본 실험은 효소들을 이용하여 볏짚으로부터 수용성 탄수화물을 생산할 때 각 효소들의 상호작용을 탐색하기 위하여 수행되었다. 볏짚의 수준에 따른 각 효소들의 수용성 탄수화물 생산 활성을 조사한 결과, 볏짚의 수준이 높을 경우(100 g/l)에는 cellulase와 hemicellulase가 서로 유사한 활성을 나타낸 반면, 볏짚의 수준이 50 g/l로 낮아질 경우, hemicellulase의 활성은 낮아지지만 cellulase는 높은 활성으로 유지되었다. 효소반응액에 포함된 볏짚의 수준, hemicellulase 및 xylanase의 상호작용을 Box Behnken design과 반응표면모형을 이용하여 분석한 결과 hemicellulase과 xylanase 간의 상호작용이 발견되었으며, 각각의 효소들을 0.55 mg/ml와 0.65 mg/ml로 혼합하는 것이 볏짚의 수준과는 상관없이 가장 많은 수용성 탄수화물을 생산하는 결과를 나타내었다. 따라서, 결과적으로 볏짚의 효소처리를 통한 수용성 탄수화물의 생산에 있어 cellulase가 가장 큰 효과를 나타내며, hemicellulase과 xylanase는 서로 상호작용을 통하여 수용성 탄수화물 생성량을 향상시킨다는 알 수 있었다.
This study was conducted to investigate the production of water-soluble carbohydrates (WSCs) by treatment of different amounts of rice straw with cellulase, hemicellulase, and xylanase. Treatment of high amounts of rice straw (100 g/l) with cellulase and hemicellulase resulted in similar production of WSCs. Reducing the amount of rice straw to 50 g/l decreased the production of WSCs by hemicellulase but had no effect on WSC production by cellulase. The interaction among rice straw amounts, and hemicellulase and xylanase activities was investigated using a Box Behnken design and a response surface model. An interaction was found only between hemicellulase and xylanase. An enzyme mixture consisting of 0.55 mg/ml of hemicellulase and 0.65 mg/ml of xylanase generated the highest amounts of WSCs, regardless of the amount of rice straw provided. Therefore, the activity of cellulase was higher than that of either hemicellulose or xylanase for WSC production from rice straw. The interaction observed for hemicellulase and xylanase indicates that a combined enzyme treatment could improve the production of WSCs from rice straw.
