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연구개요
본 연구는 국내에서 발생하는 감귤 부산물을 유용 자원으로 전환하기 위한 바이오리파이너리 플랫폼을 구축하여 국내 소재산업의 원천기술 확보를 최종 목표로 함.
본 연구의 세부 목표는 (1) 감귤 과피에 함유된 플라바논을 효과적으로 추출하기 위해 배당체 가수분해 시스템을 구축하는 단계, (2) 다효소 복합체의 재사용 시스템 도입과 효소 반응을 최적화하는 단계, (3) 추출된 플라바논을 지방산과의 아실화 반응을 통해 안정성 및 항균 활성이 향상된 플라바논 구조체를 합성하는 단계, (4) 추출 후 발생하는 고형 부산물을

연구개요
본 연구는 국내에서 발생하는 감귤 부산물을 유용 자원으로 전환하기 위한 바이오리파이너리 플랫폼을 구축하여 국내 소재산업의 원천기술 확보를 최종 목표로 함.
본 연구의 세부 목표는 (1) 감귤 과피에 함유된 플라바논을 효과적으로 추출하기 위해 배당체 가수분해 시스템을 구축하는 단계, (2) 다효소 복합체의 재사용 시스템 도입과 효소 반응을 최적화하는 단계, (3) 추출된 플라바논을 지방산과의 아실화 반응을 통해 안정성 및 항균 활성이 향상된 플라바논 구조체를 합성하는 단계, (4) 추출 후 발생하는 고형 부산물을 탄화소재로 전환하는 단계, (5) 탄화소재와 아실화된 플라바논 복합체를 3차원 다공성 지지체에 코팅하고 이를 항균 필터로 활용 및 평가하는 단계로 구성됨.

연구 목표대비 연구결과
[1차년도 목표] 플라바논 추출 향상 및 아실화를 위한 효소 시스템 구축
- 활용 대상 바이오매스(감귤 과피)에 대한 기초연구
- 플라바논 추출 향상을 위한 배당체 가수분해시스템 구축
- 플라바논의 아실화를 위한 고정화 지질분해효소 개발
달성결과: 대조군보다 최대 8.6배 향상된 헤스페리딘 추출 효율 달성 및 플라바논아실화를 위한 상용화 수준의 고정화 효소 개발 (논문 5편)
[2차년도 목표] 효소 재사용 시스템의 도입 및 추출 잔여물로부터 탄화소재 개발
- 효소 재사용 시스템을 활용한 배당체 가수분해
- 고정화된 지질분해효소가 적용된 아실화 반응시스템 구축
- 플라바논 추출 후 잔여 고형물질의 탄화소재 전환
달성결과: 효소 재사용 시스템이 도입된 배당체 가수분해 시스템 구축 및 아실화된 플라바논을 결합하기 위한 바이오차 개발 (논문 5편, 특허출원 2건)
[3차년도 목표] 아실화된 플라바논이 결합된 3차원 기능성 탄소구조체 개발 및 응용
- 고정화 효소를 이용한 추출된 플라바논의 아실화
- 탄화소재로부터 다공성 3차원 구조체 개발
- 3차원 구조체로부터 기능성 필터 개발
달성결과: 개발된 고정화 효소를 활용한 감귤 과피 유래 헤스페리딘 에스터 합성 및 항균 효능이 공인 인증된 기능성 필터의 개발 (논문 10편)

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
[학문적/기술적 측면]
- 학계에서 주목하고 있는 다음 세대 (4세대) 바이오매스의 기초연구뿐만 아니라 신소재 개발 및 응용까지 연구 결과물을 국제저명학술지에 게재하고 지식재산권을 확보할 수 있음.
- 효소를 활용하는 생물전환공정은 부반응물을 거의 발생시키지 않고 에너지 투입이 낮은 환경친화적인 미래형 기술이며, 기존의 화학 공정들을 대체할 수 있는 큰 잠재력을 지님.
[경제적/산업적 측면]
- 플라바논은 강력한 항균, 항산화 등의 효과를 바탕으로 기능성 소재뿐만 아니라 고부가가치 의약품, 식품 및 화장품 시장에서 큰 잠재성을 갖는 중요한 물질임.
- 본 연구를 통해 개발될 기능성 바이오 소재 및 3차원 탄소구조체는 경제적이고 매우 효과적인 항균 물질로서 기능성 필터 수요를 충족시킬 것으로 기대함.
[사회적 측면]
- 폐기물을 중요한 자원으로 전환함으로써 환경 개선에 기여함과 동시에 국가 소재산업의 원천기술 확보에 기여할 수 있음.
- 본 연구 과제의 지원을 통해 바이오 R&D 및 산업현장에 필요한 전문 인력을 양성할 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구개발과제의 최종목표 및 내용 ... 4
• 1.2. 연구개발과제의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 43