• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2018.04a
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• pp.69-69
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• 2018

아로니아(Aronia czarna)는 anthocyanin, polyphenol, flavonoid, cathechine, chlorogenic acid와 같은 생리활성물질이 풍부하게 존재하며 항산화, 항암, 항균, 피부건강개선, 노화방지 등 다양한 생리활성에 대한 효능이 있는 것으로 알려져 있어 건강 및 기능성식품, 화장품 등의 원료 소재로 각광받고 있다. 생물전환(Bioconversion)은 미생물 또는 효소의 생물학적 촉매 반응을 활용하여 기존 소재의 성분을 변환시키는 기술이다, 최근 생물전환을 활용한 천연소재의 생리활성 물질 기능성, 생체이용률, 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 많은 연구가 진행되고 있으며 식품, 의약품, 화장품 등 다양한 분야에서 활성화 되고 있다. 본 연구는 젓갈로부터 분리한 균주를 유전학적 특성을 확인하기 위하여 16S rDNA 염기서열을 분석한 뒤 그중 유산균을 발효공정에 활용하였다. 전북 순창에서 수확된 아로니아 분말과 발효공정을 수행하였으며 아로니아 최적 추출조건 선정, 발효공정 전 후 추출물의 기능성 평가를 진행하기 위하여 DPPH radical scavenging activity, Total polyphenol 함량을 확인하여 항산화 효능 및 유효성분 함량을 평가하였다. 또한 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 MTT assay, Nitric oxide (NO) 생성 억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 평가하였다. 실험결과, 젓갈류 발효물로부터 16종의 다양한 균주를 확보하였으며, 그중 L. rhamnosus, L. plantarum, P. pentosaceus 균을 발효 공정에 활용하여 유용 균주를 선정 결과 P. pentosaceus 종 유산균 처리군에서 무처리군 대비 DPPH radical 소거능 및 polyphenol 함량이 증가됨을 확인하였다. 발효공정 후 항산화 활성은 무처리군 대비 약 119%, polyphenol의 함량은 무처리군 대비 약 119%로 증가됨을 확인되었다. 또한 Raw 264.7 세포실험 결과 발효공정 후 독성활성이 감소되는 경향을 확인되었으며, 항염증 활성이 월등히 증가됨을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.177.2-177.2
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• 2011

세계적인 자원고갈과 지구온난화와 같은 환경문제가 발생됨에 따라 대체에너지 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 섬유소 기질을 이용한 바이오에탄올 생산은 세계적으로 막대한 자원이 있으며 광합성에 의해 재생산되는 무한한 재원으로서 환경적으로도 대기오염물질을 적게 배출하여 유용한 에너지원으로 각광받고 있다. 하지만 섬유소 기질은 cellulose, hemicellulose, lignin과 같은 고분자 화합물이 유기적으로 결합된 단단한 결정구조로 이루어져 있어 이를 분해하여 원하는 물질을 얻기 위해서는 전처리 과정이 필요하다. 전처리 공정은 바이오에탄올을 생산하는 당화 및 발효공정의 효율 및 반응시간 단축에 기여하며, 특히 섬유소 기질일 경우에는 필수불가결한 공정이다. 전처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 나누어지며, 이러한 방법들 중 기질의 특성과 처리효율에 따라 기술들을 병합하여 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 산 처리, 암모니아 처리, 과산화수소 처리 및 효소를 이용한 생물학적 처리를 단독 또는 병행하여, 전환된 당 성분 및 함량을 조사함으로서 섬유소계 기질인 채소 음식물류 쓰레기를 대상으로 바이오에탄올을 경제적으로 생산하기 위한 적합한 전처리법을 검토하였다. 전처리 방법별 당화율을 살펴보면, 산 처리와 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리가 각각 65.3 % 및 65.7 %로 가장 높았으며, 과산화수소 처리는 16.2 %로 가장 낮았다. 반면 전처리 공정 없이 효소를 이용한 당화만을 실시한 경우에는 4.3 %의 낮은 당화율을 나타내었다. 섬유소계 기질의 전처리 효율을 향상시키기 위해 첨가하는 계면활성제의 효과는 암모니아-과산화수소 및 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리의 당화율을 비교한 결과, 뚜렷한 효과를 확인할 수 없었다. 전처리 방법별 당의 성분 및 함량을 비교한 결과 육탄당은 암모니아-과산화수소-계면활성제 전처리에서 가장 많이 검출되었다. 오탄당은 산 처리 후 그 함량이 현저히 높았으며, 오탄당 중 xylose의 함량이 60.49 mg/g로 가장 많이 차지하고 있었다. 이 결과로부터 전처리 방법에 관계없이 당화율은 유사한 수준을 보이지만, 당화된 당의 성분 및 함량에는 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 이당류의 경우 과산화수소 및 암모니아-과산화수소 처리를 제외한 나머지 전처리 방법에서 유사한 수준을 나타내었다. 암모니아 처리 및 과산화수소 처리를 순차적으로 병행한 암모니아-과산화수소 처리에서는 각각의 처리시보다 육탄당의 함량은 증가하였으나 암모니아 처리시보다 이당류의 함량은 감소한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.05a
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• pp.772-777
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• 2003

선박이 배출하는 안정수(ballast water)는 외부로부터 유해 생물들이 유입되어 전파해 오는 주요경로로써 해양환경의 매우 중요하고 위험한 일종의 하나이지만, 이에 대한 효과적인 처리방법은 아직까지도 개발되지 못하였다. 그러나 최근 강 전리방전을 이용하여 고 밀집 산소와 물분자를 고농도 수산자유기(OH: hydroxyl radical)로 전리, 활성입자를 발생시켜 신속히 확산시키면 넓은 범위에서 비교적 낮은 농도로 유해성 침입 생물을 잔류물 없이 저렴한 비용으로 살균제나 촉매제의 사용 없이 소멸시켜 처리하는 효과적인 새로운 녹색방법을 제안하였다. 또한, 수산기는 강 산화제로써(산화환원 전위는 2.80 eV), 적조생물을 신속, 효과적으로 사멸시켜 잔유물과 오염물 발생 없이 이상적으로 해양적조현상을 처리할 수 있는 활성물질이다. 고출력 강 전리장치를 활용하면 수산기 활성제의 발생 농도를 Sr104 이상으로 얻을 수 있으므로, 해양적조처리에 요구되는 문턱 값 농도(~l$\times$$10^{-6}$)를 충족시킬 수 있으며, 이 경우 적조생물 소멸처리시간은 불과 10 sec 내외이므로 선박 안정수 처리문제와 함께 적조발생의 난문제를 해양동력학적으로 동시에 해결할 수 있는 효과적인 기술이다. 실험결과로부터 시간당 1 k톤의 활성물질을 발생하는 수산기활성제 제조장치의 경우, 약 4$\times$$10^2$ $\textrm{km}^2$/h의 적조해면을 처리할 수 있으며, 그 비용은 약 US$l,000 정도에 상당하므로, 적조에 따른 경제손실과는 비교될 수 없는 저렴하고 효과적인 방법이다. 활성물질의 생성시간과 가공시간은 불과 수십 $\mu\textrm{s}$ 및 수 sec 에 불과하므로, 1 kton/h 용량의 수산기활성제 제조장치의 환산소비동력은 약 200 kW이고, 장치의 체적은 10~30 ㎥의 공간으로 충분하므로, 소형선박으로 상당면적의 적조피해를 효과적으로 해결할 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.14 no.1
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• pp.43-54
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• 1978

A complete mixing aeration only activated sludge system was operated for the mathematical analysis. The unit, 4 liter capacity, was fed by an industrial waste containing a much amount of glutamic acid in a laboratory study. The observed results were compared with the generated dilta presented by the previous mathematical models.

• Journal of Food Hygiene and Safety
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• v.32 no.1
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• pp.70-74
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• 2017

Recently, the area of marine resources has become concerned with sources for the next generation of the bio-industry. Until present, development of the marine resources has remained limited, although a large number of these resources are considered to have potential for various significant biological activities. Most marine sponges, marine algae and coral could be used to create specific compounds for survival against a harsh environment. Therefore, it was necessary that these materials needed to be elucidated with biological activities, such as like anti-inflammatory, anti-viral or anti-cancer effects for their utilization in the bio-industry. In this study, we screened extracts of marine resources for their anti-cancer effect on human colorectal cancer cells. These resources were collected at Kosrae of Micronesia on April, 2013 and extracted with methanol. Cytotoxicity of marine resources was observed. Of a total of 20 specimens, three specimens dose-dependently demonstration inhibition of cell viability. Furthermore, cells treated with these specimens for 48h were induced p53, p21, Bax and caspase-3. The results suggest that they involved p53-mediated apoptosis. Two positive specimens (1304KO-327 and 1304KO-329) were verified as the identical materials, which are Hyrtios sp. Unfortunately 1304KO-207 was not yet classified and needed to identify in the further study. There results suggested that marine resources with positive potential in anticancer effect would be good candidates as useful bio-resources.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.11-19
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• 2000

In order to predict the performance of biological wastewater treatment plant, the kinetic parameters and stoichiometric coefficient must be known. The theories and experimental procedures for determining the biological kinetic parameters were discussed in this study. Respirometric analysis in the batch reactor was carried out for the experimental assessment of kinetic parameters. A simple procedure to estimate kinetic parameters of heterotrophs and autotrophs under aerobic condition was presented. The difficulties in the interpretation of COD and VSS measurements encouraged the conversion of respirometric data to growth data. Maximum specific growth rate, yield coefficient, half saturation constant and decay rate of heterotrophic biomass were obtained from OUR(Oxygen Uptake Rate) data. Maximum specific growth rate of autotrophic biomass was obtained from the increase of nitrate concentration. The aim of this paper is to estimate the kinetic parameters of heterotrophic and autotrophic biomass by means of the respirometric analysis of activated sludge behavior in the batch reactors. These procedures may be used for the activated sludge modeling with complex kinetic parameters.

• Journal of Life Science
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• v.31 no.10
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• pp.960-968
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• 2021

Since microalgae research started on late 18 century, they have been recognized as one of the most important bioresources used in bioindustry. Owing to the large efforts paid to industrial application of this microorganisms, their importance on food/feed and bioactive compounds has been further extending into the environmental research areas including alternative energy resources, mitigation of the carbon emission, and waste-water treatment. However, despite the importance on their industrial application, the fundamental research field related to the long-term preservation of microalgae culture has not received much attention. However, a less labor intensive and cost-efficient preservation technology enabling biologically active and stable microalgae-culture provides a key success factor in the biotechnological application. Therefore, this study investigated various cutting-edge microalgae cryopreservation technologies currently developed so far, mainly targeting Chlorophyta, which occupies the largest taxon in the classification system of microalgae. In addition, for the development of successful cryopreservation technique, the key factors such as temperature control effect and preservative effect during cryopreservation of microalgae culture were investigated. In addition, the problems with current preservation technology that is being used in Korean domestic biological resource banks and the international microalgal resource banks are described. According to our investigation, currently no standard method for long-term preservation of microalgae is available due to their various morphological and physiological characteristics. To overcome such issues, much more efforts on fundamental research area on the identification of specific biomarker used for microalgae taxonomical classification and further systemic approaches based on strain-specific cryopreservation methods needed.

• KSBB Journal
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• v.11 no.2
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• pp.238-245
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• 1996

Microbial desulfurization characterlstics of a bituminous coal have been determined by using Thiobacillus ferrooxidans. The effects of process variables (such as coal pulp density, particle size and addition of surfactants) on pyrite removal have been investigated in both shake and airlift-bioreactor culture experiments. In shake experiments, pyrite could be removed over 78% for pulp densifies below 20% (w/v) and removed below 40% for pulp densities over 30% (w/v) in 8 days. Pyrite removal decreased with increasing pulp densities, and it also decreased sharply with increasing particle sizes. In airlift bioreactor experiments, pyrite at 50% (w/v) pulp density could be removed about 50%. Its value is much higher than 15% at the same pulp density in a shake experiment. With addition of surfactants, pyrite removal was enhanced in shake experiments significantly, whereas it was slightly decreased in an airlift bioreactor experiment.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2002.04a
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• pp.287-290
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• 2002

계면활성제를 이용한 유류 오염토양 복원기술 적용시 발생되는 세척 유출수를 유류분해 미생물로 알려진 Pseudomonas putida Fl, Pseudomonas oleovorans, Acinetobacter calcoaceticus를 이용하여 생물학적으로 처리하는데 필요한 기초 연구를 실시하였다 세종류의 미생물은 본 연구에 사용된 계면활성제(POE$_{5}$, POE$_{14}$)에 대하여 독성이 없는 것으로 판명되었으며, 배양 종료 후 계면활성제 농도에 따른 TPH 분해율은 0.1%, 0.5%, 1%의 계면활성제 농도에서 유사한 분해율을 나타냈으나, 배양 초기에는 0.1%가 0.5%나 1% 농도에 비하여 높은 분해율을 보였다 pH의 변화에 따른 TPH 분해율은 적용 pH 범위(4, 6.5, 9)내에서 모두 생육이 가능하였으며, 세 종류의 미생물은 pH 6.5에서 가장 높은 TPH 분해 율을 나타내었다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2018.04a
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• pp.64-64
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• 2018

생물전환(Bioconversion)은 천연소재의 기능성을 증대시키기 위한 방안으로 많은 연구가 진행되고 있으며 다양한 산업에서도 활용되고 있어 유용미생물을 기반 차세대 기술로 각광받고 있다. 이러한 기술의 도입은 식품은 물론 의약품 및 화장품 산업에서도 활발히 사용되고 있으며, 특히 최근 기능성 제품에 대한 소비가 급증함에 따라 그 중요성이 높아지고 있다. 산초(Zanthoxylum schinfolium)는 limonene, citronellal, phellandrene 등의 다양한 유효물질을 함유하고 있으며 유효성분들로부터 유래되는 항산화 활성과 항암활성, 항균활성 등의 효능을 지니는 것으로 보고된바 있다. 본 연구의 생물전환 공정에 사용된 유산균들은 전통 발효식품으로 알려진 다양한 젓갈류로부터 분리하였으며, 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 유전학적 특성을 확인하였다. 또한 확보된 유산균들을 사용하여 산초(전북 진안군) 분말의 발효공정을 수행하였으며, 산초의 최적 추출조건을 선정하고 추출물을 제조하여 생물전환 공정 전 후 활성의 변화추이를 관찰하였다. 추출물의 활성평가는 항산화 효능 및 유효성분 함량을 평가하기 위하여 DPPH radical scavenging activity와 total polyphenol 함량을 평가하고 세포주를 활용해 MTT assay, Nitric oxide(NO) 생성억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 확인하였다. 실험결과, 생물전환 공정에 사용할 유용 미생물을 확보하기 위한 실험을 통해 다양한 젓갈류에서 다양한 미생물을 확보할 수 있었으며 약 16종의 유산균을 분리하였다. 분리된 미생물을 사용하여 산초 분말의 생물전환 공정을 실시한 결과, 5종의 유용미생물 처리에서 무처리 대비 DPPH radical 소거능 및 polyphenol 함량이 유의적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. 그 중 가장 높은 활성을 나타내는 균주를 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 확인한 결과 Weissella confusa D1로 확인되었다. 선별 균주를 활용한 생물전환 공정 후 항산화 활성은 대조군 대비 약 120%의 활성을 나타냈으며, polyphenol의 함량은 약 126%로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 더 나아가 생물전환 공정 후 산초추출물의 세포독성은 처리전과 비교하여 월등히 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, 항염효능 또한 증가하는 경향을 나타내는 것이 확인되었다.