유채대 가수분해물에서 inhibitor 저항성 효모선별과 이를 이용한 bioethanol 생산

초록

Bioethanol을 생산하기 위하여 lignocellulosic biomass를 가수분해 할 때 furan 유도체 (furfural, 5-hydroxymethlyfurfural),phenolic compounds 그리고 유기산과 같은 toxic substance [1-7]가 약 0.6-3.0 g/L 정도 만들지는 것으로 알려져 있다 [3,4]. 또한 이러한 물질은 효모의 cell growth rate과ethanol production rate, membrane function 등에 좋지 않은영향을 주어서 bioethanol 생산성을 감소시키는 것으로 알려져 있다 [1,7,8]. 그래서 많은 연구자들은 detoxification 방법을 사용하여 이러한 toxic substance의 ethanol 생산에대한 inhibition을 제거하려고 시도하여 왔다 [9,10]. 그 동안의 연구 결과에 비추어 볼 때, inhibitor를 제거하는 detoxification 공정 또한 bioethanol 생산 전체공정에서 부가적인 공정이라 생각되어지기 때문에, 본 연구에서는 공정의 편의성을 위하여 detoxifocation 공정을 생략하거나, 혹은 detoxification 공정으로 완전히 inhibitor가 제거되지 않을 경우를 대비하여, inhibitor에 저항성이 있는 효모균주를 선별/확보하려고 시도하였다. 본 연구에서는 먼저 2단 고온 전처리 방법 [11]을 이용한유채대 가수분해물에 인위적으로 inhibitor cocktail을 첨가한 배지 [2]를 만들어서 가장 잘 견디는 효모 균주를 선별하는 실험을 실시하였다. 이때 inhibitor cocktail은 발표된연구문헌을 근거로 biomass의 가수분해물에서 나올 수 있는 6가지의 inhibitor가 선정되었고, 또 그 농도도 정해졌다. 그리고 본 연구팀의 선행연구 결과에서 ethanol 생산성을 근거로 선별된 [12,13] 각각 세 종류의 Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)와 Pichia stipitis (P. stipitis) 균주를가지고 실험을 실시하였는데, 최종적으로 inhibitor에서 더 잘견디는 S. cerevisiae와 P. stipitis 효모 균주를 각각 한 가지씩 선별하여 동시배양법으로 bioethanol 생산을 시도하였다.

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