• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.46-53
• /
• 2006

본 연구는 Remazol Brilliant Blue R (RBBR) 염료의 탈색능을 이용, 리그닌분해능이 강한 백색부후균을 선발하고, 이들 균주들의 리그닌분해효소의 활성에 미치는 inducer, 2,5-xylidine 첨가효과를 검토하였다. 20종의 공시균주 가운데 9종이 RBBR의 탈색, glucose-1 oxidase (GOD), laccase (LAC) 및 Mn-peroxidase (MnP) 등 4가지의 활성을 모두 가지고 있었으며, 비교적 활성이 높은 5종의 균주는 Phlebia radiata, Trametes versicolor, Abortiporus biennis, Gleophyllum odoratum 및 Cerrena unicolor 등으로 확인되었다. 이들 균주 가운데 LAC 활성이 매우 높은 T. versicolor, G. odoratum 및 C. unicolor에 대한 최적 생육온도, 최적 pH 및 LAC 활성에 미치는 inducer 첨가효과를 조사한 결과, T. versicolor가 $28^{\circ}C$에서, G. odoratum 및 C. unicolor는 $25^{\circ}C$에서 가장 좋은 생장을 보였으며, 모든 균주의 배양 최적 pH는 5.5로 나타났다. 공시균주 모두 2,5-xylidine 첨가에 의하여 LAC 활성의 증가를 보였는데, T. versicolor는 $22,700nkat/{\ell}$로 대조구에 대하여 11.3배, G. odoratum은 최대 활성이 $15,400nkat/{\ell}$로 9배, C. unicolor는 $17,330nkat/{\ell}$로 5.5배의 활성증가를 나타냈다.

• 한국균학회지
• /
• 제24권1호통권76호
• /
• pp.17-24
• /
• 1996

목재부후성 담자균류의 배양 균사체의 생물활성을 조사하기 위하여 항균활성, 식물생장조절활성, 항암활성 및 그들이 생산하는 효소활성을 검정한 결과 Coriozus versicolor 5129와 C. pubescens 5131 균주는 그람양성세균에, Lenzites betulina 8029 균주는 그람음성세균에 저지 효과를 나타내었으며 L. betulina 8085 균주는 세균과 진균에 저지 효과를 나타내어 광범위한 항균 spectrum을 보였다. 대부분의 균주가 0.8ml/ml 농도 처리시 배추 및 무의 발아 및 생장을 억제하였으며, 특히 Fomitopsis pinicolor 8059와 Fomitella fraxinea 8084 균주의 경우 생육을 장하게 억제하였다. 그러나, Bjerkandera adusta 8054 균주는 0.4 및 0.2ml/ml농도에서 배추 및 무의 생육을 촉진하였다. 몇종의 목재부후균 다당체를 추출하여 암세포를 이식한 ICR mouse에 투여한 결과 거의 전 균주가 항종양 작용을 나타내었으나 버섯종류 간에 큰 차이를 보였고 그중 L. betulina 8029와 미분류된 8058 균주는 효과가 비교적 높았다. 목재부후균의 세룰로스와 리그닌 분해력은 거의 전 공시균주에서 나타났고 종류간에 역가가 다양하여 강력한 분해균의 선발 가능성을 보였다.

• 한국균학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.152-158
• /
• 2012

큰느타리 수확 후 배지(spent mushroom compost, SMC)로부터 목질분해효소인 ${\alpha}$-amylase (EC 3.2.1.1), lignin peroxidase (EC 1.11.1.14), laccase (EC 1.10.3.2), xylanase (EC 3.2.1.8), ${\beta}$-xylosidase (EC 3.2.1.37), ${\beta}$-glucosidase (EC 3.2.1.21) cellulase (EC 3.2.1.4)가 다양한 buffer로 추출 되었으며 1 g SMC당 5 volume으로 첨가하고 2시간 동안 $4^{\circ}C$에서 200 rpm속도로 진탕배양 시에 최적 효소회수율을 보였다. ${\alpha}$-Amylase는 2.10에서 2.80 U/g (SMC)의 효소활성을 보였으며 ${\beta}$-glucosidase와 ${\beta}$-xylosidase는 0.1 U/g 이하의 가장 낮은 효소활성이 나타났다. Cellulase는 2.80 U/g와 xylanse는 5.0 U/g이상의 비교적 높은 효소회수율을 보였다. 큰느타리버섯 SMC 추출물은 상업용 laccase와 탈색효과 cellulase와는 filter paper분해활성을 비교하여 산업적 적용을 평가하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.568-574
• /
• 2007

리그닌 분해 세균인 Pseudomonas sp. LG2는 lignocellulose 기질을 분해하여 APPL 화합물을 생성하는 균주이다. 이 균주를 BSG(brewer's spent grain)가 함유된 배지에서 배양한 배양액에서 APPL 화합물을 확인하였다. 세포외 조효소들의 유도에 관한 여러 가지 탄소원의 영향을 조사한 결과 glucose 배지에서는 xylanase의 효소활성만 확인 되었고 xylose, arabinose에서 배양한 조효소에서는 FAE 및 xylanase의 효소활성이 없었다. Oat spelt xylan, HBSG I(hydrolyzed brewer's spent grain I), HBSG II(hydrolyzed brewer's spent grain II) 및 AFBSG(autoclaved fraction from brewer's spent grain)를 탄소원으로 배양한 조효소에서는 FAE 및 xylanase의 효소활성이 확인됐다. Pseudomonas sp. LG2를 oat spelt xylan, HBSG I, HBSG II 및 AFBSG를 탄소원으로 사용하여 14일 동안 배양하면서 배양기간에 따른 세포외 효소들의 FAE와 xylanase 활성을 조사하였다. Xylanase의 최고 활성은 xylan을 탄소원으로 6일간 배양 했을때 5.3 U/mg으로 가장 높았으며, FAE의 최고 활성은 AFBSG를 탄소원으로 배양했을 때 배양 8일째 15.4 mU/mg으로 가장 높았다. Oat spelt xylan, HBSG I, HBSG II 및 AFBSG를 탄소원으로 사용하여 배양한 배지에 분리된 ferulic acid가 확인되었다. 세포외 효소의 FAE 활성은 methyl ferulic acid, methyl caffeic acid, methyl p-coumaric acid에 대해 esterase의 활성을 보였으나, methyl sinapinic acid, methyl vanillic acid 및 methyl gallic acid에 대해서는 esterase의 활성이 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.225-231
• /
• 2014

마늘낙엽버섯(Marasmius scorodonius)에 대하여 리그닌 분해 여부를 조사한 결과, 본 균주는 laccase를 생산하는 백색부후균으로 확인되었다. 마늘낙엽버섯 균사체로부터 laccase를 생산하기 위한 최적배지조건을 조사한 결과, 다양한 합성 배지 중에서 YM (1% dextrose, 0.5% malt extract, 0.3% yeast extract) 배지가 가장 높은 laccase 활성을 나타내었다. 또한 YM 배지의 조성 중에서 탄소원과 질소원을 각각 1% galactose와 0.4% yeast extract로 대체하였을 때 가장 높은 효소활성을 나타내었다. 본 균주는 최적배지조건에서 $25^{\circ}C$로 15일 동안 배양하였을 때 효소의 활성이 최대치에 도달함을 확인하였다. 균사체 배양 상등액을 Native-PAGE로 전기영동한 후 활성염색을 수행한 결과, 분자량 약 60-70 kDa 사이에서 laccase 활성을 가지는 2개의 밴드를 확인하였으며, 효소의 최적 pH와 온도는 각각 pH 3.4과 $75^{\circ}C$이었다.

• 청정기술
• /
• 제10권3호
• /
• pp.131-137
• /
• 2004

오래 전부터 생물학적 폐수처리 방법에 대한 다양한 연구들이 꾸준히 진행되고 있으나, 전통적인 염료 염색 폐수처리 방법들은 다소 비효율적이다. 최근 들어 이를 극복하기 위하여 특정 미생물이나 효소를 이용한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 백색부후균이 생산하는 리그닌 효소에 의한 생물처리 방법으로, 아조계(azo) 염료인 Reactive black 5를 적용하였으며, 다양한 농도에 따른 분해경향을 확인하였다. 미생물 재이용과 장기간 운전, 효율적인 유기물 제거의 가능성을 확인하기 위해 i)생물학적 처리와 ii)분리막 처리공정과 iii)이 두 가지를 결합한 공정의 처리 효율을 비교하였다. 결합공정을 사용하였을 때 색도제거율이 100%였으며, 총유기물(TOC) 제거율은 70% 이상으로 각 단위공정만으로 처리하였을 때보다 더 효율적인 결과를 보였다. 또한, 생물반응에서 배양말기까지 유지된 효소활성(40 U/ml laccase and 300-600 U/ml MnP)을 통해 미생물 재이용의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제46권5호
• /
• pp.763-772
• /
• 2004

Neocallimastix frontalis SA에게 에너지원으로 filter paper 또는 볏짚만을 공급하여 반추위 곰팡이를 배양하는 동안 섬유소 분해 양상을 현미경으로 관찰하고 cellulase와 xylanase 생산에 미치는 영향을 비교하였다. 혐기성 반추위 곰팡이를 접종한 후 filter paper를 광학 현미경으로 관찰하였을 때 filter paper의 표면과 모서리에 유주자의 부착, 포자낭의 발달 그리고 복잡한 그물망의 균사 엽상체의 형성이 관찰되었으며, 배양 7일 후에는 filter paper의 소화 그리고 섬유사의 결착성 및 견고성의 감소 현상이 나타났다. 또한 분쇄한 볏짚 표면에서도 미성숙 및 성숙한 포자낭들이 관찰되었으며, 일반적으로 이들 균사들은 볏짚의 부스러진 부분이나 잘리어진 모서리에서 많이 발견되었다. cellulase와 xylanase는 배양기간 동안 filter paper와 볏짚 기질 모두에서 빠르게 그 농도가 증가하였으며, 볏짚 첨가시에 비해 filter paper 첨가시가 더 높은 경향을 보였다. 특히 두 가질간의 cellulase와 xylanase 효소 활성은 각각 48 그리고 96시간 배양 이후에 큰 차이를 보였다(P<0.05). 따라서 filter paper는 복합 구조를 갖는 볏짚에 비하여 cellulase와 xylanase 생산을 위한 더 좋은 유도 물질임을 발견하였다. 이상의 결과들을 N. frontalis에 대한 에너지원으로서 단일 복합체인 filter paper가 복합 구조의 볏짚에 비해 더 우수하였으며, 물리적 및 화학적으로 섬유소를 분해하는 혐기성 반추위 곰팡이라 할 지라도, 리그닌화된 견고한 섬유소 구조를 파괴시킬 수 있는 물리적 처리는 반추위 곰팡이의 분해 작용 및 성장에 도움을 줄 수 있음을 시사한다.

• 미생물학회지
• /
• 제44권1호
• /
• pp.37-42
• /
• 2008

국내에서 분리된 구름버섯(Trametes versicolor)에 의한 내분비계 장애물질 bisphenol A의 생분해 효율을 높이기 위하여 그 생분해 최적조건을 조사하였다. T. versicolor는 Yeast extract-Malt extract-Glucose (YMG) 배지에서 12시간 이내에 50 mg/L bisphenol A를 100% 생분해하며, 5일 동안 선배양 시에는 2시간 이내에 100% 제거하였다. Bisphenol A의 농도가 낮을수록, 온도는 $35^{\circ}C$, pH 6에서 생분해율이 가장 높았으며 교반의 영향은 크지 않았다. 최소배지에서는 생분해율이 약간 낮았지만 최적조건은 YMG 배지에서와 유사하였다. 생분해에 관여하는 리그닌 분해효소 laccase의 mediator인 ABTS [2,2'-azino-bis(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt]를 최소배지에 첨가할 경우 bisphenol A의 생분해가 촉진되었다. 접종물 중 배양 상등액에 대한 균체량의 비율이 높을수록 생분해율이 증가하였는데 그 비율이 50%일 때 폐수에 첨가한 50 mg/L의 bisphenol A가 4일째에 100% 분해되었다. YMG 배지에서 bisphenol A의 생분해에 따라 내분비계 장애효과를 나타내는 에스트로겐 활성은 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권1호
• /
• pp.18-24
• /
• 2012

최근의 식량자원과 충돌의 우려가 있는 전분질계 에탄올 생산에 문제점이 대두되고 있고, 기존의 화석에너지를 대신할 새로운 재생가능 에너지개발에 대한 요구가 지속적으로 증가하면서 새로운 에너지 자원으로서 셀룰로오즈 계열 바이오매스가 지속적인 주목을 받고 있다. 하지만 지난 수십 년 간의 연구에도 불구하고 셀룰로오직 에탄올이 가격 경쟁력을 가지지 못하는 이유는 셀룰로오스 계열 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 분리과정이 어렵고, 전처리 과정 중 생산되는 부산물질에 의한 당화 및 발효율이 낮다는 점과, 당화를 위해 다량의 효소가 필요하고 가격이 비싸다는 점이다. 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정 기술을 상용화 단계까지 효율적이고, 경제적으로 구축하기 위해서는 경제성이 확보되고 원천 기술 적용이 가능한 바이오매스의 선정과 더불어 기존 기술들의 문제점을 파악, 극복하면서 전체 생산 수율을 높이는 동시에 에너지 저감형태의 새로운 전처리 공정 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제 점을 해결하기 위해 이전부터 많은 연구가 이루어진 농업 부산물 계열의 볏짚과 그 특성이 비슷할 것으로 보이는 보릿짚을 바이오매스로 선택하여 보편적으로 이용되고 있는 염기 전처리를 적용하여 그 특성에 대하여 파악해 보고자 하였다. 보릿짚은 볏짚과 비교하였을 때 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 각각 41.60%와 17.56%로 그 함량이 비슷하게 나타났고 가축 사료로 사용되고 있는 볏짚에 비해 수급단가 또한 상대적으로 낮아 매우 경제적인 바이오매스로 보여진다. 보릿짚을 이용한 암모니아 침지 반응을 통한 볏짚과의 비교에서는 암모니아 농도; 15%, 반응온도; $60^{\circ}C$ 반응시간; 24hr의 조건에서 전처리 후 리그닌 제거율 29.09%, 가수분해도 64.78%(16.01 g/L), 에탄올 수율 56.50%(8.65 g/L)로 나타나 볏짚에 비해 그 효과가 낮은 것으로 나타났지만 암모니아에 의한 전처리에 상당한 효과가 있는 것으로 보여진다. NaOH 침지 반응은 NaOH 농도; 2%, 반응온도; $85^{\circ}C$, 반응시간; 1hr 동안 반응하여 볏짚과 암모니아 침지 반응에 대한 비교를 통해 그 특성을 파악하였다. NaOH 침지 반응 후 보릿짚의 상대적인 리그닌 제거율; 24.15%, 가수분해도; 58.40%(15.39 g/L), 에탄올 수율 52.56%(8.35 g/L)의 결과를 얻어, 보릿짚이 암모니아를 이용한 전처리와 NaOH를 이용한 전처리 즉 염기 용매를 이용한 전처리에 있어 효과적인 리그닌 제거가 가능한 것으로 결론 지을 수 있고 본 연구 결과를 바탕으로 차 후 NaOH와 암모니아 침지 반응 및 침출 반응의 최적화 연구를 통해 각 전처리의 최적화 조건을 설정할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.106.1-106.1
• /
• 2010

본 연구는 팜 부산물로부터 바이오 에탄올을 생산하는 전처리-당화-발효 공정의 첫 번째 단계인 전처리 공정에서 팜 부산물을 NaOH를 이용하여 효율적으로 전처리하고자 하였다. 암모니아 침지법과 NaOH 침출법을 비교한 결과 팜 부산물에 대해서는 암모니아 침지에 의한 탈리그닌 효과가 적으며 NaOH 전처리가 적합한 방법임을 알 수 있었다. 40-100 mesh 크기의 팜 부산물을 이용하여 반응온도(110, 130, $150^{\circ}C$), 반응시간(20, 40, 60분) 및 NaOH 농도(5%, 11%)의 변화에 따른 팜 부산물의 탈리그닌율과 글루코스 및 자일로스 회수율 간의 상호관계를 확인하였다. $150^{\circ}C$까지의 온도 조건에서 온도에 의한 자일로스의 분해는 일어나지 않는 것으로 확인되었다. 팜 부산물의 탈리그닌율은 시간이 증가할수록 증가하였으며, 높은 NaOH 농도에서 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 글루코스 및 자일로스의 회수율은 높은 농도에서 낮게 나타났으며, 시간이 지날수록 감소하여 손실이 많은 것으로 나타났다. 따라서 NaOH 농도가 낮을수록 당 회수율은 높게 나타나지만, 탈리그닌율이 낮아 당화 효율이 떨어지므로 효소 당화 후에 최종 당 회수율이 높은 NaOH 농도 조건을 결정하여야 하겠다.