식품산업에서 폐기물의 양을 최소화하고 부산물을 재활용하는 것은 공정단가를 낮추는 중요한 과정이다. 식품첨가물로 많이 사용되는 구연산은 주정증류폐수를 발효처리하는 과정에서 얻을 수 있으며, 폐수처리와 더불어 구연산을 생산할 수 있는 공정을 개발하기 위해서 앞으로 많은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 타피오카 주정증류 폐기물을 발효기질로 해서 A. niger 균주를 이용해 다양한 환경에서 발효하여 구연산을 생산하는 공정에 대한 기초 연구를 수행하였다.
<p>식품 및 농작물 쓰레기 등과 같은 폐기물을 이용한 생물전환기술은 폐자원의 재활용이라는 측면에서 그 의의가 크다고 생각된다. 식품산업에서 폐기물의 회수는 폐기처리에 따르는 폐기물의 양을 최소화시키고자 하는 노력과 부산물을 재활용함으로써 공정단가를 낮춤으로 인하여 그 중요성이 대단히 크다. 식품첨가물로 많이 사용되는 구연산은 발효방법에 의해 대량생산되는 대표적인 제품이다. 구연산은 TCA (tricarboxylic acid) 회로의 중간체로서 레몬쥬스에서 분리되어 calcium citrate로 결정화되기 시작했으며, 뛰어난 감미성 때문에 식품가공업 및 약제산업 등에 그 이용가치가 매우 뛰어나다. 구연산의 생산은 주로 곰팡이, 효모, 박테리아 등의 미생물을 이용한 발효 방법이 널리 쓰이고 있다. 그 중에서도 Aspergillus niger를 이용한 방법이 널리 쓰이고 있다. 구연산 발효에 주로 이용되는 A. niger 계통의 fungi는 균사를 고정화하여 배양액 중에 균사의 suspension을 억제하고 또한 균체를 고농도로 하여 생산성을 높일 수 있는 방법도 있다. Suh 등에 의한 주정증류폐수 처리로 부터 구연산 발효에 대한 연구가 있었다. 주정공장에서 나오는 주정증류 폐기물은 고농도의 유기물질을 함유한 폐수로서 이러한 고농도의 폐수를 자연의 자정능력에 맞게 처리하기에는 수질오염 방지시설이나 운전비에 과다한 비용이 요구된다. 또한 공장이 도심지에 위치한 경우에는 수질오염 방지시설을 위한 폐수처리 부지 확보의 어려움 등으로 인하여 산업체에서는 이를 완벽하게 처리하지 못하므로 중대한 환경오염의 원인이 되고 있다. 또한 이들 폐기물을 이용한 발효공정의 개발이 폐기물의 양을 줄이고 부산물로 구연산을 얻을 수 있기 때문에 연구가 진행되고 있으나 아직까지 산업체에서 응용되지는 않고 있으므로 앞으로 이에 대한 많은 연구가 필요하다. 그리고 구연산 생산의 경제성을 높이기 위한 연구들도 많이 있지만 이러한 폐기물에는 미생물이 분해하기 힘든 질소, 인 등을 함유한 난분해성 유기물과 구연산 발효에 나쁜 영향을 미치는 것으로 알려진 금속이온들이 존재하고 있다. 그래서 Cocker 등은 발효기질에 따라 차이는 있지만 구연산생산 뿐만 아니라 균체증식에 미량의 금속이온이 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 주정공장에서 배출되어 주된 수질오염원이 되고 있는 타피오카 주정증류 폐기물을 발효기질로 해서 A. niger 균주를 사용하여 진탕배양기에서 배양온도, 초기 \(\mathrm{pH}\), \(\mathrm{NH}_{4} \mathrm{NO}_{3} \)농도, \( \mathrm{KH}_{2} \mathrm{PO}_{4} \)농도, \( \mathrm{Mn}^{2+} \)농도 및 저분자 알코올류의 첨가물에 따른 구연산 생산의 영향 등의 제반 고찰을 통하여 주정 중류 폐기물의 양을 줄이는 동시에 구연산을 생산시킴으로서 폐수처리와 더불어 구연산을 생산하는 공정의 개발에 대한 기초 연구를 수행하였다.</p>