Volatile Fatty Acid Production from Saccharina japonica Extracts by Anaerobic Fermentation: Evaluation of Various Environmental Parameters for VFAs Productivity

Abstract

요 약 본 연구에서는 거대 갈조류 대표종인 다시마(Saccharina japonica)로부터 물리화학적 전처리 방법, 미생물 접종비율, 다시마 추출물의 농도 및 pH 조건에 따른 휘발성 유기산(volatile fatty acids, VFAs) 생산 가능성 확인과 생산 효율을 평가하고자 하 였다. 물리화학적 전처리 방법에 따른 휘발성 유기산의 최대 농도는 황산, 아임계수, 지질 추출 후 아임계수 전처리 순으로 나타났다. 황산 전처리 방법에서 미생물 접종비율(유효용적(WV)/미생물 부피(M) = 10~30), pH (6.0~7.0) 및 다시마 추출물 의 농도(18.0~72.0 g/L)의 혐기성 발효 조건에 따른 휘발성 유기산 생성 농도에 미치는 영향을 확인한 결과, 발효 온도 35 ℃, 미생물 접종비율 15, pH 7.0, 발효시간 372시간에서 다시마 추출물의 농도가 18.0, 36.0, 54.0, 72.0 g/L일 때, 휘발성 유기 산의 최대 농도가 각각 9.8, 13.9, 18.6, 22.3 g/L로 확인되었다. 생산된 휘발성 유기산의 조성은 pH가 높을수록 아세트산과 프로피온산의 생산 비율이 높았으며, pH가 낮을수록 부티르산의 비율이 높게 확인되었다. 생산된 저농도의 휘발성 유기산 은 농축 및 분리공정과 연계하여 향후 기초화학 원료와 바이오연료 등으로 사용될 수 있으므로, 기존 화석연료의 대체에너 지 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.Abstract : Volatile fatty acids (VFAs) production from marine brown algae, Saccharina japonica, was investigated in anaerobic dark fermentation. In order to evaluate the VFAs productivity, various experimental parameters (i.e., physicochemical pre-treatment, microorganism inoculation ratio, substrate concentration, and pH) were evaluated. According to the physicochemical pre-treatment

Eco-efficient recovery of bio-based volatile C2–6 fatty acids

“…The raw material for VFAs’ recovery was the fermentation product of a diluted alginate solution. Brown alginate (25 g) was dried, ground, and placed in a 500 mL reactor with 225 mL of 3% sulfuric acid solution, and maintained at 120 °C for 250 min [12]. The acid-pretreated solution was neutralized with calcium carbonate and filtered to yield a clear solution.…”