KR20150121927A - Method of producing bio ethanol using the composition for accelerating saccharification - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for producing bioethanol by using a glycosylation accelerating composition. More particularly, unlike an existing technology focusing on pretreatment process development or development of microorganisms and enzymes, according to the present invention, not only the glycosylation process can be reduced by increasing activity of enzymes by adding the glycosylation accelerating composition in the glycosylation process, but the amount of an enzyme used can be significantly reduced. Therefore, the method of the present invention has very high economic efficiency. In addition, productivity of bioethanol is increased as the glycosylation accelerating composition can be added by adding a simple process to the glycosylation process. Moreover, the method of the present invention can be applied to various kinds of biomass or enzymes not limited to certain biomass or enzymes.

Description

당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법{METHOD OF PRODUCING BIO ETHANOL USING THE COMPOSITION FOR ACCELERATING SACCHARIFICATION}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method for producing bioethanol using a glycation promoting composition,

본 발명은 전처리 공정 개발 또는 미생물, 효소 자체의 개발에 치중한 종래기술과 달리, 당화공정에서 당화 촉진 조성물을 첨가하여 효소의 활성화를 향상시킴으로써 당화 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 특히 효소의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있으므로 매우 경제적인 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법에 관한 것이다.
Unlike the prior art, which is focused on the development of a pretreatment process or development of microorganisms and enzymes themselves, the saccharification-promoting composition is added in the saccharification process to improve the activation of the enzyme, thereby shortening the saccharification process. The present invention relates to a method for producing bioethanol using a highly economical saccharification accelerating composition.

일반적으로 당화합물은 식물이나 해조류의 천연물 또는 미생물의 배양에 의해 생산되어 식품이나 의약 분야에서 다양하게 이용되어 왔다. 특히 글루코오스는 에너지 수요뿐만 아니라 다수의 발효기술들에서 사용되는 주요 기질이므로 다양한 글루코오스 공급원이 요구된다.
Generally, the sugar compound is produced by culturing a natural product or a microorganism of a plant or a seaweed, and has been widely used in food or medicine fields. In particular, glucose is a major substrate used in many fermentation technologies as well as in energy demand, and thus a variety of glucose sources are required.

더욱이 최근에는 지구 온난화에 의한 온실효과와 석유고갈 문제를 해결하기 위하여 당화합물을 이용한 바이오에너지(bio-energy) 생산에 많은 관심이 집중되고 있는데, 일반적으로 바이오에너지, 즉 바이오에탄올 생산을 위한 탄수화물원으로서 사탕수수 즙 또는 옥수수 전분이 이용되어 왔다.
In recent years, attention has focused on bio-energy production using sugar compounds to solve the problem of greenhouse effect and oil depletion caused by global warming. In general, bio-energy, namely, a carbohydrate source for bio- Sugarcane juice or corn starch has been used.

이러한 제1세대 옥수수 에탄올 생산을 위한 원료들은 식품 및 가축사료와의 경쟁, 재배 면적의 포화 등 많은 문제에 봉착해 있다. 이를 극복하기 위하여, 목본 및 초본류의 재생가능한 셀룰로오스계 바이오매스로부터 생산하는 제2세대 셀룰로스 에탄올에 관한 연구가 미국을 중심으로 진행되고 있다.
The raw materials for the first generation corn ethanol production are faced with many problems such as competition with food and livestock feed, saturation of cultivation area. In order to overcome this, research on second generation cellulose ethanol produced from woody and herbaceous renewable cellulosic biomass has been carried out mainly in the United States.

한편, 일반적인 바이오 에탄올의 생산방법은 전처리공정, 당화공정 및 발효공정을 포함하여 생산된다.
On the other hand, a general method for producing bio-ethanol includes a pretreatment process, a saccharification process, and a fermentation process.

구체적으로 전처리 공정은 셀룰로스계 바이오매스를 당화시키기 위한 필수공정으로써, 원료를 절단하여 크기를 줄이고 결정성을 감소시켜, 바이오매스의 단위면적 당 효소의 흡착율을 높임으로써, 섬유소의 반응성 증가에 의해 효소 가수분해 능력을 증가시키는 공정으로써, 일반적으로 리그노셀룰로스계 바이오매스의 종류에 따라 다양한 물리, 화학적 방법, 예를 들면 증기 폭쇄법, 알칼리 처리법, 이산화황 처리법, 과산화수소 처리법, 초임계 암모니아 처리법, 약산 추출처리법, 암모니아 동결 폭쇄법 등이 알려져 있으며, 실제로 이들 방법을 조합하여 수행하고 있다.
Specifically, the pretreatment process is an essential process for saccharifying cellulose-based biomass. The raw material is cut to reduce the size and the crystallinity, thereby increasing the adsorption rate of the enzyme per unit area of the biomass. As a result, As a process for increasing the hydrolysis ability, various physical and chemical methods such as steam explosion method, alkali treatment method, sulfur dioxide treatment method, hydrogen peroxide treatment method, supercritical ammonia treatment method, weak acid extraction Treatment method, ammonia freeze-thawing method and the like are known, and these methods are practically combined.

그리고, 당화공정은 다당류의 셀룰로스 성분이 효소의 작용에 의해 글루코스와 같은 단당류로 전환되는 과정이며, 셀룰라제(cellulase)가 셀룰로스의 반응표면에 흡착하여 셀룰로스를 셀로바이오스(cellobiose)로 바꾸는 과정과 이렇게 생성된 셀로바이오스가 β-글루코시다제(β-glucosidase)의 효소반응에 의해 글루코스로 전환되는 과정으로 나눌 수 있다.
The saccharification process is a process in which a cellulose component of a polysaccharide is converted into a monosaccharide such as glucose by the action of an enzyme. The process of converting cellulase into cellobiose by adsorbing the cellulase onto the reaction surface of the cellulose, And converting the bios into glucose by the enzyme reaction of? -Glucosidase.

또한, 발효공정은 당화 공정에 의해 생성된 글루코스가 효모 등의 미생물에 의해 혐기성 조건 하에서 에탄올과 이산화탄소로 전환되는 공정이다.
The fermentation process is a process in which glucose produced by the saccharification process is converted into ethanol and carbon dioxide under anaerobic conditions by microorganisms such as yeast.

한편, 상기 제2세대 바이오에탄올의 생산에 있어서 무엇보다도 중요한 것은 바이오에탄올 생산 단가에 있어서 저비용의 경제성을 가진 기술개발이며, 이러한 바이오에탄올의 경제적 생산성은 당화공정의 효소 가수분해 단계의 효율성을 기반으로 평가한다.On the other hand, in the production of the second-generation bio-ethanol, what is most important is the development of a low-cost economical technology for producing the bio-ethanol, and the economic productivity of the bio-ethanol is based on the efficiency of the enzymatic hydrolysis step of the saccharification process .

특히, 목질계의 공급원료를 이용하는데 있어서 생산단가가 높은 이유는 도 1에 도시된 바와 같이, 목질계로부터 셀룰로스 및 헤미셀룰로스(hemicellulose)의 분리를 위한 전처리, 셀룰로스의 당화에 필요한 효소의 고비용(전체 공정가의 9% 차지)으로 설명되는데 이러한 경비를 절감함으로써 전체적인 생산단가를 낮출 수 있다.
Particularly, the reason why the production cost is high in using the woody feedstock is that as shown in Fig. 1, the pretreatment for the separation of cellulose and hemicellulose from the woody system, the high cost of enzymes necessary for saccharification of cellulose Which accounts for 9% of the total fair price. By reducing these expenses, the overall production cost can be lowered.

그럼에도 불구하고, 특허문헌 1 내지 7 등에서는 바이오 매스로부터 바이오 에탄올을 생산함에 있어, 전처리 공정 개발 또는, 분해능, 에탄올 수율 또는 동시 당화 발효 공정을 위한 미생물 또는 효소 자체의 개발(미생물 유전자 변형, 효소의 재조합 등)에만 치중하여 왔으며, 이는 바이오 에탄올의 생산공정에 해당 기술을 적용하는데 있어 그 설비를 교체 또는 추가하거나 운전 조건을 바꿔야하는 등 복잡한 절차가 수반되어야하는 문제점이 있었을 뿐만 아니라 해당 기술을 적용할 수 있는 바이오 매스 또는 효소 등의 종류가 한정되는 문제점이 있었다.
Nevertheless, Patent Documents 1 to 7 and the like disclose that in the production of bioethanol from biomass, the development of a pretreatment process or the development of a microorganism or an enzyme itself for resolution, ethanol yield or simultaneous saccharification and fermentation processes Recombination, etc.). This has been a problem in that it requires complicated procedures such as replacing or adding the equipment or changing the operating conditions in applying the technology to the production process of bioethanol. There is a problem that the types of biomass or enzyme that can be used are limited.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1036853호 "리그노셀룰로스계 바이오매스의 가수분해 전처리방법, 상기 방법으로 처리된 바이오매스로부터의 당화합물 제조방법 및 바이오에탄올제조방법"Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-1036853 entitled "Hydrolysis pretreatment method of lignocellulosic biomass, method for producing sugar compound from biomass treated by the above method, and method for producing bioethanol" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-1037708호 "목본식물계 및 다년생초본 식물계 바이오매스 가수분해 전처리방법, 상기 전 처리된 바이오매스로부터의당화합물 및 바이오에탄올제조방법"Patent Document 2: Korean Patent Registration No. 10-1037708 entitled "Pretreatment method of hydrolysis of woody plant and perennial herbaceous plant-based biomass, method of producing sugar compound and bioethanol from the pretreated biomass" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0112731호 "바이오연료 생산용 효소, 그 제조방법 및 이를 이용한 바이오매스의 당화방법"Patent Document 3: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0112731 entitled "Enzyme for producing biofuel, method for producing same, and method for saccharifying biomass using the same" 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0007980호 "신규 알콜 탈수소효소 ＨｐＡＤＨ３ 및 이를 이용한 바이오에탄올의 제조 방법"Patent Document 4: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0007980 "New alcohol dehydrogenase HpADH3 and method for producing bioethanol using the same" 특허문헌 5 : 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0103021호 "미생물을 이용한 바이오 에탄올 생산방법"Patent Document 5: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0103021 entitled "Method for producing bioethanol using microorganisms" 특허문헌 6 : 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0072212호 "리그노셀룰로스계 바이오매스로부터 유기산을 얻기 위한 약알칼리성 전처리 및 동시 당화 및 발효"Patent Document 6: Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0072212 "Mild alkaline pretreatment and simultaneous saccharification and fermentation for obtaining organic acids from lignocellulosic biomass" 특허문헌 7 : 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0106136호 "조류 바이오매스의 동시 당화 및 발효공정을 통한 효율적 젖산의 생산방법"Patent Document 7: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0106136 entitled "Method for producing efficient lactic acid by simultaneous saccharification and fermentation process of algae biomass"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전처리 공정 개발 또는 미생물, 효소 자체의 개발에 치중한 종래기술과 달리, 당화공정에서 당화 촉진 조성물을 첨가하여 효소의 활성화를 향상시킴으로써 당화 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 특히 효소의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있으므로 매우 경제적인, 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to a method for reducing the saccharification process by improving the activation of the enzyme by adding a composition for promoting glycation in the saccharification process, unlike the prior art which is focused on development of a pretreatment process or development of microorganisms and enzymes themselves In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing bioethanol using a glycation promoting composition which is very economical, since the use amount of the enzyme can be remarkably reduced.

아울러, 상기와 같이 당화공정에서 당화 촉진 조성물을 첨가하는 간단한 공정만이 추가됨에 따라 그 생산효율이 향상되고, 또한 특정 바이오 매스 또는 효소에 한정되지 않고 다양한 종류의 바이오 매스 또는 효소에 적용할 수 있도록 하는, 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
In addition, as described above, only a simple process of adding a glycation accelerating composition in the glycation step is added, so that the production efficiency is improved. Further, the present invention can be applied to various kinds of biomass or enzyme without limitation to specific biomass or enzyme. Another object of the present invention is to provide a method for producing bioethanol using a glycation promoting composition.

본 발명은 바이오 매스를 절단하는 전처리 공정(A100); 상기 바이오 매스에 효소를 투입하여 다당류인 바이오 매스의 셀룰로스 성분을 효소 작용에 의해 단당류로 전환시키는 당화공정(A200); 및 상기 당화 공정(A200)을 거친 바이오 매스에 발효 미생물을 투입하여 발효시킴으로써 상기 단당류에서 에탄올을 생성하는 발효공정(A300);을 포함하는 바이오 에탄올의 생산방법에 있어서,The present invention relates to a pretreatment process (A100) for cutting biomass; A saccharification step (A200) of converting the cellulose component of the biomass as a polysaccharide into a monosaccharide by enzymatic action by introducing an enzyme into the biomass; And a fermentation process (A300) for producing ethanol from the monosaccharide by introducing a fermenting microorganism into the biomass through the saccharification process (A200), the process comprising:

상기 당화공정(A200)에 당화 촉진 조성물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
And a saccharification accelerating composition is added to the saccharifying step (A200). The method for producing bioethanol using the saccharification accelerating composition is a solution to the problem.

여기서, 상기 당화 촉진 조성물은, 바이오 매스 100 중량부에 대하여, 5 ~ 20 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
The saccharification-promoting composition is preferably added in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the biomass.

아울러, 상기 당화 촉진 조성물은, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 슈퍼 옥사이드 생성 조성물인 것이 바람직하다.
In addition, the saccharification-promoting composition is preferably a hydroxy radical-generating composition in the form of a ball, a flake or a powder, or a superoxide-generating composition in the form of a ball, a flake or a powder.

구체적으로 상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은, 코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되, 상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물이 고착되어 이루어지는 것이 바람직하다.
Specifically, the hydroxy radical-generating composition is formed by coating a shell on the surface of a core, wherein the core is formed by fixing a superoxide-generating compound on a surface of a first silica precursor, It is preferable that the transition metal compound is fixed to the surface of the substrate.

그리고, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은, 코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되, 상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물이 고착되어 이루어지는 것이 바람직하다.
The superoxide-generating composition is formed by coating a shell on the surface of a core, wherein the core is formed by fixing a superoxide-generating compound on the surface of the first silica precursor, It is preferable that a calcium compound is adhered to the surface.

한편, 상기 제 1 실리카 전구체는, 실리카졸로써, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the first silica precursor is preferably silica sol mixed with 20 to 40% by weight of powder silicon oxide (SiO 2 ) having a particle size of 0.2 to 1.0 μm and 60 to 80% by weight of water.

또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4), 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
The superoxide-generating compound is preferably used in combination of two or more of silver nitrate (AgNO 3 ), chloride (AuCl 3 , HAuCl 4 ), or platinum chloride (PtCl 4 ).

또한, 상기 제 2 실리카 전구체는, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS), 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
The second silica precursor may be at least one selected from the group consisting of tetraethoxyorthosilicate (TEOS), methyltrimethoxysilane (MTMS), tetramethoxyorthosilicate (TMOS), tetraproctoxyorthosilicate (TPOS) (PTOS), tetrapentoxyorthosilicate (TPEOS), tetra (methylethylketoximo) silane, vinyloxymosilane (VOS), phenyltris (butanone oxime) silane (POS), methyloxymosilane (MOS) alone or in combination of two or more.

아울러, 상기 전이금속 화합물은, 철염 화합물 또는 구리염 화합물 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
In addition, the transition metal compound is preferably used alone or in combination of two or more thereof in the iron salt compound or the copper salt compound.

그리고, 상기 칼슘화합물은, 칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
The calcium compound is preferably used either singly or in combination of two or more of calcium oxide and calcium hydroxide.

본 발명은 전처리 공정 개발 또는 미생물, 효소 자체의 개발에 치중한 종래기술과 달리, 당화공정에서 당화 촉진 조성물을 첨가하여 효소의 활성화를 향상시킴으로써 당화 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 특히 효소의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있으므로 매우 경제적이며, 아울러, 상기와 같이 당화공정에서 당화 촉진 조성물을 첨가하는 간단한 공정만이 추가됨에 따라 그 생산효율 및 에탄올 생산효율 등이 향상되고, 또한 특정 바이오 매스 또는 효소에 한정되지 않고 다양한 종류의 바이오 매스 또는 효소에 적용할 수 있는 장점이 있다.
Unlike the prior art, which is focused on the development of a pretreatment process or development of microorganisms and enzymes themselves, the saccharification-promoting composition is added in the saccharification process to improve the activation of the enzyme, thereby shortening the saccharification process. The production efficiency and the ethanol production efficiency are improved by adding only the simple process of adding the saccharification accelerating composition in the saccharification process as described above, And can be applied to various kinds of biomass or enzyme.

도 1은 목질계로부터 바이오에탄올의 생산 과정별 소모비용 비율을 나타낸 그래프
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 나타낸 흐름도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도FIG. 1 is a graph showing the consuming cost ratio of woody to bioethanol production process
2 is a flowchart showing a method for producing bio-ethanol using a glycation promoting composition according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating the structure of a hydroxy radical-generating composition according to an embodiment of the present invention
4 is a flow chart illustrating a method of preparing a hydroxy radical-generating composition according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing the structure of a superoxide-generating composition according to an embodiment of the present invention
6 is a flowchart illustrating a method for producing a superoxide-generating composition according to an embodiment of the present invention.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
In order to accomplish the above-mentioned effects, the present invention relates to a method for producing bioethanol using a glycation promoting composition, wherein only parts necessary for understanding the technical structure of the present invention are explained, It should be noted that it will be omitted so as not to be distracted.

이하, 본 발명에 따른 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a method for producing bio-ethanol using the saccharification-promoting composition according to the present invention will be described in detail.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 전처리 공정(A100), 당화 공정(A200) 및 발효공정(A300)을 포함하는 바이오 에탄올의 생산방법에 있어서, 상기 당화 공정(A200)에 당화 촉진 조성물을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a method for producing bioethanol comprising a pretreatment step (A100), a saccharification step (A200) and a fermentation step (A300) as shown in FIG. 2, wherein the saccharification accelerator composition (A200) .

여기서, 상기 전처리 공정(A100)과 발효공정(A300)은 특별히 한정되지 않고, 이미 공지된 다양한 방법을 적용할 수 있으며, 예를 들면 상기 '배경기술'에서 설명한 다양한 방법 또는 특허문헌들을 적용할 수 있다. 아울러 상기 바이오 매스의 종류, 전처리 공정(A100) 또는 발효공정(A300)의 조건 등에 따른 다양한 미생물을 적용할 수 있다.
Here, the pre-treatment step (A100) and the fermentation step (A300) are not particularly limited, and various well-known methods can be applied. For example, various methods or patent documents described in the 'Background Art' have. In addition, various microorganisms can be applied according to the type of the biomass, the pretreatment process (A100), the fermentation process (A300), and the like.

즉, 상기 전처리 공정(A100)과 발효공정(A300)은 본 발명의 특징부가 되지 아니하며, 본 발명의 특징부는 이미 상술한 바와 같이, 바이오 매스를 절단하는 전처리 공정(A100)을 거친 상기 바이오 매스에 효소를 투입하여 다당류인 바이오 매스의 셀룰로스 성분을 효소 작용에 의해 단당류로 전환시키는 당화공정(A200)에서 당화 촉진 조성물을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
That is, the pretreatment step (A 100) and the fermentation step (A 300) are not added to the feature of the present invention. As described above, the present invention is characterized in that the biomass is subjected to a pretreatment step (A 100) The saccharification-promoting composition is added in a saccharification step (A200) for converting the cellulose component of the biomass as the polysaccharide into the monosaccharide by an enzymatic action by introducing the enzyme.

여기서, 상기 효소는 β-글루코시다제(β-glucosidase) 등을 적용할 수 있으며, 이외에도 다양한 효소를 적용할 수 있다.
Here, the enzyme may be? -Glucosidase (? -Glucosidase) Etc., and various enzymes can be applied.

아울러, 상기 당화 촉진 조성물은, 상기 바이오 매스 100 중량부에 대하여, 5 ~ 20 중량부로 첨가되는데, 상기 당화 촉진 조성물의 첨가량이 5 중량부 미만일 경우 당화 촉진 및 효소 사용량의 감소 효과가 미비할 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우 첨가량에 비례하여 단당류 전환효율이 더 이상 향상되지 아니하여 비경제적일 우려가 있다.
In addition, the saccharification-promoting composition is added in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the biomass. When the amount of the saccharification-promoting composition is less than 5 parts by weight, the effect of accelerating glycosylation and reducing the amount of enzyme used may be insufficient If the amount is more than 20 parts by weight, the conversion efficiency of the monosaccharide is not further improved in proportion to the added amount, which may be uneconomical.

한편, 상기와 같은 상기 당화 촉진 조성물은, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 슈퍼 옥사이드 생성 조성물을 적용할 수 있다.
Meanwhile, the saccharification-promoting composition as described above may be applied to a hydroxy radical-generating composition in the form of a ball, a flake, or a powder, or a superoxide-generating composition in the form of a ball, a flake, or a powder can do.

상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은 본 발명의 출원인에 의해 선출원(국내 특허출원 제10-2012-0148559호)된 하이드록시 라디칼 생성 조성물을 적용한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10)에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11)이 고착된 코어(100)의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20)의 표면에 전이금속 화합물(21)이 고착된 쉘(S200)이 코팅되어 구성된다.As shown in FIG. 3, the hydroxy radical-generating composition is a hydroxy radical-generating composition to which the present invention is applied (Korean Patent Application No. 10-2012-0148559) by applying the present invention to a first silica precursor 10 A shell S200 having a transition metal compound 21 fixed to the surface of the second silica precursor 20 is coated on the outer surface of the core 100 to which the superoxide generating compound 11 is adhered.

구체적으로는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100) 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200)를 거쳐 제조된다.Specifically, as shown in FIG. 4, a core forming step (S100) of fixing a superoxide generating compound to the surface of the first silica precursor, and a shell having a transition metal compound fixed to the surface of the second silica precursor, And a shell forming step (S200) for coating the outer surface of the substrate.

상기 코어 형성 단계(S100)는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한다.The core forming step (S100) is a step of forming a superoxide generating core, wherein 30 to 40 parts by weight of the first silica precursor is mixed and dispersed (S110) with respect to 100 parts by weight of distilled water, 5 to 10 parts by weight of the superoxide-generating compound is dissolved (S120), and 100 parts by weight of the dispersion in which the first silica precursor is dispersed in the step S110 is dissolved in an aqueous solution 10 of the superoxide- To 30 parts by weight is added and dispersed (S130) to form a core.

여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있다.The first silica precursor is a precursor to which the superoxide-generating compound is attached, and the silica sol is prepared by adding 20 to 40% by weight of powdered silicon oxide (SiO 2 ) having a particle size of 0.2 to 1.0 탆 to water 60 To 80% by weight is used. At this time, when the particle size of the powdery silicon oxide is less than 0.2 μm or the content thereof is less than 20% by weight, there is a possibility that the particle size of the powdery silicon oxide may not be properly served as a precursor to which the superoxide- When the content is more than 1.0 μm or more than 40% by weight, the precursor may cause the enzyme activation effect to be insufficient.

한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.On the other hand, if the amount of the first silica precursor is less than 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the distilled water, the reaction yield may be lowered due to insufficient reaction with the aqueous solution in which the superoxide-generating compound is dissolved, , The first silica precursor may not be properly dispersed in the distilled water itself.

또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.The superoxide-generating compound is a compound capable of forming a superoxide, and may be used either alone or in combination of two or more of silver nitrate (AgNO 3 ), chloride (AuCl 3 , HAuCl 4 ) or platinum chloride (PtCl 4 ) When the content of the superoxide-generating compound is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water, the enzyme activation effect may be insufficient. When the content of the superoxide-generating compound exceeds 10 parts by weight, There is a possibility that it will not be.

그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.If the content of the aqueous solution in which the superoxide-generating compound is dissolved is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the dispersion in which the first silica precursor is dispersed, the enzyme activation effect may be insufficient, , The reaction may not be properly performed with the first silica precursor and the reaction yield may be lowered.

상기 쉘 형성단계(S200)는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 하이드록시 라디칼을 생성시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 전이금속 화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시킴으로써 쉘을 형성시킨다.The shell forming step (S200) is a step of reacting with the superoxide generated from the core to form a shell for generating a hydroxy radical, wherein 5 to 10 parts by weight of the transition metal compound is dissolved S210), and 1 to 5 parts by weight of the aqueous solution in which the transition metal compound dissolved in step S210 is dissolved is dispersed (S220) in 100 parts by weight of the core manufactured through step S130, 120 to 150 parts by weight of the second silica precursor is added to 100 parts by weight of the dispersion, and the mixture is reacted to gel (S230) to form a shell.

여기서, 상기 전이금속 화합물은 산화력을 갖는 전이금속으로 하이드록시 라디칼의 생성을 목적으로 첨가되는 것으로, 철염 화합물 또는 구리염 화합물이 바람직하며, 구체적으로는 2가 철염(FeSO4), 3가 철염(FeCl3), 2가 구리염(CuSO4), 3가 구리염(bis(hydrogenperiodato)cuprate(III)[K5Cu(HIO6)2] 등이 사용되어진다.Here, the transition metal compound is a transition metal having an oxidizing power and is added for the purpose of producing a hydroxy radical. The transition metal compound is preferably an iron salt compound or a copper salt compound, specifically, a divalent iron salt (FeSO 4 ) FeCl 3 ), divalent copper salt (CuSO 4 ), and bis (hydrogenperiodato) cuprate (III) [K 5 Cu (HIO 6 ) 2 ]

한편, 상기와 같은 전이금속 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 전이금속 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.On the other hand, if the content of the transition metal compound is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the distilled water, the effect of forming a hydroxy radical may be insufficient. If the amount of the transition metal compound exceeds 10 parts by weight, There is a fear that it may not be distributed properly.

또한, S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.If the content of the aqueous solution in which the transition metal compound is dissolved is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the core produced through the step S 130, the effect of forming the hydroxy radical may be insufficient. If the amount exceeds 5 parts by weight , The reaction may not be properly performed with the superoxide generated from the core, thereby lowering the reaction yield.

그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 전이금속 화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.The second silica precursor is a precursor to which the transition metal compound is adhered. Examples of the precursor include tetraethoxyorthosilicate (TEOS), methyltrimethoxysilane (MTMS), tetramethoxysilicate (TMOS), tetraproctoxy (TPOS), tetrabutoxyorthosilicate (TBOS), tetrapentoxyorthosilicate (TPEOS) tetra (methylethylketoximo) silane, vinyloxymosilane (VOS), phenyltris (butanone oxime) (POS), and methyloxymosilane (MOS), and the second silica precursor may be used in an amount of 120 weight parts per 100 weight parts of the dispersion prepared through step S220 The transition metal compound may not be properly coated on the outer surface of the core, and when the amount of the transition metal compound exceeds 150 parts by weight, the transition metal compound may not be coated on the outer surface of the core by the reaction of the superoxide and the transition metal compound There is a possibility that the effect of generating a hydroxy radical is insufficient.

한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.In the case of the second silica precursor, 20 to 40 parts by weight of tetraethoxysilane (TEOS) and 100 to 110 parts by weight of MTMS (methyltrimethoxysilane) are most preferable among the above-mentioned equivalents.

상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.When the second silica precursor is composed of TEOS and MTMS as described above, when the amount of TEOS is less than 20 parts by weight, the transition metal compound may not be properly coated on the outer surface of the core. When the amount exceeds 40 parts by weight, There is a possibility that the effect of generating a hydroxy radical by the reaction between the oxide and the transition metal compound is insufficient.

아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
When the amount of the MTMS is less than 100 parts by weight, the transition metal compound may not be coated on the outer surface of the core. When the amount of the MTMS exceeds 110 parts by weight, the transition metal compound There is a possibility that the effect of generation is insufficient.

그리고, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은 본 발명의 출원인에 의해 선출원(국내 특허출원 제10-2013-0002100호)된 슈퍼 옥사이드 생성 조성물을 적용한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10')에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11')이 고착된 코어(100')의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20')의 표면에 칼슘화합물(21')이 고착된 쉘(S200')이 코팅되어 구성된다.As shown in FIG. 5, the superoxide-generating composition of the present invention includes a first silica precursor 10 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0002100) applied by the applicant of the present invention, Is coated on the outer surface of the core 100 'to which the superoxide generating compound 11' is adhered, the shell S200 'to which the calcium compound 21' is fixed on the surface of the second silica precursor 20 ' .

구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100') 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200')를 포함하여 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 6, a core forming step (S100 ') of fixing a superoxide-generating compound to the surface of the first silica precursor, and a shell having a calcium compound fixed to the surface of the second silica precursor, And a shell forming step (S200 ') for coating the outer surface of the shell (S200').

상기 코어 형성 단계(S100')는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한다.The core forming step (S100 ') is a step of forming a superoxide generating core, wherein 30 to 40 parts by weight of the first silica precursor is dispersed (S110') in 100 parts by weight of distilled water, (S120 ') is dissolved in 5 to 10 parts by weight of the superoxide-generating compound per 100 parts by weight of the first silica precursor, and 100 parts by weight of the dispersion containing the first silica precursor in the step S110' And 10 to 30 parts by weight of the dissolved aqueous solution are added to disperse (S130 ') to form a core.

여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있다.The first silica precursor is a precursor to which the superoxide-generating compound is attached, and the silica sol is prepared by adding 20 to 40% by weight of powdered silicon oxide (SiO 2 ) having a particle size of 0.2 to 1.0 탆 to water 60 To 80% by weight is used. At this time, when the particle size of the powdery silicon oxide is less than 0.2 μm or the content thereof is less than 20% by weight, there is a possibility that the particle size of the powdery silicon oxide may not be properly served as a precursor to which the superoxide- When the content is more than 1.0 μm or more than 40% by weight, the precursor may cause the enzyme activation effect to be insufficient.

한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.On the other hand, if the amount of the first silica precursor is less than 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the distilled water, the reaction yield may be lowered due to insufficient reaction with the aqueous solution in which the superoxide-generating compound is dissolved, , The first silica precursor may not be properly dispersed in the distilled water itself.

또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.The superoxide-generating compound is a compound capable of forming a superoxide, and may be used either alone or in combination of two or more of silver nitrate (AgNO 3 ), chloride (AuCl 3 , HAuCl 4 ) or platinum chloride (PtCl 4 ) When the content of the superoxide-generating compound is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water, the enzyme activation effect may be insufficient. When the content of the superoxide-generating compound exceeds 10 parts by weight, There is a possibility that it will not be.

그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 효소 활성화 효과가 미비해질 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.If the content of the aqueous solution in which the superoxide-generating compound is dissolved is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the dispersion in which the first silica precursor is dispersed, the enzyme activation effect may be insufficient, , The reaction may not be properly performed with the first silica precursor and the reaction yield may be lowered.

상기 쉘 형성단계(S200')는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210' 단계의 칼슘화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시킴으로써 쉘을 형성시킨다.The shell forming step S200 'is a step of reacting with the superoxide generated from the core to form a shell for extending the half-life of the superoxide. The shell forming step S200' comprises dissolving 5 to 10 parts by weight of a calcium compound in 100 parts by weight of distilled water (S210 '), 100 parts by weight of the core prepared in the step S130' is dispersed (S220 ') by adding 1 to 5 parts by weight of an aqueous solution containing the calcium compound dissolved in the step S210' , 120 to 150 parts by weight of the second silica precursor is added to and reacted with 100 parts by weight of the dispersion to form a shell by gelation (S230 ').

여기서, 상기 칼슘화합물은 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시켜 슈퍼옥사이드가 소멸되는 것을 지연시킬 목적으로 첨가되는 것으로, 칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 등을 사용할 수 있다.Here, the calcium compound is added for the purpose of delaying the disappearance of the superoxide by extending the half-life of the superoxide by reacting with the superoxide generated from the core, and calcium oxide or calcium hydroxide may be used.

한편, 상기와 같은 칼슘화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 상기 효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 칼슘화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.On the other hand, when the content of the calcium compound is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the distilled water, the effect may be insufficient. When the amount of the calcium compound exceeds 10 parts by weight, the calcium compound may not be properly dispersed in the distilled water itself .

또한, S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 상기 칼슘화합물에 의한 효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.If the content of the aqueous solution in which the calcium compound is dissolved is less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the core manufactured through the step S130 ', the effect of the calcium compound may be insufficient. If the amount exceeds 5 parts by weight , The reaction may not be properly performed with the superoxide generated from the core, thereby lowering the reaction yield.

그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 칼슘화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.The second silica precursor is a precursor to which the calcium compound is attached. The second silica precursor is a precursor to which the calcium compound is adhered, such as tetraethoxyorthosilicate (TEOS), methyltrimethoxysilane (MTMS), tetramethoxysilicate (TMOS) (TPOS), tetrabutoxyorthosilicate (TBOS), tetrapentoxyorthosilicate (TPEOS) tetra (methylethylketoximo) silane, vinyloxymosilane (VOS), phenyltris (butanone oxime) silane (POS), and methyloxymosilane (MOS). The second silica precursor may be used in an amount of 120 weight parts per 100 weight parts of the dispersion prepared in step S220 ' The calcium compound may not be properly coated on the outer surface of the core. When the amount of the calcium compound exceeds 150 parts by weight, the superoxide by the reaction of the superoxide and the calcium compound There is a fear that the effect of extending the half-life may be insufficient.

한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.In the case of the second silica precursor, 20 to 40 parts by weight of tetraethoxysilane (TEOS) and 100 to 110 parts by weight of MTMS (methyltrimethoxysilane) are most preferable among the above-mentioned equivalents.

상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.When the second silica precursor is composed of TEOS and MTMS, if the amount of TEOS is less than 20 parts by weight, the calcium compound may not be coated properly on the outer surface of the core. When the amount of TEOS is more than 40 parts by weight, And the effect of extending the half-life of the superoxide by the reaction of the calcium compound may be insufficient.

아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
When the amount of the MTMS is less than 100 parts by weight, the calcium compound may not be coated on the outer surface of the core. When the amount of the MTMS is more than 110 parts by weight, the effect of the superoxide half- There is a possibility that it will become insufficient.

한편, 상기와 같은 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은, 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 110 ~ 130℃에서 5 ~ 15시간 소성한 후, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태로 가공되며, 상기 형태 이외에도 다양한 형태로 가공될 수 있다.
Meanwhile, the hydroxy radical-generating composition or the superoxide-generating composition as described above may be filtered, and then the crystal may be fired at 110 to 130 ° C for 5 to 15 hours, and then the ball, flake, It is processed into a powder form, and it can be processed into various forms other than the above form.

이때, 볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태로의 가공 시, 그 형태를 더욱 효율적으로 형성 및 유지시키기 위해 광물질을 혼합할 수 있으며, 상기 광물질은, 제올라이트, 백토, 황토, 규조토, 적토, 고령토, 몬조나이트 및 점토로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.At this time, when processing into the form of a ball, flake or powder, the mineral may be mixed to form and maintain the shape more efficiently, and the mineral may be mixed with zeolite, clay, loess, diatomaceous earth, , Kaolin, mononitrite and clay, or a mixture of two or more of them may be used.

한편, 상기 광물질이 혼합될 경우, 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물 100 중량부에 대하여, 40 ~ 90 중량부가 혼합될 수 있으며, 40 중량부 미만일 경우, 광물질의 혼합으로 인한 형태유지 효과가 미비할 우려가 있으며, 90 중량부를 초과할 경우, 비경제적일 우려가 있다.
On the other hand, when the mineral is mixed, 40 to 90 parts by weight may be mixed with 100 parts by weight of the hydroxy radical-generating composition or the superoxide-generating composition, and if it is less than 40 parts by weight, There is a fear of not being economical, and when it exceeds 90 parts by weight, there is a possibility of being uneconomical.

즉, 본 발명은 상기와 같은 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물에 의해 생성되는 하이드록시 라디칼 또는 슈퍼 옥사이드에 의해 효소의 활성화를 향상시킴으로써 당화 공정을 단축시킬 수 있고 특히 효소의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있으므로 매우 경제적이다.
That is, the present invention can shorten the saccharification process by enhancing the activation of the enzyme by the hydroxy radical or the superoxide generated by the above-mentioned hydroxy radical-generating composition or the superoxide-generating composition, and in particular, So it is very economical.

이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to the examples.

1. 당화 촉진 조성물의 제조
1. Preparation of a glycation promoting composition

(제조예 1)(Production Example 1)

코어 형성 단계(S100)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 0.2㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 실리카졸 30 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성 단계(S200)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물로써, 황산 제1철 7수화물 5 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 황산 제1철 7수화물이 용해된 수용액 1 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, TEOS(tetraethoxysilane) 20 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시키고, 상기 S230 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 120℃에서 10시간 소성, 건조시킨 하이드록시 라디칼 생성 조성물을 볼(ball) 형태로 가공하여 당화 촉진 조성물을 제조하였다.
As a core-forming step (S100), with respect to 100 parts by weight of distilled water, a mixture of the parts of the silicon oxide powder of particle size 0.2㎛ (SiO 2) a mixture of 80% by weight of water to 20% by weight of silica sol, 30 parts by weight as a silica precursor 1 Separately, 10 parts by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) was dissolved (S120) as 100 parts by weight of distilled water, and 100 parts by weight of the dispersion in which the first silica precursor was dispersed in step S110 10 to 30 parts by weight of the aqueous solution containing the superoxide-generating compound dissolved in Step 120 is dispersed (S130) to form a core, and then a shell-forming step (S200) 5 parts by weight of ferrous sulfate heptahydrate as a compound was dissolved (S210), and 1 part by weight of an aqueous solution containing ferrous sulfate heptahydrate dissolved in the above step S210 was added to 100 parts by weight of the core to disperse (S220) Subsequently, 20 parts by weight of TEOS (tetraethoxysilane) and 100 parts by weight of MTMS (methyltrimethoxysilane) were added to 100 parts by weight of the dispersion prepared in the above step S220, The gelled composition was filtered, and the resulting hydroxy radical-generating composition was calcined at 120 ° C for 10 hours to form a ball-shaped hydroxy radical-generating composition, thereby preparing a glycation promoting composition.

(제조예 2)(Production Example 2)

코어 형성 단계(S100')로써 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카졸 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 5 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성단계(S200')로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물로써, 칼슘옥사이드 5 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 칼슘하이드록시옥사이드가 용해된 수용액 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS) 40 중량부 및 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란 110 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시키고, 상기 S230' 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)한 후, 그 결정체를 120℃에서 10시간 소성, 건조시킨 슈퍼 옥사이드 생성 조성물을 플레이크(flake) 형태로 가공하여 당화 촉진 조성물을 제조하였다.
It was mixed with respect to 100 parts by weight of distilled water as a core-forming step (S100 '), the first silica precursor as 1.0㎛ particle size of the powder of silicon oxide (SiO 2) a silica sol, 40 parts by weight of a mixture of water 60% by weight to 40% by weight Separately, 5 parts by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) is dissolved (S120 ') as 100 parts by weight of distilled water as a superoxide-generating compound, and a dispersion in which the first silica precursor in step S110' 10 to 30 parts by weight of an aqueous solution containing the superoxide-generating compound of step S120 'is dispersed (S130') in 100 parts by weight of 100 parts by weight of water to prepare a core, and then 100 parts by weight of distilled water 5 parts by weight of calcium oxide as a calcium compound was dissolved (S210 ') and 100 parts by weight of the core was dispersed (S220') by adding 5 parts by weight of an aqueous solution containing calcium hydroxide dissolved in the step S210. city Then, 40 parts by weight of tetramethoxy silosilicate (TMOS) and 110 parts by weight of tetra (methyl ethyl ketoximo) silane were added to and reacted with 100 parts by weight of the dispersion prepared in the step S220 ' (S230 '), filtering the gelled compound through the step S230', and then heating the crystal at 120 ° C for 10 hours to dry the superoxide-generating composition in a flake form, Promoting composition.

2. 바이오 에탄올 생산
2. Production of bioethanol

(실시예 1)(Example 1)

전처리 공정(A100)으로써, 목재 100g이 침지될 정도의 물을 준비하여 하루 동안 침지시켜 목재를 팽윤시킨 후, 팽윤된 목재와 물을 밀링기로 습식마쇄(wet milling)한 후, 팝핑기(popping machine)에 습식마쇄물을 넣고 21 ㎏f/㎠의 압력 하에 팝핑을 수행하여 전처리물을 얻었다. 이후, 당화 공정(A200)으로써, 상기 전처리물 50mg에 셀룰라아제 600 U/g 바이오매스와 자일라나제 300 U/g 바이오매스를 각각 가하고, 상기 전처리물 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 1에 따른 당화 촉진 조성물 5 중량부를 첨가한 후, 37℃의 온도에서 24시간 동안 당화 공정을 수행하여 단당류 즉 글루코스를 얻었다. 그리고 발효공정(A300)으로써, 상기 얻어진 글루코오스 농도를 10%로 농축한 다음, 상기 전처리물 100 중량부에 대하여, 발효 미생물인 Saccharomyces cerevisiae 15 중량부를 투입한 후, 30℃의 온도에서 24시간 동안 발효 공정을 수행하여 바이오 에탄올을 생산하였다.
In the pretreatment step (A100), water sufficient to soak 100 g of wood is prepared, and the wood is swollen by immersing it for a day. The swollen wood and water are wet milled by a milling machine, and then a popping machine ), And subjected to popping at a pressure of 21 kgf / cm < 2 > to obtain a pretreatment product. Then, as a saccharification step (A200), 600 U / g biomass of cellulase and 300 U / g biomass of xylanase were added to 50 mg of the pretreated product, and 100 parts by weight of the pretreated product 5 parts by weight of the glycation promoting composition was added, and saccharification was carried out at a temperature of 37 캜 for 24 hours to obtain a monosaccharide, i.e., glucose. Then, 15% by weight of Saccharomyces cerevisiae , which is a fermenting microorganism, was added to 100 parts by weight of the pretreated product, followed by fermentation at 30 ° C for 24 hours The process was carried out to produce bioethanol.

(실시예 2)(Example 2)

전처리 공정(A100)으로써, 목재 100g이 침지될 정도의 물을 준비하여 하루 동안 침지시켜 목재를 팽윤시킨 후, 팽윤된 목재와 물을 밀링기로 습식마쇄(wet milling)한 후, 팝핑기(popping machine)에 습식마쇄물을 넣고 21 ㎏f/㎠의 압력 하에 팝핑을 수행하여 전처리물을 얻었다. 이후, 당화 공정(A200)으로써, 상기 전처리물 50mg에 셀룰라아제 600 U/g 바이오매스와 자일라나제 300 U/g 바이오매스를 각각 가하고, 상기 전처리물 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 2에 따른 당화 촉진 조성물 20 중량부를 첨가한 후, 37℃의 온도에서 24시간 동안 당화 공정을 수행하여 단당류 즉 글루코스를 얻었다. 그리고 발효공정(A300)으로써, 상기 얻어진 글루코오스 농도를 10%로 농축한 다음, 상기 전처리물 100 중량부에 대하여, 발효 미생물인 Aspergillus niger 15 중량부를 투입한 후, 30℃의 온도에서 24시간 동안 발효 공정을 수행하여 바이오 에탄올을 생산하였다.
In the pretreatment step (A100), water sufficient to soak 100 g of wood is prepared, and the wood is swollen by immersing it for a day. The swollen wood and water are wet milled by a milling machine, and then a popping machine ), And subjected to popping at a pressure of 21 kgf / cm < 2 > to obtain a pretreatment product. Then, as a saccharification step (A200), 600 U / g biomass of cellulase and 300 U / g biomass of xylanase were added to 50 mg of the pretreated product, and 100 parts by weight of the pretreated product 20 parts by weight of the glycation promoting composition was added and saccharification was carried out at a temperature of 37 DEG C for 24 hours to obtain a monosaccharide or glucose. Then, the resulting glucose concentration was adjusted to 10% by the fermentation process (A300). Then, 100 parts by weight of the pretreated product was added to the fermentation microorganism Aspergillus niger were added thereto, followed by fermentation at 30 ° C for 24 hours to produce bioethanol.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

전처리 공정(A100)으로써, 목재 100g이 침지될 정도의 물을 준비하여 하루 동안 침지시켜 목재를 팽윤시킨 후, 팽윤된 목재와 물을 밀링기로 습식마쇄(wet milling)한 후, 팝핑기(popping machine)에 습식마쇄물을 넣고 21 ㎏f/㎠의 압력 하에 팝핑을 수행하여 전처리물을 얻었다. 이후, 당화 공정(A200)으로써, 상기 전처리물 50mg에 셀룰라아제 600 U/g 바이오매스와 자일라나제 300 U/g 바이오매스를 각각 가하고, 37℃의 온도에서 24시간 동안 당화 공정을 수행하여 단당류 즉 글루코스를 얻었다. 그리고 발효공정(A300)으로써, 상기 얻어진 글루코오스 농도를 10%로 농축한 다음, 상기 전처리물 100 중량부에 대하여, 발효 미생물인 Saccharomyces cerevisiae 15 중량부를 투입하고, 30℃의 온도에서 24시간 동안 발효 공정을 수행하여 바이오 에탄올을 생산하였다.
In the pretreatment step (A100), water sufficient to soak 100 g of wood is prepared, and the wood is swollen by immersing it for a day. The swollen wood and water are wet milled by a milling machine, and then a popping machine ), And subjected to popping at a pressure of 21 kgf / cm < 2 > to obtain a pretreatment product. Thereafter, as a saccharification step (A200), 600 mg / g biomass of cellulase and 300 U / g biomass of xylanase were added to 50 mg of the pretreated product, and the saccharification process was performed at a temperature of 37 ° C for 24 hours, Glucose was obtained. Then, 15% by weight of Saccharomyces cerevisiae , which is a fermenting microorganism, was added to 100 parts by weight of the pretreated product, and the fermentation process (A300) was carried out at a temperature of 30 ° C. for 24 hours To produce bioethanol.

3. 효소 활성화(당 농도) 및 에탄올 농도측정
3. Enzyme activity (sugar concentration) and ethanol concentration measurement

먼저, 상기 제조예 1 및 2에 따른 당화 촉진 조성물의 효소 활성화를 당 농도 측정을 통해 평가하였으며, 또한 당화 공정에서 당화 촉진 조성물을 투입한 실시예 1, 2 및, 당화 촉진 조성물을 투입하지 않은 비교예 1에 대한 에탄올 농도를 아래와 같은 방법으로 측정하였다.
First, enzymatic activation of the glycation accelerating compositions according to Preparation Examples 1 and 2 was evaluated by measuring sugar content, and in Examples 1 and 2 in which the glycation promoting composition was added in the glycation step, The ethanol concentration for Example 1 was measured by the following method.

(1) 당 농도 측정
(1) Measurement of sugar concentration

105℃에서 건조시킨 셀룰로스를 0.3g(1.5%)을 취하여 각 바이알(vial)에 첨가한다. 그리고 소듐 시트레이트 버퍼(Sodium citrate buffer)(0.1M, pH 4.80)를 10.0ml 취하여 각 바이알에 첨가한다. 이후 소듐 아지드(Sodium Azide) 용액 200ul를 각 바이알에 첨가한다(미생물의 증식 억제). 그리고 각 바이알에 효소액(β-glucosidase enzyme)을 각 1ml씩 첨가하고 D.W(distilled water )로 최종 용량이 20ml가 되게 한다. 이후, 캡핑(Capping)을 한 후 50℃에서 150rpm으로 진탕배양하고, 상기 제조예 1에 따른 당화 촉진 조성물 5 중량부와 20 중량부 및 제조예 2에 따른 당화 촉진 조성물 5 중량부와 20 중량부를 각각 투입하고 72~168hr 반응시켜 디지털당도계를 이용하여 당도를 측정하였으며, 그 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.
0.3 g (1.5%) of the cellulose dried at 105 占 폚 is added to each vial. 10.0 ml of sodium citrate buffer (0.1 M, pH 4.80) is taken and added to each vial. Then 200 ul of sodium azide solution is added to each vial (microbial growth inhibition). Add 1 ml of β-glucosidase enzyme to each vial and make a final volume of 20 ml with DW (distilled water). Thereafter, the mixture was capped and cultured at 50 ° C with shaking at 150 rpm. 5 parts by weight and 20 parts by weight of the glycation accelerating composition according to Preparation Example 1 and 5 parts by weight and 20 parts by weight, respectively, Were added and reacted for 72 ~ 168 hr. The sugar content was measured using a digital sugar meter. The results are shown in Table 1 below.

구분division 대조구
(미투입)Control
(Not in) 제조예 1
(5 중량부)Production Example 1
(5 parts by weight) 제조예 1
(20 중량부)Production Example 1
(20 parts by weight) 제조예 2
(5 중량부)Production Example 2
(5 parts by weight) 제조예 2
(20 중량부)Production Example 2
(20 parts by weight) 1Day1 Day 0.1%0.1% 0.2%0.2% 0.3%0.3% 0.2%0.2% 0.3%0.3% 2Day2Day 0.2%0.2% 0.5%0.5% 0.6%0.6% 0.5%0.5% 0.6%0.6%

상기 [표 1]에서와 같이 본 발명의 제조예 1 및 2에 따른 당화 촉진 조성물은 비투여구인 대조구와 비교하였을 때, 효소활성 효과가 2 ~ 3배가량 향상되었음 알 수 있다.As shown in Table 1, the saccharification-promoting compositions according to Preparation Examples 1 and 2 of the present invention showed an improvement in the activity of enzyme activity by 2 to 3 times as compared with the control, which is a non-administration group.

즉, 상기와 같이 효소 활성 효과가 증명됨에 따라 당화 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 특히 효소의 사용량을 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
That is, as described above, since the enzymatic activity effect is proved, it is possible to shorten the saccharification process, and in particular, it is possible to remarkably reduce the amount of enzyme used.

(2) 에탄올 농도
(2) Ethanol concentration

에탄올 농도는 농도측청기(모델명 : AL-21α/ 제조사 : ATAGO 사)로 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표 2]에 나타내었다.
The ethanol concentration was measured with a concentration-side instrument (model: AL-21α / manufacturer: ATAGO), and the results are shown in Table 2 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 0day0day 00 00 00 1day1day 1.63%1.63% 1.65%1.65% 1.12%1.12% 2day2day 2.44%2.44% 2.38%2.38% 1.41%1.41% 3day3day 3.62%3.62% 3.71%3.71% 2.20%2.20%

상기 [표 2]에서와 같이, 당화 공정에서 당화 촉진 조성물을 투입한 실시예 1, 2가 당화 촉진 조성물을 투입하지 않은 비교예 1에 비하여 에탄올의 농도가 높음을 고려할 때, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 효소 활성효과에 의해 에탄올의 생산효율 역시 향상되었음을 알 수 있다.
As shown in Table 2, considering that the concentration of ethanol is higher than that of Comparative Example 1 in which the saccharification-promoting composition is not added in Examples 1 and 2 in which the saccharification-promoting composition is added in the saccharification process, In Examples 1 and 2, the production efficiency of ethanol was also improved by the enzyme activity effect.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
As described above, the method of producing bio-ethanol using the saccharification-promoting composition according to the preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the above description and drawings. However, the present invention is merely illustrative and not limitative of the scope of the present invention It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

A100 : 전처리 공정
A200 : 당화 공정
A300 : 발효 공정A100: Pretreatment process
A200: Saccharification process
A300: Fermentation process

Claims (10)

바이오 매스를 절단하는 전처리 공정(A100); 상기 바이오 매스에 효소를 투입하여 다당류인 바이오 매스의 셀룰로스 성분을 효소 작용에 의해 단당류로 전환시키는 당화공정(A200); 및 상기 당화 공정(A200)을 거친 바이오 매스에 발효 미생물을 투입하여 발효시킴으로써 상기 단당류에서 에탄올을 생성하는 발효공정(A300);을 포함하는 바이오 에탄올의 생산방법에 있어서,
상기 당화공정(A200)에 당화 촉진 조성물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
A pretreatment step (A100) for cutting biomass; A saccharification step (A200) of converting the cellulose component of the biomass as a polysaccharide into a monosaccharide by enzymatic action by introducing an enzyme into the biomass; And a fermentation process (A300) for producing ethanol from the monosaccharide by introducing a fermenting microorganism into the biomass through the saccharification process (A200), the process comprising:
A method for producing bioethanol using a composition for promoting glycation, which comprises adding a saccharification-promoting composition to the saccharification process (A200).
제 1항에 있어서,
상기 당화 촉진 조성물은,
바이오 매스 100 중량부에 대하여, 5 ~ 20 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method according to claim 1,
The composition for promoting glycation,
Wherein the biomass is added in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the biomass.
제 1항에 있어서,
상기 당화 촉진 조성물은,
볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는,
볼(ball), 플레이크(flake) 또는 분말 형태의 슈퍼 옥사이드 생성 조성물인 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method according to claim 1,
The composition for promoting glycation,
A hydroxy radical-generating composition in the form of a ball, flake or powder,
Wherein the composition is a superoxide-generating composition in the form of balls, flakes or powders.
제 3항에 있어서,
상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은,
코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되,
상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고,
상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물이 고착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method of claim 3,
The hydroxy radical-
And a core coated with a shell,
Wherein the core is formed by fixing a superoxide-generating compound on the surface of the first silica precursor,
Wherein the shell is formed by fixing a transition metal compound on the surface of the second silica precursor.
제 3항에 있어서,
상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은,
코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되,
상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고,
상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물이 고착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method of claim 3,
The superoxide-generating composition may contain,
And a core coated with a shell,
Wherein the core is formed by fixing a superoxide-generating compound on the surface of the first silica precursor,
Wherein the shell is formed by fixing a calcium compound on the surface of the second silica precursor.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제 1 실리카 전구체는,
실리카졸로써, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method according to claim 4 or 5,
Wherein the first silica precursor comprises:
A process for producing bioethanol using a saccharide-accelerating composition, which comprises mixing 20 to 40% by weight of powdered silicon oxide (SiO 2 ) having a particle size of 0.2 to 1.0 μm with 60 to 80% by weight of water .
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은,
질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4), 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method according to claim 4 or 5,
The superoxide-generating compound may be,
A method for producing bioethanol using a glycation promoting composition, which comprises using at least two of them alone or in combination of silver nitrate (AgNO 3 ), chloride (AuCl 3 , HAuCl 4 ), or platinum chloride (PtCl 4 ).
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제 2 실리카 전구체는,
테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS), 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
The method according to claim 4 or 5,
Wherein the second silica precursor comprises:
(TEOS), methyltrimethoxysilane (MTMS), tetramethoxyorthosilicate (TMOS), tetraproctoxyorthosilicate (TPOS), tetrabutoxyorthosilicate (TBOS), tetra (TP), tetra (methylethylketoximo) silane, vinyloxymosilane (VOS), phenyltris (butanone oxime) silane (POS), and methyloxymosilane Wherein the composition is used in combination with a saccharification accelerating composition.
제 4항에 있어서,
상기 전이금속 화합물은,
철염 화합물 또는 구리염 화합물 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.
5. The method of claim 4,
The transition metal compound may be,
Wherein the saccharification accelerating composition is used alone or in combination of two or more thereof in the iron salt compound or the copper salt compound.
제 5항에 있어서,
상기 칼슘화합물은,
칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 당화 촉진 조성물을 이용한 바이오 에탄올의 생산방법.6. The method of claim 5,
The above-
Calcium oxide or calcium hydroxyoxide is used alone or in combination of two or more thereof.
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