초록 ▼

1. 국내 식물 바이오매스의 현황조사 및 미국재생에너지연구소(NREL)의 표준분석법(www.eere.energy./biomass/analytical_procedure. html)에 따라 HPLC를 이용한 바이오매스 시료의 표준물질 분석과 전자빔 처리조건에 따른 시료의 성분변화 분석
o 이론적 당화율의 수치에 영향을 미치는 당은 soluble한 형태로 존재하는 환원당이므로 용해된 환원당(주로 글루코오즈)을 확인해 본 결과 전처리에 의해 용출되는 환원당의 수치(평균 약 2g/l)는 무시해도 될정도임.
2. 전자빔 처리조건에

1. 국내 식물 바이오매스의 현황조사 및 미국재생에너지연구소(NREL)의 표준분석법(www.eere.energy./biomass/analytical_procedure. html)에 따라 HPLC를 이용한 바이오매스 시료의 표준물질 분석과 전자빔 처리조건에 따른 시료의 성분변화 분석
o 이론적 당화율의 수치에 영향을 미치는 당은 soluble한 형태로 존재하는 환원당이므로 용해된 환원당(주로 글루코오즈)을 확인해 본 결과 전처리에 의해 용출되는 환원당의 수치(평균 약 2g/l)는 무시해도 될정도임.
2. 전자빔 처리조건에 따른 셀룰라제에 의한 소화성 비교
o 기존의 물리화학적 전처리를 살펴보면 리그노셀룰로스의 구조자체가 와해되어 그 형태성이 나타나지 않음으로 여러 부산물들이 혼재되어 있는 반면 전자빔 전처리 효과에서는 구조자체의 큰 변화없이 효소적 당화율에 필요한 효소 작용 표면적만을 증가시키는 것을 알 수 있음. CrI는 상대적인 값으로 리그노셀룰로스의 셀룰라제에 의한 효소적 당화율에 해당하는 값과 일반적으로 회귀분석시 일정한 상관관계를 이루게 됨.
o 전처리를 하지 않고 효소의 양을 늘림으로서 리그노셀룰로스의 효소적 당화율 향상을 기대하기는 어렵다는 것을 한 눈에 알 수 잇는 유용한 그림임. 셀룰라제 및 베타-글루코시다제의 농도를 무려 120FPU 까지 증가를 시켰음에도 이론적 당화율은 거의 증가되지 않았음. 따라서 식물성 바이오매스로부터 알코올을 생산하기 위한 당을 생산하기 위한는 당화를 위해서는 반드시 전처리 공정이 선행되어야 함.

Abstract ▼

The feasibility of using electron beam irradiation (EBI) as a pretreatment process to increase the enzymatic digestibility of lignocellulosic biomass by cellulose hydrolysis enzymes. Depending on strength of the EBI, the pretreated rice straw by EBI demonstrated the different magnitudes physical and

The feasibility of using electron beam irradiation (EBI) as a pretreatment process to increase the enzymatic digestibility of lignocellulosic biomass by cellulose hydrolysis enzymes. Depending on strength of the EBI, the pretreated rice straw by EBI demonstrated the different magnitudes physical and chemical changes. In particular, the EBI pretreatment resulted in an increase of enzyme digestibility using cellulose hydrolysis enzymes (Trichoderma reesei cellulase and Aspersillus niger beta-glucosidase). However, there was no significant change in the carbohydrate and lignin composition of the rice straw after the pretreatment by EBI. The optimum EBI pretreatment condition (1 MeV-80 KGy) yielded 8.6 fold improvement in enzymatic digestibility compared to that of the control which was not pretreated at all. The possible causes of the enhanced the enzyme digestibility were further investigated by using scanning electron microscope (SEM) and X-.ay diffraction. The relation between crystallinity index (CrI) and enzyme digetibility indicates strong correlation by giving an $R^2$ value of 0.9052. When certain EBI pretreatment conditions such as 1 MeV-92.4 KGy, 1.5 MeV-92.4 KGy and 2 MeV-92.4 KGy were excluded, the CrI and enzyme digestibility yielded a higher $R^2$ value of 0.9555. The three dimensional plot established by the relations of enzyme digestibility, electron beam energy, and irradiation dose successfully indicated the optimum ranges of EBI pretreatment conditions for achieving the maximum value of enzyme digestibility.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...28
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...33
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...44
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...49
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...59
• 제 7 장 참고문헌...64