효소 소화 및 에탄올 생산 개선을 위한 헤미셀룰로오스 및 리그닌 제거

전문가 제언

○ 이 연구에서는 14종의 식물 에너지 곡물을 선정하여 셀룰로오스의 효소난분해성을 조사하였다. 조사결과 사탕수수와 기장교배종(Pennisetum hybrids)의 효소 가수분해 결과는 헤미셀룰로오스와 리그닌 함량이 효소소화성(ED: enzymatic digestibility)에, 특히 리그닌이 악영향을 끼침을 확인하였다.

○ 액체 고온 수(LHW: liquid hot water)와 암모니아수(AA: aqueous ammonia) 전처리를 병행하였더니 사탕수수 찌꺼기(SCB: sugarcane bagasse)의 ED를 증가시킬 수 있었다. 50%의 과 리그닌을 AA로 제거한 시료에서 90%의 높은 ED를 얻었다. LHW로 전처리하여 리그닌을 상당히 제거하여 섬유와 효소의 접촉을 높여준 SCB의 ED가 AA로 전처리한 ED보다 20% 높다. LHW 전처리로 SCB로부터 회수한 당은 AA로 전처리한 SCB로부터 회수한 당보다 10% 많았는데 이는 헤미셀룰로오스와 연결된 당의 높은 수율에 기인된다.

○ SCB의 헤미셀룰로오스 리그닌을 LHW로 전처리하고 다시 AA공정으로 병행 전처리하여, 당화 및 발효를 동시에 수행(SSF: simultaneous sacchari？cation and fermentation)하였다. 20%의 높은 기질 부하와 20FPU/g-glucan의 낮은 효소 부하 및 24시간의 단기간발효로 당화 및 발효를 동시에 수행(SSF)하고 반복 주입 배치(fed-batch) 효소 가수분해를 하였더니 에탄올이 30.6g/L에 달하였다.

○ 우리나라는 산림이 국토면적의 67%를 차지하며 바이오매스 중에서 산림바이오매스가 가장 많아서 연간 가용양이 산림 입목량 135,200,000toe 의 5%로 계산하면 6,760,000toe이다. 목질계 바이오매스의 가수분해에 의한 에탄올생산연구가 여러 연구기관에서 수행되고 있으나, 실용화되지는 않았다. 앞으로 목질계 바이오매스로부터 에탄올을 생산하는 연구가 실용화되어, 국내 산림자원의 활용과 산림자원이 풍부한 개발도상국가나 바이오매스자원이 풍부한 러시아 등으로 진출하여 목질계 바이오매스를 이용한 에탄올 생산을 시도하여야 되리라 생각된다.

저자

Qiang Yu, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

94()

잡지명

Biomass and Bioenergy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

105~109

분석자

이*찬

분석물

• 효소 소화 및 에탄올 생산 개선을 위한 헤미셀룰로오스 및 리그닌 제거.pdf [495,222 byte]

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