• 대한환경공학회지
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• 제39권10호
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• pp.568-574
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• 2017

본 연구는 폐목재로부터 organosolv 공정을 이용해서 리그닌을 분리할 때 영향을 미치는 주요 3개의 반응조건(반응시간($X_1$), 산 촉매의 농도($X_2$) 및 반응온도($X_3$))을 리그닌 회수율(y) 기준으로 최적화하였다. 중심합성계획법(central composite design, CCD)에 따라 반응온도 $136.4-203.6^{\circ}C$, 산촉매 농도 0-2.5%, 반응시간 26.36-93.64 분의 범위를 가진 실험계획을 수행해서 2차 모델식 및 최적조건을 수립하였다. 2차 모델식은 $y=-79.89+0.91X_1+9.8X_2-2.54{\times}10^{-3}X_1{^2}-2.11X_2{^2}$와 같이 얻었으며, 결정계수(coefficient of determination, $R^2$) 값은 0.8531으로 10% 이내의 유의수준에서 유의성을 나타냈다. 2차 모델식에 따라 예측되는 최고 리그닌 회수율은 12.46 g/100 g of dry wood이며 이때 최적 반응 조건은 반응온도 $178.2^{\circ}C$, 산 촉매 농도 2.32%으로 나타났다. 폐목재 대상 organosolv 공정에서의 리그닌 수율은 반응온도보다는 산 촉매 농도의 영향이 더 크게 나타났으며 반응시간에 의한 영향은 없는 것으로 나타났다. 모델의 변동성 분석(analysis of variance, ANOVA)에 따르면 리그닌 수율(y)에 대한 모델식의 유의확률은 p<0.001로 높은 유의성을 보였다. 최적조건에서 모델의 재현성을 검증한 결과 모델식이 실제공정을 적절하게 모사한 것으로 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제43권4호
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• pp.641-649
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• 2016

This study was conducted to evaluate the yield of bio-ethanol produced by separate hydrolysis and fermentation (SHF) with the pretreated rapeseed straw (RS) using crude enzyme of Cellulomonas flavigena and Saccharomyces cereviase. Crude enzyme of C. flavigena showed enzymatic activity of 14.02 U/mL for CMC 133.40 U/mL, for xylan 15.21 U/mL, for locust gum and 15.73 U/mL for rapeseed straw at pH 5.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The hemicellulose contents of RS was estimated to compromise 36.62% of glucan, 43.20% of XMG (xylan + mannan + galactan), and 2.73% of arabinan by HPLC analysis. The recovering ratio of rapeseed straw were investigated to remain only glucan 75.2% after 1% $H_2SO_4$ pretreatment, glucan 45.44% and XMG 32.13% after NaOH, glucan 44.75% and XMG 5.47% after $NH_4OH$, and glucan 41.29% and XMG 41.04% after hot water. Glucan in the pretreatments of RS was saccharified to glucose of 45.42 - 64.81% by crude enzyme of C. flavigena while XMG was made into to xylose + mannose + galactose of 58.46 - 78.59%. Moreover, about 52.88 - 58.06 % of bio-ethanol were obtained from four kinds of saccharified solutions by SHF using S. cerevisiae. Furthermore, NaOH pretreatment was determined to show the highest mass balance, in which 21.22 g of bio-ethanol was produced from 100 g of RS. Conclusively, the utilization of NaOH pretreatment and crude enzyme of Cellulomonas flavigena was estimated to be the best efficient saccharification process for the production of bio-ethanol with rapeseed straw by SHF.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.343-348
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• 2011

Since 2005, food waste has been separately collected and recycled to animal feed or aerobic compost in South Korea. However, the conventional recycling methods discharge process wastewater, which contain pollutant equivalent to more than 50% of food waste. Therefore, anaerobic digestion is considered as an alternative recycling method of food waste to reduce pollutant and recover renewable energy. Recent studies showed that hydrogen can be produced at acidogenic stage in two-stage anaerobic digestion. In this study, the authors investigated the effects of pretreatment time and pH low set value on continuous mesophilic hydrogen fermentation of food waste. Food waste was successfully converted to $H_2$ when heat-treated at $70^{\circ}C$ for 60 min, which was milder than previous studies using pH 12 for 1 day or $90^{\circ}C$. Organic acid production dropped operational pH below 5.0 and caused a metabolic shift from $H_2/butyrate$ fermentation to lactate fermentation. Therefore, alkaline addition for operational pH at or over 5.0 was necessary. At pH 5.3, the result showed that the maximum hydrogen productivity and yield of 1.32 $m^3/m^3$.d and 0.71 mol/mol $carbohydrate_{added}$. Hydrogen production from food waste would be an effective technology for resource recovery as well as waste treatment.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권2호
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• pp.184-192
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• 2009

The influences of pretreatment medium, the addition of fresh medium, and the size of culture plate on the production of embryos were investigated in isolated microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.). Among the media used for heat shock pretreatment ($32{\pm}1{^{\circ}C}$), high frequency embryo production was obtained when the sucrosestarvation medium A was used. On the other hand, neither 0.37 M mannitol solution nor NLNS medium supplemented with sucrose was not efficient for embryo production. The addition of culture medium to pretreatment media considerably decreased the embryo production even though embryo development proceeded further. The embryo production was not improved by the addition of fresh medium after 2 or 3 weeks from starting culture. Increase in the size of the culture plate from $3.5{\times}1.0$ cm to $6.0{\times}1.5$ cm improved embryo quality. These results will provide valuable information for developing an efficient microspore culture system of hot pepper for high frequency embryo production.

• 한국수산과학회지
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• 제32권6호
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• pp.779-783
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• 1999

마이크로파 전처리와 열수 추출방법으로 알긴산을 추출하여 용해성, 점성 및 분자량을 비교$\cdot$검토하였다. 마이크로파 전처리 온도에 따른 수율은 미역이 다시마 보다 높았고, 온도가 높을수록 더욱 높아지는 경향을 보였다. 미역의 경우 처리 시간 90분 이상에서는 영향을 받지 않았고, 다시마의 경우는 처리 시간 120분까지 서서히 증가하는 경향을 보였다. 수율의 측면에서 미역 및 다시마의 마이크로파 전처리 조건은 $100^{\circ}C$에서 90분과 $100^{\circ}C$에서 120분이 각각 적절하였다. 마이크로파 처리에 있어서 추출 온도는 용해도와 점도에 영향은 주었는데, $80^{\circ}C$에서는 미역과 다시마의 각각 용해도가 $69\%,\;77\%$였고, $100^{\circ}C$에서는 $86\%,\;94\%$였다. $100^{\circ}C$마이크로파 전처리 시료의 경우, 원료와 처리 시간에 관계없이 탄산나트륨으로 추출한 알긴산에 비해 $5\%$ 이하의 점도를 보였다 한편, 열수 추출 온도가 알긴산의 추출에 미치는 영향은 다시마보다 미역에서 컸으며, 추출 시간 경과로 수율이 증가하였다. 다시마도 유사한 경향을 보였으나 미역에 비해 그 폭은 작았다. 용해도는 추출 온도 $60^{\circ}C$를 제외하고는 추출 온도가 높아져도 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 분자량은 기존의 탄산나트륨을 이용한 추출법으로 제조된 알긴산의 분자량은 80만이 넘는 것으로 확인되었고, 마이크로파 전처리 및 열수 추출한 알긴산의 경우는 분자량이 12,000$\~$45,000 정도로 매우 작았다.

• 생명과학회지
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• 제6권1호
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• pp.14-26
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• 1996

In order to effectively utilize fish(Cod, Gadus macrocephalus) bone obtained as fish waste in fish manufactory, the preparation of the fish bone gelatin were attempted by heat extracting method from collagen protein contained in the fish bone. The methods of two kinds pretreatments (the B-type by alkali pretreatment and the E-type by enzyme pretreatment) for fish bone and the optimal extraction conditions to prepare gelatin from pretreated fish bone were investigated. Physical properties and functionalities of the two type fish bone gelatins obtained were compared with the commercial gelatin and the fish skin gelatin. The optimal extraction conditions of the B-type and the E-type gelatins were 5 folds of added water with material(w/w), pH 5.0, 3 hrs of extraction time and 60$\circ$C of extraction temperature. The yield of the B-type and the E-type gelatins were 32.6% and 28.1 %, respectively. The B-type gelatin was superior to the E-type un all physical properties. Molecular weight of the B-type was larger than that of the E-type due to its pretreatment method. Among the composition of amino acids, the amino acids such as glycine, alanine, glutamic acid and imino acids(proline and hydroxyproline) were responsible for 68$\sim$70% of the total amino acids. Functionalities of the fish bone gelatin were almost similar to commercial gelatin.

• 한국식품과학회지
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• 제32권4호
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• pp.902-907
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• 2000

폐기되는 연어 정자로부터 프로타민을 제조하여 프로타민이 가지는 항균성 및 항산화성을 시험하였다. 그 결과 제조시 전처리 방법에 따라 추출 수율이 차이가 있었는데, 초음파와 균질기 전처리에 의한 추출 방법은 수율에 큰 차이를 보이지 않았지만, $80^{\circ}C$로 가열되는 마이크로파 전처리는 다른 전처리 시료에 비해 5%이상 수율이 낮았다. 각 조건별로 제조된 프로타민 시료들의 아미노산 분석 결과, 시판 프로타민의 경우 arginine 함량이 전체 61.1% 정도를 차지하였고, proline 함량은 11% 정도였다. $H_{2}SO_{4}$ 용액으로 균질화하여 추출한 M의 경우 arginine 함량이 19.3% 정도였고, 반면 methionine과 proline이 각각 34.3%, 28.1% 정도를 차지하였으며, 균질화시킨 다음 $H_{2}SO_{4}$ 용액으로 추출한 MC도 시판 프로타민과 유사한 조성을 나타내었다. 마이크로파 전처리 P60 및 초음파 전처리 UU6는 arginine이 각각 60.8%, 52.4%를 차지하였고, P60은 proline 함량이, UU6는 tryptophan 함량이 다소 많은 것이 차이였다. 제조된 프로타민은 곰팡이 이외에 그람양성 및 음성 세균에 대해 항균활성이 있었고, UU6나 P60이 다른 시료에 비해 활성이 높았고, 일부 세균에 대해서는 농도 의존성이 있으며, 시판 제품보다 높은 항균활성을 나타내었다. 프로타민의 항산화성은 전처리 방법에 관계없이 모든 시료에서 확인되었으며, 전처리 방법에 따라 어느정도 차이를 보였다. $EDA_{50}$을 측정한 결과, P60이 $101\;{\mu}g/mL$, UU6가 $410\;{\mu}g/mL$, M이 $520\;{\mu}g/mL$, MC가 $490\;{\mu}g/mL$였으며, 시판 프로타민은 $470\;{\mu}g/mL$였다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제13권2호
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• pp.102-111
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• 2010

This study was conducted to investigate the optimal conditions of collagen extraction from scales of yellowfin tuna (Thunnus albacares) using surface response methodology. Four independent variables of NaOH concentration and pretreatment fime in alkali pretreatment and enzyme concentration and treatment time in enzyme hydrolysis were used to predict a model equation for the collagen yield. The determinant coefficient ($R^2$) for the equation was 0.906. The values of the independent variables for the maximum yield were 0.32 N NaOH, 16.38 h alkali pretreatment time, 0.18% enzyme concentration, and 31.02 h enzyme treatment time. In the physicochemical properties of tuna scale collagen, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis of tuna scale collagen showed the same migration distances as that of calf skin collagen. The amide A, I, II, and III regions of tuna scale collagen in Fourier transform infrared measurements were shown in the peaks of 3,414 $cm^{-1}$, 1,645 $cm^{-1}$, 1,553 $cm^{-1}$, and 1,247 $cm^{-1}$, respectively. The amount of imino acids in tuna scale collagen was 18.97% and the collagen denaturation temperature was $33^{\circ}C$. The collagen solubility as a function of NaCl concentration decreased to 4% NaCl (w/v) and the collagen solubility as a function of pH was high at pH 2-4 and sharply decreased from pH 4 to pH 7. Viscosity of the collagen solution decreased continuously until $30^{\circ}C$ and this decreasing rate slowed in the temperature range of $35-50^{\circ}C$.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권3호
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• pp.380-385
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• 2016

압출성형공정과 효소처리가 신령버섯 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량에 미치는 영향을 조사하였다. 스크루 회전속도 250 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였으며, 수분 함량 20, 30%, 배럴 온도 130, $140^{\circ}C$로 조절하여 압출성형 신령버섯을 제조하였다. 수분 함량 20%, 배럴 온도 $130^{\circ}C$의 압출성형공정을 통한 신령버섯 추출혼합물은 ${\beta}$-glucan 함량이 16.91 mg/g으로 다른 공정들보다 증가하였다. 수분 함량 20%, 배럴 온도 $130^{\circ}C$의 압출성형 공정과 Rohament CL로 처리한 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량은 같은 압출성형공정의 Viscozyme L 처리 추출물 17.35 mg/g과 Plantase TL 처리 추출물 17.51 mg/g보다 18.32 mg/g으로 가장 많이 증가하였다. 결론적으로 압출성형공정과 Rohament CL 처리한 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량이 18.32 mg/g으로 압출성형공정과 효소처리를 하지 않은 대조구의 14.45 mg/g보다 약 26.7% 정도 증가함을 나타내었다. 이는 신령버섯 추출 시에 압출성형공정과 효소처리가 ${\beta}$-glucan 함량을 대조구에 비해 증가시킬 수 있다고 판단되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권3호
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• pp.720-725
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• 2000

여러 가지 처리가 난백의 항원성을 감소시키는데 미치는 영향을 조사하기 위하여, 토끼 항난백항체로 난백 처리물들의 간접 경합 ELISA(ciELISA)를 실시하였다. 식물성, 동물성, 미생물성의 9가지 효소를 이용한 가수분해처리는 난백의 항원성에 영향을 주지 못했다. 보다 효율적인 효소 가수분해를 위해 방사선 조사 후, 효소처리를 실시했는데, 이것 역시 항원성을 감소시키지 못했다. Trifluoromethanesulfonic acid 처리는 난백의 항원성을 거의 제거시키는 것으로 나타났다. 열처리는 $121^{\circ}C$ 고온처리의 경우에서만 반응성이 1/10,000이하로 감소하여 항원성이 거의 사라졌다. NaOH 단독 처리는 0.3%(w/v) 이상의 농도에서 반응성이 감소되기 시작하여, 1%(w/v) 이상에서는 반응성이 1/10,000이하로 감소하였다. NaOH 처리에 $70^{\circ}C$, 15분간의 열처리를 더해 주면, NaOH 단독 처리시보다 효과적으로 항원성이 감소되는 것으로 나타났다.