• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권10호
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• pp.1446-1451
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• 2012

Levodopa or L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) is the precursor of the neurotransmitter dopamine. L-DOPA is a famous treatment for Parkinson's disease symptoms. In this study, electroenzymatic synthesis of L-DOPA was performed in a three-electrode cell, comprising a Ag/AgCl reference electrode, a platinum wire auxiliary electrode, and a glassy carbon working electrode. L-DOPA had an oxidation peak at 376 mV and a reduction peak at -550 mV. The optimum conditions of pH, temperature, and amount of free tyrosinase enzyme were pH 7, $30^{\circ}C$, and 250 IU, respectively. The kinetic constant of the free tyrosinase enzyme was found for both cresolase and catacholase activity to be 0.25 and 0.4 mM, respectively. A cyclic voltammogram was used to investigate the electron transfer rate constant. The mean heterogeneous electron transfer rate ($k_e$) was $5.8{\times}10^{-4}$ cm/s. The results suggest that the electroenzymatic method could be an alternative way to produce L-DOPA without the use of a reducing agent such as ascorbic acid.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권1호
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• pp.19-26
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• 2020

Small nuclear reactor features higher power capacity, longer operation life than conventional power sources. It could be an ideal alternative of existing power source applied for special equipment for terrestrial or underwater missions. In this paper, a 25kWe heat pipe cooled reactor power source applied for multiple use is preliminary designed. Based on the design, a thermal-hydraulic analysis code for heat pipe cooled reactor is developed to analyze steady and transient performance of the designed nuclear reactor. For reactor design, UN fuel with 65% enrichment and potassium heat pipes are adopted in the reactor core. Tungsten and LiH are adopted as radiation shield on both sides of the reactor core. The reactor is controlled by 6 control drums with B₄C neutron absorbers. Thermoelectric generator (TEG) converts fission heat into electricity. Cooling water removes waste heat out of the reactor. The thermal-hydraulic characteristics of heat pipes are simulated using thermal resistance network method. Thermal parameters of steady and transient conditions, such as the temperature distribution of every key components are obtained. Then the postulated reactor accidents for heat pipe cooled reactor, including power variation, single heat pipe failure and cooling channel blockage, are analyzed and evaluated. Results show that all the designed parameters satisfy the safety requirements. This work could provide reference to the design and application of the heat pipe cooled nuclear power source.

• 한국물환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.281-289
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• 2004

Optimal analytical conditions have been established for mixing and reaction coil length, concentrations of ECR, CTAB, and acetate, reaction temperature and pH in the determination of aluminum by using flow injection analysis(FIA). Detection limit and repeatability for this system were $3{\mu}g/L$ and better than 1% of relative standard deviation, respectively. The interference from iron(III) was suppressed up to 6mg/L of iron(III) by $0.1{\mu}M$ ascorbic acid, and the interference from fluoride could be tolerated in absorption of Al/ECR/CTAB derivative by 10mM boric acid at pH 3.5 adjusted with nitric acid. This FIA system was applied to the determination of aluminum leached from cooking utensils by distilled and tap water containing fluoride ranged from 0.5 to 2mg/L by measurement of absorbance for Al/ECR/CTAB at 585nm. The leached aluminum content was increased with increasing concentration of fluoride. The aluminum contents leached from aluminum utensils by tap water were about 9 fold higher than those leached by distilled water, whereas aluminum contents leached by distilled water containing fluoride were about 2 fold higher compared to those leached by distilled water. That represented that other dissolved substances as well as fluoride in tap water contributed to liberation of aluminum from aluminum utensils. A comparison between FIA data and ICP-AES data by correlation and paired t test showed that the FIA system could be accepted as a good alternative method for the determination of aluminum in tap water.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권10호
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• pp.1455-1464
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• 2021

Trehalose is a non-reducing disaccharide in increasing demand for applications in food, nutraceutical, and pharmaceutical industries. Single-step trehalose production by trehalose synthase (TreS) using maltose as a starting material is a promising alternative process for industrial application due to its simplicity and cost advantage. Pseudomonas monteilii TBRC 1196 was identified using the developed screening method as a potent strain for TreS production. The TreS gene from P. monteilii TBRC 1196 was first cloned and expressed in Escherichia coli. Purified recombinant trehalose synthase (PmTreS) had a molecular weight of 76 kDa and showed optimal pH and temperature at 9.0 and 40℃, respectively. The enzyme exhibited >90% residual activity under mesophilic condition under a broad pH range of 7-10 for 6 h. Maximum trehalose yield by PmTreS was 68.1% with low yield of glucose (4%) as a byproduct under optimal conditions, equivalent to productivity of 4.5 g/l/h using enzyme loading of 2 mg/g substrate and high concentration maltose solution (100 g/l) in a lab-scale bioreactor. The enzyme represents a potent biocatalyst for energy-saving trehalose production with potential for inhibiting microbial contamination by alkaline condition.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권3호
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• pp.309-316
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• 2021

Trifolin (kaempferol 3-O-galactoside)는 플라보놀 그룹에 속하는 물질로 아토피, 항균, 폐암에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. Trifolin은 다양한 식물에서 추출하여 사용하고 있지만 추출 과정이 복잡하고, 수율이 낮으며, 추출을 위한 바이오매스를 얻는데 계절적 어려움이 있다. 생물전환은 저렴한 화합물에서 고부가가치 화학물질을 생산할 수 있는 대체 수단으로 이용된다. 본 연구에서는 naringenin으로부터 trifolin을 생합성하기 위해 3개의 유전자(PeFLS 및 OsUGE-PhUGT)를 각각의 대장균에 도입한 BL-FLS균주와 BL-UGTE균주를 이용하여 공조배양시스템을 개발하였다. Naringenin으로부터 trifolin을 생합성하기 위해 세포의 밀도, 생물전환 온도, 재조합 단백질 유도의 적정 IPTG농도 및 시간, 기질 공급 농도 등의 최적화를 실시하였다. 최적화된 공동 배양 발효 시스템을 통해 67.3 mg/L의 trifolin을 성공적으로 생합성 하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권7호
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• pp.1007-1014
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• 2019

Objective: This study was conducted to evaluate the fermentation characteristics under low mesophilic temperature of spent instant coffee ground (SICG) and to estimate the effect of fermented SICG (FSICG) as alternative feed ingredient on milk productivity of dairy cows. Methods: In the fermentation trial, fermentation of SICG was performed to investigate changes in characteristics using the microbial mixture (Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae, and Bacillus subtilis = 1:1:1) for 21 days at $20^{\circ}C$ under anaerobic conditions. Molasses was added at 5% of dry mass. In the animal trial, eighteen Holstein Friesian cows were used to evaluate the nutritive value of the FSICG which was fermented for 14 days under the same condition as the fermentation trial. Results: In the fermentation trial, the dry matter (DM) and organic matter content linearly decreased with fermentation time (p<0.001 and p = 0.008, respectively). The acid detergent insoluble nitrogen content linearly decreased with fermentation time (p = 0.037). The microorganism counts linearly increased for Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae, and Bacillus subtilis across fermentation time (p<0.001). In the animal trial, the DM intake of the control and FSICG treatment were not significantly different, as were milk yield, 4% fat corrected milk, fat-protein corrected milk, and feed to milk conversion content. Fat, protein, lactose, non-fat solids, milk urea nitrogen, and somatic cell counts were also not significantly different in milk composition between treatments. Conclusion: FSICG should be considered a sufficient substitute for cottonseed as a feed component, and 5% DM of a dietary FSICG level was appropriate for dairy cow diets.

• Animal Bioscience
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• 제36권2호
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• pp.315-321
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• 2023

Objective: The study was conducted to investigate the dephosphorylation of Pseudomonas aeruginosa flagellin (PA FLA) by sweet potato purple acid phosphatase (PAP) and the effect of the enzyme on the flagellin-mediated inflammatory response in the A549 lung epithelial cell line. Methods: The activity of sweet potato PAP on PA FLA was assayed at different pH (4, 5.5, 7, and 7.5) and temperature (25℃, 37℃, and 55℃) conditions. The release of interleukin-8 (IL-8) and the activation of nuclear factor kappa- light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) in A549 cells exposed to PA FLA treated with or without sweet potato PAP was measured using IL-8 and NF-κB ELISA kits, respectively. The activation of toll-like receptor 5 (TLR5) in TLR5-overexpressing HEK-293 cells exposed to PA FLA treated with or without sweet potato PAP was determined by the secreted alkaline phosphatase-based assay. Results: The dephosphorylation of PA FLA by sweet potato PAP was favorable at pH 4 and 5.5 and highest at 55℃. PA-FLA treated with the enzyme decreased IL-8 release from A549 cells to about 3.5-fold compared to intact PA FLA at 1,000 ng/mL of substrate. Moreover, PA-FLA dephosphorylated by the enzyme repressed the activation of NF-κB in the cells compared to intact PA FLA. The activation of TLR5 by PA-FLA was highest in TLR-overexpressing HEK293 cells at a substrate concentration of 5,000 ng/mL, whereas PA FLA treated with the enzyme strongly repressed the activation of TLR5. Conclusion: Sweet potato PAP has the potential to be a new alternative agent against the increased antibiotic resistance of P. aeruginosa and may be a new conceptual feed additive to control unwanted inflammatory responses caused by bacterial infections in animal husbandry.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.598-603
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• 2023

촉매를 사용한 전기화학적 암모니아 생산은 주변 온도 및 압력 조건, 환경 친화적인 작동 및 고순도 암모니아 생산을 가능하게 함으로써 전통적인 하버-보쉬 방법을 대체할 대안으로서 가능성이 있다. 본 연구에서는 제1원리 계산을 사용하여 루테늄 촉매의 표면에서 발생하는 질소 환원 반응에 초점을 맞춘다. 루테늄의 (0001) 및 (1000) 표면에서 질소 환원에 대한 반응 경로를 모델링하여 반응 구조를 최적화하고 각 단계에 대한 유리한 경로를 예측했다. 각 표면에서의 N₂의 흡착 구성은 후속 반응 활동에 상당한 영향을 미쳤으며, 깁스자유에너지 분석은 가장 유리한 질소 환원 구성을 도출하였다. 루테늄의 (0001) 표면에서는 질소 분자가 표면에 수직으로 흡착하는 end-on 형태가 가장 유리한 N₂ 흡착에너지가 나타났으며 유사하게, (1000) 표면에서도 end-on 형태가 안정적인 흡착 에너지 값을 보였다. 이어서, distal 및 alternating 구성 모두에서 최적화된 수소 흡착을 통해 NH₃의 최종 탈착까지 이론적으로 완전한 반응 경로를 설명했다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.962-973
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• 2017

대기오염에 대한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후처리 시스템 등의 연구를 통하여 차량 배기가스 및 온실가스를 감소시키고자 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 각기 다른 차량기술이 적용된 휘발유, 경유, LPG를 연료로 사용하는 7대의 차량을 대상으로 국내 외에서 법적시험모드로 사용되고 있는 도심모드, 고속모드, 급가 감속, 에어컨사용 및 겨울철 특성을 반영한 저온모드에서 온실가스의 배출특성을 확인하고자 하였다. 사용연료에 관계없이 대부분의 온실가스는 저온인 Cold FTP-75 모드에서 가장 안 좋은 결과가 나타나는 경향을 가지고 있다. 각 차량별 온실가스 증가 요인으로는 가솔린 차량인 A차량(2.0 MPI)과 B차량(2.4 GDI)에서는 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순인데 비해 E차량(1.6 T-GDI)은 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속, 저온 조건의 순이다. G차량(LPLi)은 에어컨 사용, 저온, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 가솔린 차량과 다른 특성을 가지고 있다. 경유 차량에 있어서는 A차량(2.0 w/o DPF)과 B차량(2.2 w/ DPF)은 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순이었고, F차량(1.6 w/ DPF)은 저온, 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 확인되었다. 따라서, 각 연료별로 배출가스 저감 기술을 다르게 적용하여야 효과적인 방법이라고 할 수 있겠다.

• 한국식품영양학회지
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• 제28권3호
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• pp.335-342
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• 2015

묵은 김치의 높은 염도와 장기간 저장에 따른 단점을 해소하기 위해 염도와 발효온도를 다르게 하여 제조한 김치를 단기간 숙성하여 묵은 김치의 독특한 풍미와 조직감을 유지하는 묵은 김치 숙성방법의 기초를 제공하고자 하였다. 묵은 김치의 염도 변화는 발효 후 저장 0주차에 증가하였다가 이후 저장기간 동안 유의적으로 감소하였고(p<0.05), 시료의 초기염도에 따라 저장기간 중 염도 변화가 뚜렷하게 구분되었다. 발효온도에 따른 차이는 저장 6주차까지 큰 차이를 보이지 않았으나, 저장 12주차에는 1.6% 염도의 경우 $12^{\circ}C$에서 발효한 시료가 $18^{\circ}C$의 시료보다 높은 염도를 나타냈고, 2.4% 염도의 시료와 3.2% 염도의 시료에서는 발효온도가 낮을수록 염도의 감소 속도가 빨랐다. pH는 발효 후 저장 0주차에 유의적으로 감소하였으며, 염도가 높을수록 pH가 비교적 높게 나타났고, 저장기간이 늘어남에 따라 발효온도가 높을수록 pH의 값이 높게 나타났다. 산도는 발효 후 저장 0주차에 유의적으로 증가한 뒤 염도와 발효온도에 따라 변화하였다. 산도는 염도가 낮을수록 유의적으로 높은 산도를 나타냈고, 발효온도에 따른 산도의 변화는 발효 후 저장 0주차 때 발효온도가 높을수록 산도가 높게 나타났지만, 저장기간 중 발효온도에 따른 산도는 큰 차이를 보이지 않았다(p<0.001). 경도는 발효 후 저장 0주차에 감소한 뒤 염도와 발효온도에 따라 변화하였고(p<0.05), 저장 6주차까지 3.2% 염도의 시료에서 경도가 가장 높게 나타났다. 두께의 변화는 저장기간과 염도에 따른 차이를 보이지 않았고, 발효온도에 따라 $12^{\circ}C$에서 발효한 시료보다 $18^{\circ}C$에서 발효한 시료에서 두께의 값이 더 큰 것으로 나타났다. 총균수는 발효 후 저장 0주차에 유의적으로 증가하여 7.18~8.89 logCFU/mL 사이의 높은 값을 나타냈고, 이후 저장기간에 따라 감소하였다(p<0.001). 염도에 따른 총균수는 H시료에서 가장 높았고, 발효온도에 따른 총균수의 차이는 발효 후 저장 0주차에 $12^{\circ}C$에서 발효한 시료가 높은 값을 나타냈지만, 이후 저장 기간 동안 $18^{\circ}C$에서 발효한 시료에서 높은 값을 보였다.