• 한국산림과학회지
• /
• 제59권1호
• /
• pp.67-91
• /
• 1983

침엽수(針葉樹)인 소나무, 리기다소나무, 일본잎갈나무 3수종(樹種)과 활엽수(闊葉樹)인 오리나무, 밤나무, 이태리포푸라 3수종(樹種)의 목재(木材)로부터 alcohol을 생산(生産)하기 위하여 목재(木材)의 화학성분(化學成分) 분석(分析)과 산(酸) 가수분해(加水分解) 조건(條件)을 확립(確立)하고 또한 섬유소(纖維素) 분해력(分解力)이 강(强)한 균주(菌株)를 분리(分離) 동정(同定)하여 균주(菌株)의 효소(酵素) 생산조건(生産條件), 효소(酵素)의 특성(特性) 및 alcohol 발효조건(醱酵條件) 등(等)을 연구조사(硏究調査)한 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) 수종별(樹種別) 산(酸) 가수분해(加水分解)에서 HCl은 1.0%와 2.0%, $H_2SO_4$는 2.0%에서 높은 당화율(糖化率)을 보였고 수종(樹種)은 오리나무가 23.4%로 제일 좋았다. 2) HCl과 $H_2SO_4$으로 산(酸) 가수분해(加水分解)할 때 압력(壓力)은 $1.5kg/cm^2$, 산(酸)의 첨가량(添加量)은 30배량(倍量), 분해시간(分解時間)은 HCl 45분과 $H_2SO_4$ 30분에서 당화율(糖化率)이 양호(良好)하였다. 3) 전처리(前處理)에 있어서 농(濃) HCl 보다는 농(濃) $H_2SO_4$이 더 효과적(効果的)이었고 그 농도(濃度)는 50~60%이었으며 열처리(熱處理)는 $190^{\circ}C$에서 30분간(分間) 처리(處理)함으로써 무처리(無處理)보다 당화율(糖化率)이 약(約) 1.5% 증가(增加)하였다. 4) 목분(木粉) 1g에 있어서 산(酸) 가수분해액(加水分解液)의 당조성(糖組成)은 소나무는 glucose 137.78mg, arabinose 68.24mg이었고 오리나무는 glucose 162.22mg, arabinose 65.89mg을 함유(含有)하고 있었으며, xylose와 galactose도 검출(檢出)되었다. 5) 10개(個)의 균주(菌株) 중에 alcohol 효효력(醗酵力)이 왕성한 균주(菌株)는 Sacch. cerevisiae JAFM 101과 Sacch. cerevisiae var. ellipsoideus JAFM 125이었다. 6) 산(酸) 가수분해액(加水分解液)은 $CaCO_3$와 NaOH로 중화(中和)하는 것이 alcohol 생산(生産)과 효모생육(酵母生育)이 양호(良好)하였고 alcohol 생산(生産)은 pH 4.5~5.5, $30^{\circ}C$, 균주생육(菌株生育)에는 pH 5.0~6.0, $24^{\circ}C$에서 발효(醱酵)시키는 것이 좋았다. 7) Alcohol 생산(生産)에는 0.02%의 $(NH_2)_2CO$와 $(NH_4)_2SO_4$, 0.1%의 $KH_2PO_4$, 0.05%의 $MgSO_4$ 그 밖에 0.025%의 $CaCl_2$, 0.002%의 $MnCl_2$ 첨가(添加)가 효과적(効果的)이었고 효모증식(酵母增殖)에는 0.04~0.06%의 $(NH_2)_2CO$와 $(NH_4)_2SO_4$, 0.2%의 $K_2HPO_4$와 $K_3PO_4$, 0.05%의 $MgSO_4$ 그 밖에 0.025%의 $CaCl_2$, 0.002%의 NaCl 첨가(添加)가 효과적(効果的)이다. 8) 여러 가지 vitamin 중에서 alcohol 생산(生産)은 pyridoxine과 riboflavin, 효모증식(酵母增殖)에는 thiamin과 Ca-pantothenate, biotin과 inositol의 첨가(添加)가 좋았고 tannin과 furfural은 0.01% 농도(濃度)에서 alcohol 생산(生産)이 오히려 증가(增加)하였으며 그 이상(以上)의 농도(濃度)에서는 저해(沮害)를 받았다. 9) 발효액(醱酵液) 100ml에서 소나무는 2.201~2.275ml의 alcohol과 168~228mg의 효모(酵母)가 생산(生産)되었고 잔류당(殘溜糖)은 0.55~0.60g이었다. 오리나무는 2.075~2.125ml의 alcohol과 208~256mg의 효모(酵母)를 생산(生産)했으며 잔류당(殘溜糖)은 0.60~0.65g이었고 pH는 3.3~3.6으로 변화(變化)했다. 10) Trichoderma viride JJK107을 섬유소(纖維素) 분해력(分解力)이 강한 균주(菌株)로서 선정(選定)하여 동정(同定)하였다. 11) 효소(酵素) 생산조건(生産條件)으로 CMCase는 pH 6.0, $30^{\circ}C$, xylanase는 pH 5.0, $35^{\circ}C$에서 5일간 배양(培養)할 때 최고(最高)의 효소생산(酵素生産)을 나타냈고 효소작용(酵素作用)의 최적조건(最適條件)은 CMCase는 pH 4.5, $50^{\circ}C$, xylanase는 pH 4.5, $40^{\circ}C$에서 최고(最高)의 활성도(活性度)를 보였다. 12) 목분(木粉)을 peracetic acid로 탈(脫) lignin하고 효소(酵素) 가수분해(加水分解)하여 발효(醱酵)시킬 때가 alcohol 생산(生産)이 좋았으며 peracetic acid 첨가비(添加比)는 10배량(倍量) 이도(移度) 첨가(添加)하는 것이 좋았다. 13) 발효(醱酵)에 있어서 본분(本粉)과 밀기울 Koji의 혼합비율(混合比率)은 10:8일 때에 alcohol 생산(生産)이 좋았고 본분(本粉) 10g에서 소나무 2.01~2.14ml, 오리나무는 2.11~2.20ml의 alcohol을 생산(生産)하였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제3권
• /
• pp.49-82
• /
• 1965

우리 나라에 있어서 수도작의 안전다수를 위한 재배법, 특히 시료의 합리화를 기하기 위한 기초적 자료를 얻기 위하여 수도 독자의 영양생리적 반응, 형태형성 내지 수량구성에 대한 특징을 살펴보았으며, 우리 나라의 수도 재배환경조건(온도ㆍ일조ㆍ강수 및 토양조건)을 대국적 견지에서 인접국인 일본과 지역별로 비교 검토하였고, 그 특징으로 본 시료에 관한 개선조건을 위해 비료의 3요소와 규산 및 그 밖에 수종의 미량요소에 대하여 검토하였다. 1. 우리 나라의 최근 14개년간의 10a당 현미평균수량은 204kg인데 이에 비하여 일본은 77%, 대만은 13% 높으며, 년간평균증가량은 우리나라가 4.2kg이고, 이에 비해 일본은 81%, 대만은 62% 더 증가되고 있다. 그리고 수량의 년간변이계수는 우리 나라가 7.7%이며 일본은 6.7%, 대만이 2.5%로서 우리 나라는 년간변이가 매우 커서 생산의 안전도가 가장 낮다. 2. 풍흉고조시험성적으로 본 우리 나라 수도와 일본의 수도를 형태형성면에서 비교하여 본즉 다음과 같았다. (1) 3.3$m^2$ 당 수수는 우리 나라의 891개에 비하여 일본은 13%나 더 많고, (2) 최고분얼기의 경수는 3.3$m^2$당 우리 나라는 1150개인데 비하여 일본은 19% 더 많았으며, (3) 유효경비율은 우리 나라가 77.5%, 일본이 74.7%로서 우리 나라가 다소 높았다. 그러나 총경수가 적은데 q하여는 유효경율이 너무 낮다. (4) 신고비는 우리 나라가 85.4%이고, 일본은 96.3%로서 우리 나라의 수도가 13% 낮았다. 3. 도작기간중의 평균기온은 수원ㆍ광주ㆍ대구는 거의 동일하며, 일본의 중국지방(부산)의 그것과 비슷하였다. 즉 우리 나라 도작기간중의 기온은 일본의 서남난지에 유사한 것이었다. 4. 우리 나라의 수도이앙기는 이앙한계최저온도 13$^{\circ}C$로 보면 현행(6월 10일 경)보다 30~40일 앞당길 수 있다. 5. 우리 나라의 현행 수도작기로서는 영양생장기의 기온이 이 시기의 주대사작용인 단백대사의 적온인 20~23$^{\circ}C$ 보다 높았다. 그러나 생식생장기의 기온은 이 시기의 주대사인 당대사의 적온인 $25^{\circ}C$이상보다 높지 않다. 그러므로 온도면에서 보면 우리 나라 수도의 작기는 앞으로 당기는 것이 좋다고 고찰된다. 6. 우리 나라의 현행 수도작기로 본 기온 및 일조조건은 수도의 분얼전기에 대해서는 호조건하에 놓여 있으나, 분얼후기인 7월 중ㆍ하순 경의 일조부족과 고온다습조건은 병해, 특히 도열병의 유발원인이 되고 있다. 7. 우리 나라의 현행수도작기로 본 전국각지의 수도의 출수기는 모두 일조시간이 적은 부적당한 시기에 처해 있다. 8. 출수후 40일간의 평균기온에 의한 적산온도 88$0^{\circ}C$의 출현기일은 수원에서 8월 23일이었고, 년간편차를 고려한 안전출수기일은 8월 19일로서 적산온도면에서는 관행 출수기일은 약간 늦다고 보았다. 9. 등열기의 평균기온에 의한 적산온도는 현행 수도작기로서는 최종한계시기에 놓여 있으며, 평균기온의 년간편차와 우리 나라의 최저기온이 낮은 점을 고려할 때, 현행출수기는 다소 늦은 것으로 보았다. 10. 생육단계별의 수도체내의 질소함량은 영양생장기의 질소함량이 과다하였으며, 출수 이후에 영양조락을 여하히 방지하느냐가 문제된다고 보았다. 11. 수리불안전답 및 천수답이 차지하는 전답면적의 비율은 차차 감소되고 있는데, 이와 전체 10a당 수량의 증가율과의 상관계수를 산출하였는데, 수리불안전답과의 상관계수 (4)는 +0.525였으며, 천수답과는 r=+0.832, 그리고 수리불안전답과 천수답을 합계한 것과의 상관계수 (r)는 +0.841로서 후2자와는 고도의 정(+) 상관을 보여 천수답이 차지하는 면적비율이 작을수록 단위수량을 증가하였다. 12. 비료삼요소시험(주산력시험)성적을 보면 무비료구의 10a당 현미수량은 우리 나라가 231kg인데, 일본의 그것은 360kg으로서 우리 나라보다 약 56%나 높았다. 즉 우리 나라의 지력은 일본에 비하여 매우 낮았다. 또 무질소구의 10a당 현미수량은 우리 나라가 236 kg인데 일본의 그것은 383 kg 으로서 우리 나라보다 62%나 높았다. 즉 우리 나라의 지력을 좌우하는 것은역시 질소라고 할 수 있다. 13. 우리 나라와 일본의 답토양의 화학적 성질을 비교해본즉 다음과 같았다. (1) 우리 나라 답토양은 유기물ㆍ전질소 및 치환성석회와 마그네슘의 함량이 일본의 그것보다 낮아 반정도에 불과하였고, (2) N/2 염산 가용규산함량은 평균치로 보아 우리나라 답토양이 적었고, 규산의 시용이 필요하다고 보았으며, (3) 염기치환용량이 일본의 반 정도이었다. 14. 우리 나라에 있어서 고위수량답과 저위수량답 토양의 성질을 비교하여 본즉 염기치환용량ㆍ치환성석회와 마그네슘ㆍ가리ㆍ인산ㆍ망간ㆍ규산 및 철 등의 성분이 저위수량답 토양에서 적었다. 15. 작통의 깊이는 항상 고위수량답에서 깊으며, 우리 나라 답토양의 작토는 일본의 그것에 비하여 얕다. 16. 전기한 바의 제조건을 종합 검토하고 비료삼요소이외에 규산과 미량요소로서 망간 및 철에 대하여 수도생리 및 형태형성 내지 수량에 미치는 영향을 고려하여 보다 합리적으로 사료되는 비료조건을 제시하였다.