• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권3호
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• pp.255-264
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• 2009

본 연구는 화학적 전처리 공정이 목질계 바이오매스의 효소 가수분해에 미치는 영향을 구명할 목적으로 이태리포플러 분말을 1% 황산과 수산화나트륨 수용액을 이용하여 각각 $150^{\circ}C$와 $160^{\circ}C$에서 한 시간 동안 전처리를 실시하였다. 전처리된 시료는 건조과정을 거친 시료와 건조과정을 거치치 않은 시료로 각각 구분하여 화학적, 물리적 성상 및 효소 당화 효율에 미치는 영향을 비교, 분석하였다. 황산 전처리에 의한 바이오매스의 분해율은 약 24.5%로 수산화나트륨 전처리에 의한 분해율(18.6%)보다 약 6% 이상 높게 측정되었다. 반면, 탈리그닌화는 수산화나트륨이 우수하여 황산을 이용한 전처리보다 약 2% 가량 높게 나타났다. 결정화도는 미처리 시료와 비교하였을 때 황산과 수산화나트륨으로 전처리한 시료 모두 다소 높은 값을 나타내었는데, 이는 전처리 과정에서 비결정성 셀룰로오스가 결정영역보다 선택적으로 분해됨으로서 나타난 결과로 예측되었다. 주사전자현미경에 의한 표면 미세구조 관찰 결과, 황산, 수산화나트륨 전처리 모두 구성 성분들을 분해함으로써 목질바이오매스의 표면을 미처리 시료보다 거칠게 만들고 부분적인 균열을 발생시키는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 황산 전처리-건조 시료에서는 이러한 표면 거칠음이 대조구와 유사하게 다시 변화하였음을 관찰하였다. 시료 표면의 기공분포는 두가지 전처리 과정 모두를 통해 크게 증가하였음을 확인하였다. 그러나 수산화나트륨에 의해 전처리된 시료는 건조과정을 거친 경우에도 기공분포가 점차적으로 증가하는 경향을 보였지만, 황산으로 전처리한 시료는 건조과정을 거치면서 전처리에 의해 증가한 기공 분포가 다시 급격히 감소하여 미처리 시료와 유사한 기공분포를 나타내었다. 황산 전처리 후 건조과정을 거친 시료와 미건조 시료는 효소가수분해에 의한 소화율이 각각 7.0%와 26.9%로 측정된 반면, 수산화나트륨 전처리 후 건조된 시료와 미건조시료는 각각 39.7%와 45.8%로 나타나 알칼리에 의한 전처리가 산 전처리보다 소화율 향상을 위해 더 우수하였으며, 이러한 높은 소화율은 당화 효율에도 커다란 영향을 미치는 것으로 판명되었다. 아울러 전처리된 바이오매스의 건조는 소화율 및 당화 수율에 지대한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.492-500
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• 2015

본 연구는 한국잔디에 발생하는 주요 병해인 갈색퍼짐병 억제능력을 보인 3가지 길항 미생물의 길항기작과 미생물제제의 개발에 필요한 배양 조건을 밝히는 것이다. 길항미생물들의 길항작용 기작인chitinase, cellulase 및 siderophore생산능 조사에서 선발 길항미생물 모두 chitinase 활성은 없었으나, I-009균주와 FRIN-001-1균주에서 cellulase와 siderophore의 활성이 있어 진균의 외막가수분해 및 경쟁적 길항작용이 있다고 판단하였다. 그러나 YPIN-022균주는 siderophore의 생산능은 확인하였으나, chitinase와 cellulase의 생산능은 없는 것으로 확인되었다. 선발 길항미생물의 실용화를 위해서는 대량 배양이 필수적이므로 배양학적 특징을 탐색하고자 배지, 온도, pH, 배양시간, 탄소원, 질소원, 무기화합물 등의 영향을 조사한 결과 세 균주 모두 LB 배지에서 생육이 가장 왕성하였다. 최적 배양 온도는 I-009와 FRIN-001-1균주는 pH 5-8범위에서 $35^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 온도로 32시간 및 28시간 배양할 때 각각 균체의 생장이 가장 높았다. Pseudomonas 속의 YPIN-022균주는 $35^{\circ}C$ 배양 온도로 pH 5-9 배지위에서 24시간 배양시킬 때 생육이 가장 높았다. 탄소원으로 1% sucrose, 질소원으로 0.5% 효모추출물, 무기화합물로 0.1% 염화칼륨을 첨가한 배지에서 I-009와 YPIN-022균주의 생육이 가장 좋았으나, FRIN-001-1균주는 탄소원으로 mannitol, 무기화 합물로 인산칼륨 첨가배지에서 생육이 더 양호했다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.101-104
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• 2011

Hemoflavoenzyme으로서 cellobiose dehydrogenase(CDH)는 셀룰로오스를 분해하는 과정에서 세포 외부로 분비되는 효소로서 amorphous cellulose와 강하게 결합하여 셀룰라아제(cellulase)에 의해 microcrystalline cellulose의 가수분해를 증가시킨다. 따라서 CDH는 바이오 에탄올 생산의 당화공정에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 여러 백색부후균으로부터 CDH 생산이 높은 Phanerochaete chrysosporium ATCC 32629 균주를 선정하였으며, 균주로부터 생산된 CDH 효소활성의 최적 온도와 pH는 각각 ${55^{\circ}C}$와 4이었다. CDH 활성을 증가시키기 위하여 P. chrysosporium ATCC 32629 균주를 돌연변이시켰다. 돌연변이는 새로운 시도로써 국부적으로 큰 에너지를 줄 수 있는 특징을 가진 양성자 빔을 이용하였다. 양성자 빔 조사 후 사멸율이 약 99.9%인 1.2 kGy에서 CDH 활성이 증가된 변이주를 얻었다. 선별된 변이주와 모균주를 액체배양했을 때 변이주가 모균주보다 CDH와 $\beta$-glucosidase 활성이 각각 약 1.4배와 20배 증가하였다. 따라서, CDH 뿐만 아니라 $\beta$-glucosidase 활성이 높은 P. chrysosporium 변이주를 확보하였다.