$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

효모 Pichia stipitis를 이용한 구멍갈파래 가수분해 추출물로 부터 바이오 에탄올 생산
Bioethanol Production using a Yeast Pichia stipitis from the Hydrolysate of Ulva pertusa Kjellman 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.39 no.3, 2011년, pp.243 - 248  

이지은 (충주대학교 생명공학과) ,  이상은 (충주대학교 생명공학과) ,  최운용 (강원대학교 생물소재공학) ,  강도형 (한국해양연구원) ,  이현용 (강원대학교 생물소재공학) ,  정경환 (충주대학교 생명공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

6탄당과 5탄당을 이용할 수 있는 효모 Picha stipitis를 이용하여 해조류인 구멍갈파래 가수분해 추출물의 단당류로부터 바이오 에탄올을 생산하는 반복 회분식 공정에 대하여 연구하였다. 이러한 공정이 180시간 까지 반복적으로 이루어질 수 있었으며, 약 30 g/L의 총환원당으로 부터 최고 평균 11.9 g/L의 바이오 에탄올이 생산됨을 확인하였다. 이 때 바이오 에탄올 수율은 0.40 (DNS 방법 기준)과 0.37 (TLC 방법 기준)이었으며, 이는 이론치의 78.4%와 72.5%에 해당하는 바이오 에탄올 수율에 해당한다. 이 결과를 다른 측면에서 분석하면, 본 연구 결과로 얻어진 반복 회분식공정에서 건조 구멍갈파래 1 kg에서 39.67 g의 바이오 에탄올을 생산 할 수 있다는 결론을 얻게 되었다. 본 연구를 통하여 구멍갈파래의 가수분해 추출물로부터 바이오 에탄올을 생산할 수 있다는 것을 실험적으로 증명하였고, 상업적인 대량생산이 가능한 공정기술로서 반복 회분식 방법이 적합하다는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We studied the repeated-batch process for the bioethanol production from the hydrolysate of Ulva pertusa Kjellman using yeast Pichia stipitis, which is able to assimilate C6- and C5-monosaccharides. During 180-hour operations, the repeated-batch process was carried out stably, and the average bioeth...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 6탄당과 5탄당을 이용할 수 있는 효모 Picha stipitis를 이용하여 해조류인 구멍갈파래 가수분해 추출물의 단당류로부터 바이오 에탄올을 생산하는 반복 회분식 공정에 대하여 연구하였다. 이러한 공정이 180시간 까지 반복적으로 이루어질 수 있었으며, 약 30 g/L의 총환원당으로 부터 최고 평균 11.
  • stipitis의 배양은 glucose, xylose, fructose가 포함된 배지에서 바이오 에탄올을 생산하는 과정이라 할 수 있다. 그러나 비록 TLC상에서는 fructose의 흔적이 확인되지만, fructose의 양은 매우 적어서 연구결과에 미치는 영향이 크지 않기 때문에 앞으로 나오는 모든 결과에서 fructose에 대하여서는 논의 하지 않도록 하였다.
  • 본 논문에서는 6탄당과 5탄당을 동시에 이용할 수 있는 효모 Pichia stipitis (P. stipitis)를 이용하여 구멍갈파래의 가수분해물에서 얻어진 추출물의 단당류로부터 바이오 에탄올을 생산하는 반복 회분식 (repeated-batch) 공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. 그런데 구멍갈파래의 가수분해물에서 얻어진 추출물의 단당류 성분을 분석한 본 연구팀의 선행연구에서 주요 단당류로서 glucose가 83.
  • stipitis가 최적의 조건에서 바이오에탄올을 생산할 수 있는 조건에서 공기를 첨가하였다. 본 연구의 최종 목표는 효모 P. stipitis를 이용하여 구멍갈파래 추출물로부터 바이오 에탄올의 상업적인 생산이 가능한 공정을 개발하는데 있다. 이를 위해서 바이오 에탄올 생산공정으로 반복 회분식 배양 방법을 사용하였고, corn-steep liquor (CSL)가 포함된 경제적인 배지를 사용하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
구멍갈파래란 무엇인가? 구멍갈파래 (Ulva pertusa Kjellman)는 한국 전연안에서 가장 흔하게 볼 수 있는 녹조류 갈파래과의 해조류이다. 최근 구멍갈파래 유래의 물질로부터 다양한 생리활성이 발견되어 이에 대한 연구가 국내외적으로 활발히 이루어 지고 있다 (배 등, 2000; 한 등, 2009; Akakabe et al.
Ulva pertusa Kjellman은 어떤 환경적 문제를 유발하는가? , 2003a, 2003b). 한편, 구멍갈파래는 근연안의 부영양화에 의한 녹조현상을 발생시켜서 환경적으로 큰 문제를 유발하기도 하여, 이로 인한 구멍갈파래의 수거 및 폐기에 많은 인력과 비용이 소비되고 있는 실정이다. 이에 대한 대안으로 구멍갈파래를 바이오 에탄올을 생산하기 위한 자원으로 활용하기 위한 시도가 이루지고 있다.
P. stipitis는 6탄당과 5탄당을 어떻게 에너지원으로 이용하는가? 효모 P. stipitis에서 glucose와 같은 6탄당은 Saccharomycess cerevisiae와 같은 대사 경로로 탄소원과 에너지원으로 이용되지만, 5탄당인 xylose의 경우에는 xylose reductase, xylitol dehydrogenase 두 효소가 관여하는 경로를 통하여 탄소원과 에너지원으로 이용된다. 특히 xylose가 xylitol로 바뀔 때 tricarboxylic acid cycle로 부터의 환원력 공급이 반드시 필요하기 때문에 (Jeffries, 2006), 5탄당인 xylose를 P.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (25)

  1. 배태진, 강동수, 최옥수. 2000. 구멍갈파래(Ulva pertusa)로부터 $Dimethyl{\beta}propiothetin$ 최적추출조건. 한국식품영양과학회지. 29:783-789. 

  2. 연지현, 서현범, 오성호, 최원석, 강도형, 이현용, 정경환. 2010. 모자반 가수분해물을 이용한 바이오 에탄올 생산. 한국생물공학회지. 25:283-288. 

  3. 이성목, 김재혁, 조화영, 주현, 이재화. 2009a. 물리화학적 가수분해에 의한 갈조류 바이오 에탄올 생산. 공업화학. 20:517-521. 

  4. 이성목, 최인순, 김성구, 이재화. 2009b. 효소적 가수분해에 의한 갈조류 바이오 에탄올 생산. 한국생물공학회지. 24:483-488. 

  5. 한재건, 오성호, 최운용, 권정웅, 서현범, 정경환, 강도형, 이현용. 2010. 고압액화공정을 이용한 구멍갈파래의 발효용 알코올 당화수율 증진. 한국생물공학회지. 25:357-362. 

  6. 한재건, 하지혜, 이현용, 최영범, 고정임, 강도형. 2009. 구멍갈파래의 면역활성 증진을 위한 추출방법 비교. 한국식품과학회지. 41:380-385. 

  7. Adams, J. M., Gallagher, J. A. and Donnison, I. S. 2009. Fermentation study on Saccharina latissima for bioethanol production considering variable pre-treatments. J. Appl. Phycol. 21:569-574. 

  8. Akakabe, Y., Matsui, K. and Kajiwara, T. 1999. Enantioselective ${\alpha}-hydroperoxylation$ of long-chain fatty acids with crude enzyme of marine green alga Ulva pertusa. Tetrahedron Lett. 40:1137-1140. 

  9. Chaplin, M. F. and Kennedy, J. F. 1986. Carbohydrate analysis; A practical approach, pp. 3. IRL Press, Oxford, UK. 

  10. Grootjen, D. R. J., van der Lans, R. G. J. M. and Luyben, K. Ch. A. M. 1990. Effects of the aeration rate on the fermentation of glucose and xylose by Pichia stipitis CBS 5773. Enzyme Microb. Technol. 12:20-23. 

  11. Harun, R., Danquah, M. K. and Forde, G. M. 2010. Microalgal biomass as a fermentation feedstock for bioethanol production. J. Chem. Technol. Biotechnol. 85:199-203. 

  12. Horn, S. J., Aasen, I. M. and Ostgaard, K. 2000. Ethanol production from seaweed extract. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 25:249-254. 

  13. Hull, S. R. Yang, B. Y. Venzke, D., Kulhavy, K. and Montgomery, R. 1996. Composition of corn steep water during steeping J. Agric. Food Chem. 44:1857-1863. 

  14. Jeffries, T. W. 2006. Engineering yeasts for xylose metabolism. Curr. Opin. Biotechnol. 17:320-326. 

  15. Ligthelm, M. E., Prior, B. A. and du Preez, J. C. 1988. The oxygen requirements of yeasts for the fermentation of D-xylose and D-glucose to ethanol. Appl. Microbiol. Biotechnol. 28:63-68. 

  16. Pengzhan, Y., Ning, L., Xiguang, L., Gefei, Z., Quanbin, Z. and Pengcheng, L. 2003a. Antihyperlipidemic effects of different molecular weight sulfated polysaccharides from Ulva pertusa (Chlorophyta). Pharmacol. Res. 48:543-549. 

  17. Pengzhan, Y., Quanbin, Z., Ning, L., Zuhong, X. Yanmei, W. and Li Zhi'en, L. 2003b. Polysaccharides from Ulva pertusa (Chlorophyta) and preliminary studies on their antihyperlipidemia activity. J. Appl. Phycol. 15:121-127. 

  18. Qi, H., Zhang, Q., Zhao, T., Chen, R., Zhang, H., Niu, X. and Li, Z. 2005a. Antioxidant activity of different sulfate content derivatives of polysaccharide extracted from Ulva pertusa (Chlorophyta) in vitro. Int. J. Biol. Macromol. 37:4195-199. 

  19. Qi, H., Zhang, Q., Zhao, T., Hu, R., Zhang, K. and Li, Z. 2006. In vitro antioxidant activity of acetylated and benzoylated derivatives of polysaccharide extracted from Ulva pertusa (Chlorophyta). Bioorg. Med. Chem. Lett. 16:2441-2445. 

  20. Qi, H., Zhao, T., Zhang, Q., Li, Z., Zhao Z. and Xing, R. 2005b. Antioxidant activity of different molecular weight sulfated polysaccharides from Ulva pertusa Kjellm (Chlorophyta). J. Appl. Phycol. 17:527-534. 

  21. Robyt, J. F. and Mukerjea, R. 1994. Separation and quantitative determination of nanogram quantities of maltodextrins and isomaltodextrins by thin-layer chromatography. Carbohydr. Res. 251:187-202. 

  22. Skoog, K., and Hahn-Hagerdal, B. 1990. Effect of oxygenation on xylose fermentation by Pichia stipitis. Appl. Environ. Microbiol. 56:3389-3394. 

  23. Watson, N. E., Prior, B. A., du Preez, J. C. and Lategan, P. M. 1984. Oxygen requirements for D-xylose fermentation to ethanol and polyols by Pachysolen tannophilus. Enzyme Microb. Technol. 6:447-450. 

  24. Yeon, J.-H., Lee, S.-E., Choi, W. Y., Kang, D. H., Lee, H.-Y and Jung, K.-H. 2011a. Repeated-batch operation of surfaceaerated fermentor for bioethanol production from the hydrolysate of seaweed Sargassum sagamianum. J. Microbiol. Biotechnol. 21:323-331. 

  25. Yeon, J.-H., Lee, S.-E., Choi, W. Y., Choi, W.-S., Kim, I.-C., Lee, H.-Y. and Jung, K.-H. 2011b. Bioethanol production from the hydrolysate of rape stem in a surface-aerated fermentor. J. Microbiol. Biotechnol. 21:109-114. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로