소나무 목재와 같은 리그노셀룰로오스계 바이오매스는 화석 자원에 대한 재생 가능한 대안을 제공하지만, 난분해성 구조로 인해 전환이 여전히 어렵다. 이러한 한계를 극복하고 효소 가수분해를 가능하게 하기 위해서는 효율적인 전처리가 필수적이다. 본 연구는 증기 폭발(steam explosion)과 요소(urea) 처리를 결합한 2단계 전처리 방법을 통해 소나무 칩의 효소적 당화(enzymatic saccharification)를 향상시키고자 하였다. 먼저 소나무 칩을 증기 폭발에 노출시켜 헤미셀룰로오스를 분해하고 리그닌 구조를 변형한 다음, 수소 결합을 교란하고 다공성을 증가시키기 위해 실온에서 요소 처리(0.5%~2%)를 수행하였다. BET 표면적 측정 및 주사전자현미경(SEM) 이미징을 포함하여 포괄적인 화학적, 구조적, 형태학적 분석을 수행하였다. 통합 전처리는 효소 소화성(enzymatic digestibility)을 유의하게 향상시켰으며, 1% 요소 농도에서 최대 가수분해 수율 82%를 달성하였다. 이러한 향상에 기여한 핵심 요인으로는 표면적 증가, 리그닌-효소 상호작용 감소, 그리고 셀룰로오스 접근성(accessibility) 향상을 들 수 있다. 두 처리 방법을 병행한 경우는 포도당 방출(glucose release) 측면에서 어느 한 방법만을 적용했을 때보다 우수하였다. 본 연구 결과는 통합 바이오정제(biorefinery) 프레임워크 내에서 소나무의 생물전환(bioconversion)을 위한 비용 효율적이며 확장 가능한 접근으로서 증기 폭발-요소 전략의 잠재력을 보여준다.

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