• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.90-98
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• 2001

혐기성소화공정에서 슬러지의 용해가 전체 반응속도를 제한하고 있다. 용해율 향상을 위해 산(pH1.5, 3, 4, 5) 및 알칼리처리(pH9, 10, 13), 열처리(50, 100, 150, $200^{\circ}C$) 및 초음파처리(400W, 20kHz, 15, 20, 25, 30. 35, 40, 50, 60min)가 각 조건에서 실시되어 아래의 결과를 얻었다. 용해효과는 SCOD기준으로 무처리에 비해 산처리는 효과가 매우 낮았고, 알칼리처리는 pH13에서 986%, 열처리는 $200^{\circ}C$에서 959%, 초음파처리는 처리시간 35분에서 온도고정의 경우 802%, 온도 무고정의 경우 1123%의 높은 효과를 나타내어, 초음파처리가 가장 효과적이었다. VS/SS비율은 전처리에 따른 용해율과 정의 상관성을 가져, 용해율 효과의 지표로써 이용 가능했다. 총가스발생량은 열처리 $200^{\circ}C$가 무처리에 비해 1.8배, 열처리 $150^{\circ}C$가 1.4배, pH9의 알칼리처리가 1.2배, 온도 무고정 초음파 90분처리가 1.3배의 가스증산 효과를 나타내어, 열처리의 경우가 가장 효과적이었다. 또한 초음파처리의 경우, 온도고정보다 무고정의 경우가 저온 열처리의 동시효과가 있어 보다 효과적이었다.

• 생명과학회지
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• 제14권1호
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• pp.131-140
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• 2004

T7박테리오파지 gp4는 dTTP 가수분해에너지를 이용하여 DNA복제시 이중 나선 DNA를 단일가닥 DNA로 풀어내는 나선효소(helicase)이다. T7 나선효소의 활성형의 4차구조는 한가운데 구멍을 지닌 육량체 고리모양이다. 단일가닥 DNA는 나선효소가 $5'\rightarrow3'$방향으로 이동할 때 육량체 고리의 구멍으로 빠져나간다. 이러한 DNA의 이중나선 풀어헤침을 빠른 효소반응속도 측정법을 이용하여 정량적으로 측정하였으며, 그 결과 단일가닥 DNA 산물들이 생성되기 전에 지연상태(lag phase)가 존재함을 관찰하였다. 이러한 지연상태를 나선효소에 의한 이중나선 DNA의 풀어헤침이 속도론적 단계과정(kinetic stepping)을 거친다는 모델로써 분석하였다. 예상대로 이중나선의 길이가 클수록 지연상태의 지속시간이 늘어났다. $\tau7$ 나선효소가 이중나선 DNA를 풀어내는 과정에서 넣어준 trap DNA는 풀어내는 이중나선 DNA의 양을 변화시키지 못하여서, $\tau7$ 나선효소가 매우 큰 공정성을 지닌 효소임을 알 수 있었다. 이러한 속도론적 data를 global fitting법을 써서 kinetic stepping 모델에 적용한 결과 매 단계(step)마다 10∼l개의 염기쌍이 풀려지고 1초당 3.7번의 step이 일어난다는 것을 알 수 있었다. DNA 풀어헤침과 dTTP가수분해의 메커니즘과 이들의 연계성은 $4∼37^{\circ}C$사이의 온도범위에서 영향을 받지 않았다. 이상을 종합할 때, T7나선효소의 이중나선 DNA의 풀어헤침 시 나타나는 속도론적 단계과정은 DNA복제 시 이용되는 나선효소의 내재적 속성임을 알 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.473-479
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• 2016

본 연구는 센서 표면에 고정된 티오에스터 분자와 금 나노입자를 이용하여 수용액 중의 시안화이온(cyanide)을 선택적이고, 고민감도로 검출할 수 있는 200 MHz 표면음향파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서의 개발에 관한 것이다. SAW 센서표면에 형성된 티오에스터 단분자막은 시안화이온의 친핵성 첨가반응에 의해 가수분해되어 티올(thiol)이 만들어지고, 티올 분자는 다시 금 나노입자와 반응에 의해 티올-금 나노입자 복합체를 형성한다. 이후 신호증폭을 위해, gold(III) chloride trihydrate와 hydroxylamine hydrochloride 조합에 의한 금 나노입자의 사이즈 확대반응을 수행하였다. SAW 센서는 수용액 중에서 시안화이온에 대한 검출 능력이 17.7 uM이었으며, 공진주파수 변화량은 시안화이온의 농도가 커지면서 포화되는 현상을 보여주었다. 한편, 제작된 SAW 센서는 시안화이온 이외의 플루오라이드(fluoride), 아세테이트(acetate), 그리고 설페이트(sulfate) 이온 등의 다른 음이온에는 전혀 반응성이 없었으며, 다른 음이온에 의한 간섭현상도 나타나지 않았다. 끝으로 모든 실험은 재현성 있는 실험 결과를 얻기 위해서 자체 제작한 유체제어 모듈과 센서를 이용하여 진행하였다.

• 미생물학회지
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• 제55권2호
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• pp.143-148
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• 2019

라세믹체 형태의 전구물질 methyl DL-${\beta}$-acetylthioisobutyrate (DL-ester)로부터 captopril 합성과정의 중간물질로 알려져 있는 D-${\beta}$-acetylthioisobutyric acid (DAT)를 효율적으로 제조하기 위해 광학선택적 esterase활성을 가진 신규 미생물을 탐색하였고 활성이 우수한 균주 CJ-317과 균주 CJ-187을 선별하고 동정한 결과, 각각 Klebsiella pneumoniae와 Pseudomonas putida로 동정하였다. 두 균주가 생산하는 esterase의 최적 반응온도와 내열성을 조사한 결과, P. putida CJ-187와 K. pneumoniae CJ-317의 최적활성은 각각 $60^{\circ}C$와 $75^{\circ}C$이었으며 또한 P. putida CJ-187의 경우, $60^{\circ}C$까지 안정한 반면 K. pneumoniae CJ-317은 $80^{\circ}C$에서도 1시간 동안 안정된 내열성 효소의 특성을 보였다. DAT에 의한 최종 산물의 활성 저해도에 있어서도 P. putida CJ-187은 2.5%와 5%의 DAT에 대해 각각 55%와 80%의 저해활성을 보인 반면 K. pneumoniae CJ-317는 각각 35%와 44%의 낮은 저해활성을 보임으로서 K. pneumoniae CJ-317은 captopril 합성의 중간체인 DAT 제조과정에 유용하게 활용할 수 있는 우수한 내열성 광학선택적 esterase 활성을 가지는 신규 균주임을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제21권6호
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• pp.510-517
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• 2008

본 연구는 건강한 성인남자로부터 비스테로이드성 항염증제인 diclofenac약물을 복용 후 26시간 동안 배설된 소변을 채취하여 이 약물의 대사과정과 배설에 대하여 연구를 수행하였다. 소변 중에 diclofenac의 포합대사체를 검출하기 위하여 산가수분해 과정을 수행하였고 이 과정에서 diclofenac과 대사체들은 탈수반응에 의해 락탐환이 형성되어 이들의 극성은 산성에서 염기성으로 전환된다. 그러나 변환된 락탐환은 염기조건에서 수산화이온에 의해 쉽게 분해가 일어나므로 오히려 염기성 조건에서의 추출율이 낮아지는 경향이 있어 적정 추출 조건에 대하여 연구하였다. 미량의 대사체 검출을 위하여 trimethylsilylation (TMS) 유도체 반응을 시킨 후 gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS)를 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 4개의 대사체를 검출할 수 있었으며, 이들은 모두 산화과정에 의해 약물모핵에 hydroxylation된 화합물이었다. 각 대사체는 질량스펙트럼의 해석과 이전 연구결과의 비교를 통하여 구조가 규명되었으며, 이를 바탕으로 시간에 따른 모 약물과 대사체의 배설율을 조사하였다. 본 실험 결과로부터 diclofenac의 체내 대사 경로를 제안하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권4호
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• pp.572-577
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• 2017

Background: Panax ginseng Meyer is cultivated because of its medicinal effects on the immune system, blood pressure, and cancer. Major ginsenosides in fresh ginseng are converted to minor ginsenosides by structural changes such as hydrolysis and dehydration. The transformed ginsenosides are generally more bioavailable and bioactive than the primary ginsenosides. Therefore, in this study, hydrothermal processing was applied to ginseng preparation to increase the yields of the transformed ginsenosides, such as 20(S)-Rg3, Rk1, and Rg5, and enhance antioxidant activities in an effective way. Methods: Ginseng extract was hydrothermally processed using batch reactors at $100-160^{\circ}C$ with differing reaction times. Quantitative analysis of the ginsenoside yields was performed using HPLC, and the antioxidant activity was qualitatively analyzed by evaluating 2,2'-azino-bis radical cation scavenging, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging, and phenolic antioxidants. Red ginseng and sun ginseng were prepared by conventional steaming as the control group. Results: Unlike steaming, the hydrothermal process was performed under homogeneous conditions. Chemical reaction, heat transfer, and mass transfer are generally more efficient in homogeneous reactions. Therefore, maximum yields for the hydrothermal process were 2.5-25 times higher than those for steaming, and the antioxidant activities showed 1.6-4-fold increases for the hydrothermal process. Moreover, the reaction time was decreased from 3 h to 15-35 min using hydrothermal processing. Conclusion: Therefore, hydrothermal processing offers significant improvements over the conventional steaming process. In particular, at temperatures over $140^{\circ}C$, high yields of the transformed ginsenosides and increased antioxidant activities were obtained in tens of minutes.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2005

도시하수 1차슬러지의 가수분해와 산발효특성 향상을 위해 슬러지상 형태를 가진 새로운 회분식 및 반연속시 발효시스템의 운전특성을 운전 온도와 pH를 함수로 평가하였다. 본 공정에서 적용한 산세정 슬러리 반응조는 pH 9와 고온($55^{\circ}C$)의 운전조건하에서 비교적 짧은 체류시간내 유출수내 다량의 유기산을 생산하는 우수한 운전특성을 가지고 있다. 가수분해 특성은 대상기질인 슬러지의 특성에 미치는 계절적 특성에 상당한 영향을 받았으나, 반면에 산형성특성은 거의 영향을 받지 않았다. 우기계절을 기준으로 할 때 최적 운전조건하에서의 휘발성 유기산의 생성과 회수율은 $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$과 63.3%이었으며, 발효부산물로써 질소와 인의 용출율은 각각 $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ 및 0.003 g $P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$이었다. 실규모 처리장($Q=158,880\;$m^3\;day^{-1}$)에서의 물질수지 결과 우기계절동안의 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 생산량은 약 $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ 및 $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$이었는데, 이는 유입 하수기준으로 약 $31\;mg\;COD\;L^{-1}$, $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$, $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ 및 $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$의 수질향상을 가져올 것으로 평가되었다. 이 공정의 적용에 따라 유입하수 $1,000\;m^3$ 당 약 $67 (에너지 비용 제외시)의 경제적 이득이 있으며, 건기계절시에는 이보다 더 높은 경제성을 가질 것으로 기대된다. 또한 본 연구결과 고성능 발효조는 병원성균이 없는 안정화된 고형물 생산, 우수한 고형물 분리특성 및 경제성 등 다양한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권1호
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• pp.75-85
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• 2016

Pectin은 식물 세포벽의 주요성분으로 과실이나 채소류의 세포막이나 세포막 사이의 엷은 층에 존재하며, 고점도의 수용성 다당체로 염과 pH에 의한 점도 변화가 심하며, 알코올류와 만나 gelation 되는 특징을 가지고 있다. 식품분야에서 펙틴은 점도의 증가 및 겔 형성제로 사용되어 왔으나, 화장품 분야에서는 그 사용이 극히 제한적이었다. 본 연구에서는 pectin 효소 분해물의 분해 정도 및 분자량 분포를 정확히 확인하기 위해, HPLC (GPC)를 이용한 분석 조건을 확립하였으며, 생물 전환 공정을 통해 저분자량 pectin oligomer가 형성되는 것을 확인하였다. 그리고, 2종의 효소에 대한 저분자량 pectin oligomer 생산 최적 조건 실험을 진행하여 최적 생산 조건을 확립하였으며, 이로 부터 제조한 pectin 효소분해물에서 저분자량 pectin oligomer를 선별적으로 분리하는 공정도 개발하였다. 이러한 공정을 통해 제조된 저분자량 pectin oligomer 소재 LMPH A 와 B는 약 200 ~ 2,700 Da 정도의 분자량 분포를 가지는 것으로 확인되었다. LMPH A와 B의 생리활성을 확인한 결과, 2종 모두 항산화 활성을 보였다. 게다가, 이들이 pectin 및 D-galacturonic acid 보다 상대적으로 우수하며, 농도의존적으로 증가함을 보였다. 또한 자외선(UVB)에 의한 피부세포의 광손상 및 이로 인한 apoptosis를 방어하는 효과를 나타내었다. 세포 활성화 효과 측정결과는 LMPH A, B 모두 0.025% 이상의 농도에서 세포 활성화 효과를 보였으며, 농도가 0.5%에 이를 때까지 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, LMPH B의 경우, 0.5% 농도에서 약 30%, LMPH A도 약 22%의 매우 우수한 세포 활성화 효과를 가지는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 본 연구를 통해 개발된 2종의 LMPH가 우수한 생리활성과 동시에 우수한 안전성을 보임으로써, 향후 화장품 소재로 응용 가능성이 매우 높을 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제10권1호
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• pp.87-95
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• 2002

슬러지의 용해율 증가 및 생분해율 향상을 위해 전처리 방법별 처리조건 및 회분, 연속실험을 실시하였다. 용해효과실험에서 SCOD 기준 용해율 효과는 온도무고정 초음파처리(35분)가 가장 높고, 다음으로 알칼리처리(pH13), 열처리($200^{\circ}C$, 30min), 온도고정 초음파처리(60분)순서였다. 초기 회분실험에서 적정 혼합비율은 가스생성량을 기준하여 종오니 : 기질비가 4 : 6일 때(유기물 부하량$3.48kg/m^3{\cdot}day$) 가장 효과적이었다. 회분실험에서 가스발생량은 열처리($200^{\circ}C$, 30min)가 가장 높고, 다음으로 초음파처리(온도 무조정), 알칼리처리(pH9), 초음파처리(온도조정)순서였다. 연속실험은 회분실험에서 가장 효과적인 열처리($200^{\circ}C$, 30min) 시료를 이용하였다. pH는 열처리 (pH 7.2~7.3)가 무처리 (pH 6.9~7.0)시료에 비해 다소 높은 값을 나타내었다. HRT가 길수록 유출수의 pH가 상승하는 경향을 나타내고 있고, 이는 유기물부하의 감소에 따른 생성유기산의 농도저하와 유기산의 가스로의 전환에 의해 생성된 $N_2$가스의 완충작용에 기인한다고 생각된다. 반응조내의 SCOD 농도는 전처리 시료가 무처리에 비해 약 2.5배 높고, 또 HRT는 짧을수록 높았다. 용해성 단백질 및 탄수화물 농도도 전처리 시료가 무처리 시료에 비해 각각 2배 및 3.3배 높았다. 가스 생성량은 열처리시료가 무처리 시료에 비해 약 2배 높아, 열처리가 소화효율 향상에 효과적임을 알 수 있었다. 가스 생성량은 HRT 7day일 때 가장 유리했다. 그러나 HRT 2.5day 일 때 가스 생성량은 무처리 시료에 비해서도 낮은 값을 나타내어 혐기성 세균이 고농도로 축적된 유기산의 저해를 받았기 때문이라고 생각된다.

• 한국산림과학회지
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• 제38권1호
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• pp.13-18
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• 1978

Trichoderma viride 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 목재가수분해(木材加水分解)에 관(關)한 연구(硏究)로서 재료(材料)는 산오리나무재(材)를 사용(使用)하였다. 효소생산(酵素生産)은 액체(液體) 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하였다. 즉(即) 밀기울 추출액(抽出液)에 Pulp분말(粉末)(Toyo여지(濾紙) 60 mesh) 10, $KH_2PO_410$, $(NH_4)_2$ $SO_4$ 3, $NaNO_3$ 3, $MgSO_4$ $7H_2O$ 0.5g/1을 가(加)하였다. 이와 같이 하여 진탕배양(振盪培養)한 후(後) 배양액(培養液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석조효소액(鹽析粗酵素液)을 만들었다. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. (1) 탈(脫)리그닌은 외산(外山)(1970)의 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하였다. 여기서 과초산(過醋酸)의 농도(濃度)가 높을수록 단기간(短期間)에 Pulp수율(收率)은 감소(減少)하였다. 즉(即) 20% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 48시간(時間)에, 40% 및 6% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 24시간(時間)이면 충분(充分)한 탈(脫)리그닌이되었다. (2) 기질(基質)은 징세(徵細)할수록 효소(酵素)에 의(依)한 가수분해(加水分解)가 용이(容易)하였으며 환원당생성(還元糖生成)에 적합(適合)한 기질(基質)의 크기는 60-100mesh로 나타났다. (3) 기질(基質)의 건조온도(乾燥溫度)는 높을수록 환원당생성량(還元糖生成量)이 증가(增加)하였으며, 여기서는 건조온도(乾燥溫度)가 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 가장 많은 당생성(糖生成)이 나타났다. (4) 기질(基質)의 열처리시간(熱處理時間)이 가장 적당한 것은 45분(分)으로 나타났다. 그리고 45분(分)과 60분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)에는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.