Bio-oil production using banana peel via oleaginous yeast, cryptococcus sp.

Abstract

바이오 오일을 생산하는 방법 중 하나는 미생물을 이용하는 것으로 효모 속에 축척하는 지질에서부터 얻어낼 수 있으며, 한국의 전통음식인 젓갈에서, 지질을 생산하는 효모인 Cryptococcus 균주를 분리하였다. 이 균주는 효과적인 바이오 오일 생산을 할 수 있는, 빠른 성장속도와 높은 지질함량을 가지고 있는데, 두 시간의 성장 배가 시간과, 30%의 지질함량을 보였다. 균주 배양에서 값싼 공급원료로써 바나나 껍질을 사용하였으며, 1%의 황산을 다양한 온도와 시간을 통해 전처리를 하였다. 전처리 후, 전체당 질량의 11.2%를 차지하는 4.5 g/L의 포도당과, 45.2%를 차지하는 18.1 g/L의 과당을 얻을 수 있었다. 전처리 된 바나나 껍질을 기질로 사용하여 배양한 결과, 34.0%의 높은 지질함량을 얻었으며, 추출된 지질의 각 지방산을 분석하여 바이오 디젤 질적 평가를 시행 하였다. 그 결과, 기존의 다른 식물성 기름보다 더 높은 질의 지질을 가지고 있는 것이 발견되었다. 바나나 껍질을 이용한 Cryptococcus 균주의 최적 배양 조건을 확보하여, 경제성을 향상하는 동시에 높은 질의 바이오 오일을 생산할 수 있을 것이다. 미생물의 지질추출공정의 화학 작용제로써 강력한 산화제인 과황산염을 사용하였다. 3 mM의 과황산염을 이용해 91%의 높은 지질추출의 효율을 확보하였으며, 기존의 화학 작용제 중 하나인 값비싼 과산화수소를 사용하여 약 90%를 나타낸 것보다 높은 효율성을 보였다. 비교적 저렴하며 고부가 물질인 과황산염을, 전기분해를 이용한 황산염의 산화를 통해 생산하여 추가적인 경제적 이익을 얻을 수 있다. 전기분해 시스템을 5 V의 전기로 5 시간 가동하였을 때, 2 mM의 과황산염이 생산되었고, 1 M의 수산화나트륨을 추가적으로 공급하여 시스템 효율을 높였을 때, 4 mM의 과황산염이 생산되었다. 하지만 결과적으로, 적극손상으로 인한 전류의 하락과 물 분해의 영향으로, 충분한 양이 생산되지 못하였다. 황산염의 산화를 극대화하며 전극손상을 최소화할 수 있는 적합한 전극과 촉매를 발견하여, 전류안정과 효율을 높이며, 최종적으로 과황산염의 생산량을 높일 수 있다.