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라채훈(Chae Hun Ra),선우인영(In Young Sunwoo),김성구(Sung-Koo Kim) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.8
해조류는 성장이 빠르고, 낮은 경작지 사용, 높은 이산화탄소 흡수 및 식량자원과 경쟁하지 않는 장점이 있다. 따라서 리그닌이 없는 해조류 사용은 바이오에탄올 생산을 위한 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 산 촉매 열가수분해 전처리법은 해조류로부터 높은 단당을 획득할 수 있는 경제적인 방법 중 하나이다. 고온 전처리 조건들에서 3,6-anhydrogalactoe는 저해물질인 HMF로 전환되는데, 이 저해물질은 세포 성장과 에탄올 생산을 저해한다. 따라서 바이오에탄올을 생산하기 위해 해조류의 탄수화물을 분해할 때는 높은 단당 수율과 낮은 저해물질 생성을 하는 효과적인 전처리 방법이 필요하다. 혼합 당을 이용한 에탄올 발효의 효율을 향상시키기 위해, 고농도 당에 순치한 효모는 혼합 당의 사용을 통해 해조류를 이용한 바이오 에탄올의 생산을 가능하게 한다. Seaweed has high growth rate, low land usage, high CO2 absorption and no competition for food resources. Therefore, the use of lignin-free seaweed as a raw material is arising as a third generation biomass for bioethanol production. Various pretreatment techniques have been introduced to enhance the overall hydrolysis yield, and can be categorized into physical, chemical, biological, enzymatic or a combination. Thermal acid hydrolysis pretreatment is one of the most popular methods to attain high sugar yields from seaweed biomass for economic reasons. At thermal acid hydrolysis conditions, the 3,6-anhydro-galactose (AHG) from biomass could be converted to 5-hydroxymethylfurfural (HMF), which might inhibit the cell growth and decrease ethanol production. AHG is prone to decomposition into HMF, due to its acid-labile character, and subsequently into weak acids such as levulinic acid and formic acid. These inhibitors can retard yeast growth and reduce ethanol productivity during fermentation. Thus, the carbohydrates in seaweed require effective treatment methods to obtain a high concentration of monosaccharides and a low concentration of inhibitor HMF for ethanol fermentation. The efficiency of bioethanol production from the seaweed biomass hydrolysate is assessed by separate hydrolysis and fermentation (SHF). To improve the efficiency of the ethanol fermentation of mixed monosaccharides, the adaptation of yeast to high concentration of sugar could make simultaneous utilization of mixed monosaccharides for the production of ethanol from seaweed.
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