초록 ▼

● 핵심기술:
유전자조작을 통한 균주개량 및 발효공정의 최적화로 보다 높은 효율로 이타콘산 생산.(최종 81 g/L생산)
● 최종목표:
균주의 특성 향상 및 발효 조건의 최적화를 통해 이타콘산 생산성(volumetiric productivity) 및 최종 생산물 농도를 높이고(> 0.74g/L/hr, > 80 g/L), 이타콘산 수율을 향상시키며(> 70%), 분리/정제 공정 성능 최적화를 통해 이타콘산 회수율 및 순도를 높이고자함 (> 60%, > 90%). 기존공정대비 35%이상의 에너지사용량 절약형 통합공정개발

● 핵심기술:
유전자조작을 통한 균주개량 및 발효공정의 최적화로 보다 높은 효율로 이타콘산 생산.(최종 81 g/L생산)
● 최종목표:
균주의 특성 향상 및 발효 조건의 최적화를 통해 이타콘산 생산성(volumetiric productivity) 및 최종 생산물 농도를 높이고(> 0.74g/L/hr, > 80 g/L), 이타콘산 수율을 향상시키며(> 70%), 분리/정제 공정 성능 최적화를 통해 이타콘산 회수율 및 순도를 높이고자함 (> 60%, > 90%). 기존공정대비 35%이상의 에너지사용량 절약형 통합공정개발.
● 개발내용 및 결과:
이타콘산 생합성과 관련된 mstE 및 CAD유전자 재조합으로 고생산성의 산업균주를 개발하였음. 실험실 규모에서(5~50L) 생산공정 제어기술 및 발효공정을 통하여 81g/L의 이타콘산을 생산, 분리정제공정을 통하여 회수율 61%, 순도95%이상의 이타콘산을 회수하여 바이오매스 유래의 원료물질로부터 중간화학원료물질인 이타콘산 생산을 위한 발효, 분리정제 회수 등의 단위공정의 최적화 조건을 도출함과 동시에 기존공정 대비 37%이상 에너지 사용량절감이 가능한 통합공정을 설계하였음.
●기술개발배경:
화석연료에 의존하고 있는 국내 산업을 혁신적으로 지속성장이 가능한 산업으로 변모시키기 위해 산업 바이오 기술에 기반을 둔 바이오리파이너리(biorefinery) 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 이타콘산은 미국 에너지성(US DOE)이 발표한(2004년 8월) 미래의 대체 화학물질들 중 석유화학 모델, 화학적 자료, 시장 데이터, 특성, 효율성 등을 반복적으로 검토한 후 선정한 30개의 잠재적인 후보군에 포함되어 있음. 친환경 및 에너지 절감형 생물공정을 개발, 다양한 고부가가치 화학소재를 생산하여 이와 관련한 기존의 화학공정을 대체하는 에너지절약형 신공정 개발이 시급한 실정임.
● 핵심개발기술의 의의:
바이오매스 유래 화학소재 생산 공정 및 기술은 아시아에서 아직 본격적으로 정착하지 못한 상태이며, 바이오리파이너리 기술의 국내 산업의 지속가능 발전 및 기후변화협약에 대응하기 위한 에너지자원 기술력에 기여할 것으로 판단되며, 고생산성 균주개발, 이타콘산 생산공정의 핵심 기술 등은 타 고등균류 발효 기반 기술의 성능 및 경제성 향상을 위해 활용될 수 있음.
● 적용분야:
이타콘산 생산기술은 기존의 고분자합성 및 의약품등 고부가가치 화학소재로 전환을 위해 사용될 수 있으며, 고분자 중합기술과 화학전환을 사용하여 새로운 물성을 지닌 고분자재료 생산에 활용할 수 있을 것으로 판단됨

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 6
• 목차 ... 10
• 제 1 장. 서 론 ... 11
• 제 1 절 과제의 개요 ... 11
• 제 2 절 국내 ․ 외 관련 기술의 현황 ... 16
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적 ․ 경제적 파급 효과 ... 21
• 제 2 장. 과제 수행의 내용 및 결과 ... 25
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 25
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 27
• 제 3 절 유형적 발생품 구입 및 관리 현황 ... 34
• 제 3 장. 주요 연구 개발 실적 및 사업화 계획 ... 35
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 35
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 36
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 66
• 1. 기술개발 추진방법전략 ... 66
• 2. 기술개발팀 편성도 ... 67
• 3. 기술개발 추진체계 ... 67
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 68
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 71
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 72
• 부 록 : 시험성적서, 도면, 설계도 등 ... 73