• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권4호
• /
• pp.443-447
• /
• 2016

미세조류 세포벽은 셀룰로오스가 주요 구성성분으로 리그닌을 포함하지 않아 낮은 온도의 전처리 조건에서도 효과적으로 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 분해가 가능하다. 차세대 바이오매스로 주목 받는 미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)로부터 $120^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도 조건에서 열수전처리를 이용한 발효당 생산 증대를 위해 공정조건을 최적화하였다. 주요 공정조건인 추출온도, 황산농도와 추출시간에 따른 당화율 변화를 확인하였을 때, 온도와 황산농도가 글루코오스 생산에 큰 영향을 컸으며 당화율이 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 경제성을 고려한 열수전처리 최적조건은 $120^{\circ}C$, 2 mol 황산, 40분으로 95.9%의 당화율을 얻을 수 있었다. 탈지미세조류의 황산 열수전처리와 효소당화를 비교했을 때, 황산 열수전처리의 당화율이 2.1배 이상 높고 전처리 시간이 짧아 황산 열수전처리가 효소당화에 비해 효과적인 공정임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.171-171
• /
• 2011

리그노셀룰로오스 바이오매스를 원료로 하여 발효당을 생산하고자 할 때 최종적인 당수율은 적용하는 전처리 기술의 종류와 전처리 조건에 따라 크게 달라질 수 있다는 사실은 널리 알려져 있다. 또한 전처리물의 효소당화에서 셀룰로오스의 당전환율은 효소의 종류와 사용량에 의존적이므로 부족한 전처리 효과를 일부 보완하기도 한다. 본 연구에서는 바이오매스의 효소당화에 흔히 사용되고 있는 특정효소와 최근 공급되기 시작한 새로운 효소를 시료로 하여 해바라기 줄기의 열수전처리에 이은 효소당화에서 효소의 종류가 최종 당수율, 효소당화 시간 및 전처리효과에 미치는 영향을 측정하였다. 해바라기 줄기 분말을 $180^{\circ}C$에서 30분 동안 열수전처리하였을 때 헤미셀룰로오스의 수율이 최대가 되었으나 이 조건에서는 후속 효소당화에 의한 포도당 수율이 높지 않았다. Celluclast 1.5L 혹은 Celluclast conc BG는 전처리 물의 당화속도가 상대적으로 빠른 편이었고, 이 효소에 의한 당수율은 해바라기 줄기 셀룰로오스 함량의 80% 내외였으며, 바이오매스 1g당 효소첨가량이 3ml까지 증가함에 따라 당수율도 꾸준히 증가하는 경향을 보였다. 반면에 노보자임 스코리아로부터 분양받은 효소로서 NS22074와 NS50010의 혼합물은 Celluclast보다 약 10% 더 높은 당수율을 보여주었으나 당화는 상대적으로 느리게 진행되어 72시간 이상이 소요되었다. Endoxylanase 혹은 hemicellulase 등 다른 효소를 NS22074와 NS50010의 혼합물에 가하여도 당수율의 증대 효과는 미미하거나 거의 없었다. 시험에 사용한 효소제제에는 포도당, 소르비톨 등 여러 가지 당들이 보존제 혹은 안정화제로 함유되어 있는 것으로 나타나서 사용에 주의할 필요가 이었다.