초록 ▼

● 바이오에탄올은 저탄소 바이오에탄올은 저탄소녹색성장을 위한 핵심 에너지원으로서 다양한 형태로 자동차연료에 첨가되어 대기 내 이산화탄소를 저감 시킬 수 있는 물질임
● 자연계에 풍부한 섬유소를 이용하여 상업적으로 가능한 바이오에탄올을 생산하기 위해서는 고에탄올ㆍ고온ㆍ고삼투압ㆍ발효독소에 내성을 갖는 발효균주의 개발이 필수적임
● 이에 본 연구에서는 (1) 현재 개발된 각 내성인자를 보유한 내성균주의 발효능력을 평가하였고, (2) 글로벌최적화기술을 통하여 각 균주에 적합한 맞춤형 발효공정을 개발하였으며 (3) 정량적으로 에탄

● 바이오에탄올은 저탄소 바이오에탄올은 저탄소녹색성장을 위한 핵심 에너지원으로서 다양한 형태로 자동차연료에 첨가되어 대기 내 이산화탄소를 저감 시킬 수 있는 물질임
● 자연계에 풍부한 섬유소를 이용하여 상업적으로 가능한 바이오에탄올을 생산하기 위해서는 고에탄올ㆍ고온ㆍ고삼투압ㆍ발효독소에 내성을 갖는 발효균주의 개발이 필수적임
● 이에 본 연구에서는 (1) 현재 개발된 각 내성인자를 보유한 내성균주의 발효능력을 평가하였고, (2) 글로벌최적화기술을 통하여 각 균주에 적합한 맞춤형 발효공정을 개발하였으며 (3) 정량적으로 에탄올 농도 15%와 생산성 1.4 g/L-hr, 이론수율의 80% 이상의 발효공정을 개발하였음

Abstract ▼

Bioethanol is a promising biofuel for automobile and reducing carbon dioxide content in air. For commercial production of bioethanol using lignocellulosic biomass, development of robust alcohol yeast with high tolerance against ethanol, high temperature and osmosis, and toxic chemicals should be nec

Bioethanol is a promising biofuel for automobile and reducing carbon dioxide content in air. For commercial production of bioethanol using lignocellulosic biomass, development of robust alcohol yeast with high tolerance against ethanol, high temperature and osmosis, and toxic chemicals should be necessary. Hereby, the final goal of this study is to evaluate the fermentation performances of pre-constructed tolerant alcohol yeasts and to develop an efficient process for bioethanol production by global optimization with more than 15% ethanol content and 1.4 g/L-hr productivity. Osmotic stress caused by high sugar and ethanol concentrations is one of the major reasons for reduction of bioethanol productivity during yeast fermentation. To overcome this hurdle, global transcription machinery engineering (gTME) by introducing SPT15 variants encoding S. cerevisiae TATA-binding proteins was applied and S. cerevisiae ETS3 was selected to possess enhanced ethanol producing ability under high smotic pressure. Its fermentation properties were evaluated in batch and fed-batch cultures. Among various culture types and conditions including using various glucose concentration and aeration, a batch culture of ETS3 with 300 g/L glucose at oxygen-limited condition resulted in 22.2 g/L dry cell mass, 98.1 g/L ethanol concentration and 1.82 g/L-h ethanol productivity which were about 13–16% increases relative to those of the S. cerevisiae BY4741 host strain. A micro-aerobic condition elevated ethanol productivity to 2.49 g/L-h without significant changes of other fermentation parameters. In a fed-batch fermentation with 400 g/L glucose, ETS3 produced up to 151.7 g/L ethanol with a maximum ethanol yield of 0.402 g / g and showed a 23% increase in dry cell mass and 16% increase in ethanol concentration and productivity in comparison to the host strain.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 6
• C O N T E N T S ... 7
• 목 차 ... 8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 9
• 제 2절 연구의 필요성 및 범위 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 12
• 제 2절 국외 기술개발 현황 ... 12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 제 1절 고삼투압내성 효모의 에탄올 발효 ... 13
• 제 2절 고온내성 효모의 에탄올 발효 ... 16
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 77
• 제1절 연차별 목표달성도 ... 77
• 제 2절 관련분야에의 기여도 ... 80
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 82
• 제1절 연구개발결과의 활용방안 ... 82
• 제 2절 기대성과 ... 82
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 84
• 제 7 장 참고문헌 ... 86
• 끝페이지 ... 86