초록 ▼

□ 개발 목적 및 필요성
산업 폐기물인 폐글리세롤을 활용하여 고부가가치 대체원료를 생산하는 기술은 환경적인 측면 뿐만 아니라 바이오디젤 산업의 경쟁력 확보 차원에서도 매우 중요하다. 고기능 섬유의 원료 물질인 1,3-프로판디올은 폐글리세롤로부터 생산될 수 있는 대표적인 대체원료물질로서, 현재 전량을 외국으로부터 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이에 본 연구과제에서는 대사공학 기술을 응용하여 미생물 세포공장을 개발한 후, 이를 이용한 1,3-프로판디올의 효율적인 생산 공정 기술을 개발함으로써 국내의 독자적인 기술을 확보하고자 한

□ 개발 목적 및 필요성
산업 폐기물인 폐글리세롤을 활용하여 고부가가치 대체원료를 생산하는 기술은 환경적인 측면 뿐만 아니라 바이오디젤 산업의 경쟁력 확보 차원에서도 매우 중요하다. 고기능 섬유의 원료 물질인 1,3-프로판디올은 폐글리세롤로부터 생산될 수 있는 대표적인 대체원료물질로서, 현재 전량을 외국으로부터 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이에 본 연구과제에서는 대사공학 기술을 응용하여 미생물 세포공장을 개발한 후, 이를 이용한 1,3-프로판디올의 효율적인 생산 공정 기술을 개발함으로써 국내의 독자적인 기술을 확보하고자 한다.

□ 연구개발 결과
• 대사공학 기술을 응용하여 폐글리세롤로부터 1,3-프로판디올을 높은 농도로 생산하는 미생물 균주와 공정 개발
• 화학반응을 통하여 미생물 배양액으로부터 부산물을 효과적으로 제거하는 기술을 개발
• 확보한 1,3-프로판디올 생산 기술 수준은 현재까지 문헌상으로 보고된 것과 비교해 최고 수준인 것으로 확인
• 개발기술과 관련하여 다수의 국내외 특허 출원, 등록 하였으며 SCI논문 8편을 발표
• 참여기업으로 1,3-프로판디올 생산 관련 기술이전

□ 성능사양 및 기술개발 수준
• 대사공학 기술을 응용하여 폐글리세롤로부터 1,3-프로판디올을 세계적 수준의 높은 농도, 생산성 (100g/L 이상, 3.38g/L/h)으로 생산하는 미생물 균주와 공정 개발

□ 활용계획
• 자체적인 1,3-프로판디올 생산 산업균주 및 공정을 이용하여 국내 PTT 폴리머 시장 진입을 가능할 것으로 기대되며, 국내 바이오오일 및 바이오디젤 산업과 연계한 1,3-프로판디올/PTT 폴리머 사업 추진
• 바이오오일 산업이 활발한 말레이시아, 인도네시아 등으로 해외 기술 수출 및 현지 사업화 추진

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Results
1. Development of microorganism strain and production process that produce 1,3-propanediol with a high concentration process development using metabolic engineering technology
2. Technique development of technique to remove by-product from microorganism culture medium through the c

IV. Results
1. Development of microorganism strain and production process that produce 1,3-propanediol with a high concentration process development using metabolic engineering technology
2. Technique development of technique to remove by-product from microorganism culture medium through the chemical reaction
3. 1,3-propanediol production technology is founded to be the highest level compared to those reported research to date (1,3-propanediol 100g/L or more, 3.33g/L/h)
4. Completed a number of domestic and foreign technology patent applications and registration in relation to production technology. Presentated eight research papers (SCI) in total
5. 1,3-propanediol production-related technology transfer as participating companies

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• 목차 ... 10
• 그림목차 ... 12
• 표목차 ... 17
• 제1장 서론 ... 20
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 20
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 20
• 2. 연구개발대상 기술의 차별성 ... 24
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 28
• 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 34
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 34
• 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 34
• 3. 연도별 추진체계 ... 35
• 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 36
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 36
• 1. 선행연구결과 ... 36
• 가. K. pneumoniae MGH78578 균주에 의한 폐글리세롤로부터 1, 3-프로판디올의의 생산 ... 36
• 나. 반응표면분석법을 이용한 1, 3-프로판디올 생산 조건 최적화 ... 36
• 다. K. pneumoniae MGH78578 균주의 유전공학 기술 개발 ... 39
• 라. 1, 3-프로판디올 생산 K. pneumoniae 산업 균주 개발 전략 ... 42
• 2. 1, 3-프로판디올 생산균주 개량 ... 43
• 가. 1, 3-프로판디올 생산 효소 유전자 과발현 ... 43
• 나. 조효소 NADH 공급 대사 ... 62
• 다. 경쟁대사 억제 ... 103
• 라. 다당체 결손 균주 개발 ... 127
• 마. 포도당 내성 (Carbon catabolite repression) 결손 균주 개발 ... 141
• 바. 전통육종법에 의한 균주 개발 ... 148
• 3. 발효공정 개발 ... 154
• 가. 글리세롤 발효 산화경로 차단 변이균주 발효공정 연구 ... 154
• 나. 젖산 결손 변이균주 발효공정 연구 ... 172
• 다. 2,3-부탄디올 결손 변이균주 발효공정 연구 ... 190
• 4. 정제공정 개발 ... 227
• 가. 1,3-프로판디올 분리 정제 기술 개발 ... 227
• 5. 1,3-프로판디올 생산 경제성 분석 ... 236
• 가. 시장규모 ... 236
• 나. 경제성 ... 237
• 다. 사업화 전략 ... 241
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 242
• 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 245
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 245
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 250
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 251
• 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 251
• 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 252
• 제3절 연구개발결과의 보안등급 ... 253
• 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 254
• 제5장 참고문헌 ... 255
• 부 록 ... 262
• 끝페이지 ... 330