Studies on the Utilization of Agricultural Wastes.(Part I) Acid-Hydrolysis of Straws and the Utilization of the Hydrolyzate

농산폐자원의 이용에 관한 연구(제일보) 산당화 및 당화액을 이용한 효모 생산

A method for acid-hydrolysis of agricultural wastes and its utilization was investigated. In order to obtain fermentable sugar solution from cellulosic wastes such as cereal straws and hulls, in particular, of rice, barley and wheat, the chemical compositions were analyzed and optimum conditions of hydrolysis determined. The cereal straws contain 42 to 55 % of crude cellulose including hemicellulose. On the hydrolysis with 1% of sulfuric acid at 40 psig, 35.6% of the reducing sugar based on the weight of dry matter was formed from rice straw, (variety Chinheung) in 30 min. More powerful condition of hydrolysis would appear to decompose the sugar formed into other compounds, for instance, furfural. Under atmospheric pressure with 5% of the acid, rice straw was hydrolyzed to 35% of reducing sugar content in 3 hours. Candida utilis could assimilate the sugars in the hydrolyzate up to more than 97%, and a yield of the yeast cells reached 55% to the utilized sugars.

1. 화본과 작물의 짚 중에는 조섬유소, 즉, cellulose 및 hemicellulose 등 다당류의 양이 42∼55% 함유되어 있으며 동일작물이라도 품종이나 재배조건이 다르면 성분의 차이가 있었다. 2. 황산 당화액을 발효에 사용하려면 1∼2%의 황산으로 40psig에서 10분간 당화시키는 것이 가장 적당하였으며 이 때 당화율은 원료에 대하여 30∼35%이었다. 3. 황산당화에서 40psig이상으로 가열하면 hexose의 양은 증가하나 peotose의 양은 감소하였다. 이는 pentose가 furfural 등 발효저해 물질로 분해되기 때문이다. 4. 볏짚을 상압에서 2∼5%의 황산으로 가열하여 3∼5시간에 원료에 대하여 약 35%의 환원당이 생성되었다. 5. 40psig이하에서 얻은 당화액에서 Candida utilis NCYC 707을 배양하여 소비당의 50∼55% 균체를 생산하였으며 이 때 당소비는 초기 당의 90% 이상이었다.