본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

Candida parapsilosis 돌연변이주에 의한 Xylitol 생산조건의 최적화
Optimization of Culture Conditions for Xylitol Production by A Mutant of Candida parapsilosis

오덕근   (우석대학교 식품공학과UU0001001  ); 김상용   (동양제과(주) 기술개발연구소  ); 김정회   (한국과학기술원 생물과학과UU0001375  );
  • 초록

    Candida parapsilosis ATCC 22019 돌연변이주를 이용하여 xylitol 생산에 영향을 주는 배양 조건인 pH와 온도 그리고 교반속도 및 산소전달속도등의 환경인자가 Xylitol의 생성에 미치는 영향을 살펴보았다. 발효조에서 pH가 증가 할수록 균체농도와 기질소비속도가 증가하여 발효시간이 단축되었다. 그러나, Xylitol생산은 pH 4.5와 5.5에서 큰 차이 없이 50g/l의 xylose로 부터 약 34g/l로 최대농도를 보여주었다. 온도가 증가 할수록 최대 비증식속도가 증가하였지만 최종 균체농도는 감소하였고, xylitol 생산성은 $30^{\circ}C$ 에서 최대값을 보여주었다. 산소전달속도의 영향을 조사하기 위하여 발효조의 교반속도를 변화시키면서 배양한 결과 균체농도는 산소 전달속도가 높을수록 증가하였지만, xylitol 생산은 크게 감소하였다. 교반속도를 150rpm(산소전달속도 $30\;hr^{-1}$ 에 해당)으로 배양할때 발효시간 62시간에서 50g/l의 xylose로 부터 xylitol 농도가 35.8g/l로 최대값을 나타내었다. Xylitol 생산성을 증가시키기 위하여 1차 발효가 끝난 발효조에서 균체를 회수하여 20g/l로 농축하여 최적조건인 pH 4.5, $30^{\circ}C$ , 산소전달속도 $30\;hr^{-1}$ 에서 재배양을 하였을 때 50g/l의 xylose가 배양시간 약 18시간만에 모두 이용되었고 전환수율 80%에 해당하는 40g/l의 Xylitol이 생성되었다. 이때 Xylitol의 생산성은 2.22g/l-hr으로 일반 발효때 얻은 $0.5{\sim}g/l-hr$ 보다 약 $3{\sim}4$ 배 증가되었다.


    Effect of culture conditions such as pH, temperature, agitation speed and oxygen transfer rate on xylitol production from xylose by Candide parapsilosis ATCC 21019 mutant was investigated in a jar fermentor. The initial concentration of xylosr was fixed at 50 g/l in this experiment. When pH was increased, cell growth and xylose consumption rate were increased, but maximum xylitol production was shown in the range of pH 4.5 and 5.5 with a yield of 0.68 g/g-xylose. The optimal temperature for xylitol production was determined to be $30^{\circ}C$ . Considering the importance of dissolved oxygen tension, for xylitol production, the effect of oxygen transfer rate coefficient $(k_La)$ on fermentation parameters was carefully evaluated in the range of $20{\sim}85\;hr{-1}\;of\;k_La$ (corresponding to $100{\sim}300$ rpm of agitation speed). The xylitol production was maximized at $30\;hr^{-1}\;of\;k_La$ (150 rpm). A higher oxygen transfer rate supported better cell growth with lower xylitol yield. It was determined that maximum xylitol concentration, xylitol yield and productivity was 35.8 g/l, 71.6% and $0.58\;g/l{\sim}hr^{-1}$ , respectively, at $30\;hr^{-1}\;of\;k_La$ In order to further increase xylitol productivity, ferementation using the concentrated biomass(20 g/l) was carried out at the conditions of pH 4.5, $30^{\circ}C$ and $30\;hr\;1$ of oxygen transfer rate. The final xylitol concentration of 40 g/l was obtained at 18 hours of culture time. From this result, it was calculated that xylitol yield was 80ft on the basis of xylose consumption and volumetric productivity was $2.22\;g/l{\sim}hr$ which was increased by $3{\sim}4$ fold compared with $0.5{\sim}0.7\;g/l-hr$ obtained in a normal fermentation condition.


  • 주제어

    Xylitol .   optimization of culture conditions .   Candida parapsilosis.  

 저자의 다른 논문

  • Kim, Jung-Hoe (19)

    1. 1984 "형광세균 Beneckea sp.에 의한 Pyruvic Acid의 생산" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 12 (4): 265~270    
    2. 1985 "생물공학 기술과 미래산업" 시멘트 = Cement 101 (): 26~33    
    3. 1989 "균체고정화 생물반응기에서 산소공급에 의한 에탄올 생산성 향상" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 17 (2): 165~169    
    4. 1989 "Cytodex-3를 이용한 부착성 동물세포의 미립담체 배양" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 17 (3): 231~235    
    5. 1989 "세포증식과 증식속도의 On-line Monitoring을 위한 Computer- coupled Mass Spectrometer의 응용" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 17 (3): 241~246    
    6. 1992 "실리콘 튜브를 이용한 동물세포 배양장치의 산소전달" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 20 (4): 445~450    
    7. 1994 "Plasmid Stability and Cloned-Gene Expression in Continuous Culture of Recombinant Escherichia Coli Under Derepressed Condition" Journal of microbiology and biotechnology 4 (1): 1~6    
    8. 1995 "다당류, 메틸란, 발효밴잉액의 점성특성과 메틸란 생산에 미치는 교반속도의 영향" 한국농화학회지 = Journal of the Korean society of Agricultural Chemistry and Biotechnology 38 (3): 191~195    
    9. 1995 "다공성 젤라틴 미립담체를 이용한 동물세포의 배양시 담체 내외부의 세포 분포 및 전단응력의 영향" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 23 (5): 499~505    
    10. 1995 "Chemical Modification of Macroporous Gelatin Microcarriers and Characterization of Cell Growth and Attachment" Journal of microbiology and biotechnology 5 (3): 163~166    

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기