초록 ▼

□ 연구개요
① 해조류를 이용한 친환경 바이오에너지 생산을 위한 연구
- 주요 착안점 : 대체에너지 자원 중 해조류를 이용한 친환경 바이오 에너지에 대한 연구임. 해조류는 성장시 이산화탄소를 소모하고 성장이 빠르고 경작지를 필요로 하지않는다는 장점이 있음.
② 전처리, 효소당화를 통한 단당 획득 최적화
- 주요 착안점: 열산 가수분해를 통해 1차적으로 다당을 단당으로 분리하고, 2차적으로 상업 효소를 사용하여 단당을 얻는 최적 조건의 확립. 이에 최적의 산과 처리온도, 처리시간, 슬러리 농도 등의 최적 조건을

□ 연구개요
① 해조류를 이용한 친환경 바이오에너지 생산을 위한 연구
- 주요 착안점 : 대체에너지 자원 중 해조류를 이용한 친환경 바이오 에너지에 대한 연구임. 해조류는 성장시 이산화탄소를 소모하고 성장이 빠르고 경작지를 필요로 하지않는다는 장점이 있음.
② 전처리, 효소당화를 통한 단당 획득 최적화
- 주요 착안점: 열산 가수분해를 통해 1차적으로 다당을 단당으로 분리하고, 2차적으로 상업 효소를 사용하여 단당을 얻는 최적 조건의 확립. 이에 최적의 산과 처리온도, 처리시간, 슬러리 농도 등의 최적 조건을 확립함.
③ 바이오에탄올 생산 향상 위한 대사 능력 향상시킨 재조합 효모 균주 개발 연구
- 주요 착안점: CRISPR Cas 9 기반 마커프리 유전체 편집기술을 이용해 바이오에탄올 발효균주 개발하여 글루코스 이외의 단당의 대사를 높이는 것이 중요한 목표임.
④ 다양한 균주의 사용과 순치 기술로 에탄올 수율 향상에 관한 연구
- 주요 착안점 : 에탄올을 효과적으로 생산하기 위한 균주를 찾는 것부터 해당 균주가 단당을 모두 소모할 수 있도록 적응 진화 시키는 것을 통한 수율 향상

□ 연구 목표대비 연구결과
해조류에 포함된 다당을 단당으로 분해하기 위해 열산가수분해를 사용하였다. 다양한 산을 사용해 파라미터의 최적 조건을 확립하므로서 단당으로 효율적으로 분해할 수 있었고, 효소당화를 통해 완전히 분해되지 못한 다당을 단당으로 분해할 수 있었다. 화학적인 공정이 아닌 생물학적 공정으로 에탄올 수율을 향상시키기 위해 발효균주에 대한 탐구가 필요했다. 균주마다 특성이 조금씩 상이하나 대체적으로 글루코스는 잘 소모하는 반면, 갈락토스나 만니톨, 자일로스 등의 단당을 잘 소모하지 못하는 패턴을 보였다.
이를 해소하기 위해 고농도의 가혹 환경하에서 적응진화시켜 다른 단당도 잘 소모할 수 있어 수율이 향상되었다. 그러나 순치에도 수율의 한계가 있어 목표 수율을 달성하기 위한 다른 방안으로 균주 자체의 유전자를 재조합하는 방법을 사용하였다. 이는 적응 진화한 균주와 다르게 재조합된 특성을 유지할 수 있고 수율도 높은 것으로 나타났다. 다양한 접근을 통해 균주로부터 생산하는 에탄올 수율을 향상시킬 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
해조류마다 각기 다른 전처리 최적 조건을 확립하여 효과적으로 단당을 획득할 수 있게 되었다. 다양한 해조류에서 가장 에탄올 생산이 높은 군을 밝혀, 다양한 파라미터의 조건에서 최적의 전처리 조건을 확립하는 것이 가수분해 실험에 대한 기본 자료가 될 수 있다. 이는 해조류 전처리에만 국한된 연구가 아닌 다른 바이오매스에도 충분히 적용 가능할 것이라고 판단된다. 그리고 상업효소가 어떤 영향을 미쳐 다당을 단당으로 만들 수 있는지, 각기 효소에 따른 효율을 밝혀 후속 연구에 근거 자료로 사용할 수 있다. 그리고 이렇게 얻어진 당들을 화학적인 처리가 아닌 생물학적인 공정을 통해 친환경적으로 바이오 에탄올을 생산할 수 있다. 다양한 균주의 사용으로 각기 균주마다 상이한 에탄올 수율을 구할 수 있었고, 이를 적응진화나 재조합균주로 수율 향상을 꾀할 수 있었다. 특히, 재조합 균주는 에탄올 생산 프로토콜에 변화를 주어 지속적인 에탄올 수율을 달성할 수 있었다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) Hyper Thermal acid hydrolysis 전처리 최적화 ... 4
• 2) 해조류 및 폐해조류에 포함된 다양한 해조류 혼합물의 통합적인 당화기술 개발 ... 7
• 3) 발효 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 18
• 끝페이지 ... 24