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영어

For the economically feasible production of ethanol, utilization of SFW (saccharified food wastes) as substrate for synchronous saccharification and fermentation (SSF) process was developed in this study. When 200 g of food wastes and 40 mL of enzyme (amylase activity, 3.0 U/㎖) were reacted, production rate of reducing sugar was 5.84 g/ℓ․h, and consumption rate was -3.88 g/ℓ․h at 35℃. So suitable condition of SSF was concluded at temperature of 35℃. Also, optimal enzyme concentration of SSF was concluded in 2.0 U/㎖, at this condition, the production rate of reducing sugar was 4.80 g/ℓ․h. At SSF process, when 50 g of food wastes was supplied in 12 h interval, 64 g/ℓ of ethanol and 0.45g-ethanol/g-reducing sugar in yield were obtained in 120 h fermentation. Thus, the technology of high yield of ethanol production using food wastes was confirmed. And semi-continuos SSF system for cutting off cost of enzymatic saccharification was developed in this study.

한국어

본 연구에서는 에탄올의 생산단가를 낮추기 위해, 음식물쓰레기 당화액을 이용하여 효소당화비용을 줄이고 환원당의 기질저해를 감소시키기 위해 회분식의 반연속식 동시당화발효 시스템을 개발하였다. 음식물쓰레기 200 g와 최종효소액 (amylase 기준으로 3.0 U/㎖) 40 ㎖가 반응하였을 때 생산되는 환원당의 속도는 35℃에서 5.84 g/ℓ․h로서, strain KJ가 소비하는 환원당 속도는 -3.88 g/ℓ․h와 비슷하여 동시당화발효의 최적온도는 35℃로 결정되었다. 그리고 음식물쓰레기 당화를 위한 최적 효소농도는 2.0 U/㎖로서 생산되는 환원당의 속도는 4.80 g/L․h이었다. 이는 에탄올 생산균주가 35℃에서 소비하는 환원당의 속도인 -3.88 g/ℓ․hr와 비슷하므로, 효소의 최적농도는 2.0 U/㎖로 결정하였다. Fed-batch식 동시당화발효에서 생산된 환원당을 다 소모하고 나서 12시간 단위로 음식물쓰레기를 공급하여 배양한 결과, 배양 120시간째 에탄올발효 후의 잔존환원당 농도는 18.3 g/ℓ, 생성된 에탄올 농도는 64 g/ℓ, 에
탄올의 수율은 0.45 g-ethanol/g-reducing sugar이었다. 그리하여 음식물쓰레기의 Fed-batch식 동시당화발효기술을 개발하여 효소당화비용을 줄이고 환원당의 기질저해를 감소시킴으로써 에탄올 수율을 향상시키는데 성공하였다.