α-Amylase와 Glucoamylase를 동시에 분비하는 배수체 재조합효모에 의한 전분기질로 부터의 에탄올 생산 = Direct Ethanol Production from Starch Substrate by Polyploid Recombinant Yeast Secreting both a-Amylase and Glucoamylase

국문 초록 (Abstract)

α-Amylase와 glucoamylase를 동시에 분비하여 전분을 직접 발효할 수 있는 단수체 재조합 균주 Saccharomyces diastaticus K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3)의 에탄올 발효능을 증진시키기 위하여 에탄올 내성과 당내성이 우수한 산업균주 Saccharomyces sp. K35주와 rare-mating을 하여 총 66주의 우수 hybird를 얻었다. 이들 중 RH51주는 K35로부터 유래한 에탄올과 당내성을 나타냈을 뿐 아니라 K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3)로 부터 amylolytic activity를 가지고 있었다. RH51의 전분발효의 최적온도는 34℃이었는데 이는 K35와 같았고, 30℃가 최적온도인 K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3)와는 달랐다. RH51의 최적 전분발효 pH는 5이었고 최적접종량도 2%의 효모세포 pellet이었다. 가용성전분 20%(w/v)로부터 전혀 amylase의 첨가없이 RH51은 7.0% ethanol을 생산하였으나 이때 모균주 K35는 거의 에탄올(0.3%, w/v) 생산을 하지 못하였다. RH51주는 20%(w/v)의 가용성 전분 함유 배지 800 ㎖를 갖는 2.5ℓ 발효조에서 전혀 외부로부터의 전분분해 효소첨가없이 8일 발효후 7.5%(w/v)의 에탄올을 생산하였는데, 이때 잔여전분량은 1.68%(w/v)로서 거의 모두 전분이 발효되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To improve the fermentation characteristics of the haploid starch-fermenting recombinant yeast strain K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3) secreting both α-amylase and glucoamylase was rare-mated with polyploid industrial yeast Saccharomyces sp. K35. The K35 strain had good fermentation-characteristics such as ethanol-tolerance, high temperature and sugar-tolerance, and high fermentation rate. Among the resulting 66 hybrids, the best strain RH51 was selected. The RH51 exhibited amylolytic activity of K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3) as well as ethanol and sugar tolerance of K35. The optimum temperature of hybrid RH51 for starch fermentation was 34℃ which was same as that of K35 but different from that (30℃) of K114/YIpMSΔR(LEU2/URA3). The optimum pH was 5.0. The optimum size of inoculum was 2% as the pellet (w/v) of yeast cells. The hybrid strain RH51 produced 7.0% ethanol (w/v) from 20% (w/v) soluble starch while K35 formed almost no ethanol, 0.3% (w/v). RH51 strain produced 7.5% ethanol (w/v) ethanol after 8 days in a 2.5ℓ fermenter containing 800 ㎖ of 20% (w/v) soluble starch. The residual starch content in the fermentation medium was 1.68% (w/v), and therefore almost all the starch was fermented completely.