| 초록 |
면섬유 전처리 공정중의 하나인 호부공정은 미완성된 중간 섬유제품에 화학약품을 처리하는 공정으로, 면섬유의 특성을 좌우한다. 이 호부공정에서는 starch류, 개질 starch류 등의 호제를 사용하고 있는데, 이로인해 호부공정 후의 폐수 내에는 starch가 다량 함유되어 있다. 따라서 유기물인 starch가 적절한 처리공정을 거치지 않고 외부로 방출될 경우 환경적인 문제를 유발하게 되므로 호제를 제거하는 공정인 호발공정이 도입된다. 일반적으로 산업 공정에서는 화학약품처리에 의한 산화호발이나 가수분해에 의한 호발등이 사용되나, 이 또한 화학약품의 사용으로 인한 환경문제를 유발하게 된다. 본 연구에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 효소 호발에 의한 환경친화적인 공정을 통해 최적 조건을 찾고자 한다. 보통 starch는 glycosidic bond로 알려진 C1 산소를 통해 glucose가 결합된 고분자로 amylopectin과 amylose가 일정한 비율로 혼합된 물질로 amylase류의 효소에 의해 glucose로 분해된다. 본 연구에서는 starch를 분해하기 위하여, 효소를 고정화하여 반응에 이용하였는데, 효소를 고정화하는 이유는 효소의 재사용과 더불어 효소가 가지고 있는 환경에 대한 불안정성을 개선하고, 효소반응의 경제성을 높여주며, 반응 양식을 다양하게 선택할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 고정화 담체로는 Amberlite XAD-16, Silica gel 60을 이용하였으며 담체의 표면성질을 친수성과 소수성으로 조절하여 표면성질에 따른 starch의 분해경향을 검토하여 환경친화적인 공정의 연구를 수행하였다. 또한 효소의 반응성을 비교한 후 최적 반응 효소와 반응 조건을 도출하고 고정화 방법에 따른 고정화효소의 반응성 비교를 그 목적으로 하고 있으며, 산업 공정에서 효소를 이용한 starch 분해시의 기초자료를 제시하고자 한다. 효소는 amyloglucosidase와 α-amylase를 혼합하여 사용한 것이 가장 높은 효율을 보여 주었다. 그러나 생성된 glucose를 비교했을때 Amyloglucosidase 단독으로 사용하였을때와 비교하여 많은 차이가 없었으며, 경제적으로도 두 효소를 혼용하여 사용하는 것보다는 단독으로 사용하는 것이 유리하기 때문에 최적효소를 amyloglucosidase로 선정하였다. 효소의 사용 농도는 400units/ml로 결정하였는데, 이는 농도가 증가할수록 생성되는 glucose의 양도 증가하는 경향을 보였으나, 400units/ml 이상에서는 효소농도의 증가량에 따른 glucose의 상대 생성량이 낮았으며 반응계 내에서의 점도가 증가하여 교반이 용이하지 못하였다. pH에 따른 starch의 분해시에는 pH 5.5를 최고점으로 하여 약산성과 중성조건하에서는 반응성이 급격히 떨어지는 것으로 나타났다. 담체의 표면성질을 달리한 고정화효소의 반응성의 경향에서는, 담체의 표면을 친수성으로 조절한 silica gel 60 과 amberlite XAD-16이 소수성으로 조절된 silica gel 60 보다 우수한 결과를 보여주고 있는데, 이는 starch solution이 상대적으로 친수성 성질을 나타내고 있으므로 소수성으로 조절된 담체 표면 보다는 친수성으로 조절된 담체 표면으로의 기질 접근이 용이하여 효소-기질 간의 착화합물 생성에 담체표면이 친수성으로 조절된 고정화 효소가 유리하게 작용한 것으로 사료된다.
|
