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- 저자 : 상병인(Byoung-In Sang) (검색결과 22 건)
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초청 총설 : 바이오에너지 및 바이오화학원료인 C4-C6 생산
김병천 ( Byung Chun Kim ),이성철 ( Sung Chul Yi ),상병인 ( Byoung In Sang ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.5
석유자원의 고갈이 에너지 및 화학원료물질로 재생 가능한 바이오매스의 이용성을 증가시키고 있다. 본 총설에서는 바이오에너지 및 바이오화학원료인 C4-C6 생산에 관해 논하고자 한다. 주요한 C4 물질인 n-butanol과 n-butyric acid를 다량 생산하는 미생물은 Clostridium tyrobutyricum, Clostridium beijerinckii, Clostridium acetobutylicum이다. 대표적인 C6 물질인 n-hexanoic acid는 Clostridium kluyveri와 Megasphaera elsdenii가 다량 생산한다. 미생물 발효에 의해 보고된 n-butanol, n-butyric acid, n-hexanoic acid의 최대 생산량은 각각 21, 55, 19 g/L이었다. 배양과정에서 이들 생산물의 제거는 최종산물억제의 감소로 미생물에 의한 n-butanol, n-butyric acid, n-hexanoic acid의 생산량을 증가시켰다. 특히 C6 물질인 n-hexanoic acid는 n-hexanol로 될 수 있는 고 부가가치 물질로 생물학적 생산 연구가 꾸준히 진행 중인데, 신규한 미생물인 Clostridium sp. BS1은 galactitol을 이용하여 5 g/L의 n-hexanoic acid를 생산하였다. Depletion of petroleum increased the need of alternative energy and chemical resources. Biomass, a renewable resource, can be transformed to bioenergy and biomaterials, and the materials from biomass will ultimately substitute petroleum based energy and chemical compounds. In this perspective, production of C4-C6 compounds for bioenergy and biomaterials are described for understating of current research progress. n-Butanol and n-butyric acid, the major C4 compounds, are produced by Clostridium tyrobutyricum, Clostridium beijerinckii, and Clostridium acetobutylicum. n-Hexanoic acid, a typical C6 compound, is produced by Clostridium kluyveri and Megasphaera elsdenii. Reported maximum amount of n-butanol, n-butyric acid and n-hexanoic acid was 21, 55, and 19 g/L, respectively, and extraction of these C4-C6 compounds are induced increase production by those anaerobic bacteria. In addition, a new bacterium Clostridium sp. BS-1 produced 5 g/L of n-hexanoic acid using galactitol.
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유기용매와 이온성액체를 이용한 바이오 부탄올 추출발효 용매 선정 평가
조민옥(Min Ok Cho),이선미(Sun-Mi Lee),상병인(Byoung-In Sang),엄영순(Youngsoon Um) 한국생물공학회 2009 KSBB Journal Vol.24 No.5
본 연구에선 바이오부탄올 생산을 위한 추출발효에 적용하고자 부탄올 추출에 효율적이고 미생물에 독성을 주지 않는 적합한 추출용매를 선정하고자 하였다. 추출 용매를 선정하기 위하여 부틸 부틸레이트, oleyl alcohol, 친환경 용매인 소수성 이온성 액체 2 종류를 이용하여 분배계수를 구한 결과, 부틸 부틸레이트와 oleyl alcohol이 높은 부탄올 분배계수를 나타내었고 부탄올 농도 1-20 g/L와 pH 4-5.5 범위에서 80% 이상의 우수하고 안정적인 추출효율을 나타내었다. 미생물에 독성이 없는 oleyl alcohol를 사용한 회분식 추출발효에서는 추출을 하지 않은 회분식 배양보다 11% 향상된 부탄올 생산을 보였다 (11.2 g/L vs.12.4 g/L). 이는 배양액 내의 부탄올이 추출되어 배양액 내의 부탄올 농도가 낮게 유지됨으로써 부탄올 독성 영향이 감소되었고, 이로 인해 향상된 부탄올 생산이 이루어진 것으로 판단된다. Oleyl alcohol:부틸부티레이트 부피비를 9:1로 혼합한 용매를 사용했을 경우는 미생물 생장에는 저해 영향이 미미했으나 부탄올 생산은 추출발효를 하지 않은 회분식 배양에 비해 60%에 그쳤다. 부틸부티레이트를 20% 이상 미생물 생장에 심각한 저해를 주는 것으로 관찰되어졌다. 본 연구를 통해, 실험에 사용된 4가지 추출 용매 중에서 oleyl alcohol이 미생물에게 독성영향을 끼치지 않으면서 부탄올 추출을 효율적으로 할 수 있음을 알 수 있었고, oleyl alcohol을 바이오 부탄올 연속 추출발효에 적용한다면 향상된 부탄올 생산성을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. Oleyl alcohol, butyl butyrate, and two different ionic liquids were evaluated for the extraction of butanol from culture broth without toxic effect to cells. The tested solvents showed more than 50% extraction efficiency, and oleyl alcohol was chosen as the best extractant for butanol among the used extractants with a partition coefficient of 2.89. When oleyl alcohol was used as an extractant, more than 80% of butanol was extracted in the wide range of butanol concentrations (1-20 g/L) and pH values (pH 4-5.5). In extractive fermentation using oleyl alcohol only, there was 11% more butanol production and glucose consumption when compared to that without extractive fermentation, implicating a reduced inhibitory effect of butanol due to butanol removal to the oleyl alcohol phase. In addition, oleyl alcohol did not inhibit cell growth, while a mixture of oleyl alcohol and butyl butyrate with the volume ratio of 9:1~7:3 inhibited either butanol production or cell growth significantly due to the toxicity of butyl butyrate to cells. In conclusion, oleyl alcohol can be used as an efficient and non-toxic solvent for extractive fermentation for butanol production.
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