Manufactures of Functional Materials by Using Xylan from Agricultural ＆ Forest Residues(I) - The Isolation and Purification of Xylan -

농산 및 임산폐자원의 xylan을 이용한 기능성 물질 생산(I) - Xylan의 단리 및 정제 -

This study was carried out to find the optimal isolation conditions of xylan from steam-exploded materials, such as rice straw(Oryza sativa), barley straw(Hordeum vulgare) and oak wood(Quercus mongolica), In the chemical composition, we found that the contents of water-extractives and ash of rice straw and barley straw were more than those of oak wood. Rice straw, barley straw and oak wood were steam-exploded at 20kgf/$cm^2$ for 3 minutes or 6 minutes. The content of lignin in three different steam-exploded materials was higher than that of non-treated materials. The crude xylan was extracted with hot water and 0.5% KOH solution from steam-exploded materials. In the sugar type of crude xylan extracted with hot water and 0.5% KOH solution, the oligomer content of crude xylan extracted with hot water was much more than that of crude xylan extracted with 0.5% KOH solution. The crude xylan was purified with 5% barium hydroxide Solution and ethanol precipitation procedure. The content of xylose of purified xylan was over 85%, but other sugar residues(arabinose, mannose, galactose and glucose) were not removed completely.

본 연구는 농산 및 임산폐자원을 폭쇄처리한 후 xylan을 단리하기 위한 최적의 방법과 조건을 확립하기 위해 수행하였다. 농산 및 임산폐자원으로는 볏짚, 보릿짚 및 신갈나무를 시료로 하였다. 농산 및 임산폐자원의 화학 조성을 살펴보면, 볏짚 및 보릿짚에서의 추출물 함량과 무기물 함량은 신갈나무보다 약 10~20% 정도 높게 나타났다. 폭쇄전처리는 20kgf/$cm^2$의 압력에서 3, 6분처리 하였다. 폭쇄처리된 시료의 리그닌 함량은 폭쇄처리 전보다 약 3~22% 정도 높게 났다. 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액 추출에 의한 xylan 단리를 시도하였다. 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액 추출에 의해서 단리된 xylan의 형태를 살펴보면, 열수추출로 단리된 xylan은 소당류 형태로 존재하고 있음을 확인할 수 있었다. 1차적으로 열수 및 0.5% 수산화칼륨 용액으로 단리된 xylan을 5% 수산화바륨 용액과 에탄올 적하법으로 정제를 시도하였다. 최종적으로 정제된 xylan의 xylose 함량은 약 85% 이상이었지만, 기타의 당류들이 존재하였다.