<p>Fig. \(3\)은 효소가수분해 액상산물의 반응시간과 황산 촉매 농도에 대한 레불린산 생산량을 \(3\) 차원 플롯과 등고선 플롯으로 나타낸 것이다. 폐지 효소가수분해 액상산물의 경우 반응시간이 \(55\)분, 황산 촉매 농도 \(5.92\%\)에서 가장 많은 양의 레불린산 \( (2.68 \mathrm{~g} / \mathrm{L}) \)이 생산되었다. 반응시간이 \( 50-65 \)분 사이, 황산 촉매 농도가 \( 5.0-6.72 \% \) 사이일 때 레불린산 생산에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났으며 그 이하의 반응시간, 황산 촉매 농도에서는 감소하는 경향이 나타났다. 이는 폐지 효소가수분해 액상에서는 독립변수인 반응시간과 촉매 농도가 상호작용하고 있음을 의미한다. 하지만 본 연구에서 이용한 폐지 효소가수분해 액상의 초기 농도가 \( 44 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \)임을 고려했을 때 전반적으로 낮은 양의 레불린산이 생성되었음을 확인할 수 있었다. 이것은 반응과정에서 생산되는 휴민에 의한 것으로, 휴민 생산은 반응온도에 도달하는 승온속도, 반응시간에 영향을 받기 때문에 본 연구에서 수행된 반응조건에서 대량의 휴민이 발생하여 낮은 농도의 레불린산이 생성된 것으로 판단된다. 폐지 효소 가수분해 액상산물로부터 레불린산 생산을 위한 예측모델에서 도출한 레불린산 생산 최적조건은 반응시간 \( 56.27 \)분, 촉매 농도 \( 5.9 \% \)이며, 예측값은 \( 2.588 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \)로 나타났다. 최적 예측모델에 대한 검증실험을 수행한 결과 \( 2.323 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \)의 레불린산이 생성되었으며 최적 예측모델 값과 비교했을 때 적은 양이 생성되어 통계적 유의성을 나타내지 못하였다. 그 이유는 레불린산 생산과정에서 생성되는 휴민에 의한 것으로 판단된다. 글루코오스에서 휴민으로 전환될 때 높은 활성화 에너지가 필요하다. 따라서 레불린산 생산을 낮은 반응온도에서 수행할 필요가 있다. 향후 레불린산 생산 수율을 개선하기 위해 온도 이외에도 다양한 변수들을 효율적으로 조절하는 연구가 추가적으로 수행되어야 한다.</p><h1>4. 결 론</h1><p>본 연구는 퐁부한 셀룰로오스 자원인 사무용 폐지를 이용하여 탈묵처리 과정을 수행하지 않고 효소가수분해로 생성된 글루코오스로부터 레불린산을 생산하였다. 효소가수분해 액상을 이용해 최종적으로 반응표면분석법으로 레불린산 생산을 위한 최적조건을 도출하였다. 효소가수분해에 사용되는 완충용액을 사용하여 폐지를 \(1\)시간 침지시킨 후 효소가수분해를 수행한 결과 폐지는 \( 23.65 \% \)의 효소가수분해 수율을 나타냈으며 대조구인 참나무(\(3.63\%)\)와 비교하여 높은 수율을 나타냈다. 폐지의 경우 효소와 기질을 투입 \((2\)배)하였을 때 효소가수분해 수율이 향상되었다(\(23.65\%\)에서 \( 45.98 \% \)로 향상). 반응표면분석법을 이용하여 레불린산 생산을 위한 최적 조건을 유도하였으며, 반응시간 \(55\)분, 황산 촉매 농도 \( 5.92 \% \) 조건에서 \( 2.68 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \)의 레불린산이 생산되었다. 사무용 폐지로부터 글루코오스 생산은 기존의 목질계 바이오매스와 비교하여 적은 에너지로 이루어질 수 있으며 이를 활용한 고부가가치산물 생산은 바이오 기반 화학물질 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.</p>
폐지 효소가수분해 액상의 초기농도가 44g/L 일 때 최적 조건에서 생산될 수 있는 레불린산의 생성 예측 값은 2.5g/L 이상인가?
YES