초록
섬유성바이오매스로부터 lactic acid를 생산하기 위한 동시당화 및 추출발효공정의 성능과 조업특성을 조사하였다. 섬유소 가수분해효소 Cytolase CL과 lactic acid 발효군주 L. delbruecku를 사용한 동시당화발효(SSF)에서 생성물인 lactic acid의 저해작용이 심각하였다. SSF 도중 lactic acid의 제거를 위하여 선정한 IRA-400 수지의 lactic acid 흡착성능은 200mg/g dry resin 이었다 Lactic acid 제거의 효과는 초기 기질(cellulose)의 농도에 따라 Lactic acid 제거의 효과는 초기 기질(cellulose)의 농도에 따라 다르게 나타난다. 기질의 농도가 50g/L인 경우 단순 SSF의 반응시간 72시간에서 lactic acid의 농도가 304g/L이었고, 이온교환수지를 첨가한 SSF에서는 32.0g/L이었다. 반면에, 모사실험 결과, 초기 기질사용량이 100g/L 인 경우에는 수지첨가에 의한 lactic acid 제거시 lactic acid 생산수율이 약 60%에서 90%이상까지 증가된다. SSF의 각 반응식에서 pH의 의존성을 조사하여 실험식으로 표현하였다. pH에 따라 lactic aic의 생산량이 크게 변화하였으며, pH 4.5-5.0에서 최대의 생산량을 나타내었다.
lactic acid production from cellulose by simultaneous saccharification and fermentation(SSF) was studied. The SSF using cellulase enzyme Cytolase CL and Lactobacillus delbrueckii was strongly inhibited by the end product(lactic acid). An ion-exchange resin(RA-400) was used for in-situ product removal during SSF. The sorption capacity of the resin was 200mg/g-resin. The simple SSF and the extractive SSF resulted in lactic acid concentrations of 30.4g/L and 32.0g/L, respectively, at the initial substrate concentration of 50g/L. A model was developed to simulate the extractive SSF. The lactic acid conversion for the initial substrate of 100g/L was estimated to be improved from 60% to 09% by in-situ product removal. The experimentally determined kinectic parameters were pH dependent, and fitted as empirical expressions to establish their values at different pH's. Lactic acid productivity was predicted to be maximum at pH 4.5-5.0.