• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.89-95
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• 2009

볏짚은 섬유소와 헤미셀루로우스의 함유량이 높아, 바이오에탄올 생산을 위한 잠재적 가치가 매우 높은 목질계 바이오매스 원료이다. 본 연구에서는 볏짚으로부터 바이오 에탄올 생산하기 위한 전처리 공정으로써 암모니아 재순환 침출 공정을 적용하였다. 특히 생성된 고형물의 조성과 효소 가수분해도에 전처리 공정의 온도와 반응시간 그리고 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사하였다. 실험을 행한 전처리 공정의 온도, 반응시간, 그리고 암모니아의 범위는 차례로 $150{\sim}190^{\circ}C$, 10~90 min 그리고 0~20 wt%이다. 전처리 공정을 통하여 약 84%의 리그닌과 20~80%의 헤미셀루로우스가 용해되었다. 또, 15 wt%의 암모니아 수용액을 이용하여 $170^{\circ}C$에서 90 min 동안 전처리한 고형 잔재물의 경우 15 FPU/g of glucan의 셀루라제 효소를 첨가하여 약 90%의 효소 가수분해도를 얻을 수 있었다. 셀루라제와 자일란나아제를 함께 사용하면 가수분해도가 현저하게 향상되였으며, 이는 헤미셀루로우스가 가수분해 과정에서 중요한 방해제 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다. $150^{\circ}C$에서 20 min 동안 15%의 암모니아수로 전처리된 시료를 이용한 동시당화발효 실험과 동시당화공동발효 실험에서는 각각 13.8 g/L(초기 glucan을 기준으로 81%)와 15.2 g/L(초기 glucan과 xylan의 합을 기준으로 89%)의 에탄올이 생성되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제29권4호
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• pp.67-78
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• 2001

신갈나무와 이태리포플러 칩을 25 kg/$cm^2$의 압력에서 6분간 폭쇄처리하였다. 폭쇄재는 수산화나트륨(NaOH), 차아염소산나트륨(NaClO), 아염소산나트륨($NaClO_2$)을 사용한 단독 또는 다단의 공정으로 화학처리 하였다. 폭쇄재의 다단처리는 시료중의 리그닌 제거에 상당한 효과를 나타냈다. 대조구인 폭쇄재 기질의 효소 가수분해율은 25%였지만, 다단 화학약품 처리된 폭쇄재는 약 80%에 근접하는 가수분해율을 나타냈다. 효소에 의한 분해율은 수종간에 차이가 났다. 폭쇄재의 다단 화학약품 처리는 효소 가수분해액에 있어서 글루코오스 함유 비율을 증가시켰다. Cellulase의 흡착은 기질의 리그닌 함량과 비례하여 증가하였지만, 반면에 기질의 결정화도, 공극면적 및 비표면적은 효소흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. 본 연구에서 제시된 전처리 당화공정에 따르면, 100 kg의 활엽수재로부터 약 37~40 kg의 글루코오스 생산이 가능하리라 생각된다.

• 환경생물
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• 제17권2호
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• pp.191-198
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• 1999

침엽수와 활엽수 펄프내의 리그닌(lignin) 제거 효과를 개선하기 위해 호알칼리성 균류인 Cephalospotium sp. RYM-202의 xylanase를 표백 전처리하고 이에 의한 펄프의 표백 증진 효과를 조사하였다. 두 종류의 펄프 모두 5$0^{\circ}C$에서 효소반응을 수행하였을 때 펄프내 xylan의 가수분해가 가장 높게 나타났다. 펄프내 xylan의 가수분해를 위한 효소의 최적 pH는 8.0이었으며, pH 9.0에서도 최대활성의 90%이상이 유지되었다. 각각의 펄프 재료에 효소를 전처리한 결과 표백(리그닌 제거)과정의 증진 효과를 보였으며, 침엽수와 활엽수의 kappa number는 각각 3.7과 2.0 ISO units 만큼 감소되었다. 아울러 효소처리 혹은 효소 미처리 펄프를 각각 표백한 후 수초지를 제조하여 종이의 물성을 상호 비교한 바, 효소처리는 종이의 섬유 구조에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 호알칼리성 Cephalospotium sp. RYM-202의 알칼리내성 xylanase가 알칼리 조건하에서의 펄프 전처리 과정에 매우 적합함을 의미한다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.1-5
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• 2015

본 연구는 바이오에탄올을 생산하고자 목질계 바이오매스의 효소당화에서의 반탄화의 영향을 비교분석하였다. 전처리로서, 목질계 바이오매스의 반탄화는 무산소 조건에서 $250{\sim}350^{\circ}C$의 온도로 시행되었다. 또한 비이온성 계면활성제인 Tween-80을 첨가하여 반탄화로 인한 소수성변환에 대처하여 당화효율을 높이기 위한 실험을 진행하였다. 그 결과, 반탄화 전처리한 바이오매스를 효소당화한 후 글루코즈 생산량이 전처리하지 않은 바이오매스의 글루코즈 생산량보다 높았다. 그리고 Tween-80의 첨가하여 효소당화하였을 때 당 전환율이 더 높았다. 이로 인해 반탄화를 목질계 바이오매스의 전처리로 적용할 수 있으며 Tween-80을 첨가하였을 때 효소당화에 영향이 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권5호
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• pp.484-489
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• 1994

두유 및 두부제조시 부생되는 비지를 효과적으로 이용하기 위한 방안으로 Aspergillus niger CF-34로부터 얻은 효소를 비지에 처리하여 가용화를 시도하였다. 비지가용화를 위한 본 연구에서 비지에 작용하는 복합효소액의 최적반응조건을 조사하였으며, 복합효소액 처리시 두유비지내 불용성 단백질의 회수율 및 고형분 용해도와 비지의 효소가수분해 특성을 검토하였고, 그 결과는 다음과 같다. 복합효소액의 사용량은 비지 고형분의 약 50%를 가용화하는 2.5%(% of total solid)를 최적 복합효소액의 농도로 선정하였다. 효소작용시간에 따른 비지의 단백질 회수율 및 고형분의 용해도는 효소반응후 3시간에서 각각 약 62%, 50%로 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 비지를 alkali 처리(0.1% NaOH)로 입자구조를 변형시킴으로서 효소가수분해율이 증가되었고, 가수분해 시간도 단축됨에 따라 비지 가수분해의 효과적인 전처리방법임을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.164-168
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• 2012

본 연구는 갈조류인 다시마의 당 성분 함량에 대한 분석과 효소 및 유기산 가수분해물을 이용한 생물학적 바이오 에탄올 생산에 대해 연구하였다. HPLC를 이용한 당 성분 분석 결과 alginate가 total sugar의 65.99%로 가장 많은 것으로 확인되었으며, laminaran과 mannitol이 각각 6.24, 27.77%로 나타났다. 1.5% acetic acid를 이용하여 $121^{\circ}C$, 60 min 동안 가수분해 결과 최대 1.874 g/L의 환원당이 생성되었으며, ascorbic acid의 경우 2.0%에서 최대 4.291 g/L의 환원당이 생성되는 것으로 나타났다. Alginate lyase와 laminarinase와 같은 효소를 이용한 가수분해에서 환원당 생성량은 최대 2.219 g/L였다. 다시마 가수분해물을 이용한 에탄올 발효 결과 유기산을 처리했을 때에는 에탄올 생산량이 오히려 감소하는 것으로 나타났으며, alginate lyase와 laminarinase를 혼합처리 했을 때 에탄올 생산량이 1.26 g/L로 가장 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.431-435
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• 2016

본 논문에서는 감마선 조사가 NaOH 전처리를 이용한 우드칩의 당화에 미치는 영향을 살펴보았다. 당화량은 전처리된 우드칩에 효소를 이용하여 가수분해한 후 생성된 환원당과 포도당 양을 측정하여 확인하였다. 10 g/L NaOH 처리한 우드칩을 각각 50, 100, 200 kGy 세기의 감마선을 조사하여 당화량을 측정하였다. 우드칩의 가수분해 수율을 비교했을 때, 200 kGy 감마선 조사한 우드칩에서 가장 높은 환원당 함량 12.2 g/L이 얻어졌다. 또한 전처리 과정에서의 감마선 조사 단계의 영향을 평가하기 위하여 우드칩을 먼저 50, 100, 200 kGy 감마선 조사한 후, 10 g/L NaOH 로 전처리하였다. 200 kGy 감마선 조사 후 NaOH 전처리를 수행했을 때 환원당 함량은 13.4 g/L로 전처리 이후의 감마선 조사구보다 증가하였고, 7.9 g/L 포도당을 얻을 수 있었다. 이러한 결과로부터 감마선 조사가 셀루로오즈 바이오매스 전처리에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.74-76
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• 2008

Autohydrolysis at different temperature levels was applied as industrial hemp pretreatment technique for glucose generation. Main structural components removed by autohydrolysis was xylan, which is more sensitive in acidic hydrolysis condition than cellulose or lignin. Higher temperature reaction conditions promoted more biomass components (xylan) removal than lower temperature, which led to better respond to enzymatic saccharification of residual biomass after autohydrolysis. With $185^{\circ}C$ and 60 min, saccharification degree was 53.0% of cellulose in hemp woody core biomass.

• 한국식품영양과학회지
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• 제31권4호
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• pp.653-657
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• 2002

멸치 액젓 발효잔사 및 간장박을 원료로 하여 기능성 효소분해간장을 제조하기 위한 전처리 과정으로서 단백질 가수분해 효소인 Flavourzym 500M $G^{TM}$에 의한 단백질 가수분해물의 제조를 위하여 반응표면분석법 이용하여 최적 제조조건을 설정하고자 하였다. 그 결과 HR (%) : 28.157+1.929E/S +1.818Time+2.038Temp -1.093Tem $p^2$와 같은 회 귀방정식 모형을 얻었으나 정상점이 안장점을 나타내어 능선분석(반경 1.0)을 수행하였고, 최적조건은 기질에 대한 효소의 농도(E/S)=0.49%, 가수분해 시간(Time)=3.55 hr 및 가수분해 온도(Temp)62.5$^{\circ}C$로 설정되었다 간장박은 멸치액젓 발효관사의 불쾌취와 맛을 masking시키는 효과가 있는 것으로 나타났으나 가수분해물 자체만으로는 제품으로 이용되기에는 관능적 특성이 다소 낮은 상태를 보이고 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제24권6호
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• pp.519-523
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• 1992

공업용 protease를 이용하여 홍합을 원료로, 그 extract의 최적 제조조건과 효소의 가수분해 반응에 의한 홍합 단백질 분해물 특징을 조사하였다. 실험에 사용된 6종의 protease 중, Corolase PP가 가수분해도 78.7%로 최대 가수분해도를 나타내었다. 원료의 전처리 공정으로 사용되는 precooking이 홍합이 가지고 있는 자기소화효소를 불활성화시켜 전체 가수분해도를 저하시켰으며, 그 결과 precooking을 하지 않은 경우보다 가수분해도가 $5{\sim}8%$ 정도 낮았다. 효소반응에 따르는 홍합 단백질의 분해 pattern을 전기영동과 HPLC 분석에 의해 살펴본 결과, 반응이 경과함에 따라 분자량 100,000 dalton 이상의 고분자 홍합 단백질이 분해되어 분자량 66,000 dalton 이하의 새로운 분해산물이 나타났다. 분자량 30,000 dalton 이하의 단백질 분해 pattern에 있어서는 분자량이 서로 다른 8개의 주요 fraction이 나타났으며 분자량이 8,000 dalton인 fraction 6가 45.8%로 가장 높은 비율을 나타내었다. 한편, 반응시간이 경과함에 따라 홍합의 주요 아미노산인 glycine, alanine, glutamic acid, lysine은 점차 감소한 반면, 소수성 아미노산인 valine, methionine, isoleucine, leucine의 비율이 증가함을 알 수 있었다.