Candida parapsilosis에 의한 Xylitol 생성시 포도당의 영향 = Effect of Glucose on Xylitol Production by Candida parapsilosis

국문 초록 (Abstract)

Candida parapsilosis TACC 21019 돌연변이주를 사용하여 xylose 배지에서 배양시 glucose 첨가가 xylitol 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Glucose를 첨가한 배지에서 glucose 함량이 높을수록 xylitol 생성량은 감소하였지만 ethanol과 glycerol 양은 증가하여 xylose 10 g/l와 glucose 40 g/l일 때 최대값 각각 21.5g/l, 3.6g/l을 나타내었다. Glucose만 존재하는 배지에서는 xylitol이 전혀 생성되지 않았고 이 결과는 glucose에서는 xylitol이 생성되지 않는다는 것을 의미한다. Xylose에 대한 glucose의 비율을 증가시켜며 배양한 결과 glucose 비율이 높을수록 xylose를 xylitol로 전환하는 xylose reductase 역가가 감소하였다. Xylitol을 xylulose로 전환(xylulose는 세포 구성성분으로 전환됨)하는 xylitol dehydrogenase의 역가는 첨가된 glucose의 양에 상관없이 xylose 이용하는 동안하는 일정하여 glucose 첨가가 세포성장에 미치는 영향은 거의 보여주지 않았다. Xylose로 부터 xylitol 생성시 glucose의 저해효과를 방지하기 위하여 glucose를 낮은 수준으로 유지되게 첨가하는 실험을 수행하였다. 그 결과 부산물인 ethanol과 glycerol 양이 감소되었고 이용된 xylose에 대한 생성된 xylitol의 수율은 xylose 만으로 배양할 때와 거의 같은 수준을 보여주었다. 그러나, xylitol 생성시 전제창(xylose와 glucose)에 대한 xylitol 생성 기여는 전혀 없었다. 그러므로 glucose가 없는 고농도 xylose 배지로 xylitol 생산을 시도하였다. Xylose 농도 300 g/l의 배지에서 배양시 272시간에서 xylose가 모두 소모 되었으며 최종 xylitol의 농도는 242 g/l이었고 이것은 xylose에 대한 xylitol의 생산수율 80.7%에 해당된 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Effect of glucose addition to xylose medium on xylitol production was investigated by using Candida parapsilosis TACC 21019 mutant. With increasing the ratio of glucose to xylose in total amount of 50 g/1 as g/l as glucose and/or xylose, xylitol production was decreased but ethanol and glycerol production were increased. Ethanol and glycerol concentration were maxmum in 10 g/l of xylose and 40 g/l of glucose medium 21.5 g/ㅣand 3.6 g/l, respectively. No xylitol was formed in glucose medium without xylose because xylitol could be not produced from glucose. With increasing the ratio of glucose to xylose, the activity of xylose reductase which converted xylose to xylitol were decreased. The activities of xylitol dehydrogenase which converted xylitol to xylulose and then cell materials were found to be constant regardless of the ratio of glucose to xylose. This results indicated that glucose addition to xylose medium on cell growth was not affected. In order to prevent the inhibitory effect of glucose on xylitol production, glucose in a fermentor was fed with low concentration and then ethanol and glycerol was critically decreased and the xylitol yield from xylose of the culture with glucose feeding was recovered the almost same as that with only 50 g/l xylose. However, the xylitol yield from total sugars (xylose and glucose) was decreased and glucose was not contributed to xylitol production. Therefore, the fermentation at high concentration of xylose without glucose was carried out. A final xylitol concentration of 242 g/l which correspnding 80.7% of xylitol yield was obtained from 300 g/l xylose for 273 hours.