바이오가스의 생산 공정은 가수분해와 산발효, 산생성과 탈수소, 그리고 마지막으로 메탄생성의 3단계로 이루어진다. 그 중 가장 첫 번째인 가수분해와 산발효 단계는 율속 단계이기 때문에 전체적인 바이오가스 생산 효율에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 가수분해 및 산발효를 향상시킴으로써 바이오가스 생산 효율을 증가시키고자 1단계 공정인 가수분해와 산발효 단계를 고정화효소를 이용하여 생화학적 반응에 의해 촉진시키는 기법의 개발을 목표로 한다. 이를 통해 유지비용을 절감하고 공정을 간소화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 먼저, 효소의 안정성 향상을 위해 최적의 효소고정화기법을 도출하기 위하여 대표적인 유기물 분해 효소로 알려진 horseradish peroxidase (HRP)와 hydroxyquinol 1,2-dioxygenase (HQD)를 각각 점토 광물과 탄소나노 튜브에 고정화시켜 안정적인 활성도를 확보하고자 하였다. HRP는 fulvic acid, humic acid, glutaraldehyde를 흡착제로 사용하여 montmorillonite, kaolinite, vermiculite의 무기물 구조체에 고정화시켜 각 고정화방법의 효율을 평가하였고, HQD는 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC)와 N-hydroxysuccinimide (NHS)를 가교제로 사용하여 탄소나노튜브에 고정화시켜 결과를 분석하였다. 점토 광물과 토양 유기물을 이용하여 HRP를 고정화시킨 결과, montmorillonite를 구조체로 사용하고 fulvic acid를 흡착제로 사용하였을 때 가장 높은 고정 수율(43.6%)을 나타냈고, 환경 인자에 대한 안정성 또한 높아지는 것으로 나타났다. 탄소나노튜브와 가교제를 이용하여 HQD를 고정화시킨 결과, EDC만을 이용하여 고정화시켰을 때, NHS와 같이 이용한 것보다 고정 수율은 낮았으나(12.0 < 20.7%), 더 높은 효소 활성도가 나타남을 확인하였다(3.8 > 2.5 U/mg-protein). 또한, HQD를 고정화시켰을 때, 자유효소보다 환경 인자에 대한 안정성이 증가되었다. 따라서 본 연구를 통해 최적의 효소 고정화방법을 도출하였으며, 추후 바이오가스 생산 공정의 고정화가수분해효소를 적용하여 바이오 가스의 생산을 증진시키는 기법의 기초로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.