• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.283-291
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• 2019

Fermentation of food waste in the presence of different concentrations of salt ($Na^+$) and ammonia was conducted to investigate the interrelation of $Na^+$ and ammonia content in bio-hydrogen production. Analysis of the experimental results showed that peak hydrogen production differed according to the ammonia and $Na^+$ concentration. The peak hydrogen production levels achieved were (97.60, 91.94, and 49.31) ml/g COD at (291.41, 768.75, and 1,037.89) mg-N/L of ammonia and (600, 1,000, and 4,000) $mg-Na^+/L$ of salt concentration, respectively. At peak hydrogen production, the ammonia concentration increased along with increasing salt concentration in the medium. This means that for peak hydrogen production, the C/N ratio decreased with increasing salt content in the medium. The butyrate/acetate (B/A) ratio was higher in proportion to the bio-hydrogen production (r-square: 0.71, p-value: 0.0006). Different concentrations of $Na^+$ and ammonia in the medium also produced diverse microbial communities. Klebsiella sp., Enterobacter sp., and Clostridium sp. were predominant with high bio-hydrogen production, while Lactococcus sp. was found with low bio-hydrogen production.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.326-332
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• 2011

The authors examined the effects of operating parameters on the $H_2$ production by dark fermentation of the wastewater generated from food waste recycling facilities, in short "food waste wastewater (FWW)". Central composite design based response surface methodology was applied to analyze the effect of initial pH (5.5-8.5) and substrate concentration (2-20 g Carbo. COD/L) on $H_2$ production. The experiment was conducted under mesophilic ($35^{\circ}C$) condition and a heat-treated ($90^{\circ}C$ for 20min)anaerobic digester sludge was used as a seeding source. Although there was a little difference in carbohydrate removal, $H_2$ yield was largely affected by the experimental conditions, from 0.38 to 1.77 mol $H_2$/mol $hexose_{added}$. By applying regression analysis, $H_2$ yield was well fitted based on the coded value to a second order polynomial equation (p = 0.0243): Y = $1.78-0.17X_1+0.30X_2+0.37X_1X_2-0.29X_1{^2}-0.35X_2{^2}$, where $X_1$, $X_2$, and Y are pH, substrate concentration (g Carbo. COD/L), and hydrogen yield (mol $H_2$/mol $hexose_{added}$), respectively. The 2-D response surface clearly showed a high inter-dependency between initial pH and substrate concentration, and the role of these two factors was to control the pH during fermentation. According to the statistical optimization, the optimum condition of initial pH and substrate concentration were 7.0 and 13.4 g Carbo. COD/L, respectively, under which predicted $H_2$ yield was 1.84 mol $H_2$/mol $hexose_{added}$. Microbial analysis using 16S rRNA PCR-DGGE showed that $Clostridium$ sp. such as $Clostridium$ $perfringens$, $Clostridium$ $sticklandii$, and $Clostridium$ $bifermentans$ were main $H_2$-producers.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.148-155
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• 2013

본 연구에서는 거대 갈조류 대표종인 다시마(Saccharina japonica)로부터 물리화학적 전처리 방법, 미생물 접종비율, 다시마 추출물의 농도 및 pH 조건에 따른 휘발성 유기산(volatile fatty acids, VFAs) 생산 가능성 확인과 생산 효율을 평가하고자 하였다. 물리화학적 전처리 방법에 따른 휘발성 유기산의 최대 농도는 황산, 아임계수, 지질 추출 후 아임계수 전처리 순으로 나타났다. 황산 전처리 방법에서 미생물 접종비율(유효용적(WV)/미생물 부피(M) = 10~30), pH (6.0~7.0) 및 다시마 추출물의 농도(18.0~72.0 g/L)의 혐기성 발효 조건에 따른 휘발성 유기산 생성 농도에 미치는 영향을 확인한 결과, 발효 온도 $35^{\circ}C$, 미생물 접종비율 15, pH 7.0, 발효시간 372시간에서 다시마 추출물의 농도가 18.0, 36.0, 54.0, 72.0 g/L일 때, 휘발성 유기산의 최대 농도가 각각 9.8, 13.9, 18.6, 22.3 g/L로 확인되었다. 생산된 휘발성 유기산의 조성은 pH가 높을수록 아세트산과 프로피온산의 생산 비율이 높았으며, pH가 낮을수록 부티르산의 비율이 높게 확인되었다. 생산된 저농도의 휘발성 유기산은 농축 및 분리공정과 연계하여 향후 기초화학 원료와 바이오연료 등으로 사용될 수 있으므로, 기존 화석연료의 대체에너지 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제13권2호
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• pp.92-98
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• 1997

본 연구에서는 식품내의 ethyl carbamate 전구체와 그 형성에 영향을 주는 인자들을 규명하고자 하였다. 일반적으로 제조조건 보다는 원료 메주가 간장의 ethyl carbamate 형성에 기여도가 크나, 같은 메주로 제조한 간장의 경우, 저장 기간에 따라 생성이 증가하며 빛에 의해 그 농도가 감소하는 것이 관찰되었다. 따라서, 가정에서 간장을 담을 경우 전통적인 방법 인 빛을 쪼여 주며 보관하는 주의가 필요하다고 사료된다. 원료 메주에 따른 차이는 원료 콩의 화학적 조성도 관여를 하겠으나, 발효에 관여하는 미생물의'종류와 그에 따른 대사과정, 대사량의 차이에 의한 영향도 무시할 수 없으리라 사료된다. 따라서 이러한 기전들을 밝혀내기 위하여 앞으로 연구가 계속 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 식물병연구
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• 제10권4호
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• pp.285-289
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• 2004

진한 적색과 이상 발효 증상을 나타내는 피수박은 막대한 경제적 손실을 주고 있다. 본 연구는 피수박의 발생 원인을 밝히기 위하여 이상 발효와 내생 세균과의 연관성을 검토하였다. 수박의 내생 세균 밀도는 정상 수박의 경우 $2.2{\sim}37.0{\times}10^3$ cfu/g fw에 불과하였으나 피수박의 경우는 $1.26{\sim}1.75{\times}10^6$ cfu/g fw로 정상 수박에 비해 밀도가 매우 높았다. 피수박에서 분리한 56균주에서 17균주가 피수박을 유발하였다. 피수박과 관련이 있는 세균은 대부분이 Gram 음성으로 호기성인 Pseudomonas spp.와 혐기성 세균이었다. 따라서 피수박은 Gram 음성인 내생 세균의 증식에 의한 이상 발효가 원인이라고 추정된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권3호
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• pp.241-248
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• 1983

본 실험은 대두콩 대신 루우핀콩으로 메주를 제조하여 숙성시키면서 숙성기간 중에 일어나는 성분 변화를 측정함과 동시에 대두콩으로 제조한 메주와 그 발효 특성을 비교하였다. 완전히 익은 콩에 Asp. oryzae를 접종하여 개량식 메주를 제조하였고, 건조된 메주는 소금물에 담궈 4주동안 숙성시켜 간장과 된장을 제조하였다. 일반적으로 숙성 기간중 단백질 분해효소와 전분 분해효소의 활성은 대두콩 메주에서보다는 루우핀콩 메주에서 더 높았으며, 단백질 분해효소의 활성에서의 증가는 발효된 된장과 간장의 $\alpha$-아미노태 질소 함량의 증가와 직접적인 상관관계를 나타내었으며 숙성 중 간장의 색깔이 진한 갈색으로 되는 정도는 대두콩 메주와 비교할때, 루우핀콩 메주에서 더 빨랐다. 또한 이렇게 발효된 간장과 된장에 대해 관능검사한 결과 루우핀콩 된장은 전반적인 품질면에서 대두콩으로 제조한 된장에 비해 떨어졌으나 루우핀콩 간장은 전반적인 품질면에서 만족할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권8호
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• pp.1037-1043
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• 2008

감귤과즙으로 새로운 산형음료 개발을 위해 tea fungus로부터 분리한 G. hansenii TF-2 균을 이용하였다. 과즙배지는 $11{\sim}17%(v/v)$의 과즙에 초기 당도를 $10^{\circ}Brix$로 하였다. G. hansenii TF-2에 의한 발효는 과즙배지에 활성화시킨 seed gel을 5%(w/v) 첨가하여 $29{\pm}1^{\circ}C$에서 15일 배양하면서 5일 간격으로 측정하였다. 발효 동안 발효액 표면에는 막을 생성하고 액에는 다양한 유기산을 생성하였다. 분석에 사용한 발효액은 7,000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 사용하였다. $5{\sim}10$일 사이에 유기산 등의 기타 대사산물의 함량이 가장 높았다. 발효가 진행되면서 malic acid, acetic acid, itric acid, succinic acid, fumaric acid 등의 다양한 유기산이 생성되었으며, 특히 발효 전반에 acetic acid가 관여하였다. 주요 산으로는 acetic acid이었다. 발효 15일째 측정에 의하면, acetic acid 함량은 $183.5{\sim}186.6\;ppm$이 검출되었다. 배양 동안 CB11의 유리당은 sucrose, glucose, fructose 그리고 sorbitol이 확인되었으며 각각 56.8%, 35.1%, 40.7%, 63.2%가 검출되었다. 음용 시 식품에 관련된 세균에 대해 CB11가 $71.9{\sim}94.0%$의 저해율을 나타내었으며 그람 양성균 보다는 그람 음성균에서 더 효과적이었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.177-186
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• 2005

미래의 친환경 에너지인 수소에너지 생산을 위해서 생물학적인 수소생산방법에 관한 관심이 증폭되고 있다. 생물학적인 수소생산 방법에는 여러 가지가 있으나 그중 유기물을 혐기발효하여 수소를 생산하는 방법에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구에서 혐기성 미생물인 Enterobacter asburiae SNU-1이 쓰레기 매립지 토양에서 분리되어 수소생산 조건의 최적화 실험을 수행하였다. 본 실험에 이용된 미생물의 경우는 기존에 연구 된 적이 없는 새로운 종으로써 다른 미생물과는 다른 특징을 나타내며 수소생산 능력도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 미생물을 이용한 수소생산에 영향을 미치는 인자로는 pH, initial glucose concentration 등이 있으며 각각의 조건에서 수소생산량을 비교하였다. 실험 결과 strain SNU-1의 최적 pH는 7이었으며 최적 initial glucose concentration은 25 g/1이다 이와 같은 최적 조건에서 strain SNU-1은 6.87 mmol/l/hr의 productivity를 나타내었다. 또한 다른 미생물과 달리 미생물이 더 이상 자라지 않는 정지기에서 더 많은 수소생산량을 나타내는 특이한 거동을 보이는 것이 관찰되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권2호
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• pp.121-125
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• 2015

Biohydrogen production from food waste via dark fermentation was conducted by using mixed culture under various environmental conditions (initial pH, initial F/M ratio, initial ferrous iron ($Fe^{2+}$), and temperature condition) in batch reactor. The results revealed that the maximum hydrogen yield of $46.19mL\;H_2/g\;COD_{add}$ was achieved at the optimal conditions (initial pH 8.0, initial F/M ratio 4.0, initial iron concentration 100 mg $FeSO_4/L$ and thermophilic condition ($55{\pm}1^{\circ}C$)). Furthermore, major volatile fatty acid (VFA) productions of butyrate (765.66 mg/L) and acetate (324.69 mg/L) were detected and COD removal efficiency was detected at 66.00%. Therefore, these optimal conditions could be recommended to operate a system.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제18권1호
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• pp.46-52
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• 2011

산머루과즙으로 새로운 산형음료 개발을 위해 tea fungus로부터 분리한 G. hansenii TF-2 균을 이용하여 발효하였다. 과즙배지는 11~17%(v/v)의 산머루과즙에 초기 당도를 $10^{\circ}Brix$로 조정하였다. G. hansenii TF-2에 의한 발효는 과즙 배지에 활성화시킨 seed gel의 5%(w/v)를 첨가하여 $29{\pm}1^{\circ}C$에서 15일 동안 배양하였다. 발효동안 발효 액 표면에 막을 생성시키고 산(acids)을 생성하였다. 산머루과즙 발효액의 유기산은 succinic acid와 malic acid가 acetic acid 보다 우위를 차지하였으며, 발효 15일째 측정에 의하면 WGB의 succinic acid는 WGB11이 49.6 ppm, WGB17은 77.4 ppm이 검출되었다. 배양기간 동안 WGB의 유리당은 fructose, glucose, sucrose가 확인되었으며, 발효 15일째에는 fructose 만이 1063.6~1082.5 mg/mL 검출되었다. 발효음료의 음용시 식중독 유발균에 대해 WGB17이 34.46~88.00%의 저해율을 나타내었으며 그람 양성균보다는 음성균에서 더 효과적인 것으로 나타났다.