amylase from Bacillus stearothermophilus and the gene (STA1) encoding glucoamylase from S. diastaticus into the chromosome of S. cerevisiae SH7458. The recombinant yeast showed active enzymatic activities of $\alpha$-amylase and glucoamylase. The productivity of ethanol fermentation from the pH-controlled batch culture (pH 5.5) was 2.6 times greater than that of the pH-uncontrolled batch culture. Moreover, in a fed-batch culture, more ethanol was produced (13.2 g/L), and the production yield was 0.38 with 2% of corn starch. Importantly, the integrated plasmids were fully maintained during ethanol fermentation.
This study investigated the effects of applying cellulase and starch on the fermentation characteristics and microbial communities of Napier grass silage after ensiling for 30 d. Three groups were studied: No additives (control); added cellulase (Group 1); and added cellulase and starch (Group 2). The results showed that the addition of cellulase and starch decreased the crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and pH significantly (p < 0.05) and increased water-soluble carbohydrate (WSC) content (p < 0.05). The addition of additives in two treated groups exerted a positive effect on the lactic acid (LA) content, lactic acid bacteria (LAB) population, and lactic acid / acetic acid (LA/AA) ratio, even the changes were not significant (p > 0.05). Calculation of Flieg's scores indicated that cellulase application increased silage quality to some extent, while the application of cellulase and starch together significantly improved fermentation (p < 0.05). Compared with the control, both additive groups showed increased microbial diversity after ensiling with an abundance of favorable bacteria including Firmicutes and Weissella, and the bacteria including Proteobacteria, Bacteroidetes, Acinetobacter increased as well. For alpha diversity analysis, the combined application of cellulase and starch in Group 2 gave significant increases in all indices (p < 0.05). The study demonstrated that the application of cellulase and starch can increase the quality of Napier grass preserved as silage.
Xueqin Xu;Qianqian Wang;Longyan Yang;Zhiyan Chen;Yun Zhou;Hui Feng;Peng Zhang;Jie Wang
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.34
no.8
/
pp.1727-1737
/
2024
The quality of tobacco is directly affected by macromolecular content, fermentation is an effective method to improve biochemical properties. In this study, we utilized CBHA (cellobiohydrolase A) glycosylase, which was expressed by Pichia pastoris, as an additive for fermentation. The contents of main chemical components of tobacco leaves after fermentation were determined, and the changes of microbial community structure and abundance in tobacco leaves during fermentation were analyzed. The relationship between chemical composition and changes in microbial composition was investigated, and the function of bacteria and fungi in fermentation was predicted to identify possible metabolic pathways. After 48 h of CBHA fermentation, the contents of starch, cellulose and total nitrogen in tobacco leaf decreased by 17.60%, 28.91% and 16.05%, respectively. The microbial community structure changed significantly, with Aspergillus abundance decreasing significantly, while Filobasidum, Cladosporium, Bullera, Komagataella, etc., increased in CBHA treated group. Soluble sugar was most affected by microbial community in tobacco leaves, which was negatively correlated with starch, cellulose and total nitrogen. During the fermentation process, the relative abundance of metabolism-related functional genes increased, and the expressions of cellulase and endopeptidase also increased. The results showed that the changes of bacterial community and dominant microbial community on tobacco leaves affected the content of chemical components in tobacco leaves, and adding CBHA for fermentation had a positive effect on improving the quality of tobacco leaves.
The activity of glucoamylase and pullulanase, properties of glucoamylase and ethanol productivities of fusants were studied. Glucoamylase and pullulanase activity of fusants were higher than parents. The optimal pH and temperature of glucoamylase of fusants were very similar to the those produced by S. diastaticus. In alcohol fermentation. fermenting ability and fermentation rate of fusants were higher and faster than either of its parental strain. The maximum of alcohol yield in 15% of liquefied potato starch was 7.8% (v/v)
In a study of the aerobic growth of Baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) on Maxon-Johnson medium (with glucose as substrate) solidified with kudzu root starch, it was observed that between 8 and 24 hour incubation. 10 and 12% solids stimulated greater cell production than did 6 and 8% solids. The concentration of solids also affected thd secretion of protein from the yeast cells with the highest content of extracellular protein at 10-24 hour incubation stimulated by 10% starch solids.
A new Bacillus strain degrading starch, named Bacillus sp. UEB-S, was isolated from a southern Tunisian area. Amylase production using solid-state fermentation on millet, an inexpensive and available agro-resource, was investigated. Response surface methodology was applied to establish the relationship between enzyme production and four variables: inoculum size, moisture-to-millet ratio, temperature, and fermentation duration. The maximum enzyme activity recovered was 680 U/g of dry substrate when using $1.38{\times}10^9$ CFU/g as inoculation level, 5.6:1 (ml/g) as moisture ratio (86%), for 4 days of cultivation at $37^{\circ}C$, which was in perfect agreement with the predicted model value. Amylase was purified by Q-Sepharose anion-exchange and Sephacryl S-200 gel filtration chromatography with a 14-fold increase in specific activity. Its molecular mass was estimated at 130 kDa. The enzyme showed maximal activity at pH 5 and $70^{\circ}C$, and efficiently hydrolyzed starch to yield glucose and maltose as end products. The enzyme proved its efficiency for digesting raw cereal below gelatinization temperature and, hence, its potentiality to be used in industrial processes.
When cultivated aerobically, Aspergillus niger hyphae produced extracellular glucoamylase, which catalyzes the saccharification of unliquified potato starch into glucose, but not when grown under anaerobic conditions. The $K_m\;and\;V_{max}$ of the extracellular glucoamylase were 652.3 mg/l of starch and 253.3 mg/l/min of glucose, respectively. In mixed culture of A. niger and Saccharomyces cerevisiae, oxygen had a negative influence on the alcohol fermentation of yeast, but activated fungal growth. Therefore, oxygen is a critical factor for ethanol production in the mixed culture, and its generation through electrolysis of water in an electrochemical bioreactor needs to be optimized for ethanol production from starch by coculture of fungal hyphae and yeast cells. By applying pulsed electric fields (PEF) into the electrochemical bioreactor, ethanol production from starch improved significantly: Ethanol produced from 50 g/l potato starch by a mixed culture of A. niger and S. cerevisiae was about 5 g/l in a conventional bioreactor, but was 9 g/l in 5 volts of PEF and about 19 g/l in 4 volts of PEF for 5 days.
To improve antioxidant glutathione (GSH) content and saccharification ability in sake yeasts of Saccharomyces cerevisiae, the ${\gamma}$-glutamylcysteine synthetase gene (GSH1) from S. cerevisiae, glucoamylase gene (GAM1) and ${\alpha}$-amylase gene (AMY) from Debaryomyces occidentalis were co-expressed in sake yeasts for manufacturing a refreshing alcoholic beverage abundant in GSH from rice starch. The extracellular GSH content of the recombinant sake yeasts increased 1.5-fold relative to the parental wide-type strain. The saccharification ability by glucoamylase of the new yeast strain expressing both GAM1 and AMY genes was 2-fold higher than that of the yeast strain expressing only GAM1 gene when grown in the culture medium containing 2% (w/v) rice starch. It generated 11% (v/v) ethanol from 20% (w/v) rice starch and consumed up to 90% of the starch content after 7 days of fermentation.
The growth and bioconversion potential of selected strains growing on cassava waste substrate during solid state fermentation were assessed. Rhizopus stolonifer showed the highest and the fastest utilization of starch and cellulose in the cassava waste substrate. It showed 70% starch utilization and 81% cellulose utilization within eight days. The release of reducing sugars indicating the substrate saccharification or degradation potential of the organisms reached the highest value of 406.5 mg/g by R. stolonifer on cassava waste during the eighth day of fermentation. The protein content was gradually increased (89.4 mg/g) on the eighth day of fermentation in cassava waste by R. stolonifer. The cellulase and amylase activity is higher in R. stolonifer than A. niger and P. chrysosporium. The molecular mass of purified amylase and cellulase seemed to be 75 KDal, 85 KDal respectively.
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.