• 제목/요약/키워드: 리그닌

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이온교환체로서 리그닌의 이용과 평가 (Use and Evaluation of Lignin as Ion Exchangers)

  • Ads, Essam.N.;Nada, A.M.A.;El-Masry, A.M.
    • 대한화학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.86-91
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    • 2011
  • 수산화나트륨과 과산화 무기산을 사용하여 흑색 액체로부터 수산화 리그닌과 과산화 리그닌을 얻었다. 과산화 리그닌을 10% HCl을 사용하여 가수분해하여 가수분해 리그닌을 얻었다. 카르복실화와 인산화과정을 거쳐 카르복시 리그닌과 인산화 리그닌을 얻었다. 에피클로르히드린을 사용하여 가교 리그닌도 얻었다. 이들 얻어진 리그닌들을 적외선분광법, 열김량분석, 시차열분석법으로 분석 하였다. 이들 얻어진 리그닌의 금속이온 흡착효과를 조사하였다. 과산화 리그닌이 수산화된 리그닌 보다 흡착 능력이 우수하였다.

BMP법에 의한 리그닌의 혐기성 분해 및 GC와 GC/MS을 이용한 리그닌 분해산물 측정 (Anaerobic Biodegradation of Lignin by BMP Test and Measurement of Lignin-derived Compound Using GC & GC/MS)

  • 김석구
    • 유기물자원화
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    • 제16권3호
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    • pp.46-51
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    • 2008
  • 리그닌이 분해되려면 분자형태의 산소를 요구하므로 혐기성 조건에서는 리그닌 분해가 어려운 것으로 알려져 왔다. 리그닌의 존재는 리그닌 분해에 영향을 준다. 리그닌 분해의 초기단계에서는 촉매역할을 하는 효소에 의해 리그닌이 중간산물로 분해되어 이 단계에서는 미생물에 의한 효소생성이 제한인자로 작용하게 된다. 폐수에 영양염을 첨가하고 미생물을 식종하여 폐수 내 유기물의 혐기성 분해정도를 평가할 수 있는 BMP(biochemical methane potential)법이 혐기성 조건하에서 리그닌 분해를 평가하기 위해 이용되고 있다. BMP법에 의해 리그닌을 초기 분해한 후 미생물 활동을 선택적으로 억제할 수 있도록 3% 톨루엔 용액으로 만든다. 이 용액의 리그닌 초기 분해율과 리그닌 분해산물의 축적률을 측정해 리그린의 혐기성 분해특성을 파악할 수 있다.

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리그닌분해(分解)와 리그닌분해효소(分解酵素) 생산(生産)을 위한 목재부후균(木材腐朽菌)의 선발(選拔)과 평가(評價)(I) - 고활성(高活性) 리그닌분해균(分解菌)의 선발(選拔) - (Screening and Evaluating of Wood-Rotting Fungi for Lignin Degradation and Ligninolytic Enzyme Production(I) - Screening of High Active Lignin-Degrading Fungi -)

  • 정현채;박서기;김병수;박종열
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제23권4호
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    • pp.108-116
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    • 1995
  • Guaiacol을 첨가한 potato-dextrose agar배지와 참나무 목분 배지를 이용하여 배지의 발색 정도를 정량함으로써 리그닌 분해와 리그닌 분해효소 생산을 위한 우수 균주분리를 시도하였다. 배지의 발색정도와 리그닌 분해율과는 정의 상관을 나타내어 미지균의 리그닌 분해력 추정을 가능하게 하였으며, 버섯의 자실체와 부후재로 부터 분리한 리그닌분해균 중에서 리그닌 분해력과 laccase활성이 우수한 LKY-12, LKY-7과 Coriolus versicolor-13 균주를 선발하였다. 이들 균주의 리그닌 분해율은 30~35% 범위이고, glucose-peptone broth에서 리그닌 분해효소 활성이 다른 균주에 비하여 매우 높아서 우수균주의 특성을 나타냈으며, 생물학적인 펄프화 및 표백 그리고 리그닌분해효소 생산에 이용 가능한 균주로 생각되었다.

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종의 포플라수종에서 리그닌생합성에 관계된 OMT유전자의 발현 (Seasonal Expression of OMT Gene in Relation to Lignin biosynthesis in two Poplar Species)

  • 박용구;박희성;최장원;설일환;정일경;신동일
    • 생명과학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.443-448
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    • 1998
  • 리그닌함량이 감소한 펄프소재의 육성을 위해 OMT유전자와 리그닌생합성 간의 관계를 2종의 포플라 수종을 이용하여 실험하였다. OMT유전자의 발현은 리그닌생합성이 가장 많이 일어나는 developing secondary xylem에서 높앗다. 이 사부조직에서의 리그닌함량의 증가는 봄에 성장을 개시할 때부터 증가하기 시작하여 8월 말 경에 가장 높았다. 이러한 리그닌의 증가는 OMT유전자의 발현 증가와 일치하였으며, 이는 OMT유전자가 리그닌생합성에서 매우 중요한 역할을 함을 나타내는 것이다.

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황산염 환원 조건에서 리그노셀룰로오스의 분해 및 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용 (Lignocellulose Biodegradation and Interaction between Cellulose and Lignin under Sulfate Reducing Conditions)

  • 고재중;김석구;시미즈 요시히사
    • 유기물자원화
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    • 제15권4호
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    • pp.131-137
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    • 2007
  • 황산염 환원조건에서의 리그노셀룰로오스의 분해에 대하여 고찰하였다. 특히, 리그닌에 대한 셀룰로오스의 비(C/L 비)를 각각 42.15, 4.59, 2.51, 1.14, 0.7로 하여 리그닌과 셀룰로오스의 상호작용에 대하여 고찰하였다. 셀룰로오스의 분해율은 1차 반응식에 의해 계산되어져, C/L 비가 감소할수록 반응상수는 감소하여 셀룰로오스의 분해에 대한 리그닌의 저해작용을 보여 주였다. 1차 반응식에 의한 반응상수와 리그닌의 함량의 증가에 대한 셀룰로오스의 분해율은 0.97의 $R^2$ 값을 가지며 로그힘수에 의해 표현할 수 있었다. 리그노셀룰로오스의 분해율 또한 C/L 비와 로그함수의 관계를 가지며 리그닌의 함량이 많을수록 감소하였다. 리그닌의 분해율은 C/L 비가 2.51 및 1.14인 조건에서 4.59 및 0.7의 조건보다 높게 나타나, 공동기질로서의 과도한 탄소원은 리그닌분해에 장애가 됨을 보여 주였다.

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Remazol Brilliant Blue R 탈색능과 리그닌 분해 효소시스템을 이용한 유기용매 리그닌 생분해 우수 균주 선별 (Screening of Outstanding White Rot Fungi for Biodegradation of Organosolv Lignin by Decolorization of Remazol Brilliant Blue R and Ligninolytic Enzymes Systems)

  • 홍창영;김호용;장수경;최인규
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권1호
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    • pp.19-32
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    • 2013
  • 본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여, 다양한 균주 중에서 목질계 바이오매스 유기용매 전처리 과정에서 발생한 리그닌(유기용매 리그닌)의 생분해에 적합한 우수 균주를 선별하고자 하였다. 우선 분양받은 15개의 백색부후균을 대상으로 shallow stationary cultur (SSC)배지와 malt extract broth (MEB)배지에 유기용매 리그닌의 첨가에 따른 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 흡광도 변화를 측정하였다. RBBR 탈색능 결과, SSC 배지에서 Ceriporiopsis subvermispora, Ceriporia lacerate, Fomitopsis insularis, Phanerochaete chrysosporium, Polyporus brumalis, Stereum hirsutum 등 6종의 백색부후균에서 급격한 흡광도 변화를 나타냈다. 배양 초기에 급격한 흡광도 변화를 나타낸 6개의 백색부후균을 대상으로 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다. 선발된 6개의 균 중에서 S. hirsutum과 P. chrysosporium은 유기용매 리그닌을 첨가한 실험구에서 높은 단백질 농도가 측정되었다. 반면, 리그닌 분해 효소 활성은 F. insularis에서 배양 6일째에 manganese peroxidase (MnP) 활성이 1,545 U/mg, laccase 활성은 1,259 U/mg으로 최고 활성을 나타냈다. 결론적으로, 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성이 전반적으로 높았던 $STH^*$와 MnP 및 laccase의 활성이 가장 높은 FOI가 유기용매 리그닌 생분해에 유리하게 작용할 것으로 판단된다.

Ceriporiopsis subvermispora 처리에 의한 아스펜 목재 리그닌의 구조 변화 (Structural Analysis of Milled Wood Lignins Isolated From Aspen Wood (Populus tremuloides L.) Biotreated by Ceriporiopsis subvermispora)

  • 최준원;문성희;안세희;최돈하;백기현
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제33권6호통권134호
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    • pp.79-86
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    • 2005
  • 아스펜 목재(Populus tremuloides, L.)를 Ceriporiopsis subvermispora로 1, 2, 4, 6주 동안 부후 처리한 후, 목재의 화학적 성상변화를 관찰하였으며, 부후목재로부터 리그닌(MWL)을 단리하여 Gel permeation chromatography (GPC) 분석과 nitrobenzene oxidation (NBO)을 실시하였다. 부후가 진행되면서 목재내 리그닌의 함량은 계속 감소하여 6주 후에는 미처리재와 비교하여 20%까지 감소하였다. 리그닌은 균주처리에 의하여 저분자화되어 알칼리에 쉽게 용출되는 것으로 예측된다. 부후목재의 전섬유소(Holocellulose) 함량은 미처리재와 비교하여 5~6% 정도 감소하였다. 부후 과정 동안 $\alpha$-셀룰로스의 함량은 커다란 변화가 관찰되지 않았으나, xylose의 함량은 대조구의 23.4%에서 6주후에는 18%까지 감소하였다. 아스펜 목재의 리그닌 분자량은 균주처리에 의해서 점차 감소되었다가 부후 6주 이후에는 안정화 단계에 접어드는 경향을 보였다. 단리한 리그닌의 NBO 분석 결과, NBO 분해산물의 수율은 대조구와 비교하여 6주처리 후에는 20% 가량 감소되었다. 특히, 부후 목재 리그닌에서 S-타입 유도체(syringaldehyde+syringic aicd)의 감소량이 두드러졌다. G-타입 유도체(vanillin+vanillic acid)의 수율은 부후가 진행되면서 약 20% 가량 증가되었는데, 이는 부후과정에서 리그닌 분해 효소에 의한 S-리그닌의 탈메톡실화 반응이 진행되었음을 암시한다. 결론적으로, C. subvermispora는 부후 과정동안 G-리그닌보다 S-리그닌을 더욱 선택적으로 분해하는 경향을 나타내었다.

백합나무 바이오오일에서 회수한 열분해리그닌(Pyrolytic Lignin)의 화학적 특성 (Characterization of Pyrolytic Lignin in Biooil Produced with Yellow Poplar (Liriodendron tulipifera))

  • 김광호;문선주;김태승;이수민;여환명;최인규;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.86-94
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    • 2011
  • 열분해 온도와 체류시간을 달리하며 급속 열분해 공정을 통해 얻어진 백합나무 바이오오일로부터 분말 형태의 열분해리그닌(pyrolytic lignin)을 회수하였다. 바이오오일을 구성하고 있는 열분해리그닌의 특성을 이해하고 급속 열분해 실험 조건 - 반응 온도, 체류시간 - 이 열분해 과정에서 리그닌에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수율을 비롯한 다양한 화학적, 구조적 분석을 수행하였다. 열분해 온도가 증가하고, 체류시간이 줄어들수록 바이오오일로부터 회수되는 열분해리그닌의 수율은 증가하였다. 열분해리그닌의 분자량은 백합나무 MWL (milled wood lignin)에 비해 1/10 수준인 약 1,200 mol/g로 측정되었다. 열분해리그닌 내 포함된 작용기 함량과 $^{13}C$ NMR 분석을 통해 바이오매스가 열분해되는 동안 탈메톡실화 반응과 리그닌의 propane side chain 분해반응이 우세하게 일어난다는 사실을 확인하였다.

액화리그닌의 성분분석 (Component Analysis of Liguefied Lignins)

  • 황병호;조국란;공영토;도금현
    • 임산에너지
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    • 제18권1호
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    • pp.17-24
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    • 1999
  • 액화목재는 목재 및 목질계 자원으로부터 신소재 개발을 위한 새로운 유효이용법의 하나이다. 이 액화목재의 주요 성분변화를 조사하기 위한 실험으로서 액화 전후의 리그닌의 구조적 변화를 알기 위하여 잣나무 KP리그닌과 리그닌설포산을 액화시켜서 유기용매로 분리하고, IR, 1H(13C)-NMR, GC-MS분석기기로 분석하였다. 액화리그닌 중에는 다수의 페놀성 물질들 즉, diguaiacol, acetic acid phenyl ester, phenol, 1-phenyl ethanone 등이 분석되었다.

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백색부후균에 의한 리그닌의 중합화와 탈중합화 (제1보)-리그닌분해균에 의한 Lignosulfonate의 분해- (Polymerization and Depolymerization of Lignins by White-Rot Fungi(I)-Degradation of Lignosulfonate by Lignin-degrading Fungi-)

  • 정현채;김병수;박종열
    • 펄프종이기술
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    • 제29권4호
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    • pp.64-72
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    • 1997
  • 백색부후균에 의한 리그닌의 분해양상을 검토하기 위해 리그닌 분해능이 우수하고 laccase활성이 높은 LKY-7 및 C. versicolor-13 균주와 manganese peroxidase 활성은 비교적 높으나 laccase활성이 전혀 나타나지 않는 LSK-27 균주로 lignosulfonate를 처리하였다. LKY-7 과 C. versicolor-13 균주에서는 lignosulfonate의 중합화 현상이 관찰되었으며 중합화는 laccase 활성 과 비례하는 것으로 나타났다. LSK-27 균주에서는 lignosulfonate의 고분자 영역이 분해되면서 탈중합화가 일어났으며 리그닌 분해 효소로는 manganese peroxidase만 검출되었다. 보조기질로 glucose를 첨가한 결과, LKY-7 균주에서는 laccase 활정이 각소하면서 중합화 현상이 어느 정도 감소하였으나 C. versicolor-13 균주는 laccase 활성의 증가와 함께 중합화도 촉진되는 것으로 나타났다. 또한 LSK-27 균주에서도 glucose 첨가에 의해 manganese peroxidase 활성이 증가되면서 lignosulfonate의 중합화가 관찰되었다. lignosulfonate 중합화에는 laccase 뿐만 아니라 manganese peroxidase도 관여하며 보조기질로서 탄소원의 종류도 영향을 미칠것으로 검토되었다.

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