본 연구에서는 비순치 C. lusitaniae를 활용한 발효 실험을 진행하였다. 이는 30도, 200rpm에서 72시간 동안 발효하였고, 그 결과 저해물질인 HMF는 모두 감소하였다. 하지만, 에탄올 수율은 0.23로 상대적으로 낮았다. 고농도 갈락토스에 순치를 한 C. lusitaniae는 72시간에 4.4g/l의 환원당을 남기며, HMF도 모두 감소하였다. 또한, 홍조류인 E. denticulatum을 이용한 초고온열가수분해, 효소당화 및 에탄올 발효 수율 향상을 검토하였고, 기존의 혼합당의 흡수 효율을 높이기 위해 고농도 당 순치를 수행하였다. 이러한 연구 결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오연료의 효율적인 생산방법을 제안한다.
<h2>효모를 이용한 에탄올 발효</h2> <p>에탄올 발효는 \( 12 \%( \mathrm { w } / \mathrm { v } ) \) E. denticulatum 가수분해산물과 C. lusitaniae 균주를 이용하여 \( 250 \mathrm { ml } \) 플라스크 안에 \( 100 \mathrm { ml } \) working volume으로 분리당화 발효를 실시하였다. Fig. 4A는 비순치 C. lusitaniae를 \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } , 200 \mathrm { rpm } \)으로 72시간 동안 발효한 결과이며, 36시간에 저해물질인 HMF은 모두 감소하였다. 또한 48시간부터 균 성장에 따라 흡수되던 환원당이 점점 감소되는 것을 알 수 있었다. 분리당화발효로 72시간에 \( 10.1 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 에탄올을 생산하였으며, 에탄올 수율은 0.23로 낮은 수율을 나타내었다.</p> <p>Fig. 4B는 고농도 galactose에 순치를 한 C. lusitaniae를 \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } , 200 \mathrm { rpm } \)으로 72시간 동안 발효한 결과이며, 72시간에 \( 4.4 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 환원당을 남겨 놓고 모두 소비되었으며, 저해물질인 HMF도 모두 감소하였다. 분리당화발효로 72시간에 \( 18.1 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 에탄올이 생산되었으며, 에탄올 수율은 0.45로 나타났다.</p> <p>Lee와 Lee는 갈조류로부터 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 \( 2.7 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 바이오에탄올을 생산하였으며, Tan과 Lee는 macroalgae cellulosic residue (MCR)로부터 동시당화발효를 통해 \( 14.1 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 바이오에탄올을 생산한 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구에서 해조류를 이용한 분리당화발효는 바이오에탄올 생산에 있어서 기존에 알려진 바이오에탄올 생산 수율보다 높게 나타난 것으로 판단된다.</p> <h1>결 론</h1> <p>해조류 중 홍조류인 E. denticulatum로부터 분리당화발효를 위한 초고온열가수분해, 효소당화 및 에탄올 발효 수율 향상을 검토하고, 기존의 혼합당의 흡수 효율을 높이기 위해 고농도 당 순치를 수행하였다. 초고온 열가수분해는 \( 90 \mathrm { mM } \)의 인산을 이용하여 \( 12 \%( \mathrm { w } / \mathrm { v } ) \)의 E. denticulatum 슬러리, 10분 동안 \( 150 ^ {\circ } \mathrm { C } \)의 온도에서 열가수분해를 수행하였다. 또한 비순치 효모와 고농도 갈락토오스에 순치한 효모를 이용한 분리당화발효를 실시한 결과 발효 72시간에 \( 10.1 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 에탄올 수율 0.23과 \( 18.1 \mathrm { g } / \mathrm { l } \)의 에탄올 수율 0.45을 나타내었다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오연료의 효율적인 생산방법을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.</p>