<h1>3. 결과 및 고찰</h1><h2>3.1 기질의 구성성분 분석</h2><p>참나무와 사무용 폐지의 구성성분은 Table 2와 같다. 참나무의 주성분은 글루칸(36.53(\\%\))이었으며 자일란(13.29\(\%\)), 아라비난 (0.35 \(\%) \), 만난(0.82\(\%)\), 리그닌(28.14\(\%)\)을 포함하고 있었다. 사무용 폐지의 주성분은 글루칸( 67.48 \(\%) \)이었으며, 자일란(9.03\(\%\))과 만난(2.35\(\%\))은 소량 존재하였으며 대부분의 리그닌이 제거되었음을 확인할 수 있었다. 회분의 함량이 10.78 \(\% \)로 참나무 (0.74 \( \%) \)에 비해 상대적으로 높았는데, 이는 사무용지 생산하는 과정에서 무기물 첨가제가 사용되었기 때문이다.</p><h2>3.2 기질 침지시간에 대한 효소가수분해 수율</h2><p>참나무와 폐지의 침지시간이 효소가수분해 수율에 미치는 영향을 확인한 결과는 Fig. 1과 같다. 참나무는 침지시간과 상관없이 글루칸 함량에 비해 글루코오스의 수율이 매우 낮았다(\(4\)% 미만). 이것은 목질계 바이오매스의 단당류 생산에 있어 필수적인 물리/화학적 전처리가 수행되지 않아 주요 구성성분들이 난분해성 고분자 상태로 존재하여 효소의 접근성이 용이하지 않았기 때문이다. 반면 폐지의 경우 효소가수분해 시간이 증가할수록 수율이 증가하였으며 최대 \( 23.65 \% \)의 수율을 나타냈다. 이는 효소가수분해 전 침지과정에서 폐지가 잘 해리되어 잉크가 분리되고 결과적으로 셀룰로오스 미세 섬유가 발생해 효소가수분해 수율이 향상된 것으로 판단된다. 하지만 침지시간에 따른 수율 변화는 뚜렷하지 않았으며 본 실험에서는 가장 높은 수율을 나타낸 1시간 침지시간을 적용하여 이후 실험을 진행하였다.</p><h2>3.3 효소와 기질 투입량에 대한 효소가수분해 수율</h2><p>효소와 기질 투입량을 증가시켜 효소가수분해를 수행한 결과는 Fig. 2와 같다. 효소의 투입량(17.5 \(\mathrm{FPU/g}\))을 고정하고 기질을 24시간 간격으로 4회 투입한 결과, 144시간 후 참나무에서 효소가수분해 수율은 6.36 \(\% \) 로 나타났다. 하지만 효소의 투입량을 2배로 증가시켰음에도 불구하고 효소가수분해 수율은 5.98\(\%\)로 비슷한 수준을 유지하였다. 그 이유는 전처리 되지 않은 기질을 지속적으로 투입함에 따라 반응기 안에 존재하는 리그닌의 함량이 증가함과 동시에 리그닌에 흡착되는 효소 또한 증가하여 가수분해가 저해된 것으로 판단된다. 일반적으로 전처리가 수행되지 않은 목질계 바이오매스의 효소가수분해 수율은 20 \(\% \) 미만 이라고 알려져 있다. 반면 폐지의 효소가수분해 수율은 38.04 \(\% \)로 나타났으며 효소의 투입량이 2배일 때 45.98 \(\% \)로 7.94 \(\% \) 증가했지만 글루코오스 수율은 크게 개선되지 않았다. 효소가수분해 수행 시 고농도의 효소 첨가는 기질과의 반응성을 증대시켜 수율 향상에 도움을 준다. 하지만 기질이 추가로 투입될 때 교반 효율이 감소하여 효소활성을 저해한다. 따라서 지속적인 기질 투입이 효소가수분해에 부정적인 영향을 주었을 것으로 판단된다.</p>
참나무와 달리 사무용 폐지에서 대부분 제거된 것은 무엇인가?
리그닌