섬유소 분해효소 고생산성 균주 분리 및 섬유소 분해효소 발효 생산 최적화 = Isolation of microbial strains capable of hyper-producing cellulases and fermentation optimization for the cellulases production

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Various microbial strains capable of producing cellulases, xylanase, and pectinase were isolated from the fermented sawdusts and rotten woods, and soils of volcano, bamboo forest, botanical garden, and soils of surrounding areas of a cold lake and a hot spring. One fungal strain appeared to produce relatively high amount of cellulases, xylanase, and pectinase. This fungal strain was identified as Lecythophora sp. YP3-6-3 according to its ITS, 18S, and 26S sequences. The culture conditions for maximal production of the enzymes by the isolate YP3-6-3 using ATCC cellulose medium 907 were optimized. The production of the enzymes by the isolate from various lignocellulosic substrates such as flame grass, reed, empty fruit bunch, rice straw, and barley straw were examined. Of the five different substrates, barley straw produced the highest production of endocellulase, exocellulase, filter paperase, xylanase, and pectinase. The optimum culture conditions were found to be 36℃, initial medium pH 5, C/N ratio 7, and 6 days of culture time. Under these optimal conditions, the production of CMCase, filter paperase, β-glucosidase, avicelase, xylanase production were improved to 12.3 U/㎖, 6.7 U/㎖, 4.6 U/㎖, 2.1 U/㎖, and 65.0 U/㎖, respectively, from 4 U/㎖, 2.3 U/㎖, 2.3 U/㎖, 1.8 U/㎖, and 24.1 U/㎖, respectively, of pre-optimization.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 실험 재료 및 방법 5
• 1. 미생물 균주 분리 5
• 2. 섬유소 분해 효소활성분석 7
• 2.1. CMCase activity(β-1,4-endoglucanase)분석 7
• 2.2. Filter paper activity(FPA) 분석 7
• 2.3. β-Glucosidase activity 분석 8
• 2.4. Avicelase activity 분석 8
• 2.5. Xylanase activity 분석 8
• 2.6. Pectinase activity 분석 9
• 3. 균주 동정 9
• 3.1. 세균의 동정 9
• 3.2. 효모와 곰팡이의 동정 10
• 4. 섬유소 분해 효소의 다양한 기질 분해능 분석을 위한 microplate assay system 개발 11
• 5. T. reesei Rut C-30과 YP3-6-3의 효소 생성량 측정 14
• 6. 효소생산을 위한 최적 배양 조건 14
• 6.1. 기질이 효소 생산에 미치는 영향 14
• 6.2. 온도가 효소 생산에 미치는 영향 15
• 6.3. pH가 효소 생산에 미치는 영향 15
• 6.4. C/N ratio가 효소 생산에 미치는 영향 16
• 6.5. 배양 시간에 따른 효소 생산 측정 16
• 7. 효소 내열성 비교 16
• Ⅲ. 결과 및 고찰 17
• 1. 섬유소분해효소 생산균주 탐색 17
• 1.1. 발효된 톱밥으로부터 미생물 분리 17
• 1.2. 저온지대의 토양으로부터 미생물 분리 17
• 1.3. 볏짚과 사료에서 미생물 분리 21
• 1.4. 고온지대에서의 미생물 분리 21
• 1.5. 대나무숲 토양에서의 미생물 분리 21
• 1.6. 식물원 토양에서의 미생물 분리 26
• 1.7. 온천 지역에서의 미생물 분리 26
• 1.8. 부패된 목재 및 그 주위의 토양으로 부터 미생물 분리 30
• 1.9. 선별된 균주목록 35
• 2. T. reesei Rut C-30과 YP3-6-3의 효소 생성량 측정 결과 35
• 3. 최적배양조건 38
• 3.1. 기질이 효소 생산에 미치는 영향 38
• 3.2. 온도가 효소 생산에 미치는 영향 41
• 3.3. pH가 효소 생산에 미치는 영향 44
• 3.4. C/N ratio가 효소 생산에 미치는 영향 44
• 3.5. 배양시간에 따른 효소 생산 측정 47
• 4. 효소 내열성 비교 52
• 5. 섬유소 분해 효소의 다양한 기질 분해능 분석을 위한 microplate assay system 개발 결과 52
• Ⅳ. 결론 56
• Ⅴ. 참고문헌 59
• Abstract 63