<h1>3. 결과 및 고찰</h1><h2>\( 3.1 \) 액상가수분해산물의 발효가능한 당 분석</h2><p>옥살산 전처리 정도에 따라 유래된 백합나무의 액상가수 분해산물 분석결과는 Fig. \(1\)과 같다. 모든 CSF 조건에서 단당류인 자일로스\( 12.80-16.44 \mathrm{g} / \mathrm{L}\)가 가장 높은 농도로 검출되었으며 글루코오스\(1.65-3.69 \mathrm{g} / \mathrm{L}\)는 상대적으로 낮은 농도를 나타냈다. 일반적으로 옥살산의 \( \mathrm{H}^{+} \)가 헤미셀룰로오스의 glycosidic bond를 분해하므로 자일로스의 생산을 촉진시킨다. 이에 따라 목질계 바이오매스 전처리 과정에서 옥살산은 헤미셀룰로오스를 선택적으로 가수분해하였다. CSF가 높아질수록 글루코오스 농도는 증가하였으며 이는 전처리 정도 증가에 의한 셀룰로오스의 가수분해 향상을 나타낸다. 자일로스 농도는 CSF가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 나타냈으나 CSF \( 1.59 \) 이상에서 감소하였다. 일정 수준 이상의 전처리 정도는 자일로스의 furfural 전환을 유도하는 탈수화 반응을 촉진시키는 것으로 나타났다. 가장 많은 발효가능한 당(19.28 g/L)은 CSF \( 1.59(10 \)\( \mathrm{min}, 122 \mathrm{mM} \) )에서 검출되었다.</p><h2>3.2 액상가수분해산물 발효</h2><p>CSF에 따라 생성된 액상가수분해산물의 에탄올 생산량을 Table \(2\) 에 나타냈다. \(14.26-15.40 \mathrm{g/L}\)의 발효가능한 당을 포함한 CSF \( 1.52 \) 이하의 조건에서 \( 2.31 \mathrm{g} / \mathrm{L}-2.56 \mathrm{g} / \mathrm{L} \)의 에탄올 생산을 확인하였다. 반면 상대적으로 높은 농도의 발효가능한 당\( 15.27-18.46 \mathrm{g} / \mathrm{L}-2.56 \mathrm{g} / \mathrm{L} \)을 포함한 CSF \( 1.59 \) 이상의 조건에서 \( 0.3 \mathrm{g} / \mathrm{L} \) 미만의 에탄올이 검출되었다. 이는 상대적으로 높은 CSF 조건에서 발효저해물질에 영향을 받아 에탄올 생산이 저해되는 것을 의미한다. 최대 에탄올 함량은 CSF \( 1.22(10 \mathrm{min}, 41 \mathrm{mM}) \) 조건에서 \(96\)시간 경과 후 생산되었으며 발효가능한 당으로부터 시간당 얻을 수 있는 에탄올 생산량 및 이론적 수율은 각각 \( 0.027 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \cdot \mathrm{h} \) 와 \( 74.51 \% \) 로 나타났다. 그러나 모든 \( \mathrm{CSF} \) 조건에서 \(96\)시간의 발효과정이 종료되었음에도 불구하고 에탄올로 변환되지 못한 \( 5 \mathrm{~g} / \mathrm{L} \) 이상의 당이 잔류하였다. 옥살산 전처리 과정에서 액상가수분해산물 내에 발효저해물질의 생성이 불가피한 것으로 알려져 있다. 발효저해물질의 존재는 발효과정에서 P. stipitis의 활성을 억제시키며 에탄올 생산속도를 감소시킬 수 있다. 발효저해물질을 포함한 액상 가수분해산물에 존재하는 여러 가지 요인들은 에탄올 수율감소를 유도할 수 있다. 따라서 효율적인 발효를 위해서는 액상가수분해산물에 존재하는 발효를 저해하는 다양한 인자에 대한 이해가 필요하다.</p>
옥살산의 \( \mathrm{H}^{+} \)가 자일로스의 생산을 촉진시키는 이유는 무엇인가요?
옥살산의 \( \mathrm{H}^{+} \)가 헤미셀룰로오스의 glycosidic bond를 분해하므로