• 제목/요약/키워드: 생물전환반응

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폐지 슬러지를 이용한 혐기성 메탄발효 특성 분석

  • 조건형;김중곤;정효기;김성준;김시욱
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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    • pp.367-370
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    • 2003
  • 본 연구는 당화 후 잔류하는 폐지 슬러지를 이용하여 메탄으로 전환시킬 수 있는 가능성에 대하여 연구하였다. 회분식 반응에서 초기 건조중량 15g의 신문지와 종이박스 폐지를 주입하였을 때 24일후 tCOD 제거율은 각각 60.9와 62.4%를 나타내었고 생산된 바이오 가스양은 각각 6.95와 6.43L 이었다. 총 고형물(TS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 34.8와 33.4% 정도 감소함을 알 수 있었고, 휘발성 고형물(VS)의 변화는 신문지와 종이박스가 각각 40와 39.2% 정도 감소함을 알 수 있었다. pH는 20일 이후부터 7.5로 일정하게 유지되어 메탄발효가 적절히 진행되는 것으로 확인되었다. 반 연속식 실험의 경우 산 발효조에서 2일, 메탄발효조에서 12일간 체류하면서 신문지와 종이박스의 tCOD 제거 효율은 각각 64.7과 65.0%를 나타냈다. 각각의 일일 바이오가스 생산량은 g당 0.31과 0.30L로 나타났으며 바이오가스 중 메탄함량은 57.3과 56.2%로 나타났다. 공정의 안정화가 이루어졌다고 판단되는 25일 이후의 pH는 혐기성 산발효조와 메탄 발효조에서 각각 5.0과 7.5로 일정하게 나타났다.

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Streptomyces Peucetius에서의 ${\varepsilon}$-rhodomycinone 추출 및 이종균주에서의 rhodomycin D 생산 연구 (NDP-sugar production and glycosylation of ${\varepsilon}$-rhodomycinone in Streptomyces venezuelae)

  • 박성희;차민호;김은정;윤여준;송재경;이희찬;류광경;김병기
    • KSBB Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.44-47
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    • 2008
  • Streptomyces peucetius가 생산하는 anthracycline 계열의 doxorubicin은 치료목적으로 사용되는 중요한 항암제 중 하나이다. Doxorubicin은 rhodomycin D에서부터 몇 단계의 생합성 과정을 더 거쳐 생산되는데, 생물학적 활성을 갖기 위해서는 deoxy-sugar의 전이가 반드시 일어나야 한다. 본 논문에서는 이종균주인 Streptomyces venezuelae에 11개의 유전자를 형질 전환하여 TDP-L-daunosamine를 생산하고 이것을 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 전이하여 rhodomycin D를 생산하는 연구를 수행하였다. S. peucetius 유래의 7개 유전자 dnmU, T, J, V, Z, Q, S.를 당 합성 및 전이를 위해 plasmid 형태로 전이하였으며, S. venezuelae의 desIII, IV와 doxorubicin 내성 유전자인 drrA, B는 chromosomal DNA에 삽입하였다. Aglycone 기질인 ${\varepsilon}$-rhodomycinone을 확보하기 위하여 6L의 고체 배지에 S. peucetius를 배양하여 유기용매로 추출하고 preparative HPLC로 분리 정제하였다. 결과적으로 이종균주인 S. venezuelae에서 ${\varepsilon}$-rhodomycinone에 당 전이가 일어난 생산물을 확인함으로써 deoxy-sugar의 생합성 및 전이에 필요한 최소한의 유전적 정보를 확인할 수 있었다. 또한, 유사서열 단백질 모델링을 통하여, 최초로 당 전이 반응에 필수적인 도움효소 DnrQ의 구조를 예측하였다.

외상 후 스트레스 장애의 평가

  • 김정범
    • 대한불안의학회:학술대회논문집
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    • 대한불안의학회 2004년도 재난과 정신건강
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    • pp.185-213
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    • 2004
  • 우리는 살아가면서 흔히 개인적으로 극심한 스트레스를 겪거나 불행히도 어떤 뜻밖의 재난이나 큰 사고를 경험할 수 있다. 이런 외상적 사건들을 겪고 대부분의 사람들은 잘 극복할 수 있으나 일부 사람들은 심각한 의상 후 스트레스 반응을 보여 그런 외상이 지나감에도 불구하고 괴로운 기억 속에서 그것을 회상시키는 활동과 상황을 피하며 늘 불안한 마음으로 몸은 현재에 살고 있지만 마음은 실상 과거에 매달려 있고 과거의 고통 속에서 헤어 나오지 못하고 있다. 외상 후 스트레스 장애는 다른 불안 장애, 우울증처럼 흔한 질환으로 사회생활에 큰 지장을 주며 삶의 질을 손상시킨다. 그렇지만 외상을 당한 당사자들이 이런 이야기를 하기 꺼려하고, 이런 사람들을 진료실에서 종종 만날 수 있는 임상가들도 외상의 심각성과 외상 후 스트레스 장애에 대한 인식이 부족하여, 우리 주위에 많은 사람이 외상 후 스트레스 장애로 고생하고 있지만 외상 후 스트레스 장애로 진단되는 경우가 실제보다 훨씬 적다. 따라서 외상 후 스트레스 장애에 대한 평가를 배움으로써 더 많은 환자들을 정확히 진단하며 다른 질환과의 감별을 쉽게 할 수 있고, 환자들의 고통과 어려움이 과연 무엇인지 잘 알 수 있으며, 치료 표적과 치료 전략을 정하고, 치료 계획을 세우는 데 도움을 얻을 수 있다. 평가 방법으로는 구조화된 면담, 평가 척도, 정신 생리적 측정법, 치료자의 임상적인 결정 등이 있다. 향후에는 외상 후 스트레스 장애의 증상 정도뿐만 아니라 일상생활, 사회적 관계, 직업적, 사회적 적응 및 기능에 미치는 영향도 같이 평가하는 도구들이 개발되고, 현재 개발된 많은 평가 척도들이 새로이 수정되고 표준화되어, 이런 평가 척도들을 통해 외상 후 스트레스 장애의 경과와 외상 후 스트레스 장애로 인한 정신 사회적 영향을 더 잘 알 수 있는 자료들이 많이 수집되길 바란다. 대칭이, 작은대칭이, 펄조개는 저질이 니질인 곳에서 주로 서식하고 있었고 귀이빨대칭이는 사니질과 사질에 주로 서식하고 있었다. 특히 삽교호 수계 채집된 귀이빨대칭이는 사니질과 사질의 저질에서 출현하였다.및 내장낭 조직들이 중요한 에너지 저장소이며, 영양 공급 기관임을 알 수 있었으며, 폐각근 조직과 내장낭 조직들의 영양물질 함량 변화는 생식소의 에너지 요구에 따라 변하고 있음을 알 수 있었다.. 따른 신장 기능에 대한 영향을 평가해 보아야 한다.하를 조사한 결과, 연간 진동해역으로 유입되는 오염부하량은 부유물질 기준으로 전체 37,316 ton/yr로 추정되었고, 이중 육지기원 부하량이 9,809 ton/yr (26.3%) 였고, 해역의 침강량 23,576 ton/yr (63.2%), 양식생물의 배설량이 3,932 ton/yr (10.5%) 로 대부분이 해역의 침강량에 의한 것으로 조사되었다. 육지오염부하량이 변동이 없다는 전제 조건 아래, 진동만의 피조개 채묘장을 미더덕 양식장으로 품종전환시킬 경우, 전체 부하량은 산술적으로 약 196%가 증가한 72,998 ton/yr 가 되고, 양식생물의 배설량은 10배 정도 증가하게 되어 진동만의 오염부하를 가중하게 된다. 진동만은 여름철 빈산소수괴 및 적조가 빈번하게 발생하고 있으므로 미더덕 양식장을 새로이 시설할 경우 오염부하가 가중될 것으로 판단되어, 앞으로 진동만의 양식장 수용능력을 파악하여 적정량의 양식물량이 시설되어야 할 것이다.25 psu에서 가장 높게 나타났다.인 단백뇨는 진행성 경과의 위험성을 동시에 암시해 주는 매우 유용한 지표이다. 본 연구 결과 학교 신체 검사상에서 발견된 단독 단백뇨의 주된 원인은 기립성 단백뇨로 81.8%를 차지하였다. 그러나 지속성 단백뇨의 경우 비록 9.1%의 빈도를 보였지만, 신장 조직검사를 시행한 결과 진행성 경과를 취할 수 있는

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해조류의 혐기소화를 위한 메탄생산퍼텐셜 분석 (Biochemical Methane Potential Analysis for Anaerobic Digestion of Marine Algae)

  • 이준형;김태봉;신국식;윤영만
    • 유기물자원화
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    • 제28권4호
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    • pp.23-33
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    • 2020
  • 해조류는 분해에 어려움이 없고 부산물 역시 사료와 비료 등으로 이용이 가능해 에너지로의 전환율이 높으며 성장과정에서의 탄소 흡수능력과 원료 생산에 특별한 비용이 들지 않고 빠른 생장속도와 넓은 재배 면적으로 이용가치가 높은 바이오매스로 볼 수 있다. 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있어 해조류 양식 발달 되어 왔으며, 2018년 기준 해조류 생산량은 총 1,722,486ton이며 이중 96% 이상을 차지하는 다시마(Saccharina japonica), 김(Porphyra tenera), 미역(Undaria pinnatifida)은 제품화 되는 과정에서 많은 양이 부산물로 발생하고 있다. 본 연구에서는 해조류 부산물의 혐기소화를 위하여 다시마, 미역, 김의 이화학적 성상을 분석하였으며, 이론적 메탄퍼텐셜과 생물화학적 메탄퍼텐셜(BMP)을 분석하여 혐기적 메탄생산 수율을 파악하였다. 다시마, 미역, 김의 이론적 메탄퍼텐셜은 0.393, 0.373, 0.435 N㎥/kg-VS로 나타났으며, 회분식 혐기반응기를 이용한 생물화학적 메탄생산퍼텐셜을 Modified gompertz model로 분석한 결과 0.226, 0.227, 0.241 N㎥/kg-VS로 산출되었으며, Parallel first order kinetics model로 분석한 결과 0.220, 0.243, 0.240 N㎥/kg-VS로 산출되었다.

사육 수온이 연어(Oncorhynchus keta) 치어의 성장 및 생리반응에 미치는 영향 (Effect of rearing water temperature on growth and physiological response of juvenile chum salmon(Oncorhynchus keta))

  • 장석우;강한승;강동양;조규석
    • 환경생물
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    • 제40권4호
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    • pp.651-659
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    • 2022
  • 본 연구는 연어(Oncorhynchus keta) 치어의 성장, 생존 및 혈액 성상에 미치는 사육수온(8, 11, 14 및 17℃)의 영향을 연구하기 위해 수행되었다. 실험 종료 시 연어의 체중(body weight, BW)은 14℃ 실험구에서 가장 높았을 뿐 아니라, 특이성장률(specific growth rate, SGR), 사료전환 효율(feed conversion ratio, FCR), 사료효율(feed efficiency, FE), 증중률(weight gain, WG) 및 비만도(condition factor, CF)와 같은 성장지표에서도 14℃ 실험구가 가장 높은 경향을 나타내었다. 생존율(survival rate)은 8℃와 11℃ 실험구에서 100%를 보였고, 14℃ 실험구에서는 96% 및 17℃ 실험구에서는 98%를 각각 나타내었다. 혈장 성분 중 알라닌 아미노전이효소(alanine aminotransferase, ALT)는 17℃ 실험구에서 유의한 감소를 보였으나, 알부민(albumin), 총단백질(total protein, TP), 나트륨(sodium, Na+), 칼륨(potassium, K+) 및 염소(chloride, Cl-)는 유의한 변화를 보이지 않았다. 실험 종료 시 연어의 체성분 조사를 실시한 결과, 수분(moisture), 단백질(crude protein) 및 회분량(crude ash)은 수온에 따른 유의한 변화는 보이지 않았으나, 지질(crude lipid)은 다른 실험구에 비해 8℃ 실험구에서 유의하게 높은 경향을 보였다. 결론적으로 연어 치어가 성장하는데 필요한 최적의 사육 수온은 14℃로 보이나, 혈액 성상 등 생리적인 영향은 향후 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

천연 치자 색소의 연구개발 동향 (A Trend in Research and Development of Natural Gardenia Pigments)

  • 신현재
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.271-277
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    • 2007
  • 치자나무 (Gardenia jasminoides)는 우리나라 남부 지방에 널리 분포하는 이리도이드 (iridoid)계 꼭두서니과의 수목으로서 그 열매인 치자는 예로부터 옷감의 염료, 식용 색소 및 한방 약재로 널리 사용되어 왔다. 치자에 함유된 주요성분으로는 치자 과실에 이리도이드 배당체인 제니핀 (genipin: $C_{11}H_{14}O_5$)과 제니포사이드 (geniposide: $C_{17}H_{24}O_{10}$) 및 겐티오비오시드 (gentiobioside), 크로신 (crocin), 노나코산, 기르네노시드, 만니톨 등이 있고 잎에는 가데오시드 (gardeoside)가 포함되어 있다. 치자색소중 가장 대표적인 치자황색소는 매염처리에 따라 색상이 거의 변하지 않는 단색성 염료이면서 매염처리를 하지 않고도 면직물 등의 식물섬유에 염색이 되는 직접 염료로서 그 시장가치가 높다. 현재 치자황색소는 가격경쟁의 격화에 따라 금액 기준으로 약간 감소하고 있으나 수요 그 자체는 라면 등 식품을 중심으로 광범위한 시장을 형성하고 있다. 다음으로 치자청색소는 치자추출물을 효소반응이나 미생물 배양을 통한 가수분해에 의해 다량의 제니핀으로 전환하여 여러 아미노산과 함께 생산이 이루어지게 된다. 치자청색소는 단백질 섬유에 염색한 결과 매염제 없이도 우수한 착색을 보였으며, 견뢰도도 우수하게 나타났다. 또한 냉과류의 합성착색료 대체품으로 신장하고 있는 스피룰리나 청색소와 가격경쟁력이 있어서 앞으로의 수요는 더 커질 수 있을 것으로 사료된다. 치자적색소는 520-540 nm에서 최대흡광도를 나타내며, 이는 청색소와 마찬가지로 이리도이드 배당체를 효소 및 미생물로 가수분해한 구성물과 일차 아미노 그룹을 포함한 기질과 함께 반응함으로써 형성된다. 치자 색소는 식품 뿐만 아니라 섬유의 염색에도 우수한 천연색소로서 가치가 있다고 사료된다. 따라서 앞으로 식품에 있어서 천연색소로의 대체가 당면한 과제이며 이를 위해 식용색소로서 조건들을 만족시킬 수 있는 기술개발은 계속 이루어져야 할 것이다. 천연색소의 안정성 문제는 식품 뿐만 아니라 화장품, 섬유 염색 등 거의 모든 부분에서 제약이 되므로 추후 천연염료 (특히 치자 염료)의 안정성을 증가시킬 수 있는 품질 개발과 생산 코스트 다운을 위한 연구는 전체 천연색소 시장의 성장에 필수불가결하다.

부식질의 광산화 및 오존산화에 있어서의 분자량 크기분포 변화 특성에 관한 연구 (A Study of Molecular Size Distributions of Humic Acid by Photo-Oxidation and Ozonation)

  • 김종부;김계월;이동석
    • 분석과학
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    • 제16권4호
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    • pp.292-298
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    • 2003
  • 고급산화공정 (AOP)인 UV시스템과 오존시스템을 이용하여 부식산의 광산화 및 오존 산화를 실시한 후, 용존유기탄소 (DOC)의 제거 효율에 따른 분자량 분포 특성을 한외여과법을 이용하여 조사하였다. 반응 전의 부식산의 분자량 분포는 30,000 daltons 이상의 고분자 물질이 41.5%로 가장 큰 부분을 차지하고 있었으며, 500 dalton 이하의 저분자 물질은 15.2%로 상대적으로 낮은 분포율을 보였다. UV 조사 시간이 증가함에 따라 고분자에서 저분자로의 전환율이 증가하였다. 특히, 30,000 daltons 이상의 고분자물질이 생물학적으로 처리 효율이 높은 500 daltons 이하의 저분자물질로 전환되는 비율은 UV 단독조사 (35.3%)에 비교해 촉매가 첨가된 경우인 $UV/TiO_2$$UV/H_2O_2$ 시스템에서 각각 58.9%와 87.7%으로 증가하였다. 오존 시스템에서는 500 daltons 이하의 저분자로의 전환율보다는 3,000~30,000 daltons의 중간크기 분자량 분포율이 증가하였다. 오존 단독 시스템에서는 10,000~30,000 daltons 크기의 분포율이 최종 60분 처리시 41.5%로 가장 높게 나타났으며, $O_3/H_2O_2$ 시스템에서는 10,000~30,000 daltons과 3,000~10,000 daltons이 각각 38.9%, 26.2%으로 높은 분포율을 나타냈다. 이상에서 얻어진 결과를 토대로 수중 부식산의 보다 효과적인 제거를 위하여, $UV/H_2O_2$, $UV/TiO_2$$O_3$, $O_3/H_2O_2$ 시스템 등과 연계하여 처리할 수 있는 단위공정을 제안하였다.

실외 여름철 온난화 및 가뭄 처리가 소나무 묘목의 이상생장 반응에 미치는 영향 (Effects of open-field summer warming and drought on the abnormal shoot growth of Pinus densiflora seedlings)

  • 조희재;박지은;김진서;김광중;김가은;김형섭;손요환
    • 환경생물
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    • 제41권4호
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    • pp.473-481
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    • 2023
  • 소나무의 생장은 전년도에 형성된 겨울눈에서 가지가 한마디 발생하고 초여름에 생장을 종료하는 것이 일반적이다. 그러나 외부 자극을 받은 소나무는 이상생장 반응을 통해 추가로 새 가지를 신장시키기도 한다. 본 연구는 여름철 온난화 및 가뭄 처리가 소나무 묘목의 이상생장에 미치는 영향을 파악하는 것을 목표로 하였다. 2022년 3월, 2개 온도 조절(대조, 4℃ 증가)×2개 강수 조절(대조, 가뭄)×5개 반복의 실험구(1.5m×1.0m) 총 20개를 조성하고 5월 14일부터 8월 8일까지 87일간 온난화 처리를, 2022년 5월 14일부터 6월 15일까지 33일간 강수를 100% 차단하는 강수 처리를 진행하였다. 실험이 종료된 2022년 11월에 이상생장 여부 및 잎 발생 단계를 확인하였고, 처리가 끝난 8월과 묘목 생장이 종료되는 10월에 각각 묘고와 근원경을 측정하여 초기값(5월) 대비 생장률을 계산하였다. 소나무 묘목의 이상생장 발생률은 온난화 처리에 따라 유의하게 증가하여 온난화 처리구(38.4%)에서 대조구(7.5%) 대비 410.6% 증가된 발생률을 보였으나, 묘고 및 근원경 생장률은 8월과 10월 모두에서 온난화 및 가뭄 처리에 따라 유의한 차이가 없었다. 따라서, 여름철 3개월 간 지속된 고온은 이상생장 발생률을 증가시키지만, 이상생장은 생장률에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 이상생장 가지의 발생은 고온에 따라 증가된 식물의 발달 속도와 다음 발생 단계로의 조기 전환에 의하여 유도된 것으로 보인다.

순수 섬유소에 대한 고농도 당화공정의 동력학적 모사 (Kinetic Modeling of the Enzymatic Hydrolysis of $\alpha$-Cellulose at High Sugar Concentration)

  • 오경근;정용섭홍석인
    • KSBB Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.151-158
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    • 1996
  • 섬유소는 효소에 의한 가수분해에 의하여 유용한 화학물질이냐 연료 등으로 전환될 수 있다. 그러나 효소가 온도나 전단응력에 의해 쉽게 비활성화 되고 생성물인 당에 의한 억제 효과가 심각하기 때문에 효과적인 당화공정이 이루어지지 못하는 실정이다. 본 실험에서는 섬유소 가수분해에서의 두 효소, 즉 셀룰라아제 와 ${\beta}$-glucosidase의 통력학적 특정틀 을 이해하고, 생성물 억제영향 빛 효소의 비활성화 를 관찰하여, 섬유소의 고농도 당화 공정에 적용가 능한 통력학적 이론을 규명하고자 하였다. 셀룰라아제 벚 ${\beta}$-glucosidase는 다양한 통력학적 특정들을 보였으며, 반응기내에 5gN 의 포도당이 존재하여도 $\beta$glucosidase의 역가가 70% 이상 감소하는 것으로 나타나, 포도탕에 의한 ${\beta}$-glucosi­d dase의 억 제 영향이 가장 심각한 것으로 나타났다. 또한 셀로바이오스의 농도가 109/p 일때 역시 셀롤 라야제의 역가가 약 70% 감소하였다. ${\beta}$-glucosi dase의 경우 셀룰라아제와 비교하여 약 1.6배 정도 비활성화에 더 민강한 것으로 밝혀졌다. 당화 공정 모사 결과는 대체척으로 신뢰할 수 있는 범위의 결 과를 얻었으며, 가수분해가 진행되는동안 실험결과 와 모사에 의한 계산값은 잘 일치하였다.

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수산물 가공폐수의 호기성 생분해도에 미치는 염분농도의 영향 (Effect of Salt Concentration on the Aerobic Biodegradability of Sea Food Wastewater)

  • 최용범;권재혁;임재명
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.256-263
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    • 2010
  • 본 논문은 염분농도가 호기성 생분해도에 미치는 영향을 파악하고, 그 결과를 수산물 가중 폐수 처리 위한 기초자료로 사용하기 위하여 수행되었다. $Cl^-$농도(1,400~18,000 mg/L)에 따른 유기물 제거효율 검토결과, $Cl^-$ 6,000 mg/L 이하에서 미생물들은 염분에 적응하였으나 $Cl^-$ 12,000 mg/L 이상에서는 반응시간이 길어져도 처리효율이 개선되지 않는 것으로 조사되었다. 생물학적 분해불가능한 용존성 유기물 함유계수 $Y_I$와 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성계수 Yp는 염분농도가 증가할수록 증가하였으며, $Cl^-$ 농도(0~18,000 mg/L)에 따른 용존성 유기물 비율은 10.8~13.1%로, 미생물 신진대사에 의한 inert 물질 생성비율은 7.0~24.6%로 조사되었다. $NH_3$-N 제거효율은, 원폐수는 HRT 18 hr에서 96.2%의 제거효율을 보였으나, $Cl^-$ 6,000 mg/L, HRT 22 hr에서 96.5%, $Cl^-$ 12,000 mg/L, HRT 30 hr에서 90.2%, $Cl^-$ 18,000 mg/L, HRT 45 hr에서 90.3%의 제거효율을 나타내, 질산화 과정이 유기물 제거 보다 염분농도에 더 민감한 것으로 조사되었으며, 폐수내 $Cl^-$ 6,000 mg/L 이상부터는 $NO_2$-N에서 $NO_3$-N로의 전환율도 낮게 조사되었다.