• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 1973

1. 화본과 작물의 짚 중에는 조섬유소, 즉, cellulose 및 hemicellulose 등 다당류의 양이 42∼55% 함유되어 있으며 동일작물이라도 품종이나 재배조건이 다르면 성분의 차이가 있었다. 2. 황산 당화액을 발효에 사용하려면 1∼2%의 황산으로 40psig에서 10분간 당화시키는 것이 가장 적당하였으며 이 때 당화율은 원료에 대하여 30∼35%이었다. 3. 황산당화에서 40psig이상으로 가열하면 hexose의 양은 증가하나 peotose의 양은 감소하였다. 이는 pentose가 furfural 등 발효저해 물질로 분해되기 때문이다. 4. 볏짚을 상압에서 2∼5%의 황산으로 가열하여 3∼5시간에 원료에 대하여 약 35%의 환원당이 생성되었다. 5. 40psig이하에서 얻은 당화액에서 Candida utilis NCYC 707을 배양하여 소비당의 50∼55% 균체를 생산하였으며 이 때 당소비는 초기 당의 90% 이상이었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제17권3호
• /
• pp.45-51
• /
• 1989

A major problem in the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic substrates is the very strong bonding of cellulase to lignin and even cellulose in the hydrolysis residues. This phenomenon inhibits recycle of the cellulase which is a major expense of the enzymatic hydrolysis process. In this paper, autohydrolyzed wood was delignified by two-stage with a 0.3% Na OH extraction and oxygen-alkali bleaching and was subjected to enzymatic hydrolysis with cellulase. Also, an improved almost quantitative recycle process of cellulase enzyme was discussed. In enzyme recovery by affinity method. the first recycling showed relatively high hydrolysis rate of 97.4%. Even at the third recycle. hydrolysis rate was 86.7 percents. In the case of cellulase recovery by ultrafiltration method, first 2 recycling treatments resulted very high hydrolysis rate(97.0-97.7%). Even the third recycling showed about 94.2%. Authoydrolysis of oak wood followed by 2-stage delignification with alkali and oxygen-alkali produced a substrate for enzymatic hydrolysis that allowed almost quantitative recycle of cellulase.

• KSBB Journal
• /
• 제5권1호
• /
• pp.59-67
• /
• 1990

생성물의 분리 및 효소의 회수를 위하여 수평흐름 한외여과장치를 부착한 기포탑에서 섬유소의 연속적인 효소 가수분해 반응을 연구하였다. 기포탑을 효소 가수분해 반응 공정에 이용할 경우 기체유속의 범위는 1-3cm / sec로 기포의 합체현상이 발생하지 않는 dispersed bubble flow 영역이 적합하며 혼합도 거의 완전하게 이루어짐을 확인하였다. 효소 회수장치에 한계분자량이 $10^4$인 여과막을 사용하였을 경우 효소의 활성이 저하되지 않은 채 대부분이 회수되었고 glucose 및 cellobiose의 배제율은 0이었다. 따라서 수평흐름 한외 여과장치는 효소의 연속회수장치로 작합하였으며 반응생성물이 연속적인 분리로 섬유소의 당화율을 증가시켰다. 화분식 반응의 경우 반응시간이 8시간이내에서 실험치는 성능식에 잘 부합되었으나 반연속식 및 연속식 반응의 경우에는 이론값과 차이가 있었다. 이는 반응기 내에서의 효소의 변성에 기인된다. 반연속식 및 연속식 반응의 경우 희석율을 증가시킴에 따라 전환율은 증가하나 반응액중의 환원당의 농도는 낮아진다. 따라서 적정한 기질 공급속도 및 희석율은 효소의 회수비용, 생성물의 농축비용 및 기질의 공급비용등의 경제적 요소를 고려하여 판단하여야 한다. 이상의 결과로부터 수평흐름 한외여과장치를 효소 회수장치로 기포탑에 응용할 경우, 효소의 재사용이 가능할 뿐 아니라 당화율을 증가시킴으로서 연속반응기로 효과적이라고 판단되었다.

• KSBB Journal
• /
• 제6권2호
• /
• pp.167-174
• /
• 1991

섬유소 물질을 유용한 자원으로 전환시키기 위하여 섬유소 분해요소를 상요하여 가수분해 반응을 시킬 때 섬유소의 구조적 특성, 섬유소-효소계의 상관성, 가수분해 저해효과, 섬유소 분해효소의 불활성화 등에 의하여 섬유소 가수분해 반응 속도에 상당한 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 가수분해 반응이 진행함에 따라 높은 결정성을 가진 섬유소인 Avicel PH 101의 결정화도는 서서히 증가하였으며 무정형이 많은 Solka Floc BW 40은 반응초기에 급격한 증가를 보여주었고 실험적으로 결정성 부분과 무결정성 부분이 동시에 분해됨을 알 수 있었으며, 반응 초기에 급격한 효소의 흡착이 일어나며 반응이 진행함에 따라 서서히 탈착됨을 볼 수 있었다. 반응 생성물인 글루코오스와 셀로바이오스는 초기 가수분해 반응속도에 상당한 저해효과를 주며 또한 생성물의 농도가 증가할수록 효소 흡착량이 감소함을 알 수 있었다. 섬유소 분해요소의 불활성도는 반응시간에 따라 지수 함수적으로 변화함을 실험적으로 알 수 있었다. 셀로바이오스의 초기 가수분해 반응속도는 상대적으로 높은 ${\beta}-glucosidase$의 활성도에 의해 비교적 높은 셀로바이오스의 농도(5-10mg/ ml)에서도 기질의 저해효과가 적음을 볼 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.390-393
• /
• 1990

Trichoderma viride의 cellobiohydrolase을 immunoaffinity chromatography를 제조하여 조효소로부터 일단계로 용이하게 분리할 수 있었다. 분리된 cellobiohydrolase는 전기영동과 isoelectrofocusing 상에서 단일단백질로 확인되었고, 분자량이 70,000,pI치는 3.8.인 산성단백질이었다. 면역친화 정제된 cellobiohydrolase는 무정형 섬유소보다는 고결정성 섬유소에 특성이 높았다.

• 한국염색가공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.24-29
• /
• 1998

11종류의 cellulose에 고착된 vinylsulfone(VS)계 반응성 염료(F-type)의 알칼리 가수분해 거동과 염료와 섬유의 결합 안정성을 cellophane film을 이용한 film권층법에 의하여 조사하였다. F-type은 알칼리욕에서 분해되어 VS type을 생성하고 VS type은 가수분해에 의해 hydroxyethylsulfone(Hy)을 생성하거나 cellulose와 재결합하여 F-type을 생성하였다. F-type은 알칼리 처리에 의해 cellulose의 수산기의 위치에 기인하는 bimodal 가수분해 거동(fast and slow hydrolysis)을 나타내었다. Orange 7과 Yellow 17는 cellulose와의 반응성이 높고 F-type의 초기 분해속도가 빠르며 일반적으로 fast 가수분해속도가 slow 가수분해 속도보다 약 5배정도 큼을 알 수 있었다. 또한 조사된 대부분의 염료의 경우 slow 가수분해 속도는 거의 유사함을 알 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.222-225
• /
• 2008

Chemical composition and enzymatic saccharification characteristics of hemp woody core were investigated by their chemical composition analysis and enzymatic saccharification with commercially available cellulases (Celluclast 1.5L and Novozym 342). Hemp woody core have higher xylan and lower lignin contents than its bast fiber. Based on hemicelluloses and lignin composition, hemp woody core is similar with hardwood biomass. However, cellulose was more easily converted to glucose than xylan to xylose and this trend was confirmed both hemp woody core and yellow poplar. Hemp woody core biomass shows higher saccharification than yellow poplar (hardwood biomass) based on cellulose and xylan hydrolysis. With easier enzymatic saccharification in cellulose and xylan, and similar chemical composition, hemp woody core have better biorefinery feedstock characteristics than hardwood biomass.

• KSBB Journal
• /
• 제22권2호
• /
• pp.97-101
• /
• 2007

본 연구는 당 연구실에서 구축하고 있는 음식물쓰레기 고부가 자원화zero-emission시스템의 마지막 단계에 해당하는 부분으로써 본 공정의 부산물인 음식물 쓰레기 당화고형분과 박테리아 셀룰로오스배양 후의 여액을 기질 원으로 하여 2상 UASB 반응기를 이용하여 혐기성 소화를 수행하였다. 산 반응조와 메탄 반응조는 각각 35, 40$^{\circ}C$에서 운전하였고 두 반응조의 유기물 부하율은 각각 3g-VS/L${\cdot}$day, 25,000 mg/L로 유지하였다. 공정부산물의 최적 소화조건을 찾기 위하여 F.W + B.C.R, B.C.R, B.C.R + S.S 순으로 단계적으로 주입, 운전한 결과, 최종 메탄 발효액의 pH는 각각 7.13, 7.17, 7.22이었고 COD 제거율은 각각 88, 90, 91%이었으며 메탄 생성율은 각각 0.26, 0.34, $0.32m^3-CH_4/kg-COD_{remove}$이었다. 세번째 단계인 B.C.R + S.S를 기질로 사용한 경우가 음식물 쓰레기만 사용한 경우보다 전환효율이 높았다. 이는 음식물 쓰레기를 바로 혐기성 소화하는 것보다 음식물 쓰레기로부터 고부가가치를 창출하고 그 잔액으로 혐기성 소화를 거치는 방법이 보다 경제적이고 유익함을 알 수 있다. 따라서 당 실험실에서 구축하고 있는 음식물 쓰레기 고부가 자원화 zero-emission 시스템은 음식물 쓰레기에 포함된 에너지를 최대한 회수하고 고부가가치를 창출함에 있어서 가장 이상적인 방법이라고 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제11권3호
• /
• pp.362-368
• /
• 2001

The effects of water soluble materials in paper mill sludge on cellulase and $\beta$-glucosidase activities were studied while the optimization of enzyme system for hydrolysis of the paper mill sludge for production of glucose was made. Water soluble materials in the paper mill sludge showed stimulatory effect on carboxymethyl cellulose (CMC) activity, inhibitory effect on filter paper (FP) activity, and no effect on avicelase and $\beta$-glucosidase activities. CMC and ${\beta}$-glucosidase activities at 5 and 10, 5 or 10 and 10, and 10 and 10 U/ml were optimal for hydrolysis of 5, 10, and 20% of the paper mill sludge, respectively.

• KSBB Journal
• /
• 제13권2호
• /
• pp.162-167
• /
• 1998

The adsorption behaviors of two major cellulase components, endo I and exo II, from Trichoderma viride were investigated using $\alpha$-celluloses with different correlation crystallinity index(Cc) as substrates. The adsorption of cellulase enzyme components was significantly affected by the reaction condition and the physicochemical properties of the cellulose. The $\alpha$-cellulose was hydrolyzed in the presence of cellulase for various periods. The correlation crystallinity index of $\alpha$-cellulose increased with increasing the hydrolysis time. The adsorption was apparently found to obey the first-order kinetics, and the adsorption activation energy(Ea) was calculated from the adsorption rate constant(ka). The value of adsorption rate constant for endo I was larger than that of exo II. This means that endo I are adsorbed more rapidly than exo II. With the increase in correlation crystallinity index, the values of the adsorption rate constants for endo I and exo II decreased, respectively. The activation energy for the adsorption of exo II on the cellulose also was larger than that of endo I. Also adsorption activation energy of endo I and exo II increased with an increase in the crystallinity of sample cellulose.