• KSBB Journal
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• 제10권4호
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• pp.370-373
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• 1995

S.cerevisiae에 의한 에딴올 발효에셔 생성되는 부산물 인 acetic acid, acetaldehyde, glycerol, lactic acid, formic acid가 세포성장과 에탄올 생성에 미치는 영향을 고찰하였다. Acetic acid와 acetaldehyde 를 발효액 내에 투입하였을 때, 세포생장은 저해되 었으나, 에탄올 생성은 증가되었다. 한편, glycerol 과 lactic acid는 세포성장과 에탄올 생산에 거의 영 향이 없었다. Acetic acid와 acetaldehyde는 비성장 속도를 줄임과 동시에 정체기를 늘염으로써 세포성장을 저해하였다. 에단올 수율은 첨가된 acetic acid 와 acetaldehyde 농도에 비례하여 증가하였고, acetic acid $3g/\ell$, acetaldehyde $2g/\ell$ 일 때, 최대가 되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권4호
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• pp.1011-1016
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• 1999

식물의 세포벽 모형에 근거하여 고온고압의 조건하에서 기계적인 전단웅력을 식물 세포벽에 가할 경우 수용성 다당류를 효과적으로 분리할 수 있다는 가설에 근거하여 사과박으로부터 펙틴을 추출하기 위해 압출처리법을 도입하였다. L/D비가 20: 1인 동방향완전맞물림형 이축압출기를 이용하여 압출기의 축회전수, 원료의 공급률 및 원료의 수분함량을 공정변수로 하고 압출기의 비기계에너지를 시스템의 매개변수로 하여 압출처리에 의한 수용성 다당류의 수율, 평균 분자량 및 galacturonic acid 함량을 분석한 후, 각각의 모형을 개발하였다. 펙틴의 수율과 품질을 동시에 비교해 볼때, 비기계에너지를 증가시키면 펙틴의 수율이 향상되는 것으로 나타났으나, 수율을 향상시키는 압출조건은 품질의 저하를 초래하는 것으로 나타났다. 비기계에너지가 191 kWh/ton인 고강도의 추출조건에서 수율은 20.1%로 나타나 기존의 산처리법에 의한 14.4% 수율보다 월등히 향상된 수율을 얻을 수 있었다. 한편, 비기계에너지가 96 kWh/ton인 저강도의 추출조건에서는 분자량이 240,000인 펙틴을 얻을 수 있어 산처리시 분자량 181,000의 펙틴보다 훨씬 양질의 펙틴을 얻을 수 있었다. 따라서, 목표로 하는 품질의 펙틴을 생산할 수 있으면서 최고의 수율을 얻을 수 있는 압출조건을 설정해야 하며, 이를 위해서 본 연구에서 제시한 펙틴의 수율 및 품질 모형을 이용할 수 있다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 1994년도 정기총회 및 제4차 학술발표회
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• pp.7-8
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• 1994

한국산 표고버섯 균사체를 액체배양하여 천연항암물질로 알려진 단백다당체를 추출한 후 그 물질의 특성에 대하여 검토하였다. 균사체의 최적 재양조건을 TGY배지로 조사한 바 온도 $25^{\circ}C$, 배양초기 pH4.0, 교반속도 300rpm, 균사배지 접종량을 10.0%로 하고 산소 통기량을 1.0volume of ait/volume of medium/mimute으로 하였을때 가장 양호한 조건이였으며, 대량생산 하기 위한 SCM배지에서 최적의 C/N비는 13.1오써 7일간 배양하였을때 18.8g/L의 균사령을 얻었으며, 이때 생산수율은 0.46으로 나타났다. 발효가 끝난 배양액에서 균사, 여액 그리고 배양액의 전체에서 단백다당체를 분리한 결과 각 분획에서 단백다당체가 각각 0.55%, 0.12%, 0.69%가 회수되어 배양액 전체에서 단백다당체를 추출하는 것이 바람직하며, 추출방법으로 열수추출, glass bead추출 및 cellulasa처리를 하여 단백다당체의 수율을 비교한 결과 0.25-0.5mm glass nead로 30분간 균사체를 분쇄한 다음 열수추출을 1시간을 하였을때 990mg/100ml의 단백다당체를 얻을 수 있었다. 고단백다당체를 1차 단백질 가수분해 효소로 분해하고, EDAE cellulose 및 Sepadex G-100 column chromatography로 정제한 후, TLC/FLD, ultracentrifugation한 결과 순수한 물질임을 알 수 있었다. 단백다당체의 항암효과 조사중 in vitro배양에서 $P_{388}$과 $L_{1210}$에 대한 단백다당체의 활성단위 1 unit는 1mg정도였으며, 인체의 장암세포인 HCT-48, HRT-18, HT-29 밀 간암세포인 Hep G2 대한 생육저해 단위는 각각 4.4, 3.6, 6.6, 2.6mg이었다. HCT-48과 Hep G2 세포의 크기 분포도는 대조군에 비하여 시간이 경과함에 따라, 그리고 단백다당체의 농도가 증가함에 따라 peak가 작은 size 쪽으로 이동하였다. 또, 단백다당체를 첨가 배양한 HCT-48과 Hep G2세포의 현미경 관찰에서 본래의 암세포 형태가 변형되고 크기가 감소하며 세포사이의 경계막이 흐트러지면서 세포수가 감소하고 사멸하였다. In vivo실험에서는 대조군보다 단백다당체를 첨가한 군에서 항체 형성능력이 대조군에 비하여 형질세포가 2배로 증가하였다. 단백다당체의 화학적 성분 분석에서 다당함량은 46.1%이면 구성다당류는 glucose, galactose, mannose, xylose로 구성되었고 단백질의 함량은 7.28%이며, 구성아미노산은 15종의 아미노산으로 되었다. 또 무기물은 Na, K, Zn, Ca등의 순으로 이루어 짐을 알 수 있었다.

• 미생물과산업
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• 제14권2호
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• pp.22-25
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• 1988

일반적으로 미생물들은 균종에 따라 독특한 색소를 생성하거나 수율이 낮다는 문제점을 갖고 있었다. 그러나 최근 발효기술의 발달및 유전자 재조합, 세포 융합등의 발달로 미생물 색소의 개발 가능성이 한층 높아졌다. 따라서 미생물에 의해 생산 가능한 천연색소에 대하여 그 현황과 전망을 개략적으로 기술하고자 한다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.233-236
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• 2000

Bacillus thuringiensis (bt)는 생물학적 살충제 시장에서 가장 널리 사용되는 미생물 살충제이다. Bt의 고농도로 세포배양을 하면 생물반응기에서 원하는 생산물의 농도를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 생산물의 생성속도도 이룰 수 있다. 이런 목적 하에서 우리는 세라믹 막 모듈을 반응기 내부에 장착한 새로운 형태의 생물반응기를 개발하였다. 이 새로운 형태의 생물반응기에서 포도당 제한 상태하의 운전을 통해서 bt의 세포와 포자 수율을 현저하게 증가시킬 수 있었다. 최대로 $1.2\;{\times}\;10^{10}\;CFU/ml$의 포자 수율을 달성할 수 있었다. 세라믹 막 모듈 생물반응기에서 포도당 제한 상태 하에서 bt의 성장특성을 연구하였다. 포도당 제한 상태에서는 세포의 성장은 선형 (linear) 성장특성을 보였는데 이것은 간단한 비구조적 수학적 모델의 결과와 잘 일치하였다.

• KSBB Journal
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• 제6권4호
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• pp.369-377
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• 1991

Xanthomonas Campestris에 의한 Xanthan gum 생산에서 질소원의 영향에 관한 연구 결과를 요약하면 아래와 같다. Sodium glutamate를 질소원으로 채용한 xanthan gum 생산발효에서 세포 생산량에 대한 생산물 생성량, 세포 생산량에 대한 탄소원 소비량은 초기질소농도에 독립적이었다. 0.4-1.0g/L의 $S_o$범위에서 $B_s$와 ${\beta}_s$는 상수를 보였고 sodium glutamate질소원과 peptone질소원 사이에서 질소원 차이에 따른 차이는 없었다. Xanthan gum생산수율은 탄소/질소농도가 10-16일 때 최대값을 보였다. Peptone질소원은 sodium glutamate질소원보다 세포 성장에 더 효율적이다. Peptone만을 질소원으로 사용한 발효와 혼합질소원을 질소원으로 사용한 발효가 생산물 생산수율 및 발효시간이 유사하므로 xanthan gum생산시 혼합질소원을 질소원으로 사용할 경우 xanthan생산원가를 절감할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제16권3호
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• pp.274-280
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• 2001

본 연구에서는 레트로바이러스 생산 세포인 CRIP/LacZ 세포의 배양시에 혈청의 역할을 대체 할 수 있는 여러 첨가불을 선정하고 그 농도를 정하는 실험올 수행하여, 레트로바이러 스 생산을 워한 무혈청 배지를 개발하였다. 그 결과 DMEM 을 기본배지로 하고 insulin, transfenin, BSA, EGF and linoleic acid를 포함한 무혈청 배지를 개발하였다. 이를 충전 층 연속배양기흘 이용한 레트로바이러스의 연속생산 실험에 본 결과 $6-7\times10^4 cfu/ml$서 수율을 가진 레트로바이러스를 약 8일간 생산할 수 있었다. 충전층 연속반응기에서도 T -flask와 같이 온도의 영향이 매우 중요하였고 $32^{circ}C$, 에서 가 장 높은 수율회 레트로바이러스를 생산할 수 있었다. 이는 레트로바이러스외 온도에 따흔 비활성속도가 바이러스 생산 수율에 매우 큰 영향음 마칩을 시사해 주논 결과이다. 또한 충전층 배양기에서 무혈청배지를 이용한 세포배양 시에는 무혈청배지 첨가물로 서1포 부착 물짚에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제11권4호
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• pp.438-444
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• 1996

모델 재조합 단백질인 $\beta$galactosidase를 발현하 는 Vaccinia virus를 생산하기 위하여 숙주 동물세 포의 배양조건을 관찰한 결과 감염비 5일 경우 H HeLa는 감염후 60시간 후, HeLa 83는 감염후 40 시간 후에 회수할 때 최 대 의 ${\beta}$-galactosidase 수율 을 얻을 수 있으며, 세포가 대수증식기 일 때 감염하 고 배양온도는 $37^{\circ}C$ 로 하는 것이 최적 배양조건으로 나타났다. 감염후 혈청의 농도는 단백질 수율에 크 게 영향을 미치지는 않으나 3~5% 에서 가장 높은 단백질 수율을 보였으며, 낮은 이온 농도의 용액으 로 세포층을 세척하는 것과 virus 감염시 온도를 20~∼$30^{\circ}C$ 로 낮추는 것은 Vaccinia-HeLa system에서 감염능 증대 효과를 나타내 였다. Dexamethasone 전처리는 HeLa 83에서 ViruS 복제 증대를 HeLa에 서는 virus 복제 감소를 가져왔다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.250.2-250.2
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• 2010

빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제15권6호
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• pp.566-572
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• 2000

C. magnoliae JH를 이용하여 높은 수융의 erythritol을 생산 하기 위한 삼투압 내성의 변이균주 개발과 탄소원 및 질소원 의 최적 농도결정에 대한 연구를 수행하였다. 꿀 벌집에서부 터 분리한 야생균주인 C. magnoliae JH를 이용한 baffled R flask 배양에서 당농도 100 밍L인 경우 erythritol 수율은 2 20.3% 이고 생산성은 0.23 g/L-h이었다. 균주의 수율 향상을 위하여 야생균주의 포자에 EMS를 처리한 후 2차에 결친 선 별과정을 통해 높은 농도의 염에서 세포성장이 우수하변서 동시 에 erythritol의 수울과 생산성 이 가장 우수한 삼투압 내 성 변이균주 M26을 최종적으로 선발하였다. 선발한 변이균 주 M26을 이용한 baffled flask 배양에서 100 g/L의 glucose 인 경우에 erythritol의 수율과 생산성이 각각 25.0%와 0.30 g/L-h로서 야생균주에 비하여 증가한 반면에 glycerol의 생성은 오히려 감소하였다. 변이균주 M26을 이용한 탄소원 의 선별에 대한 실험에서는 glucose가 erythritol 생산에 가장 적합하였다. 유기질소원인 yeast extract는 5 g/L의 농도에서 erythritol 수율이 가장 우수하였다. 발효조를 이용한 glucose 농도 결정에 대한 실험에서 세포농도는 glucose의 농도 증가 에 따라 감소하였으나, eηthritol 농도는 당 농도의 증가에 따라 증가하여 250 밍L glucose의 농도에서 최대 127.5 g/L가 생산되었으며, 발효말기에는 glycerol이 존재하지 않았다. 또 한 수율과 생산성도 glucose의 농도 증가에 따라 250 g/L까 지 증가하여 최대 51.0%의 수율과 0.63 g/L-h의 생산성을 나타내었다.