SMB 크로마토그래피를 위한 예비 실험으로서 L-ribose와 L-arabinose의 혼합물의 분리 특성을 $NH_2$ 컬럼을 사용하여 확인하였고 두 성분 분리 최적 조건으로 Acetonitrile과 증류수의 조성이 85/15 (v/v)에서 실험을 수행하였다. PIM(Pulse input method)과 Aspen chromatography 전산모사를 통해 L-ribose와 L-arabinose가 선형 흡착등온식을 따르는 것을 알 수 있었으며 각 성분의 Henry상수를 추산하였고 다음과 같다. $$C_{S,Ribose}=3.51{\cdot}C_{M.Ribose}$$$$C_{S,Arabinose}=5.07{\cdot}C_{M.Arabinose}$$ 이를 바탕으로 SMB 크로마토그래피의 최적 운전조건을 수립하기 위하여 Triangle 이론에 의한 운전 조작변수를 추산함으로서 $m_2\;=\;3.51$, $m_3\;=\;5.07$일 때 즉, 삼각형에서 꼭지점의 조건에서 L-ribose와 L-arabinose의 순도가 각각 85, 80% 정도로 두 성분의 분리에 있어서 가장 효과적인 운전 조건임을 확인 할 수 있었다.
프로바이오틱 생균인 B. polyfermenticus SCD의 유용성을 확인하기 위해 항산화 및 콜레스테롤 저하 효과를 검증하였다. DPPH법에 의한 항산화 활성은 48% 정도였으며, TCA법에 의한 활성은 45%로 측정되었다. 그리고 TBARS 법에 의해 측정된 활성은 stimulator가 존재할 때 60%에 달하였으며, SOD 유사활성은 15% 정도였다. 이러한 활성은 기존의 항산화제인 BHT나 $\alpha$-tocopherol의 1% 용액과 비교할 때, 비슷하거나 약간 낮은 수치를 보여 준다. 향후 항산화 물질이 정제되어 이 물질의 1% 용액과 1% 농도의 기존 항산화제의 활성을 비교하여야 한다. 그러나 이 같은 뚜렷한 B. polyfermenticus SCD의 항산화력을 바탕으로 천연 항산화제 개발이 가능하다고 판단된다. 한편 B. polyfermenticus SCD의 콜레스테롤 저하 효과는 0.3% oxgall이 존재할 때, 64% 정도였다. 이 수치는 oxgall이 존재하지 않을 때 수치(67%)와 비교할 때, 큰 변화가 없었다. 그리고 콜레스테롤 저하 기작은 세포내 흡착에 의한 것으로 판단되었다.
고농도 카드뮴이 함유된 배지에셔 금속 결합 단백 질인 metallothioneion 유전자로 형질전환된 재조합 S. cerevtswe BZ-pJ의 생육과 카드뮴 흡착에 미치는 영향을 살펴보았다. 카드뮴 농도가 높아짐에 따라 재조합 효모의 lag phase가 비례적으로 길어졌으며 성장은 전반적으로 느려졌고 건조균체농도도 감소하는 경향을 보였다. 카드융 220 mg/L인 배지에서 카드뮴 제거 효율이 58.6%로서 최고치를 보였다. 카드뮴 배지에 구리가 10 mg/L의 구리가 첨가 될 경우 첨가되지 않은 경우보다 재조합 효모의 spe cific cadmium uptake는 더 높아졌고, lag phase 가 2 내지 4일 정도 더 짧아졌다. 10 mg/L의 구리가 첨가된 카드뮴 630 mg/L 배지에서 자란 재조합 효모는 52.6 mg $Cd^{2+}$/g dry cell을 축적하였다. 카드뮴 680 mg/L 배지에 구리의 첨가량이 11에서 33 mg/L로 증가됨 에 따라 specific cadmium upt take가 17.0에서 42.0 mg $Cd^{2+}$/L dry cell로 증가하였다. 건조균체농도, specific cadmium uptake rate, 카드뮴 제거 효율 등이 전반적으로 향상되였다. 카드융 100 mg/L에서 척응한 재조합 효모가 본배양 배지로 옮겨질 때 최단기간의 lag phase를 보였지만 가장 낮은 비성장속도를 나타내였다.
We investigated temporal changes of growth of hydrophytes, aquatic biota and absorption of nutrient depending on planting mat type (synthetic fiber, coconut fiber) of artificial vegetation island (AVI) through pilot test using AVI miniatures in Kyungan Stream area of Lake Paldang. There were not significant differences of the water quality parameters (DO, pH, conductivity, turbidity, temperature), phytoplankton and zooplankton abundance among AVI miniatures and control station. The benthic macroinvertebrates showed most individual numbers in the miniature which was made by synthetic fiber and planted with Phragmites australis. The average and maximum height of hydrophytes in AVI miniatures was similar except one miniature where Phragmites australis was planted in synthetic fiber mat and grew more slowly. The adsorbed amount of nutrients and microbes in coconut fiber mat were larger than those in synthetic fiber mat regardless of trophic state of installed waterbody. The continuous increase of adsorbed amount of nutrients and microbes of coconut fiber mat for 8 months in an oligotrophic lake indicates that coconut fiber mat is suitable for the planting mat of AVI in an oligotrophic lake where nutrients are limited for growth of hydrophytes.
다양한 식품의 미생물에 의한 변패를 억제하고 저장성을 높일수 있는 포장필름을 개발하기 위하여, 미생물이 생산하는 천연 항균성 물질을 흡착시킨 silica에 항균제로서 benzoic acid 및 일본산 항균성 필름 첨가제인 JP를 공동 첨가하여 항균성 LDPE 필름을 제조하였다. 천연 항균제로는 methanol 자화 방선균 MO-16과 MO-17이 생산한 항균제를 사용하였으며, 이 물질은 121$^{\circ}C$에서 5분간 열처리시에도 항균력이 유지되는 내열성이 확인되었다. 제조한 silica LDPE 필름의 미생물생육 억제효과를 검토한 결과 조분쇄한 돈육의 경우 포장하여 실온 및 4$^{\circ}C$에서 보존시 시판필름에 비해 미생물생육억제효과가 우수하였다. 고체배지에 제조필름을 첨가하여 E. coli 에 대한 항균효과를 검토한 결과 첨가량에 따라 항균효과가 우수한 것이 입증되었다. 제조필름으로 포장한 4종류의 식품에 대한 저장성을 검토한 결과 시판필름에 비해 저장성이 우수한 것이 확인되었으며 특히 양송이 및 토마토에 대한저장효과가 우수하였다.
화학유연재, organopolysiloxan분해세균인 Corynebacterium pseudiptheriticum W3712의 생물학적 활성을 증가시키기 위하여 균체를 고정하시켰다. 이 세균의 고정화 담체로서는 bentonite가 가장 양호했으며, bentonite에 의한 organopolusiloxane의 물리적 흡착효율은 62.5%였다. 실험균주의 배양액 16ml를 bentonite 20g에 고정시킴 고정화균체 10.0g은 12,000 mg/l의 organopolysiloxaneqnsgotprbs 폐수를 실온에서 10일간 정치배양하므로 95.0% 제거시켰다. 이상의 결과로 이 고정화 균체를 공장의 폐수 저장탱크를 개조하지 않고 정화할수 있다고 사료되었다.
셀룰라아제, polyoxyethylene 유도체와 maleic acid anhydride의 공중합고분자로 중합한 수식셀룰 라아제를 제조하고, 당화 특성과 효소 반응 속도론 등을 검토하였다. 수식 반응에서, 공중합고분자-효소 질량비가 증가함에 따라 수식률은 증가하며, 질량비 4 이상에서는 수식률이 일정하였다. 이 때 최 대수식률은 55% 이며 최대수식률의 수식생룰라아제 는 75%의 높은 효소활성을 나타내었다. 수식효소와 미수식효소의 당화 실험에서, 수식효소가 전 반응시 간에 걸쳐 미수식효소보다 높은 당화반응안정성을 유지하였으며, 그로 인해 최종 전화율은 수식효소가 더 큰 값을 가졌다. 기질에의 강한 흡착으로 인한 효소 deactivation을 고려한 반응식을 적용한 결과, 생 성환원탕놓도의 실험값과 계산치는 잘 일치하였다. 그로부터 반응속도상수를 구하고 생성환원당농도와 유리효소농도의 모사그래프를 구할 수 있었으며, 반 응시간에 따른 유리효소의 농도를 수치모사한 결과, 미수식효소에 비해 수식효소의 유리효소 농도가 더 높았고 그로 인해 더 높은 당전화율을 나타내였다.
간단한 조작으로 시안화물을 신속하게 계측할 수 있는 센서의 개발을 목적으로 하여 미생물과 산소전극을 이용한 시안센서의 개발을 연구하였다. 산소전극에 S. cerevisiae를 흡착 고정화한 막을 부착하여 막형 시안센서를 제작하고 시료용액중의 시 안이온농도를 O~1.00ppm이 되게 시안을 첨가하면 서 전류값 변화를 살펴본 결과 시안농도 0.10~1.00ppm의 범위에서 응답이 확인되었으며 고정화 직후의 호흡활성은 약 하루정도 유지되었다. S. ceremSlae를 고정화한 키토-펼 HP-5020을 사용하여 반응기형 시안센서를 제작하고 막형 시안센서와 동일하게 시안이온농도 O~1.00ppm 용액의 전 류값 변화를 살펴본 결과 0.10~ 1.00ppm의 범위에서 응답이 확인되었으며 고정화 직후 90%의 호흡활 성이 16일간 유지되었다. 반응기형 시안샌서의 반응기 크기의 영향을 검토 한 결과, 반응기의 최적 체적이 존재한다는 사실을 알 수 있었다.
Ac-Tyr-OH의 에스테르화 반응은 water/waterm miscible organic solvent를 이용하여 단일상계 (one phase system) 조건 하에서 ${\alpha}$-chymotrypsin의 촉 매작용으로 진행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. Ac- Tyr-OH(1OmM)이 함유된 에탄올(lOml)[ 4 % %(v/v) buffer 함유] 용액에서 ${\alpha}$-chymotrypsin의 촉매작용에 의한 에스테르화 반응에 영향을 마치는 흡착물질 chitin, chitosan, Sephadex G-25 및 G-50, CM 및 DEAE-Sephadex, CM 및 DEAE cellulose 중 chitin을 첨가하였을 경우, 에스테르화 수율이 62%로 가장 높았다. 그리고 에스테르화 수 율에 마치는 최적반응조건은 chitin/${\alpha}$-chymotry psm의 비가 20(w/w), 온도 $35^{\circ}C$, pH 8.0 빛 유기 용매에 첨가된 수용액의 농도는 2%(v/v)였다. 또한, water/water-miscible organic solvent system 에서 chitin의 첨가는 효소의 안정성에 기여하는 것으로 나타났다. 최적반응조건 하에서 에스테르화 반응의 수율, Km 및 Vmax 값은 각각 93%, 3.093mM 및 1.088mM/mg/hr이었다.
해양의 유류유출이 잦은 지역으로부터 crude oil 분해능이 뛰어난 미생물을 분리하여 통정한 결과 Pseudomoans 속으로 판명되였으며, 이를 Pseud$\sigma$ moans sp. CHCS-2로 명 명하였다. 이 균주가 배양 중에 생산하는 biosurf actant의 생생 최적 pH 및 NaCI 농도는 각각 8.0 및 3.0% 였으며, 질소원인 peptone에 영향을 받았다. 2% Kuwait crude oil이 첨가된 배양액을 48, 96, 132시간별로 gas chromat tography를 이용, 잔류 oil을 분석한 결과 Kuwait crude oil의 C10-CI4부위에 biosurf actant가 작용하여 분해하였으며, 배양 상층액으로부터 Amberlite XAD-7을 이용한 흡착 chromatography와 Sephad dex G-100을 이용한 gel chromatography, 그리고 HPLC를 이용하여 biosurf actant를 분리. 정제한 결과 유화력이 뛰어난 단일 peak를 얻었다. Bio-surf f actant 유화력은 $40^{\circ}C$에서 가장 좋았으며, 안정성 은 $30^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지의 넓은 온도 범위에서 유지 되었다. 또한, 정제된 biosurf actant를 이용하여 계 연장력에 미치는 영향을 검토한 결과, 상엽적으로 널리 판매되고 있는 Tween 80, Tween 60 그리고 SDS보다 표연장력 저하능력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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