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발효산물로 에탄올의 생산을 위한 공정

전문가 제언: ○ 전분함유 원료에서 에탄올을 생산하는 공정은 전분의 분쇄 및 액화(α-아밀라아제), 당화(글루코아밀라아제), 발효(효모)의 3단계 공정 또는 액화 후 당화와 발효를 동시에 수행하는 동시당화발효(SSF) 공정으로 구별된다. SSF는 기존의 3단계 발효공정에 비해 설비비용이 절감되고 생성된 포도당이 효모에 의해 바로 소비되기 때문에 당화효소의 투입량을 감소시킬 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있다.

○ 이 특허는 전분함유 원료에서 발효산물로 에탄올을 생산하기 위하여 생산 공정 중에 필요한 내열성 효소를 생산하는 변이주를 선발하고 이들 변이주의 효소활성을 비교, 분석하였다. 특허에 기술된 중요 효소는 Bacillus subtilis와 그 변이주의 α-아밀라아제, Aspergillus oryzae와 그 변이주의 프로테아제, Penicillium oxalicum과 그 변이주의 글루코아밀라아제 및 Saccharomyces cerevisiae와 형질전환체의 프로테아제 등이다.

○ 바이오에탄올 생산과 관련된 최근의 한국등록특허는 클로스트리듐 아세토부틸리쿰의 바이오연료(10-1065084), 바이오에탄올 생산능 향상 효모 형질 전환체(10-0969328), 동시 당화발효를 통한 바이오에탄올 제조(10-0983672) 등이 있으며 공개특허는 최적화 배지, 바이매스 당화, 미생물 알코올 생산, 바이오연료 생산, 에탄올 생산용 호열성 미생물, 재조합 미생물의 생물연료 생산 등 매우 많다.

○ 최근 화석연료자원을 대체할 수 있는 지속 가능한 청정에너지 개발이 전 세계적으로 추진되고 있다. 이미 미국과 브라질에서는 당질원료(사탕무, 사탕수수)를 사용하여 바이오에탄올을 생산하고 있다. 국내에서도 백합나무 칩의 동시발효, 동시 전분분해와 알코올 발효용 효모의 육종, 고효율 바이오에탄올 생산 당화효소, 전처리 및 동시 당화발효공정 개발, 생전분 분해효소 및 알코올 발효 등 많은 연구가 추진되었다.

○ 화석연료를 대체할 수 있는 에탄올을 생산하기 위해서는 전분질 원료의 확보는 물론 효소 및 발효용 균주의 개발이 가장 중요하다. 앞으로 이 문제를 해결하기 위한 국가적 차원의 참여 및 지원이 요청된다.

저자: NOVOZYMES A.S.
자료유형: 특허정보