KR101390254B1 - 당수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법 및 이에 사용되는 첨가제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 당수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은 특정 첨가제의 사용에 의해 리그닌 유래 물질 및 여러 가지 효소활성 억제물질을 효과적으로 흡착할 수 있으며, 이로 인해 효소당화 또는 동시당화발효, 예컨대 셀룰로오스 가수분해효소에 의한 셀룰로오스의 당화를 촉진할 수 있으므로, 바이오매스로부터 얻어지는 당의 수율을 극대화할 수 있다.

Description

당수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법 및 이에 사용되는 첨가제{TREATMENT METHOD OF BIOMASS TO MAXIMIZE SUGAR YIELD AND ADDITIVE USED THEREIN}
본 발명은 전처리(pretreatment) 및 효소당화(enzymatic saccharification) 과정에 특정 첨가제를 이용함으로써 바이오매스로부터 얻어지는 당의 수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법 및 이에 사용되는 첨가제에 관한 것이다.
근래 전세계적으로 화석연료의 고갈과 온실가스에 의한 지구 온난화에 효과적으로 대처하기 위해서, 수송용 연료와 생필품 원료를 재생 가능한 바이오매스로부터 생산하고자 많은 연구 개발이 이루어져 왔고, 이를 실제 생산에 적용하려는 시도가 꾸준히 이어지고 있다.
인류가 무한히 재생산할 수 있다고 여기는 바이오매스에는 지상 식물체를 주로 포함하는 리그노셀룰로오스계 바이오매스와 물에서 자라는 조류를 주로 포함하는 조류 바이오매스 등이 있다. 이러한 바이오매스의 주성분으로는, 현재 바이오에탄올, 바이오부탄올과 같은 바이오알콜의 발효공학적 제조에 있어서 발효균주의 주요한 영양원인 포도당으로 구성되어 있는 셀룰로오스, 발효미생물이 선호하는 당은 아니지만 자일리톨의 원료가 되는 자일로오스 등의 오탄당을 주로 함유하는 헤미셀룰로오스, 및 아직은 주로 바이오매스 가공공정 중에 열원으로 사용되고 있지만 벤젠고리 화합물의 이용 측면에서 주목받고 있는 리그닌 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 바이오매스의 각 구성성분은 치밀하게 서로 융합되어 있으며, 여러 가지 화학적 결합으로 상호 연결되어 있으므로 자연 그대로는 각각의 성분으로 용이하게 분획하여 얻을 수 없다.
따라서, 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 경우에는 각각의 성분을 분획하기에 용이한 상태로 만들기 위해, 먼저 바이오매스를 분쇄하여 분말화한 다음 여러 가지 이화학적 방법을 사용하여 조직을 와해시키는 과정인 바이오매스의 전처리 과정(biomass pretreatment)을 거친 다음, 가수분해효소를 이용한 효소당화(enzymatic saccharification) 또는 동시당화발효(simultaneous saccharification and cofermentation) 과정을 거쳐 당을 얻게 된다.
상기 바이오매스의 전처리에 널리 적용되고 있는 기술로는 열수전처리(autohydrolysis 혹은 hydrothermolysis), 약산전처리(dilute acid pretreatment), 석회전처리(lime pretreatment), 암모니아 전처리(ARP 등), 폭쇄법(steam explosion) 등을 들 수 있으며, 상기 전처리 과정을 통해 바이오매스 중 헤미셀룰로오스 혹은 리그닌이 녹아 셀룰로오스가 노출되는데, 상기 리그닌 성분이 당수율을 저하시키는 최대의 장애물로 알려져 있다. 선행 연구결과에 의하면, 전처리 중에 녹아나온 리그닌이 효소당화 공정에서 직접 효소의 활성을 저해하고, 용융되었던 리그닌이 재결정화되는 과정에서 셀룰로오스 표면에 재흡착되어 효소의 접근을 물리적으로 차단할 뿐만 아니라, 효소가 리그닌 표면에 비가역적으로 흡착되어 불활성화됨으로써, 최종적으로 셀룰로오스가 포도당으로 전환되는 비율(conversion rate)이 낮아지는 것으로 알려져 있다.
고온에서 산촉매 작용에 의해 헤미셀룰로오스가 가수분해되고, 일부 리그닌이 분해되어 수용성 성분으로 용출됨으로써 전처리 효과가 발생하는 열수전처리 혹은 약산전처리는 용출되는 헤미셀룰로오스의 수율이 극대화되는 전처리 조건과 최종적으로 효소당화하여 포도당의 수율이 최대가 되는 전처리 조건이 매우 다르므로, 당수율을 극대화하기 위해서는 통상적으로 2 단계의 전처리가 필수적이다. 그러나 단 1회의 전처리로 높은 당수율을 달성하기 위해서 2단계 반응조건의 중간값을 취할 경우 헤미셀룰로오스의 과분해로 인해 발효균주 저해물질로 알려진 퍼퍼랄(furfural)이 과량 생성될 뿐만 아니라 셀룰로오스의 포도당 전환율이 다소 저하되는 것이 불가피하다.
상기 문제점을 극복하기 위해, 바이오매스의 전처리 공정에 유기용매를 함께 첨가하여 리그닌을 녹여내는 전처리 기술(organosolve pretreatment)(Edgardo 등, Enzyme and Microbial Technology, 2008, 43:214-219; 미국 특허출원 제2009-640351호, Organosolve and ozone treatment of biomass to enhance enzymatic saccharification)이 개발된 바 있으나, 이 방법은 전처리 후 용매의 회수율과 공정비용 등 여러 가지 면에서 상당한 개선이 요구된다.
또한, 바이오매스의 전처리 후 효소당화에 의한 당전환율을 높이기 위한 또 다른 방법으로는 전처리물의 상징액과 고형분을 분리하고, 고형분을 대량의 온수로 세척하여 리그닌 분해물 등의 여러 가지 불순물을 제거하는 방법이 있긴 하지만(Charles E. Wyman 등, Bioresource Technology, 2011, Article in press, Comparative data on effects of reading pretreatments and enzyme loadings and formulations on sugar yields from different switchgrass sources), 고액분리(phase separation) 공정과 여러 번의 세척 공정, 대량의 폐수처리 공정 등이 필요하므로 공정 비용의 대폭 증가가 불가피하다.
이에 본 발명자들은 바이오매스로부터 얻어지는 당수율을 높이기 위해 연구를 거듭하던 중, 바이오매스의 전처리 및 효소당화 과정 중 어느 하나의 과정 또는 이들 두 과정에 특정 첨가제를 사용하여 상기 목적을 달성할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 전처리 및 효소당화 또는 동시당화발효 등에 의해 바이오매스로부터 얻어지는 당의 수율을 극대화시키는 바이오매스의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바이오매스로부터 당의 수율을 극대화시키는 전처리 첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 바이오매스로부터의 당의 수율을 극대화시키는 당화 첨가제를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 바이오매스를 물 또는 산 수용액에 현탁시켜 열수전처리(autohydrolysis) 또는 산전처리(acid pretreatment)한 다음 효소당화함에 있어서, 상기 전처리 및 효소당화 중 어느 하나의 과정 또는 이들 두 과정에 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 바이오매스 전처리 첨가제를 제공한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 바이오매스 당화 첨가제를 제공한다.
본 발명의 바이오매스 처리 방법은 특정 첨가제의 사용에 의해 리그닌 유래 물질 및 여러 가지 효소활성 억제물질을 효과적으로 흡착할 수 있어 셀룰로오스 가수분해효소에 의한 셀룰로오스의 당화를 촉진할 수 있으므로, 전처리된 바이오매스로부터 얻어지는 당의 수율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 바이오매스 처리 방법은, 바이오매스 분말을 물 또는 산 수용액에 현탁시켜 열수전처리(autohydrolysis) 또는 산전처리(acid pretreatment)한 다음 효소당화함에 있어서, 상기 전처리 및 효소당화 중 어느 하나의 과정 또는 이들 두 과정에 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 첨가하는 것을 기술구성상 특징으로 한다.
본 발명에 사용된 용어 바이오매스의 "전처리(pretreatment)"는 바이오매스의 효소가수분해 공정에서 바이오매스가 효소에 잘 작용되도록 하기 위해서 분쇄된 바이오매스를 먼저 가공하는 공정을 의미하며, 셀룰로오스 가수분해효소에 의한 단당류화 공정 혹은 효소와 발효균주를 함께 넣어 수행하는 동시 당화발효 공정의 이전 단계를 지칭한다. 즉, 바이오매스 분말을 물 혹은 산 수용액에 분산시키고 밀봉된 상태에서 교반하면서 열을 가하여 쪄내는 공정을 말한다.
또한 본 발명에 사용된 용어 "효소당화"는 셀룰로오스 가수분해효소, 헤미셀룰로오스 가수분해효소, 자일라나아제, 아라비나아제 등의 각종 효소를 함유하는 소위 셀룰라아제 복합효소(예를 들면 노보자임스 코리아 제품인 Celluclast 1.5L과 Novozyme 188의 혼합물, 혹은 Cellic CTec2와 Cellic HTec2의 혼합물)를 사용하여 전처리된 바이오매스에 함유되어 있는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 포도당(glucose)과 자일로스(xylose) 등의 단당류로 전환하는 공정을 의미한다.
본 발명의 하나의 실시양태에 있어서, 본 발명에 따른 첨가제는 전처리 과정에 첨가될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 첨가제가 첨가된 현탁액을 가열한 후 상온까지 급속 냉각하는 것을 포함하는데, 보다 구체적으로,
(a) 바이오매스를 물 또는 산 수용액에 현탁시킨 후 본 발명에 따른 첨가제를 첨가하고, 교반하면서 일정 온도까지 가열한 다음 해당 온도에서 일정 시간 동안 유지하고, 상기 현탁액을 상온까지 급속 냉각하여 반응을 종료시켜 바이오매스를 전처리하고,
(b) 상기 전처리물을 교반하면서 온도와 산도를 일정 범위내에서 조절한 후, 효소를 첨가하고 교반하는 동시에 온도와 산도를 일정하게 유지하면서 당화함으로써, 당수율을 극대화할 수 있다.
상기 단계 (a)에서 첨가제가 첨가된 현탁액은 160 내지 230℃까지 가열한 다음 해당 온도에서 2초 내지 24시간 동안 유지한 후, 상온까지 급속냉각될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에 있어서, 본 발명에 따른 첨가제는 효소당화 또는 동시당화발효 과정 중에 첨가될 수 있다. 이는 통상적인 전처리 공정을 거쳐 생성된 전처리물에 본 발명의 첨가제를 첨가하여 일정 시간 교반한 다음 효소를 첨가하여 당화하는 것을 포함하는데, 보다 구체적으로,
(a) 바이오매스를 물 또는 산 수용액에 현탁시킨 후 교반하면서 일정 온도까지 가열한 다음 해당 온도에서 일정 시간 동안 유지하고, 현탁액을 상온까지 급속 냉각하여 반응을 종료시켜서 바이오매스를 전처리하고,
(b) 상기 전처리물에 본 발명의 당화 첨가제를 첨가하고 교반하면서 온도와 산도를 일정 범위 내에서 조절한 후, 효소를 첨가하고 교반하는 동시에 온도와 산도를 일정하게 유지하면서 당화함으로써, 당수율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 첨가제는 전처리 및 효소당화 공정에 모두 첨가될 수 있다.
본 발명의 전처리 과정에 사용되는 첨가제는 "전처리 첨가제"라 명명하고, 본 발명의 효소당화 과정에 사용되는 첨가제는 "효소당화 첨가제" 또는 "당화 첨가제"라 명명한다.
본 발명의 방법에 사용되는 첨가제는 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
천연 규산염 광물의 구체적인 예로는 규조토(diatomite 혹은 diatomaceous earth), 백토(Fuller's earth; calcium bentonite 혹은 attapulgite), 운모(mica), 제오라이트(zeolite), 카올린(kaolinite), 탈크(talc), 납석(pyrophyllite), 모래 및 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 인공 규산염 광물의 구체적인 예로는 천연 규산염 광물을 단독으로 혹은 두 가지 이상 혼합하여 제조된 분말 또는 과립, 또는 상기 분말을 과립으로 성형한 다음 고온에서 소결한 것, 글래스 비드(glass bead) 및 합성 제오라이트 등을 들 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고, 표면이 친수성이면서 물에 녹지 않는 규산염 광물이라면 모두 사용 가능하다.
본 발명의 첨가제로 사용할 수 있는 내열성 유기고분자는 상전이 온도(transition point)가 230℃ 이상인 것이면 모두 적용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 PTFE(polytetrafluoroethylene, Teflon)을 들 수 있다. 또한, 다른 유기성 첨가제로는 활성탄을 들 수 있다.
본 발명의 바이오매스 전처리 혹은 효소당화 첨가제는 미립자상, 분말상 혹은 과립상으로 사용이 가능하다. 미립자상 혹은 분말상 첨가제는 표면적이 커서 대부분 과립상 첨가제보다 당수율 증대 효과가 우수하다. 분말상 첨가제는 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 고분자 및 활성탄 원료를 단순히 분쇄하여 얻을 수 있고, 과립은 상기 원료를 과립이 될 때까지 분쇄하여 사용할 수 있고, 또한 과립은 분말을 과립으로 성형하거나 고온에서 소결함으로써 바이오매스의 전처리 및 당화과정 중에 모양이 변하지 않도록 만들어 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 첨가제의 사용량에는 특별히 한정은 없으나, 바람직하게는 바이오매스 건조 중량의 0.001배 내지 10배의 양으로 사용할 수 있다. 다만, 바이오매스의 전처리 혹은 당화 효율을 고려할 때 바이오매스 건조 중량의 0.001배 내지 5배의 양으로 사용함이 바람직하다.
본 발명에 따른 바이오매스의 처리 방법은 전술한 첨가제를 바이오매스 현탁액에 첨가하고 반응이 균일하게 일어나도록 교반하는 것, 또는 전술한 첨가제를 전처리물에 첨가하고 온도를 일정 범위, 예를 들어 상온에서 100℃의 범위 내에서, 일정시간 동안, 예를 들어 2초 내지 24시간 동안 교반한 다음, 산 혹은 알카리를 첨가하여 pH를 2 내지 9로 조절 및 교반하고 40~60℃로 냉각한 후 가수분해효소를 첨가하는 것을 제외하고는, 통상적으로 알려진 처리 방법과 다르지 않다. 본 발명의 바이오매스 첨가제를 이용하는 기술은 산촉매에 의한 가수분해가 작용원리인 열수전처리(autohydrolysis 혹은 hydrothermolysis)와 약산 전처리(acid pretreatment)에 모두 적용이 가능한 특징이 있다.
본 발명의 방법에 사용되는 바이오매스의 구체적인 예로는 해바라기 줄기(sunflower stalk), 옥수수 줄기(corn stover), 바가세(bagasse), 팜 지상부(palm residue), 볏짚, 보리짚, 밀짚 등의 농업부산물, 백합나무, 버드나무, 가문비나무 등의 임목 및 그의 부산물, 억새, 갈대 및 스위치그라스 등의 에너지 작물 등을 들 수 있으나, 이에 특별히 한정되지는 않는다. 이러한 바이오매스는 바이오매스를 원료로 하는 바이오에탄올이나 바이오부탄올 등 바이오알콜의 생산 혹은 바이오매스로부터 화학소재를 생산코자 하는 바이오리파이너리를 위한 전처리에서 통상적으로 사용하는 분쇄된 형태, 즉 파쇄물 혹은 분말로 적용한다.
본 발명의 방법의 단계 (a)에서, 바이오매스 분말을 물 또는 산 수용액에 현탁시킴에 있어서 바이오매스와 물 또는 산 수용액의 중량비는 통상적인 전처리 공정 수준으로 조절할 수 있는데, 예컨대 1:99 내지 30:70의 중량비 범위로 조절할 수 있다. 전처리온도의 정밀한 조절과 반응물의 균일한 혼합을 위해서 상기 중량비 범위는 더 작아질 수 있는데, 예를 들면 1:99 내지 20:80일 수 있다.
바이오매스를 전처리할 때 반응이 일어나는 주된 온도와 지속 시간은 바이오매스의 종류와 전처리 방식, 즉, 회분식 전처리 혹은 연속식 전처리 등에 따라 약간씩 다를 수 있지만, 통상적으로 바이오매스 현탁액을 160 내지 230℃까지 가열한 다음 해당 온도에서 2초 내지 24시간 동안 유지할 수 있다. 하지만 최대의 당수율 혹은 당화율을 달성하기 위해서는, 본 발명의 전처리 첨가제를 첨가하지 않고 전처리하였을 때 최대의 헤미셀룰로오스(혹은 단당류로서 자일로오스) 회수율을 보이는 조건과 최대의 포도당 수율을 보이는 조건 사이의 온도와 시간 조건이 보다 바람직하다.
본 발명의 방법의 단계 (b)에서, 전처리물에 당화 첨가제를 가하고 교반할 때 혼합물의 온도와 교반 시간에는 특별히 제한이 있지는 않지만, 당화 첨가제에 대한 효소저해인자의 원활한 흡착과 흡착반응의 조기 종결을 위해서 온도를 일정 범위, 예를 들어 상온 내지 100℃의 범위 내에서, 일정시간 동안, 예를 들어 2초 내지 24시간 동안 교반한 다음, 산 혹은 알카리를 첨가하여 pH를 2 내지 9로 조절 및 교반하고 40~60℃로 냉각한 후 효소를 첨가하고 당화함으로써 당수율 증대효과를 높일 수 있으며, 산도의 조정폭은 첨가제의 종류에 따라 다소 달라질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 바이오매스 처리 방법은 효소당화 또는 동시당화발효, 예컨대 셀룰로오스 가수분해효소에 의한 셀룰로오스의 당화를 촉진할 수 있어 바이오매스로부터 얻어지는 당의 수율을 극대화할 수 있다(실시예 참조).
한편, 본 발명은 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 바이오매스 전처리 첨가제를 제공한다.
또한, 본 발명은 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아, 내열성 유기고분자, 활성탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 바이오매스 당화 첨가제를 제공한다.
상기 첨가제에 사용되는 각 구성성분들은 위에서 설명한 바와 같다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 전처리 첨가제를 이용한 해바라기 줄기의 전처리와 효소당화 (1)
성분 조성을 알고 있는 해바라기 줄기 분말 1 g을 100 mL 용량의 소형반응기에 넣고 물 20 mL를 가하였다. 여기에 표 1에 기재된 각각의 전처리 첨가제 1 g을 가하고 스터 바(stir bar)를 넣은 다음 밀봉하고 오일수조에 넣어 가열하였다. 소형반응기에 삽입된 온도계가 최초 180℃를 나타낼 때부터 40분 동안 180±1℃를 유지한 후 꺼내어 냉수에 담가 급속 냉각하여 전처리 반응을 종료하였다. 상기 전처리 첨가제를 가하지 않고 나머지 조작은 동일하게 하여 대조구로 하였다.
이와 같이 전처리된 반응기 내의 내용물을 모두 125 mL용 삼각플라스크에 옮기고, 시트르산 완충액(pH 4.8, 1M) 2 mL, 소디움 아자이드(sodium azide, 1% 수용액) 1.3 mL, Celluclast 1.5 L(셀룰라아제 복합제제, 노보자임스 코리아 제품) 0.25 mL, Novozyme 188(베타글루코시다아제, 노보자임스 코리아 제품) 13 μL 및 증류수를 넣었다. 산도를 4.8로 조정한 다음 pH 4.8의 시트르산 완충액(50 mM)을 추가하여 내용물의 중량을 40 g으로 맞추었다. 실험은 2반복으로 수행하였다. 삼각플라스크를 항온 진탕기에 넣어 50℃, 200 rpm에서 72시간 동안 반응시켜서 탄수화물을 가수분해하였다(효소당화). 반응물 1 mL를 취하여 원심분리하고 상징액을 바이오라드 아미넥스(BioRad Aminex) HPX-87H 컬럼과 굴절률계(refractive index detector)가 장착된 워터스(Waters) 고속액체크로마토그래피로 분석하여 포도당 농도를 측정하였다. 농도의 평균치를 구하고, 건조된 해바라기 줄기 분말 100 g당 얻어진 포도당의 중량으로서 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
전처리 첨가제 첨가제 성상 포도당 수율
(g/100g 해바라기 줄기)		 대조구 대비 증가율
(%)
규조토 20~30메쉬 과립 28.4±0.3 13
규조토 250메쉬 이하 분말 29.7±0.4 18
백토(Fuller's earth) 분말 28.2±0.6 12
탈크 분말 27.9±0.1 11
활성탄 분말(0.1g) 26.9±0.0 7
제올라이트 20~30메쉬 과립 26.2±0.4 4
무첨가(대조구) - 25.1±1.0 -
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 전처리 첨가제를 가하지 않은 대조구는 건조된 해바라기 줄기 100 g당 25.1 g의 포도당을 생성하여 원료 중의 셀룰로오스가 모두 포도당으로 전환된 경우의 포도당 함량인 34.5 g(100%)의 73%의 수율을 보였다. 반면에, 본 발명의 방법에 따라 전처리 공정 중에 분말상 규조토를 사용하여 얻은 포도당은 최대 29.7 g으로 당수율이 대조구 대비 18% 증가하였다. 이외에도 가장 당수율 증진 효과가 작았던 제올라이트 첨가구도 무첨가구(대조구)보다 약 4% 정도 당수율이 증가하였다.
실시예 2: 전처리 첨가제를 이용한 해바라기 줄기의 전처리와 효소당화 (2)
성분 조성을 알고 있는 해바라기 줄기 분말 1 g을 100 mL 용량의 소형반응기에 넣고 물 20 mL를 가하였다. 여기에 표 2에 기재된 각각의 과립상 전처리 첨가제 1 g을 가하고 스터 바(stir bar)를 넣은 다음 밀봉하고 오일수조에 넣어 가열하였다. 소형반응기에 삽입된 온도계가 최초 185℃를 나타낼 때부터 30분 동안 185±1℃를 유지한 후 꺼내어 냉수에 담가 급속 냉각하여 전처리 반응을 종료하였다. 규산염 광물을 가하지 않고 나머지 조작은 동일하게 하여 대조구로 하였다.
이와 같이 전처리된 반응기 내의 내용물을 모두 125 mL용 삼각플라스크에 옮기고, 시트르산 완충액(pH 4.8, 1M) 2 mL, 소디움 아자이드(sodium azide, 1% 수용액) 1.3 mL, Celluclast 1.5 L(셀룰라아제 복합제제, 노보자임스 코리아 제품) 0.5 mL, Novozyme 188(베타글루코시다아제, 노보자임스 코리아 제품) 25 μL 및 증류수를 넣었다. 산도를 4.8로 조정한 다음 pH 4.8의 시트르산 완충액(50 mM)을 추가하여 내용물의 중량을 40 g으로 맞추었다. 실험은 2반복으로 수행하였다. 삼각플라스크를 항온 진탕기에 넣어 50℃, 200 rpm에서 72시간 동안 반응시켜서 탄수화물을 가수분해하였다. 반응물 1 mL를 취하여 원심분리하고 상징액을 고속액체크로마토그래피로 분석하여 포도당 농도를 측정한 다음 평균치를 구하고, 건조된 해바라기 줄기 분말 100 g당 얻어진 포도당의 중량으로서 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
전처리 첨가제 첨가제 성상 포도당 수율
(g/100g 해바라기 줄기)		 대조구 대비 증가율
(%)
규조토 20~30메쉬 과립 30.5±0.6 16
카올린 20~30메쉬 과립 28.7±0.3 9
지르코니아 20~30메쉬 과립 28.0±0.3 6
글래스 비드 직경 1mm 과립 27.1±0.3 3
모래 20~30메쉬 과립 27.4±0.0 4
Teflon 직경 1mm 과립 27.4±0.0 4
무첨가(대조구) - 26.4±0.0 -
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 전처리 첨가제를 가하지 않은 대조구는 건조된 해바라기 줄기 100 g당 26.4 g의 포도당을 생성하여 원료 중의 셀룰로오스가 모두 포도당으로 전환된 경우의 포도당 함량인 34.5 g(100%)의 77%의 수율을 보였다. 반면에, 본 발명의 방법에 따라 전처리 공정 중에 과립상 규조토를 사용하여 얻은 포도당은 최대 30.5 g으로 당수율이 대조구 대비 16% 증가하였다. 이외에도 가장 당수율 증진 효과가 작았던 글래스 비드 첨가구도 무첨가구(대조구)보다 약 3% 정도 당수율이 증가하였다.
실시예 3: 전처리 첨가제를 이용한 오일팜 수간( palm trunk )의 전처리와 효소당화
바이오매스로서 해바라기 줄기 분말 대신에 인도네시아에서 구입한 오일팜 수간을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전처리(180℃) 및 효소당화를 수행하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
전처리 첨가제 첨가제 성상 포도당 수율
(g/100g 오일팜 수간)		 대조구 대비 증가율
(%)
규조토 20~30메쉬 과립 45.6±0.8 9
카올린 250메쉬 이하 분말 43.3±0.1 4
제올라이트 20~30메쉬 과립 43.7±0.1 5
무첨가(대조구) - 41.7±0.8 -
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 팜 수간의 헤미셀룰로오스가 가장 많이 용출될 수 있는 온도인 180℃에서 전처리 첨가제를 가하지 않은 대조구의 포도당에 대한 수율은 41.7 g이었지만, 본 발명의 방법에 따라 전처리 공정 중에 과립상 규조토를 사용하여 얻은 포도당에 대한 수율은 이보다 9%가 증가한 45.6 g이었다. 또한 과립상 제올라이트를 첨가한 시험구도 당수율이 대조구에 비해 5% 증가된 것으로 나타나, 본 발명의 방법에 따른 당수율 증진효과가 뚜렷하였다.
실시예 4: 여러 가지 온도에서 전처리 첨가제에 의한 당수율 증대효과
해바라기 줄기 분말 1 g을 100 mL 용량의 소형반응기에 넣고 물 20 mL를 가하였다. 여기에 전처리 첨가제로서 20~30 메쉬 과립상 규조토 1 g을 가하고 스터 바를 넣은 다음 밀봉하고 오일수조에 넣어 가열하였다. 소형반응기에 삽입된 온도계가 목표한 전처리 온도를 나타낼 때부터 40분 동안 목표온도±1℃를 유지한 후 꺼내어 냉수에 담가 급속 냉각하여 전처리 반응을 종료하였다. 이때 전처리 온도는 170, 180, 190 및 200℃로 설정하였다. 규조토 과립을 가하지 않고 나머지 조작은 동일하게 하여 대조구로 하였다.
이와 같이 전처리된 반응기 내의 내용물을 모두 125 mL용 삼각플라스크에 옮긴 다음 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 효소당화하였다. 반응물 1 mL를 취하여 원심분리하고 상징액을 고속액체크로마토그래피로 분석하여 포도당 농도와 자일로오스를 포함한 기타 당 농도를 측정한 다음 평균치를 구하고, 건조된 해바라기 줄기 분말 100 g당 얻어진 포도당의 중량으로서 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
전처리
첨가제		 전처리 온도
(℃)		 포도당 수율
(g/100g 해바라기 줄기)		 대조구 대비 증가율
(%)
규조토 처리 무첨가
(대조구)
규조토 170 29.7 25.4 17
180 32.5 27.8 17
190 34.2 31.0 10
200 34.9 32.1 9
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 전처리 공정 중에 과립상 규조토를 사용한 경우 모든 전처리 온도에서 당수율이 첨가제 무첨가구(대조구)보다 증가되었다. 특히 헤미셀룰로오스의 수율이 최대가 되는 180℃에서 당수율이 17%나 증가하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 단 한번의 전처리로도 포도당과 자일로스 등 모든 당을 훨씬 높은 수율로 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
실시예 5: 전처리 첨가제를 이용한 옥수수 줄기 또는 백합나무의 약산 전처리 및 효소당화
옥수수 줄기 분말 혹은 백합나무 분말 1 g을 100 mL 용량의 소형반응기에 넣고 0.05% 황산 수용액 20 mL를 가하였다. 여기에 전처리 첨가제로서 20~30 메쉬 과립상 규조토 1 g을 가하고 스터 바를 넣은 다음 밀봉하고 오일수조에 넣어 가열하였다. 소형반응기에 삽입된 온도계가 목표한 전처리 온도를 나타낼 때부터 40분 동안 목표온도±1℃를 유지한 후 꺼내어 냉수에 담가 급속 냉각하여 전처리 반응을 종료하였다. 이때 전처리 온도는 170 및 180℃로 설정하였다. 규조토 과립을 가하지 않고 나머지 조작은 동일하게 하여 대조구로 하였다.
이와 같이 전처리된 반응기 내의 내용물을 모두 125 mL용 삼각플라스크에 옮기고 탄산칼슘을 가하여 pH 4.8까지 중화한 다음 실시예 1에서와 같이 효소당화하였다. 반응물 1 mL를 취하여 원심분리하고 상징액을 고속액체크로마토그래피로 분석하여 포도당 농도와 자일로오스를 포함한 기타 당 농도를 측정한 다음 평균치를 구하고, 건조된 옥수수 줄기 분말 혹은 백합나무 분말 100g 당 얻어진 포도당의 중량으로서 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
바이오매스 전처리
첨가제		 전처리 온도
(℃)		 포도당 수율
(g/100g 바이오매스)		 대조구 대비
증가율
(%)
규조토 처리 무첨가
(대조구)
옥수수 줄기 규조토 180 31.3 28.3 11
백합나무 규조토 170 38.2 34.0 12
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 전처리 공정 중에 과립상 규조토를 사용한 경우 모든 전처리 온도에서 당수율이 첨가제 무첨가구(대조구)보다 증가되었음을 알 수 있다.
실시예 6: 당화 첨가제를 이용한 해바라기 줄기 전처리물의 효소당화
성분 조성을 알고 있는 건조된 해바라기 줄기 분말을 120 g을 2,000 mL 용량의 대형반응기(Parr reactor, Parr Instrument Co. Ltd, 미국)에 넣고 증류수 1,380 mL를 가하고 가열하였다. 온도계가 180℃를 나타낼 때부터 40분 동안 반응시킨 다음 급속 냉각하여 전처리 반응을 종료하였다.
이와 같이 전처리된 반응기 내의 내용물을 균질화한 다음 건조 중량 1g 상당량을 125 mL용 삼각플라스크에 옮기고 표 1에 열거된 본 발명의 당화 첨가제를 각각 1 g 씩(활성탄의 경우 0.1 g) 첨가하였다. 이후, 상온에서 10분간 교반한 다음 시트르산 완충액을 50 mM이 되도록 가하고 소디움 아자이드를 가한 다음 pH 5가 되도록 조정하였다. 그 후, 항온 진탕기에 넣어 50℃에서 1시간 동안 진탕한 다음 상온으로 냉각하였다. 여기에 가수분해효소로서 Cellic CTec2(노보자임스 코리아 제품) 0.09 mL와 Cellic HTec2(노보자임스 코리아 제품) 0.01 mL를 가하여 효소당화하였다.
한편, 균질화된 전처리물에 당화 첨가제로서 운모 0.2 g을 사용하는 경우, 운모 0.2 g을 가하고 90℃에서 10분간 교반하고, 여기에 황산을 가하여 현탁액의 산도를 pH 3으로 조절한 다음 교반하면서 상온까지 냉각하였다. 그 후 시트르산 완충액, 소디움 아자이드 및 효소를 첨가하여 효소당화하였다.
상기 반응물 1 mL를 취하여 원심분리하고 상징액을 BioRad Aminex HPX-87H 컬럼과 굴절률계(refractive index detector)가 장착된 워터스(Waters) 고속액체크로마토그래피로 분석하여 포도당 농도를 측정하였다. 농도의 평균치를 구하고, 건조된 해바라기 분말 100 g당 얻어진 포도당의 중량으로서 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
당화 첨가제 첨가제 성상 포도당 수율
(g/100g 해바라기 줄기)		 대조구 대비 증가율
(%)
규조토 250메쉬 이하 분말 28.0±0.2 18
백토(Fuller's earth) 분말 29.6±0.3 25
운모 분말 26.9±0.1 14
활성탄 분말 26.5±0.4 12
납석 분말 25.5±0.3 8
제올라이트 분말 24.2±0.3 2
운모 0.2g 분말 28.0±0.5 18
무첨가(대조구) - 23.7±1.0 -
상기 표 6에서 볼 수 있듯이, 전처리물에 당화 첨가제 없이 효소만을 첨가하여 당화시킨 대조구 시료의 경우 포도당 수율이 23.7 g에 불과하였지만, 본 발명의 방법에 따라 전처리물의 효소당화 공정 중에 당화 첨가제를 사용한 경우 당수율이 첨가제 무첨가구(대조구)보다 증가한 것으로 나타났다. 특히, 백토(Fuller's earth) 첨가구의 경우 무첨가구에 비해 당수율이 무려 25%나 증가하였으며, 규조토 분말도 당수율 증진효과가 뚜렷하였다. 또한 운모를 당화 첨가제로 가하고 교반 온도와 산도를 조정하였을 때에는 단지 0.2 g의 첨가제만으로도 당수율이 무첨가 대비 18%나 증가하여 당수율 증진 효과가 현저하였다.

Claims (12)

  1. 바이오매스를 물 또는 산 수용액에 현탁시켜 열수전처리(autohydrolysis) 또는 산전처리(acid pretreatment)한 다음 효소당화함에 있어서, 상기 전처리 및 효소당화 중 어느 하나의 과정에 천연 규산염 광물, 인공 규산염 광물, 지르코니아 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오매스가 파쇄물 또는 분말 형태인 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이오매스 파쇄물 또는 분말이 해바라기 줄기, 옥수수 줄기, 바가세, 팜 지상부, 볏짚, 보리짚 및 밀짚을 포함하는 농업부산물, 백합나무, 버드나무 및 가문비나무를 포함하는 임목 및 그의 부산물, 및 갈대, 억새 및 스위치그라스를 포함하는 에너지 작물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 바이오매스로부터 유래되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 천연 규산염 광물이 규조토, 백토(Fuller's earth), 운모, 제오라이트, 카올린, 탈크, 납석(pyrophyllite), 모래 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인공 규산염 광물이 천연 규산염 광물을 단독으로 혹은 두 가지 이상 혼합하여 제조된 분말 또는 과립, 또는 상기 분말을 과립으로 성형한 다음 고온에서 소결한 것, 합성 제오라이트 또는 글래스 비드인 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제가 미립자, 분말 또는 과립 형태인 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제가 바이오매스 건조 중량의 0.001배 내지 10배의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열수전처리 과정이 현탁액에 상기 첨가제를 가하고 160 내지 230℃까지 가열한 다음 해당 온도에서 2초 내지 24시간 동안 유지한 후 상온까지 급속 냉각하는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 효소당화 과정이 전처리물에 상기 첨가제를 가하고 상온 내지 100℃의 범위 내에서 2초 내지 1시간 동안 교반한 다음, 산 혹은 알카리를 첨가하여 pH를 2 내지 9로 조절하고, 온도를 40~60℃로 조절한 후 가수분해효소를 첨가하여 당화시키는 것을 특징으로 하는, 바이오매스의 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016163622A1 (ko) * 2015-04-09 2016-10-13 한국화학연구원 오염 미생물의 대사산물 생성을 최소화하는 바이오매스의 효소당화 방법 및 그 장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101449552B1 (ko) 2012-12-28 2014-10-13 한국화학연구원 목질계 바이오매스로부터 발효당을 제조하는 방법
US10329589B2 (en) 2013-07-09 2019-06-25 Korea Research Institute Of Chemical Technology Method for preparing sugar, bioethanol or microbial metabolite from lignocellulosic biomass
KR101593614B1 (ko) * 2014-04-22 2016-02-12 (주)케이엠티알 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법
US20180044596A1 (en) * 2015-02-17 2018-02-15 Imerys Pigments, Inc. Particulate inorganic material for hydrolysis of biomass materials and methods
BR112018015184B1 (pt) 2016-02-19 2022-09-06 Intercontinental Great Brands Llc Processos para criar múltiplas correntes de valor a partir de fontes de biomassa
CN115212894B (zh) * 2022-07-21 2024-04-02 广东省科学院生物与医学工程研究所 一种利用木质纤维素制备左旋葡聚糖的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100318755B1 (ko) * 1999-12-24 2001-12-28 손재익 저온멸균법을 이용한 목질계 당화액으로부터 고농도에탄올 제조 방법
US20070125369A1 (en) 2005-02-07 2007-06-07 Olson Edwin S Process for converting anhydrosugars to glucose and other fermentable sugars
WO2009058276A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Mascoma Corporation Product recovery from fermentation of lignocellulosic biomass
WO2010008578A2 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Mascoma Corporation Flow-through biological conversion of lignocellulosic biomass

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5853922B2 (ja) * 1981-01-19 1983-12-02 工業技術院長 加水分解用触媒膜
DE102004026152A1 (de) * 2004-05-28 2005-12-15 Basf Ag Fermentative Herstellung von Feinchemikalien
JP4877045B2 (ja) * 2007-04-25 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 植物系繊維材料の分解方法
US20090137013A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Sustainable Green Technologies, Inc. Microorganisms and methods for increased hydrogen production using diverse carbonaceous feedstock and highly absorptive materials
US20100297718A1 (en) * 2007-12-19 2010-11-25 Novozymes A/S Processes of Producing Fermentation Products
US20090239288A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Gas Technology Institute Integrated membrane separation - bioreactor for selective removal of organic products and by-products
US8871739B2 (en) * 2008-11-05 2014-10-28 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Solid acid catalyzed hydrolysis of cellulosic materials
US20100159522A1 (en) 2008-12-19 2010-06-24 E.I. De Pont De Nemours And Company Organosolv and ozone treatment of biomass to enhance enzymatic saccharification
TW201040279A (en) 2009-03-31 2010-11-16 Chemtex Italia S R L Improved biomass pretreatment process
KR20100119018A (ko) 2009-04-30 2010-11-09 삼성전자주식회사 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 전처리 방법
KR101108875B1 (ko) 2009-05-22 2012-01-30 전남대학교산학협력단 광촉매를 이용한 리그노셀룰로스계 바이오매스의 전처리 방법 및 이를 이용한 바이오에탄올의 생산 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100318755B1 (ko) * 1999-12-24 2001-12-28 손재익 저온멸균법을 이용한 목질계 당화액으로부터 고농도에탄올 제조 방법
US20070125369A1 (en) 2005-02-07 2007-06-07 Olson Edwin S Process for converting anhydrosugars to glucose and other fermentable sugars
WO2009058276A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Mascoma Corporation Product recovery from fermentation of lignocellulosic biomass
WO2010008578A2 (en) 2008-07-18 2010-01-21 Mascoma Corporation Flow-through biological conversion of lignocellulosic biomass

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016163622A1 (ko) * 2015-04-09 2016-10-13 한국화학연구원 오염 미생물의 대사산물 생성을 최소화하는 바이오매스의 효소당화 방법 및 그 장치

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