KR101693407B1 - 수소핵자기공명분광분석을 통한 목질 바이오매스의 산 가수분해 반응산물의 정량분석방법 - Google Patents

수소핵자기공명분광분석을 통한 목질 바이오매스의 산 가수분해 반응산물의 정량분석방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수소핵자기공명(1H-NMR)분광분석을 통해 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물을 정량분석 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 정량분석법에 사용되는 수소핵자기공명분광분석에서는 정해진 농도의 내부 표준물질을 사용하므로 농도 보정 과정이 필요 없을 뿐만 아니라, 분석 시간이 짧고, 진한 산 가수분해반응 후에도 중화 과정을 필요로 하지 않기 때문에 신속하고 정확한 정량분석이 가능하다. 본 발명의 방법은 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 산물을 분석하는 HPLC 방법을 대체할 수 있다. 본 발명의 방법은 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 반응산물에 대하여 정량분석이 가능함으로써 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 공정의 최적화에 기여할 수 있다.

Description

수소핵자기공명분광분석을 통한 목질 바이오매스의 산 가수분해 반응산물의 정량분석방법{Method of Quantitative Analysis on Hydrolysis Products of Woody Biomass through NMR Spectroscopy}
본 발명은 수소핵자기공명분광분석을 통한 목질 바이오매스의 산 가수분해 반응산물의 정량분석방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 목질 바이오매스에 진한 산 가수분해 반응을 수행한 후 이의 반응액에 대해 수소핵자기공명분광분석을 수행하여 가수분해 반응산물인 포도당, 5-히드록시메틸프루프랄 및 개미산을 정량분석 하는 방법에 관한 것이다.
바이오매스 기반 석유 화학 대체에 대한 연구들이 여러 가지 방향으로 진행되어 지고 있다. 가장 전통적인 연구 방법은 2차 대전 이전에 공업화가 시도되었던 산 가수분해 공정을 통한 목질 바이오매스의 당화 및 당화산물의 이용 공정이다. 진한 산이나 묽은 산을 촉매로 산 가수분해를 수행하면 목질 바이오매스를 구성하고 있는 셀룰로오스(cellulose)와 헤미셀룰로오스(hemicellulose)계의 다당을 포도당으로 전환시킬 수 있다. 산을 촉매로 사용하기 때문에 효소를 사용하는 경우 보다 반응의 특이성이 떨어지고 사용한 산의 처리 문제가 발생한다. 진한 산 가수분해는 묽은 산 가수분해에 비해 상대적으로 저온, 저압에서 반응이 일어나므로 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스에서 포도당(glucose) 또는 자일로오스(xylose)로의 전환 이후 포도당 또는 자일로로스에서 탈수소화된 퓨란(furan)계열 화합물과 유기산의 발생이 줄어들게 되고 가수분해에 사용한 산의 회수와 회수된 산을 재사용하기 위하여 농축 필요가 적다는 장점이 있다. 하지만 묽은 산 가수분해에 비하여 진한 산 가수분해는 산의 사용량이 많기 때문에 중화에 필요한 염기의 양이 늘어나게 되어 전체적인 공정비용이 증가하게 된다. 하지만, 최근 전기 투석법 및 유사 이동층 흡착분리 크로마토그래피(simulated moving bed chromatography)와 같이 산을 효과적으로 분리, 회수 할 수 있는 기술이 개발됨에 따라 진한 산 가수분해방법을 목질 바이오매스의 당화 및 당화산물의 이용 공정에서 사용하기 위한 다양한 방법들이 시도되고 있다.
따라서, 목질바이오매스의 진한 산 가수분해 반응 과정 중 반응기내에서 어떠한 일이 일어나는지에 대한 정보를 얻을 수 있는 동역학적 연구 방법이 개발된다면 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해의 공정화에 많은 기여를 할 수 있다.
가수분해의 반응산물에 대하여 보편적으로 사용하는 정량분석법은 고속 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC) 분석법이다. HPLC 분석법은 가수분해 반응산물을 정량분석 할 수 있지만, 정량분석을 위하여 다양한 농도의 표준물질로 측정하고자 하는 시료의 농도를 보정하여야 하며 시료의 분석 시간이 길다는 단점이 있다. 또한, 진한 산을 첨가하여 가수분해를 수행한 후 반응액을 HPLC로 분석하기 위해서는 시료의 중화과정을 필요로 한다. 진한 산 가수분해에 황산을 사용하였다면, 사용한 진한 산을 중화하기 위해서 석회석(CaCO3), 소석회(Ca(OH)2), 생석회(CaO) 내지 소석회가 주성분인 재(滓)와 같은 탄화물(carbide)을 중화제로 사용한다. 하지만, 상기 중화제를 산용액에 첨가하면 중화과정에서 다량의 석고(gypsum)를 생산하게 되고 중화과정에서 생성된 석고는 중화제가 첨가된 산용액으로부터 물을 흡수하여 중화된 용액, 즉 중화액의 확보가 어렵다. 비록, 중화액을 확보하더라도 많은 양의 포도당이 석고에 흡착되어 중화액에 존재하는 포도당의 정량분석이 불가능하다는 단점이 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
1. Kim, H.Y., et al., Clean Technol., 17(2):156~165 (2011). 2. Batsy, D.R., et al., Product portfolio selection and process design for the forest biorefinery, In Integrated biorefineries : design, analysis, and optimization, Stuart, P.R., El-Halwagi, M.M. (eds.), CRC press, Boca Raton, Florida, pp.837-845 (2013). 3. Xie, Y., et al., Ind. Eng. Chem. Res., 44:6816-6823 (2005). 4. Shin, S.J., et al., Proceeding of spring conference of the Korea TAPPI 2011, 93-99 5. Jupke, A., et al., J. Chromatogr. A, 944(1-2):93-117 (2002). 6. Shin, S.J., et al., Mokchae Konghak 37(6):578-584 (2009). 7. Shin, S.J., et al, Cellulose 15(2):255-260 (2008). 8. Sim, J. and Shin, S.J., J. Korea TAPPI 45(1):27-34 (2013). 9. Yoon, S.Y., et al., Energy, http://dx.doi.org/10.1016/j.energy. 2014. 01. 104 (2014). 10. Cho, D.H., et al., J. Korea TAPPI, 43(3):52-58 (2011). 11. Ryu, J.H., and Youn, H.J., J. Korea TAPPI, 45(4):67-75 (2011). 12. Roman-Leschkov, et al., Angew. Chem. Int. Edit. 49(47) 8954-8957 (2010).
본 발명자들은 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 반응 과정 중에서 셀룰로오스의 당화 정도 및 포도당의 분해 정도를 정량적으로 분석할 수 있는 방법을 개발하기 위해 연구 노력하였다. 그 결과, 목질 바이오매스에 진한 산을 첨가하여 가수분해하고 이 가수분해 반응액에 대하여 직접 수소핵자기공명분광분석을 수행하여 반응산물들의 농도비율과 전환율을 산출함으로써, 목질 바이오매스에서 포도당, 포도당에서 5-히드록시메틸프루프랄, 5-히드록시메틸프루프랄에서 개미산(fromic acid) 또는 루블린산(levulinic acid)으로의 전환과정을 성공적으로 정량분석할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 수소핵자기공명(1H-NMR) 분광분석을 통해 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물들을 정량분석하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적 및 장점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 수소핵자기공명(1H-NMR)분광분석을 통해 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물을 정량분석 하는 방법을 제공한다: (a) 목질 바이오매스에 진한 산 용액을 첨가하여 1차 가수분해하고, 1차 가수분해된 반응액을 희석 후 2차 가수분해하는 단계; (b) 상기 2차 가수분해 반응액을 냉각하고 내부 표준물질을 첨가한 후 여과하여 수소핵자기공명분광분석 시료를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 수소핵자기공명분광분석 시료를 사용하여 수소핵자기공명분광분석을 행하고 가수분해 반응산물들에 대한 정량분석을 통해 농도비율 및 전환율을 산출하는 단계.
이하에서, 본 발명의 방법을 각 단계에 따라 상세히 설명한다.
단계 (a): 목질 바이오매스에 진한 산 용액을 첨가하여 1차 가수분해하고, 1차 가수분해된 반응액을 희석 후 2차 가수분해하는 단계
본 명세서에서 용어 “바이오매스”는 생태학적 관점으로는 에너지화 할 수 있는 생물체량을 의미하고, 에너지학적 관점으로는 동물 또는 광합성 식물 유래의 열, 전기 혹은 차량연료로 이용할 수 있는 유기물을 의미한다. 상기 바이오매스는 원료의 종류에 따라 곡물이나 감자류 등으로 이루어진 전분질 바이오매스; 목본, 초본, 볏짚, 왕겨와 같은 농업 부산물 등으로 이루어진 목질 바이오매스; 사탕수수, 사탕무 등으로 이루어진 당질 바이오매스; 동물의 사체 및 미생물 균체 등으로 이루어진 동물단백질 바이오매스; 가축분뇨, 음식물쓰레기, 유기성폐수 등으로 이루어진 유기성 폐기물 바이오매스; 및 유채, 대두, 해바라기 등으로 이루어진 유지작물 바이오매스로 구분된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 바이오매스는 바람직하게는 목질 바이오매스이다.
상기 목질 바이오매스로서 산림으로부터 얻을 수 있는 수종들은 기후, 토양특성과 같은 환경조건에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 아카시아류(acacia spp.), 유칼리나무류(eucalyptus spp.), 포플러류(populus spp.), 버드나무류(salix spp.), 아까시나무류(robinia spp.), 양버즘나무류(platanus spp.), 백합나무류(liriodendron spp.), 은단풍류(acer spp.)를 포함한다.
상기 목질 바이오매스는 셀룰로오스(cellulose) 또는 헤미셀룰로오스(hemicellulose)와 같은 탄수화물 중합체와 리그닌(lignin)과 같은 방향족 중합체로 구성되어 있으며 5-탄당 또는 6-탄당으로 구성되어 있는 탄수화물 중합체가 리그닌에 강하게 결합되어 있다. 상기 리그닌은 비균질성(heterogeneous)및 무정형성(amorphous)인 것을 특징으로 하며 목질 바이오매스에서 상기 물질의 유무에 따라 나무와 초본으로 구분된다. 상기 리그닌은 침엽수나 활엽수 등의 목질부를 구성하는 지용성 페놀 고분자(phenol polymer)이며 전구물질인 p-코우마릴 알콜(p-coumaryl alcohol), 코니페릴 알콜(coniferyl alcohol) 및 시나필 알콜(sinapyl alcohol)이 β-Ο-4 또는 탄소-탄소 결합에 의해서 3차원 구조의 고분자체(polymer)를 이룬다.
본 발명에서 목질 바이오매스와 진한 산 용액의 접촉면을 보다 넓게 확보하기 위하여 시료를 분쇄할 수 있다. 분쇄하여 균질화된 목질 바이오매스에 진한 산 용액을 첨가하고 가수분해반응을 수행한다.
본 명세서에서 용어 “진한 산”은 고농도의 산을 의미하며, 바람직하게는 60-100％(w/v) 농도의 산을 의미한다. 본 발명에서 진한 산은 고농도의 황산(sulfuric acid), 인산(phosphoric acid), 또는 염산(hydrochloric acid)을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 목질 바이오매스의 가수분해를 위해 사용할 수 있는 진한 산은 황산이다.
본 발명에서는 목질 바이오매스에 다양한 진한 산의 농도, 반응온도, 반응시간으로 1차 가수분해반응을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 1차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 60-80% (w/v), 반응온도 15-55℃ 및 반응시간 30-180분이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 1차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 65-75% (w/v), 반응온도 20-45℃ 및 반응시간 30-120분이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 1차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 70-75% (w/v), 반응온도 25-40℃ 및 반응시간 45-80분이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 1차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 72% (w/v), 반응온도 30℃ 및 반응시간 60분이다.
본 발명의 하기 구체적인 일 실시예에 따르면, 목질 바이오매스를 진한 산으로 1차 가수분해과정에서 생기는 점성을 제거하기 위하여 유리막대를 이용하여 일정시간 간격으로 교반할 수 있다.
상기 설명된 1차 가수분해 반응을 종료한 후 반응액을 희석하여 2차 가수분해반응을 수행한다.
상기 1차 진한 산 가수분해 종료 후 생성된 반응액의 희석은 중수(D2O)를 사용하여 행할 수 있다. 중수는 물(H2O)과 같은 화학적 분자구조를 가지면서 수소(proton, H)가 중수소(deutrium, D)로 치환된 물질이다. 중수는 물과 같은 화학적 성질을 가지고 있어서 물을 대체하는 용매로 사용될 수 있다. 수소핵자기공명분광분석에서 핵자기공명분광분석기의 기기 조율을 위하여 사용하며 결과분석 시 물의 수소피크로 인한 분석의 어려움을 해결하기 위해 사용하기도 한다. 1차 가수분해 반응액을 중수로 희석하면 하기에서 설명되는 수소핵자기공명분광분석에 있어서 분석시료를 제조하는데 필요한 중수를 따로 첨가할 필요가 없고 물의 피크를 효과적으로 제거 할 수 있어서 민감하고 정확한 분석이 가능하다.
본 발명에서는 다양한 진한 산의 농도, 반응온도, 반응시간으로 2차 가수분해반응을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 2차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 5-40% (w/v), 반응온도 70-110℃ 및 반응시간 30-240 분이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 2차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 12-40% (w/v), 반응온도 74-105℃ 및 반응시간 30-140 분이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 2차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 20-40% (w/v), 반응온도 78-100℃ 및 반응시간 30-80 분이다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 2차 가수분해반응의 수행조건은 진한 산의 농도 25%, 30%, 또는 35% (w/v)에서 각각 반응온도 80℃, 90℃, 또는 95℃ 및 반응시간 30분, 45분, 또는 60분이다.
단계 (b): 상기 2차 가수분해 반응액을 냉각하고 내부 표준물질을 첨가한 후 여과하여 수소핵자기공명분광분석 시료를 제조하는 단계
상기 2차 가수분해 반응액을 냉각하고 내부 표준물질을 첨가한 후 여과하여 수소핵자기공명분광분석을 행하는 시료를 제조한다.
본 발명의 수소핵자기공명분광분석을 위한 시료는 완전한 용액상태가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 내부 표준물질은 수소핵자기공명분광분석시에 시료의 농도에 영향을 주지 않는 수준에서 실험자가 결정한 농도로 시료에 첨가하기 때문에 측정된 내부 표준물질의 피크의 적분값과 내부 표준물질의 농도를 기준으로 측정된 시료의 피크를 적분한 값과 비교하면 존재하는 시료의 양을 간접적으로 측정할 수 있다. 이를 위해서 내부 표준물질의 피크가 시료의 분석대상 물질의 피크와 겹쳐서는 안 된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명에서 내부 표준물질은 α-L(+)-람노스 모노하이드레이트(α-L(+)-rhamnose monohydrate)이다. 상기 α-L(+)-람노스 모노하이드레이트는 500 MHz NMR 분광기에서 5.08ppm에서 특정 피크를 나타내며 이 피크는 목질 가수분해 반응물들의 피크와 중복되지 않는다.
본 발명에서 상기 2차 가수분해가 완료된 반응액내에서는 불용성 리그닌이 포함되어 있다. 따라서, 상기 2차 가수분해 완료 반응액을 냉각시키고 여과하는 공정을 통해 고형분인 불용성 리그닌을 제거할 수 있다.
단계 (c): 상기 수소핵자기공명분광분석 시료를 사용하여 수소핵자기공명분광분석을 행하고 가수분해 반응산물들에 대한 정량분석을 통해 농도비율 및 전환율을 산출하는 단계
본 명세서에서 용어 “수소핵자기공명”은 수소 원자의 스핀공명을 의미하며, 용어“수소핵자기공명분광분석”은 수소원자의 스핀공명을 이용하여 수소 원자를 분석하는 방법을 의미한다.
핵자기공명분광분석은 수소(1H)을 측정하는 기술, 탄소-13(13C)을 측정하는 기술, 질소-15(15N)을 측정하는 기술을 포함한다. 본 발명에서 확인하고자 하는 물질은 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물이므로 질소-15와 탄소-13은 매우 적게 존재하므로, 수소핵자기공명을 이용하여 분광분석을 실시하는 것이 바람직하다. 수소는 대부분의 유기 분자에 포함되어 있고 민감도가 가장 높은 핵종이기 때문에 핵자기공명분광분석시에 가장 많이 사용된다.
수소핵자기공명분광실험을 위한 시료는 점성이 없고 파티클(particle)화 되지 않은 완벽한 용액상태가 바람직하다. 그렇지 않으면 스핀-스핀격자이완시간(spin-spin relaxation time)의 짧아짐으로 인한 피크 넓어짐(peak broadening) 현상이 발생하고 결과적으로 수소피크를 이용한 정량분석이 어렵다.
핵자기공명분광실험에서 분석에 사용하는 단위는 ppm으로서 화학 이동(chemical shift)을 표현하는 단위이다.
시료의 화학 이동은 완충액 및 시료와 반응성이 없으며 온도변화에 둔감한 화학 이동을 가지는 물질인 표준물질에 대하여 상대적으로 측정된다.
본 발명의 수소핵자기공명분광분석은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 행할 수 있다. 수소핵자기공명을 통해 획득한 분광분석결과는 아노머성(anomeric)수소영역과 방향족(aromatic) 수소영역의 피크를 정량분석하기 위하여 가공될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (c)에서 상기 농도비율의 산출은 내부 표준물질과 반응산물의 수소피크에 대한 적분값을 비교하여 농도를 산출하며 반응산물의 비율을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (c)에서 전환율의 산출은 내부 표준물질의 몰수를 기준으로 반응산물들의 몰수를 계산하고 이로부터 각 반응산물의 전환율을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 목질 바이오매스 가수분해반응산물의 농도비율 또는 전환율의 산출은 내부 표준물질의 피크와 첨가된 양을 기준으로 계산된 반응산물들의 농도 또는 농도를 몰수로 변환한 값들로부터 산출된다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 분석하고자 하는 가수분해 반응산물은 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural, 5-HMF), 또는 개미산(formic acid)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 농도비율을 산출하는 가수분해 반응산물은 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural, 5-HMF), 또는 개미산(formic acid)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 전환율은 목질 바이오매스에서 포도당으로의 전환율, 포도당에서 5-히드록시메틸프루프랄으로의 전환율 및 5-히드록시메탈프루프랄에서 개미산으로의 전환율이다.
본 발명에서 가수분해 반응산물과 내부 표준물질의 농도비율을 계산하기 위해 각각의 피크를 적분하고 내부 표준물질의 양과 비교하여 농도를 산출한다. 아노머성 수소영역의 피크에서 산출한 반응산물의 농도를 몰수로 환산하면 목질 바이오매스에서 포도당으로의 전환율을, 방향족 수소영역의 피크에서 산출한 반응산물의 농도를 몰수로 환산하면 포도당에서 5-히드록시메틸프루프랄로의 전환율을, 5-히드록시메틸프루프랄에서 개미산으로의 전환율을 각각 산출할 수 있다.
단계 (d): 상기 단계 (b)의 여과에서 수득한 고형분으로부터 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 측정하고, 이 측정된 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 이용하여 상기 산출된 5-히드록시메틸프루프랄의 전환율을 보정하는 단계
목질 바이오매스를 진한 산으로 가수분해하면 리그닌과 셀룰로오스가 분리된다. 셀룰로오스는 산 가수분해에 의해 포도당으로 전환되고 포도당은 퓨란계 화합물인 5-히드록시메틸프루프랄로 전환되며 5-히드록시메틸프루프랄은 개미산과 루블린산으로 전환된다. 이 과정에서, 5-히드록시메틸프루프랄은 서로 반응하여 검은색을 띄는 불용성 중합체인 휴민(humin, pseudo-lignin)을 생성한다. 이 불용성 중합체인 휴민의 생성으로 인하여 목질 바이오매스에서 전환된 포도당 및 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 정확하게 측정할 수 없기 때문에 포도당 및 5-히드록시메틸프루프랄의 농도비율 및 전환율을 산출하는데 한계가 있다.
상기 단계 (b)의 여과에서 얻어지는 불용성 고형분에는 리그닌과 함께 휴민이 포함되어 있다. 휴민은 끓는 물에서 단량체로 분해되는 특성을 갖는다. 여과 후 수득된 고형분을 끓는 물로 세척하면 휴민은 수용성 단당체로 세척 용액에 녹게 되고 불용성인 리그닌은 그대로 남게 된다. 고형분에 포함된 휴민의 양을 측정하기 위해, 상기 단계 (b)의 여과 후 얻어지는 고형분을 중량을 측정하고, 얻어진 고형분을 끓는 물로 세척한 후 최종적으로 얻어지는 고형분의 중량을 측정한 다음, 상기 끓는 물로 세척하기 전 후의 고형분의 중량 차이를 계산하면 휴민의 양을 산출할 수 있다. 이러한 휴민과 리그닌의 용해도 차이를 이용하면 휴민의 생성에 사용된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 산출할 수 있으며 이를 통해 수소핵자기공명분광분석으로부터 산출된 포도당과 5-히드록시메틸프루프랄의 농도비율과 전환율을 보정할 수 있다.
본 발명의 이점 및 장점을 요약하면 다음과 같다:
(i) 본 발명은 수소핵자기공명(1H-NMR)분광분석을 통해 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물들을 정량분석 하는 방법에 관한 것이다.
(ii) 본 발명의 정량분석법에 사용되는 수소핵자기공명분광분석에서는 정해진 농도의 내부 표준물질을 사용하므로 농도 보정 과정이 필요 없을 뿐만 아니라, 분석 시간이 짧고, 진한 산 가수분해반응 후에도 중화 과정을 필요로 하지 않기 때문에 신속하고 정확한 정량분석이 가능하다.
(ⅲ) 본 발명의 방법은 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 산물을 분석하는 HPLC 방법을 대체할 수 있다.
(ⅳ) 본 발명의 방법은 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 반응산물들을 정량적 분석과 평가가 가능함으로써 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해 공정의 최적화에 기여할 수 있다.
도 1은 포도당이 포함된 시료를 수소핵자기공명분광분석을 수행할 경우 나타나는 일반적인 스펙트럼(spectrum)을 보여준다.
도 2는 목질 바이오매스를 진한 산 가수분해하고 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼에서 화학 이동 4.5-5.5ppm 부분을 확대한 그림이다. 포도당의 경우 이 영역에서 서로 다른 화학 이동을 가지며 농도는 피크 면적의 적분 값에 비례한다. 특정 화학 이동 피크의 적분 값을 비교하여 존재하는 당의 농도를 확인할 수 있다.
도 3은 상기 도 2의 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼에서 화학 이동 7.5-9.5ppm 부분을 확대한 그림이다. 단당의 분해 산물인 5-히드록시메틸프루프랄과 개미산이 다른 화학 이동을 가지며, 농도는 피크 면적의 적분 값으로 계산한다.
도 4는 목질 바이오매스를 60분 동안 진한 산 가수분해하고 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼으로부터 산출된 포도당의 수율을 보여준다.
도 5는 목질 바이오매스를 진한 산 가수분해하고 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼으로부터 산출된 갈락토오스의 수율을 보여준다.
도 6은 목질 바이오매스를 진한 산 가수분해하고 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼으로부터 산출된 포도당 분해산물의 수율을 보여준다.
도 7은 목질 바이오매스를 진한 산 가수분해하고 수소핵자기공명분광분석을 행한 스펙트럼으로부터 산출된 포도당의 수율과 포도당 분해산물의 수율을 보여준다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험 재료 및 방법
1. 진한 산 가수분해를 위한 목질 바이오매스의 분쇄
목질 바이오매스인 백합나무를 분쇄하고 지름 2.0 mm sieb을 사용하여 균질화된 목분을 만들었다.
2. 목질 바이오매스의 진한 산 가수분해
1차와 2차 가수분해반응에 사용한 용매는 72.0%(w/v)의 황산(sulfuric acid, extra pure grade, Junsei chemical Co.)이며 항온수조안에서 1차 및 2차 가수분해반응을 수행하였다. 1차 가수분해 반응액의 희석을 위하여 99.9%(w/v) 중수 (D2O, deuterium oxide, Cambridge Isotope Laboratories, Inc)를 사용하였다.
1차 가수분해 반응은 균질화된 백합나무목분과 72.0%(w/v) 황산을 질량비 1:1.5 비율로 압력튜브에 넣어 항온수조에서 반응온도 30℃와 반응시간 1시간의 조건으로 반응시켰다. 샘플의 액비가 낮아 1차 가수분해 반응 초기에 강한 점성이 생겨 균일한 반응을 기대할 수 없으므로 유리막대를 이용하여 10분 간격으로 교반하였다.
반응조건에 따른 포도당, 5-히드록시메틸프루프랄, 프루프랄 및 개미산과 같은 가수분해 산물의 변화를 측정하기 위하여 1차 가수분해 반응액에 대하여 중수를 첨가하여 황산의 농도를 25%(w/v), 30%(w/v), 및 35%(w/v)로 각각 희석하고, 이들에 대해 각각 80℃, 90℃, 및 95℃의 반응온도로 30분, 45분, 및 60분 동안 2차 가수분해 반응을 수행하였다(하기 표 1 참조).
2차 진한 산 가수분해 조건
변수 조건
진한 산의 농도 25%(w/v) 30%(w/v) 35%(w/v)
반응시간 30분, 45분, 60분 30분, 45분, 60분 30분, 45분, 60분
반응온도 80℃, 85℃, 90℃ 80℃, 85℃, 90℃ 80℃, 85℃, 90℃
3. 수소핵자기공명분광분석시료의 제작
1차 및 2차 가수분해반응이 종료된 가수분해 반응액을 25℃로 냉각시키고, 냉각된 반응액에 내부 표준물질로서, α-L(+)-람노스 모노하이드레이트를 0.200g 첨가하였다. 상기 내부 표준물질이 용해된 후, walter crucible holder와 글라스필터로 상기 반응액을 여과하여 수소핵자기공명분광분석시료를 제조하였다. 1차 가수분해 반응 후 반응액의 희석 과정에서 중수를 넣었기 때문에 수소핵자기공명분광기의 보정을 위한 중수는 넣지 않았다.
4. 수소핵자기공명분광을 통한 가수분해 반응산물의 분석
반응 후 시료내 당 조성 및 당 분해산물의 조성을 측정하기 위해 수소핵자기공명분광분석을 행하였다. 여과된 가수분해액에 유리 스포이드를 사용하여 진한 황산을 한 방울씩 떨어뜨려 물의 수소 피크가 아노머성 수소피크 영역에 영향을 미치지 못하도록 화학 이동을 조정하였다. 수소핵자기공명분광분석은 Bruker Avance 500MHz 핵자기공명분광기(Bruker, Germany)를 이용하여 수행하였다. 수행한 수소핵자기공명분광분석의 조건은 하기 표 2에 나타내었다.
수소핵자기공명분광실험조건
변수 값
INSTRUM spect
PROBHD 5mm DUL 13C-1
PULPROG zg30
TD 65536
SOLVENT D2O
NS 128
DS 2
SWH 10330.578Hz
FIDRES 0.175632Hz
AQ 3.1720407sec
RG 32
DW 48.400usec
DE 6.50usec
TE 293.7K
D1 1.00000000sec
TD0 1
NUC1 1H
P1 10.50usec
PL1 3.00dB
SFO1 500.1330885MHz
SI 32768
SF 500.1289497MHz
WDW EM
SSB 0
LB 0.30Hz
GB 0
PC 1.00
수소핵자기공명분광분석 결과로부터 Topspin 프로그램 (Bruker, Germany)을 이용하여 반응산물들과 내부 표준물질의 수소피크들을 파악하고 적분하였다. 내부 표준물질의 수소핵자기공명 피크 확인은 α-L(+)-람노스 모노하이드레이트를 중수에 용해시킨 것을 수소핵자기공명분광분석에 사용하여 표준물질의 화학 이동(chemical shift)를 측정하였다. 아노머성 수소 피크 영역의 분석을 통하여 포도당의 조성을 파악하였고 방향족 수소 피크 영역의 분석을 통하여 5-히드록시메틸프루프랄 내지 개미산의 조성을 파악하였다. 각 피크를 적분하고 이를 내부 표준물질과 비교하여 각 반응산물의 농도와 농도비율을 산출하였으며 몰수와 전환율을 산출하였다.
목질 바이오매스로부터 전환된 포도당 및 5-히드록시프루프랄의 농도비율 또는 전환율의 산출에 있어서, 휴민을 생성하는데 사용된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 보정하기 위하여 휴민의 양을 측정하였다. 이를 위하여, 1차 및 2차 가수분해 후 냉각 된 반응액을 여과하여 고형분을 수득하고 건조하여 무게를 측정하였다. 이어서, 건조된 고형분을 끊는 물로 세척하고 세척된 고형분을 다시 건조하여 무게를 측정한 후 끓는 물로 세척 전과 후의 무게와 비교하여 휴민의 양을 측정하였다. 고형분으로부터 산출한 휴민의 양에서 산출된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 수소핵자기공명분석에서 산출된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 양에 합하여 보정된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 농도비율과 전환율을 산출하였다.
실험결과
1. 가수분해 반응 조건에 따른 진한 산 가수분해 산물의 변화 분석
셀룰로오스는 산 촉매 하에서 가수분해 되어 포도당으로 분해되며 포도당은 강한 산에 의한 탈수 반응으로 5-히드록시메틸프루프랄과 같은 형태의 퓨란계 화합물로 전환된다. 포도당의 가수분해산물인 5-히드록시메틸프루프랄은 산에 의해서 최종 산물인 개미산과 루블린산을 생성한다(도 2 및 도 3 참조).
상기 설명된 실험방법에 따라 진행된 진한 산 가수분해결과에 따르면 반응온도와 산의 농도가 증가함에 따라 셀룰로오스에서 포도당으로의 가수분해반응이 증가하여 포도당의 농도비율이 증가하였다. 반응온도는 90℃이며 반응시간은 35분인 가수분해 조건에서 가장 높은 70%의 당화수율을 보였다(도 4). 이 결과는 묽은 산 가수분해반응에 비하여 높은 당화수율이다. 진한 산 가수분해반응이 묽은 산 가수분해반응에 비해 높은 당화수율을 보이는 이유는 묽은 산 조건이 진한 산 조건보다 포도당에서 퓨란계 화합물로의 탈수소화(dehydration)가 빠르게 일어나기 때문이다. 상기 설명된 실험방법에 따라 진행된 진한 산 가수분해결과에 따르면 반응액내의 갈락토오스의 함량이 변화하였다. 산의 농도와 반응시간, 반응온도가 상승함에 따라 갈락토오스의 함량이 증가하였다(도 5). 이는 산의 농도, 반응시간 또는 반응온도가 상승함에 따라 셀룰로오스에서 포도당으로의 가수분해가 활발했으며 가수분해산물인 포도당이 활발하게 이성질화되었기 때문이다.
2. 가수분해 반응 조건에 따른 당 분해 산물의 농도비율 및 전환율 분석
2차 가수분해가 높은 산농도, 긴 반응 시간 및 높은 온도에서 수행함에 따라 5-히드록시메틸프루프랄, 개미산 또는 루블린산과 같은 포도당의 분해산물의 양이 꾸준하게 증가하였다(도 6). 가수분해에 의한 포도당 분해산물의 농도비율은 반응온도 80℃와 85℃의 조건에서 꾸준히 증가했으며 산의 농도 내지 반응시간의 변화에 대해서는 별다른 차이를 없이 유사하게 포도당 분해산물의 농도비율이 꾸준히 증가하는 경향을 보였다.
상기 실험결과 달리 반응온도 90℃의 실험조건에서는 포도당 분해산물의 농도비율이 반응온도와 반응시간에 변화에 따라 민감하게 변하였다. 반응온도 90℃이며 황산농도 35%의 경우 60분 동안 수행한 가수분해반응은 30분 동안 수행한 가수분해 반응에 비하여 2배의 농도비율이 증가하였으며 반응온도 90℃이며 황산농도 30% 조건에서 60분 동안 수행한 가수분해반응은 30분 동안 수행한 가수분해 반응에 비하여 3배의 농도비율증가를 보였고 반응온도 90℃이며 황산농도 25% 조건에서 60분 동안 수행한 가수분해반응은 30분 동안 수행한 가수분해 반응에 비하여 2배의 농도비율이 증가를 보였다(도 6).
반응시간 60분을 기준으로 목질 바이오매스로에서 포도당으로 전환되는 농도비율과 포도당에서 포도당의 분해산물로 전환되는 농도비율을 비교한 결과 목질 바이오매스로에서 포도당으로 전환되는 농도비율의 증가량은 산의 농도 및 반응온도에 영향을 받지 않았다. 하지만 포도당에서 포도당의 분해산물로 전환되는 농도비율은 반응온도 90℃의 실험조건에서만 산의 농도가 25%에서 35%로 증가함에 따라 3.3배 증가하였다. 따라서, 백합나무목분의 황산을 이용한 진한 산 가수분해공정은 반응온도 90℃ 조건에서 셀룰로오스에서 포도당으로의 가수분해반응과 함께 포도당에서 5-히드록시메틸프루프랄 또는 개미산으로의 분해반응이 경쟁적으로 일어나기 시작하는 것을 확인할 수 있었다(도 7).
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 다음의 단계를 포함하는 수소핵자기공명(1H-NMR)분광분석을 통해 목질 바이오매스의 가수분해 반응산물을 정량분석 하는 방법:
    (a) 지름이 2.0 mm 체(sieb)로 균질하게 분쇄된 목질 바이오매스에 72%(w/v)의 황산 용액을 첨가하여 반응온도 30 °C에서 1시간 동안 1차 진한 산 가수분해를 수행하고, 상기 1차 진한 산 가수분해된 반응액에 중수(D2O)를 첨가하여 35%(w/v)의 황산이 되도록 희석 한 후 반응온도 90 °C에서 1시간 동안 2차 가수분해를 수행하는 단계;
    (b) 상기 2차 가수분해 반응액을 냉각하고 내부 표준물질을 첨가한 후 여과하여 리그닌 및 휴민을 포함하는 고형분이 제거된 수소핵자기공명분광분석 시료를 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 수소핵자기공명분광분석 시료를 사용하여 수소핵자기공명분광분석을 수행하고 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural) 및 개미산(formic acid)에 대한 정량분석을 통해 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural) 및 개미산(formic acid)의 농도비율 및 목질바이오매스로부터 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural) 또는 개미산(formic acid)으로의 전환율을 산출하는 단계.
    (d) 상기 단계 (b)의 여과에서 수득한 고형분으로부터 휴민의 양을 측정하고; 상기 측정된 휴민의 양을 이용하여 상기 휴민의 생성에 사용된 5-히드록시메틸프루프랄(5-hydroxymethylfurfural)의 양을 계산한 후; 상기 5-히드록시메틸프루프랄의 양을 추가하여 상기 단계 (c)에서 산출된 포도당 또는 5-히드록시메틸프루프랄의 농도비율 및 목질바이오매스로부터 포도당(glucose), 5-히드록시메틸프루프랄 또는 개미산(formic acid)으로의 전환율을 보정하는 단계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 내부 표준물질은 α-L(+)-람노스 모노하이드레이트(α-L(+)-rhamnose monohydrate)인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 상기 농도비율의 산출은 내부 표준물질과 반응산물들의 수소피크에 대한 적분을 통해 이들의 농도를 산출하고 반응산물들의 비율을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (c)에서 전환율의 산출은 내부 표준물질의 몰수를 기준으로 반응산물들의 몰수를 계산하고 이로부터 각 반응산물들의 전환율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)의 휴민의 양을 측정하는 방법은 상기 여과 후 얻어지는 고형분의 중량을 측정하고, 상기 얻어진 고형분을 끓는 물로 세척한 후 최종적으로 얻어지는 고형분의 중량을 측정한 다음, 상기 끓는 물로 고형분을 세척하기 전 후의 고형분의 중량 차이를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005229822A (ja) 2004-02-17 2005-09-02 Jgc Corp バイオマスから単糖を製造する方法及び単糖製造装置
JP2012526156A (ja) 2009-05-06 2012-10-25 エフピーイノベイションズ 結晶性硫酸化セルロースｉｉ及びセルロースの硫酸加水分解からのその製造
KR101423271B1 (ko) * 2013-02-04 2014-07-24 충북대학교 산학협력단 과당에서 전환된 5-히드록시메틸푸르푸랄의 정량적 분석방법

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