유기용매와 이온성액체를 이용한 바이오 부탄올 추출발효 용매 선정 평가

Abstract

본 연구에선 바이오부탄올 생산을 위한 추출발효에 적 용하고자 부탄올 추출에 효율적이고 미생물에 독성을 주 지 않는 적합한 추출용매를 선정하고자 하였다. 추출 용매 를 선정하기 위하여 부틸 부틸레이트, oleyl alcohol, 친환 경 용매인 소수성 이온성 액체 2 종류를 이용하여 분배계 수를 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 추출 효율을 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 영향 이 감소되었고, 이로 인해 향상된 부탄올 생산이 이루어진 것으로 판단된다. Oleyl alcohol：부틸부티레이트 부피비 를 9：1로 혼합한 용매를 사용했을 경우는 미생물 생장에 는 저해 영향이 미미했으나 부탄올 생산은 추출발효를 하 지 않은 회분식 배양에 비해 60%에 그쳤다. 부틸부티레이 트를 20% 이상 미생물 생장에 심각한 저해를 주는 것으 로 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 추출발 효에 적용한다면 향상된 부탄올 생산성을 얻을 수 있을 것 으로 기대된다.