• 제목/요약/키워드: 발효조

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Candida rugosa 변아주를 이용한 D-\beta-Hydroxybutyric Acid 발효공정의 최적화 (Optimization of D-\beta-hydroxybutyric Acid Fermentation Using a Mutant of Candida Rugosa IFO0750)

  • 경수현;신철수
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.355-360
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    • 2000
  • Candida rugosa IFO0750의 UV-변이주를 제조하여 butyric acid를 D-$\beta$-hydroxybutyrin acid(이하 D-$\beta$-HBA)로 전환하는 데 이용하였다. 후보 변이주 중 활성이 가장 높은 Candida rugosa CM42를 이용하여 발효를 수행한 후 NMR 분석, polarimeter 분석 등을 통하여 생성된 물질이 D-$\beta$-HBA 임을 확인하였다. Chemostar 배양을 이용하여 D-$\beta$-HBA 발효 생산의 주요 영향인자를 분석하였으며, 균체의 활성을 나타내는 비생산성의 최대치는 균체의 비증식 속도를 0.06, 발효조 내의 glucose와 butyric acid의 농도를 각각 10g/L와 8.7 g/L로 각각 유지 할 때 얻어졌다. 회분식 배양 중에 glucose와 butyric acid를 공급하여 발효조 내의 glucose 및 butyric acid 농도를 최적조건으로 유지하는 fed-batch 발효를 수행하였다. 배양 180 시간 후에 D-$\beta$-HBA 농도가 약 12.4 g/L에 도달하였으며 회분식 발효에 비하여 4.7배 증가하였다.

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국내산 농산부산물 발효사료를 급여한 재래산양의 사료섭취량 및 소화율 (Feed Intake and Digestibility in Korean Native Goats Fed Fermented Domestic Agricultural By-Products)

  • 안종호;유황종;김현진;조익환;이주삼
    • 한국유기농업학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.111-120
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    • 2000
  • 본 시험에서는 왕겨, 쌀겨, 비지, 잔반을 원료로 하여 각각 26, 26, 34, 14%를 혼합하여 발효시켜 농후사료와 급여비율을 달리하여 재래산양에게 급여하였다. 시험사료는 4종으로 각 사료별 발효사료:농후사료 배합비율은 A 80 : 20, B 70 : 30, C 50 : 40 및 D 50 : 50%로 하여 처리구별로 급여하였다. 발효사료를 이용한 재래산양의 사료 섭취량, 소화율 및 질소 축적율을 조사하였으며 또한 재래산양의 증체 시험을 45일간 실시하여 재래산양 사료로서의 농산부산물 발효사료 가치를 조사하였다. 1. 본 실험사료의 화학적 성분으로는 조단백질 함량이 A, B, C 및 D구에서 각각 13.73, 13.78, 14.45, 15,14%이었으며 조지방과 조섬유 함량은 A구에서 각각 8.66 및 27.82%로 전 처리구중 가장 높았다. 2. 처리수준별 건물사료 섭취량은 362.06∼329.12g/d로서 A구(발효사료 : 배합사료, 80 : 20)와 C구(발효사료 : 배합사료, 60 :40)에서 각각 362.06 및 358.49g/d로서 B구(329.12g/d)와 D구(349.72g/d)에 비하여 유의성이 인정되었다(P<0.05). 영양소별 섭취량으로 조단백질 및 조지방은 처리구간 차이가 없었으나(P>0.05), 조섬유 섭취량은 A구가 101.47g/d로 B, C 및 D구보다 현저히 높아 유의차를 보였고(P<0.05), 조회분 섭취량도 A구가 28.51g/d로 B, C 및 D구보다 현저히 높았다(P<0.05). 3. 처리구간 건물소화율은 68.81∼53.58%수준으로 발효사료가 60%함유된 사료를 급여한 C구에서 가장 높은 경향을 보였으며, 발효사료 함유율이 80%인 A구에서 가장 낮았다 (P<0.05), 조단백질 소화율도 A구에서 59.85%로 B, C 및 B구보다 현저히 낮아 유의차가 인정되었다(P<0.05). 그러나 조지방의 소화율은 처리간 큰 차이를 보이지 않았다. 조섬유 소화율은 A구와 C구에서 각각 56.82%와 58.54%를 나타내어 발효사료 함유량이 높아도 조섬유 소화율이 저하하지 않는 것을 알 수 있었다. 4. 질소 섭취량은 8.47∼7.22g/d로서 C구에서 8.47g/d로 가장 높았으나 질소 축적율은 D구에서 32.78%로 가장 높게 나타났다. D구는 배합사료 급여 비율이 50%로 처리구중 조단백질 함량이 제일 높았고 분 질소 배설량이 적어 질소 축적율이 향상되었다고 P<0.05) 사료된다. 뇨 질소 배설량은 3.43∼5.91g/d로 전 처리구간 비슷한 경향을 보였다. 5. 증체 시험 결과를 보면 사료 섭취량은 752.22∼788.20g으로 처리구간 비슷하였으나, 일당 증체량은 발효사료1배합사료 비율이 50 : 50%인 D구에서 88.89g/d으로 가장 높았고, A, B, C구는 체중이 감소하거나 증체가 거의 이루어지지 않았는데, 개체별로 일부 설사에 의한 체중감소 현상이 일어났기 때문으로 사료된다. 그러나 설사를 하지 않은 정상적인 것들만 비교하여 볼 때, 증체량은 배합사료 급여 비율이 높을수록 증가하는 경향을 뚜렷이 보여 주었다(C : 71.11, D : 88.89g/d). 6. 왕겨, 쌀겨, 비지, 남은 음식물 등을 이용한 발효사료를 배합사료와 함께 혼합 비율을 달리하여 재래산양에게 급여하였을 때, 사료 섭취량과 소화율은 발효사료 60%, 배합사료 40%를 급여하였을 때 가장 높게 나타나 농산 부산물을 발효시킴으로써 기호성 및 소화율이 향상될 수 있다는 점을 시사하였다. 그러나 발효사료는 배합사료만큼은 체내 이용성이 뛰어나지 못하여 배합사료 50%로 배합사료 혼합 비율을 높인 구보다는 증체량이 떨어졌고 질소 축적율도 낮게 나타났다. 결론적으로 재래산양에서 배합사료와 함께 급여하는 발효사료의 적정 급여 비율을 50∼60% 정도로 할 때 사료의 이용 효율이 양호할 것으로 사료되나 여름철과 같은 고온 시기에는 변질리 가능성이 있어 설사를 유발할 수 있으므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 사료된다.

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백삼, 발효인삼, 홍삼 농축액의 이화학적 특성 (Physico-Chemical Characteristics of White, Fermented and Red Ginseng Extracts)

  • 공병만;박민주;민진우;김호빈;김세화;김세영;양덕춘
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제32권3호
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    • pp.238-243
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    • 2008
  • 본 연구에서는 시중에 유통되고 있는 백삼 농축액(white ginseng extract, WG), 발효인삼 농축액(fermented ginseng extract, FG), 홍삼 농축액(red ginseng extract, RG)에 대해 고형분, 점성도, 회분, 조지방, 조단백, 탄수화물, 나트륨, 열량 등을 분석하였다. 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액의 고형분 조사결과, 발효인삼 농축액, 백삼 농축액, 홍삼 농축액 순으로 발효인삼 농축액이 가장 높았으나, 점성도는 홍삼 농축액에서 가장 높게 나타났다. 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액 모두 온도를 높일수록 점성도는 떨어지는 경향을 보였으며 $40^{\circ}C$ 이상 가열 시에는 점성도의 차이가 크게 나타나지 않았다. 회분과 조단백질의 함량은 발효인삼농축액이 가장 높았으며, 조지방은 홍삼농축액에서 가장 높게 나타났다. 탄수화물 함량은 세 농축액에서 큰 차이 없이 유사한 결과를 보였으며, 나트륨 함량은 백삼농축액이 가장 높았다. 그러나 열량에 있어서는 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액에서 큰 차이가 없는 것으로 조사되었다. 현재 활발히 연구 중인 백삼 농축액, 발효인삼 농축액, 홍삼 농축액 각각의 이화학적 특성을 분석하여 앞으로의 연구 및 신제품 개발에 이용할 수 있는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 토대로 항산화, 면역활성, 혈관이완작용에 미치는 영향을 규명하고 인삼농축액, 발효인삼농축액, 홍삼농축액의 효능 차이를 비교 평가하는 실험이 이루어져야 할 것이다.

톳 발효 추출물을 이용한 고추장의 영양학적 특성 (Nutritional Characteristics of Kochujang Added With Fermented Extracts of Hizikia fusiforme)

  • 김진희;송호수;양지영
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.473-478
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    • 2012
  • 톳 발효 추출물을 첨가하여 개량식 방법으로 고추장을 제조하고 이에 따른 성분분석을 측정하였다. 일반성분 분석에서 톳 발효 추출물 첨가 고추장 및 일반 고추장을 비교하였을 때 조단백, 조지방 및 탄수화물등은 비슷한 함량을 나타내었다. 아미노산 분석 결과 총 아미노산 함량은 톳 발효 추출물 첨가 고추장이 15,929.5 ng/mg이며 일반 고추장이 14,965.6 ng/mg으로 톳 발효 추출물 첨가 고추장이 일반 고추장에 비해 더 높았다. 아미노태질소분석시 일반 고추장의 경우 1044.80 mg%로 나타난 반면에 톳 발효 추출물 첨가 고추장의 경우 1715.88 mg%로 매우 높은 함량을 나타내었다. 일반 고추장과 톳 발효 추출물 첨가 고추장의 식염은 각각 15.97%, 6.12%로 나타났으며 무기질은 톳 발효 추출물 첨가 고추장이 칼슘이 더 많았으며, 나트륨 함량은 일반 고추장에 비해 현저하게 낮았다.

총체맥류 분쇄기 개발 및 분쇄 총체맥류 사일리지의 품질 특성 (Development of Crushing Device for Whole Crop Silage and the Characteristics of Crushed Whole Crop Silage)

  • 이성현;유병기;주선이;박태일
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.344-349
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    • 2016
  • 본 연구에서는 주로 한(육)우, 낙농 등에서 이용되는 총체맥류 조사료를 돼지, 닭 등에게까지 확대 이용 가능성을 모색하기 위하여 수행하였다. 이를 위해 총체맥류를 분쇄할 수 있는 시스템을 개발하였고 분쇄시스템을 통해 분쇄한 총체맥류를 비닐 백에 밀봉 저장한 후 사료가치를 분석하였다. 총체맥류는 Fig. 4에서 보는 바와 같이 수확 직후 줄기, 잎, 곡실 등을 분리하지 않고 원형 그대로 분쇄장치에 투입하였다. 분쇄되어 배출된 총체맥류의 분쇄상태를 분석한 결과 알곡 20%, 10 mm 이상 4%, 5~10 mm 27%, 5 mm 이하 49%로 매우 미세하게 분쇄되는 것으로 나타나 단위동물의 배합사료에 일정비율 혼합하여 급이 하는 것이 가능할 것으로 판단되었다. 분쇄 직후 밀봉하여 상온에서 저장한 총체맥류 사일리지는 약 3개월이 지난 시점에서 품질을 분석하였다. 시험에 사용한 총체맥류는 새쌀보리와 금강밀이다. 분쇄된 총체맥류의 발효를 촉진하기 위하여 하나에는 발효제를 접종하였고 다른 하나는 발효제를 접종하지 않았다. 발효제를 접종한 분쇄 총체 새쌀보리의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.45%, 1.61%, 8.95%, 16.94%, 9.52%, 1.01%, 8.51%로 나타났으며 TDN, RFV는 81.38%, 447.5%로 나타났다. 발효제를 접종하지 않은 총체 새쌀보리의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.57%, 1.62%, 9.61%, 18.25%, 10.13%, 1.10%, 9.04%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.90%, 412.9%로 나타났다. 발효제를 접종한 분쇄 총체 금강밀의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.43%, 1.27%, 10.99%, 19.49%, 11.23%, 1.46%, 9.77%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.03%, 382.6%로 나타났다. 발효제를 접종하지 않은 총체금강밀의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.28%, 1.44%, 10.08%, 18.02%, 10.44%, 1.26%, 9.18%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.65%, 416.9%로 나타났다. 발효제를 접종한 것과 발효제를 접종하지 않은 분쇄 총체맥류 사일리지의 상대적 사료가치를 평가한 결과 새쌀보리의 경우 발효제를 첨가한 것이 높았으며, 금강밀의 경우 발효제를 첨가하지 않은 것이 높은 것으로 나타났다. 따라서 총체맥류 분쇄 사일리지를 조제할 때 품종에 따라 발효제의 첨가 여부를 결정하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 또한 Ju 등(2009, 2011)의 TDN과 RFV를 비교 분석한 결과 발효제의 접종 여부와 관계없이 분쇄 총체맥류 사일리지의 TDN과 RFV가 월등히 높은 것으로 나타났다. 따라서 총체맥류 사일리지 조제시 수확${\rightarrow}$분쇄${\rightarrow}$밀봉의 과정을 거쳐 사일리지를 조제하는 것이 조사료 이용효율을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

탑형 발효기에 의한 에탄올 연속 생산 (Continuous Ethanol Production by Tower Fermentor)

  • 서근학;송승구김재형
    • KSBB Journal
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    • 제9권2호
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    • pp.104-107
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    • 1994
  • Cone 형태 탑형발효기에서 연속발효실험을 수행 결과 발효조 최대 효모 농도는 37.5-39.5g/l이었고 최대 에탄올 생산성은 희석율 0.32 $hr^{-1}$에서 16.3gEtOH/L.hr 이었다. 평균 에탄올 수율은 0.48 g/EtOH/g glucose로서 이는 이론적 수율의 94%였다. Cone형태 탑형발효기는 에탄올 연속생신시 효과적인 발효기로 생각되었다.

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상향류 인 결정화공정을 이용한 슬러지 발효 유출수로 부터의 영양소 회수 (Nutrient Recovery from Sludge Fermentation Effluent in Upflow Phosphate Crystallization Process)

  • 안영호
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.866-871
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    • 2006
  • 연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

발효조의 냉각량 측정을 통한 유가배양제어

  • 홍건표;허원
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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    • pp.181-184
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    • 2000
  • The cooling rate of a bioreactor was measured to estimate the heat generation by microbial cultivation production. The estimated heat production was calculated from the varying temperature of cooling water. It was used for monitoring growth and specific metabolic events for microbial cultivations. Metabolic heat measured was also adopted for a control parameter for fed-batch cultivation.

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연속 교반 발효조에서 균체농도의 단순 디지탈 제어 (Simple digital control of cell mass in biological CSTR)

  • 이경범;황영보;이지태
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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    • pp.647-651
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    • 1987
  • Yeast biomass in a biological continuous stirred tank reactor was controlled with an APPLE II microcomputer using adaptive control theory of bilinear systems. The controller used is as simple as a PID controller, but required less information. Cell concentration was well controlled by adjusting the inlet flow rate following the algorithm.

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