효소적 가수분해에 의한 갈조류 바이오 에탄올 생산 (Production of Bio-ethanol from Brown algae by Enzymic Hydrolysis)

서지정보

· 발행기관 : 한국생물공학회
· 수록지 정보 : KSBB Journal / 24권 / 5호 / 483 ~ 488페이지
· 저자명 : 이성목, 최인순, 김성구, 이재화

초록

본 연구는 갈조류인 다시마, 모자반, 톳을 효소적 방법
으로 가수분해하여 이를 이용한 바이오 에탄올 생산 가능성
을 확인하고자 하였다. 가수분해 효소 분리 및 바이오 에탄
올 생산 실험 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
효소는 해수 및 채취한 갈조류 시료에서 분리하였으며,
갈조류의 주요 다당류인 alginate와 laminaran에 대한 효소
활성을 측정하였다. 또한 다시마, 모자반, 톳에 대한 직접
적인 갈조류 가수분해 효과를 확인 하였다. 조효소에 의한
가수분해는 alginate에서 특히 높게 나타났으며, laminaran
에서도 일부 활성을 보였다.
갈조류의 전처리에서 환원당의 생성은 외분비 효소와
전체 조효소에서 크게 차이가 없었으며, 기질로는 다시마
에서 최대 1.90 g/L로 가장 높게 확인되었다. 모자반과 톳
에서의 가수분해가 12 h 안에 완료되는 것에 비해 다시마
는 72 h 동안 반응이 지속적으로 일어났다. 에탄올 발효는
환원당 생성량과는 무관하게 나타났는데 이는 전처리 방법
에 따라 갈조류 다당류의 가수분해에 미치는 영향이 다르기
때문으로 생각되며, 또한 전처리 과정에서 생성되는 부산물
이 영향을 미치기 때문인 것으로 생각된다.
갈조류 에탄올 발효에서 기질로 다시마를 이용했을 때 에탄올 생산 수율이 가장 높았다. 다시마를 이용한 발효에서는
발효균주 및 효소처리에 따른 에탄올 생산량이 대략 0.90 g/L
로 유사하게 나왔다. 모자반에서의 에탄올 생산은 발효균
주를 Saccharomyces cerevisiae로 하였을 때 최대 0.14 g/L
로 확인 되었으며, 톳에서는 Saccharomyces cerevisiae를
이용한 발효에서 에탄올생산이 전혀 확인되지 않았으며,
Pachysolen tannophilus 에서만 0.09 g/L의 에탄올 생산이
생산되었다.

영어초록

The Brown-algae polysaccharide consisting of alginate and laminaran is usable as high bio-ethanol production
if hydrolyzed to monomer unit. The objective of this study is to produce bio-ethanol from brown-algae using
enzymatic saccharification. Bio-ethanol was produced by Saccharomyces cerevisiae KCCM 1129 and Pachysolen
tannophilus KCTC 7937 strains. The substrate used Laminaria japonica, Sargassum fulvellum and Hizikia fusiformis.
We isolated a new alginate lyase and laminaran lyase producing microorganism for hydrolysis of brown-algae
from southern sea of Gijang. The reducing sugar was obtained 1.90 g/L from Laminarin japonica 20 g/L that used
enzyme from Bacterium antarctica. In pretreatment of the most suitable brown-algae for ethanol production,
ethanol concentration of 0.93 g/L and yield of 4.65% were obtained in condition of Laminaria japonica in medium.

참고자료

· 없음