• 한국식품영양과학회지
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• 제44권8호
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• pp.1200-1205
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• 2015

본 연구에서는 최근 연구 결과들에 기초하여 발효성 당류인 FODMAP(fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides, and polyols)이 설사와 높은 상관성을 가지고 있을 것이라 판단하였다. 따라서 상업용 메디컬푸드와 탄수화물 급원으로부터 FODMAP 함량을 측정하였다. 상업용 메디컬푸드의 단당류(fructose)와 이당류(lactose)의 함량 범위는 각각 ND~0.158, ND~0.304 g/200 mL였다. 삼당류(raffinose)와 사당류(stachyose)의 함량 범위는 각각 0.051~0.738, ND~0.579 g/200 mL였다. 또한 프럭토올리고당의 함량 범위는 1-kestose ND~0.413 g/200 mL, nystose ND~1.239 g/200 mL, 1-fructofuranosylnystose 0.205~0.458 g/200 mL였다. 탄수화물 급원 중 단당류(fructose)는 치커리 식이섬유($18.877{\pm}4.320g/kg$)에서만 검출되었으며, 이당류(lactose)는 모든 급원에서 검출되지 않았다. 삼당류(raffinose)의 함량은 치커리 식이섬유 $61.523{\pm}3.014g/kg$, 대두 식이섬유 $3.273{\pm}0.499g/kg$, 난소화성 말토덱스트린 $5.430{\pm}0.671g/kg$, 말토덱스트린(DE10~15, DE15~20)에서는 검출되지 않았다. 사당류(stachyose)의 함량은 치커리 식이섬유 $78.817{\pm}5.483g/kg$, 대두 식이섬유 $5.547{\pm}0.822g/kg$, 난소화성 말토덱스트린 $13.180{\pm}1.165g/kg$, 말토덱스트린(DE10~15) $16.440{\pm}0.370g/kg$, 말토덱스트린(DE15~20) $22.553{\pm}1.491g/kg$이었다. 프럭토올리고당(1-kestose, nystose, 1-fructofuranosylnystose)의 함량은 치커리 식이섬유 $29.369{\pm}2.553g/kg$, $39.430{\pm}6.740g/kg$, $50.407{\pm}2.642g/kg$, 대두 식이섬유 ND, ND, $18.647{\pm}0.397g/kg$, 난소화성 말토덱스트린 ND, $16.667{\pm}1.719g/kg$, $17.107{\pm}1.814g/kg$, 말토덱스트린 (DE10~15) ND, ND, $16.533{\pm}2.083g/kg$, 말토덱스트린 (DE15~20) ND, ND, $27.490{\pm}1.783g/kg$이었다. FODMAP은 탄수화물의 일종으로 메디컬푸드 제품의 탄수화물과 FODMAP 함량 간에 양의 상관관계를 가질 것으로 예상하였으나 r=0.55로 밀접한 상관성을 나타내지는 않았다. 국내외 메디컬푸드는 모두 유사한 원재료와 영양설계로 구성되어 있으나 사용되는 원재료의 종류에 따라 유래되는 FODMAP 함량이 다르기 때문에 제품 간의 함량 차이가 있는 것으로 생각된다. 본 연구에서 측정된 상업용 메디컬푸드 제품 및 탄수화물 급원의 FODMAP 함량 분석은 상대적으로 부족한 FODMAP 정량 분석 연구에 활용될 것으로 생각되며, 나아가 경관급식의 주요 부적응증인 설사를 최소화하는 메디컬푸드의 제품개발 및 원재료 선정에 기초 자료로 활용될 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.627-633
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• 2016

단수수[Sorghum bicolor (L)]는 당류가 풍부한 사탕수수, 사탕무와 같은 주요 바이오연료 작물 중의 하나이다. 단수수 착즙액은 단수수 줄기를 압착하여 추출하며 주요 성분는 glucose와 fructose 그리고 sucrose로 구성되어 있다. 에탄올은 효모발효공정을 통하여 단수수 착즙액으로부터 쉽게 생산할 수 있다. 단수수 착즙액은 당류 뿐만 아니라 질소나 인산과 같은 다양한 무기영양원도 함유하고 있어 종균 배지로 활용성이 높다. 상업적인 에탄올 생산 공정에서 종균배양은 중요한 발효공정 중의 하나이며 공정비용 절감을 위해 최적화된 배지가 필수적이다. 본 연구에서는 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균의 배지로서 단수수 착즙액의 특성을 평가하였다. 단수수착즙액의 발효기질 적합성을 평가하기 위해 YPD 및 억새 당화액을 비교하여 실험하였으며, YPD배지 중 yeast extract 와 peptone은 각각 5 g/L의 농도로 사용하였다. 각각의 기질들은 당 농도가 2%, 5%, 10%가 함유되도록 제조하여 발효를 통한 균체농도를 측정하였다. 그 결과 YPD와 단수수착즙액을 배지로 사용하였을 때 발효 24시간 후에 최대 $2.5{\times}10^8CFU/mL$ 이상의 균체농도를 나타내었다. 결과적으로 단수수착즙액은 12시간 발효 후에 $1.0{\times}10^8CFU/mL$ 균체를 생산하여 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균 배지로서 YPD를 대체하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권12호
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• pp.2165-2172
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• 2017

Lignocellulose is now a promising raw material for biofuel production. However, the lignin complex and crystalline cellulose require pretreatment steps for breakdown of the crystalline structure of cellulose for the generation of fermentable sugars. Moreover, several fermentation inhibitors are generated with sugar compounds, majorly furfural. The mitigation of these inhibitors is required for the further fermentation steps to proceed. Amino acids were investigated on furfural-induced growth inhibition in E. coli producing isobutanol. Glycine and serine were the most effective compounds against furfural. In minimal media, glycine conferred tolerance against furfural. From the $IC_{50}$ value for inhibitors in the production media, only glycine could alleviate growth arrest for furfural, where 6 mM glycine addition led to a slight increase in growth rate and isobutanol production from 2.6 to 2.8 g/l under furfural stress. Overexpression of glycine pathway genes did not lead to alleviation. However, addition of glycine to engineered strains blocked the growth arrest and increased the isobutanol production about 2.3-fold.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제12권1호
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• pp.28-35
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• 1999

The effects of addition of celulases (A cremonium cellulolyticus and Trichoderma viride, CE), a commercial inoculum containing lactic acid bacteria (Lactobacillus casei, LAB), fermented green juice (macerated napier grass with water was incubated anaerobically with 2% glucose for 1 day, FGJ) and glucose (G), and regional difference of ensiling on napier grass (Pennisetum purpureum Schum.) silage were studied by using 900 ml laboratory glass bottle silos under 30 and $40^{\circ}C$ storage conditions in 1995 and 1996. Experiment 1 was carried out to compare the addition of CE, LAB, FGJ and the combinations. Silages were stored for 45 days after ensiling. Experiment 2 studied the effects of applications of CE, LAB, FGJ and G. Experiment 3 was carried out using the similar additives as experiment 2 except for LAB. Silages were stored for 60 days in the experiments 2 and 3. Experiments 1 and 2 were done in Nagoya, and experiment 3 in Okinawa. Sugar addition through CE or G improved the fermentation quality in all the experiments, which resulted in a greater decrease in the pH value and an increased level of lactic acid, while butyric acid contents increased under $30^{\circ}C$ storage condition in CE addition. LAB and FGJ additions hardly affected the silage fermentation quality without additional fermentable carbohydrate. But the combination of LAB, FGJ and glucidic addition (CE and G) improved the fermentation quality. The effect of the regional difference of ensiling between temperate (Nagoya; $35^{\circ}$ N) and subtropical (Okinawa; $26.5^{\circ}$ N) zones on silage fermentation quality was not shown in the present study.

• 유기물자원화
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• 제16권1호
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• pp.79-88
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• 2008

지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.609-614
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• 2010

유기성 폐기물인 음식물쓰레기를 이용하여 유용한 에너지원인 바이오에탄올을 생산하고자 하였으며, 에탄올 생산 균주는 Saccharomyces cerevisiae를 이용하였다. 음식물쓰레기의 당화를 위하여 carbohydrase와 glucoamylase 효소를 이용한 결과 carbohydrase가 glucoamylase보다 당화효율이 우수하였으며, carbohydrase 이용시 건조 음식물쓰레기 기준 glucose 생산량 0.63 g/g-TS을 얻을 수 있었다. 에탄올 생산은 동시당화발효에서 0.44 g/$L{\cdot}hr$, 분리당화발효가 0.27 g/$L{\cdot}hr$이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권4호
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• pp.319-324
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• 1991

섬유성 가수분해물로부터 효율적으로 ethanol을 생산하는 세 가지 균주를 밀기울 당화액에서의 집적배양에 의해 토양에서 분리하였다. 효모인 KM-09와 KM-402 및 세균인 HG-225의 생리학적 및 생화학적 특성은 각각 Candida sp. 및 Klebsiella sp.과 거의 유사하였다. KM-09와 HG-225 균주는 발효당으로 xylose와 cellobiose를 이용하였고 HG-225는 발효시 넓은 당 이용성을 가졌다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권1호
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• pp.16-21
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• 2015

2세대 바이오매스 볏짚을 이용하여 전자선 조사 후 NMMO 처리 공정을 수행하고 이를 분석하였다. 볏짚은 전자선 500 kGy 조사 후 NMMO 처리를 한 경우 72시간의 효소당화를 거쳐 글루코스 60.8%와 자일로스 9.7% 포함 약 83.8% 정도의 당수율을 보였다. 이 전처리 공정은 유해한 화학물질을 사용하지 않아서 친환경적이며 전자선 조사와 NMMO 처리의 시너지 효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 전자선 조사량이 너무 높다는 단점이 있으며 추후에는 낮은 전자선 조사량과 여러 가지 단일공정을 통합한 새로운 복합전처리 방법 연구의 필요성이 있다. 따라서 이 단점을 보완한다면 전자선 조사라는 친환경적 방법과 더불어 NMMO 용액의 재활용성을 이유로 바이오에탄올 생산 등의 산업현장에의 적용 가능성이 높다는 것을 알 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제31권1호
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• pp.73-78
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• 2016

The aim of this study attempted to verify the possibility of bioethanol production using wasted medium density fiberboard (wMDF). In order to produce bioethanol from wood cellulosic materials must be carried out the process of pretreatment, saccharification, fermentation and distillation. First, the wMDF was pretreated using sodium chlorite and pretreated wMDF was prepared to 8% slurry and then slurry was saccharified with the commercial enzyme (Cellic CTec3). The fermentable sugar and pH of saccharified substrate were about 5.5% glucose and 4.4, respectively. Herein we compared the results of ethanol yield according to the nutrients added or without addition to increase ethanol yield. Ethanol fermentation was finished in about 24 hours, but it was delayed in experimental group without nutrients. Ethanol content and fermentation ratio of the final fermented mash prepared by utilizing jar fermenter was 25.40 g/L and 86.64%, respectively. At this time, the maximum ethanol productivity was confirmed as 1.78 g/Lh (ethanol content 21.38 g/L, 12 h), and the overall ethanol productivity was 1.05 g/Lh (ethanol content 25.27 g/L, 24 h). Using fermented liquid we could produced bioethanol 95.37% by continuous distillator packed with copper element in laboratory scale. These results show that wMDF has a potential valuable for bioethanol production.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권4호
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• pp.449-456
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• 2023

Sugar or dextrose increases the cost of production of xanthan gum by Xanthomonas campestris. Brewers' Spent Grain (BSG) was chosen as a source of fermentable sugars. BSG is a significant industrial by-product generated in large quantities from the breweries. Primarily used as animal feed due to its high fiber and protein content, BSG holds great potential as an economically and ecologically sustainable substrate for fermenting biomolecules. This study explores BSG's potential as a cost-effective carbon source for producing xanthan, utilizing Xanthomonas campestris NCIM 2961. An aqueous extract was prepared from BSG and inoculated with the bacterium under standard fermentation conditions. After fermentation, xanthan gum was purified using a standard protocol. The xanthan yield from BSG media was compared to that from MGYP media (control). The fermentation parameters, including pH, temperature, agitation and duration were optimized for maximum xanthan gum yield by varying them at different levels. Following fermentation, the xanthan gum was purified from the broth by alcoholic precipitation and then dried. The weight of the dried gum was measured. The obtained xanthan from BSG under standard conditions and commercial food-grade xanthan were characterized using FTIR. The highest xanthan yields were achieved at 32 ℃, pH 6.0, and 72 h of fermentation at 200 rpm using BSG media. The FTIR spectra of xanthan from BSG media closely resembled that of commercial food-grade xanthan. The results confirm the potential of BSG as a cost-effective alternative carbon source for xanthan production, thereby reducing production costs and solid waste.