Strain improvement by CSTR culture and ethanol production from seaweed, Undaria pinnatifida

Abstract

화석에너지의 고갈에 대한 우려와 지구온난화 등의 환경문제가 전 세계적으로 부각됨에 따라 바이오에너지에 대한 관심이 증대되고 있다. 이 중 무공해 청정대체에너지로 주목받고 있는 바이오에탄올의 생산은 고유가시대에 있어 매우 중요한 부분으로 그 생산량이 증가하고 있다. 해조류는 당질계, 목질게에 이은 제 3세대 바이오매스로서 이 중 갈조류는 성장이 빠르고, 단위 면적당 생산성이 매우 높으며 탄수화물 함량이 높기 때문에 우리나라에 적합한 바이오매스로서 각광받고 있다. 따라서, 본 연구에서는 미역을 바이오매스로 한 산촉매 열 가수분해 조건의 최적화와 연속배양을 통한 균주개량을 통해 바이오에탄올 생산을 수행하였다. 당화최적화를 위하여 75mM H2SO4를 13% (w/v)의 슬러리 파우더에 60분간 처리하여 총 28.65 g/L의 단당을 얻을 수 있으며, 산촉매만으로 42.3%의 당화수율을 달성할 수 있었다. 효모의 단당류 이용효율을 높이기 위하여 고염에서도 활성을 가지는 균주를 연속배양 하였다. 인위적으로 염(NaCl)을 추가시킨 배지에서 Pichia angophorae KCTC 17574를 배양시켰으며, 90psu에서 연속배양한 Pichia angophorae KCTC 17574를 산촉매 열가수분해 한 슬러리액에서 배양하였을 때 9.4 g/L의 바이오에탄올을 생산하여 총 탄수화물에서 이론적 수율의 27.3%를 달성하였다. 해조류를 이용한 바이오에탄올 생산은 당화 및 발효를 통한 공정의 확립이나 연구가 미약한 실정으로 본 연구결과는 해조류 미역(Undaria pinnatifida)을 이용한 바이오에탄올 생산에 있어 산업적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.