• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권7호
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• pp.885-896
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• 2013

2,3-Butanediol (2,3-BDO) has immense industrial applications. Recently, microbial fermentation has emerged as an alternative way to produce this industrially important chemical. Although 2,3-BDO is produced by several microorganisms, the Klebsiella genera has an excellent production compared with other 2,3-BDO-producing microorganisms. In order to produce 2,3-BDO on a large scale, the challenges of removing pathogenic factors from Klebsiella pneumoniae need to be addressed. K. pneumoniae produces a number of virulence factors that contribute to its pathogenesis, including lipopolysaccharides, capsules, fimbrial adhesins, etc. Removal of these pathogenic factors from 2,3-BDO-producing Klebsiella strains will result in avirulent strains for the safe, economic, and efficient production of 2,3-BDO. In this review, we summarize the current trends in 2,3-BDO production using K. pneumoniae and insights into the removal of its virulence factors for industrial applications.

• 한국식품영양과학회지
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• 제31권3호
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• pp.389-393
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• 2002

청국장에서 분리한 Bacillus subtilis CH-1, Bacillus circul문 K-1과 Bacillus subtilis(natto) N-1 모두 biosurfactant를 생성하며 이 중 Bacillus subtilis CH-1가 가장 큰 생성력을 나타냈다. Biosurfactant를 대량 생산하기 위하여 AM, LM, NB과 TSB 배지중 AM을 기본배지로 선정하여 최적 탄소원과 질소원으로 glucose 2%, soy peptone 0.3%와 무기염을 포함하는 합성배지를 완성하였다. Biosurfactant의 생성은 96시간에 최대를 나타냈으며 이때 배지의 표면장력은 초기값의 약 43% 값을 나타냈다. 한편 배양온도 및 pH는 biosurfactant생산에 크게 영향을 주지 않았으며 pH5.0~8.0범위에서 대체적으로 안정한 생성을 유지하였다. 최적조건에서 배양시 crude biosurfactant 수율은 6 g/L를 얻을수 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권7호
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• pp.980-985
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• 2008

양파는 우리 식생활에서 자주 사용되는 식품 재료로서 그 재배 방법이 용이하여 전국 각지에서 많이 생산되고 있다. 양파 내에는 glutamic acid, arginine 등 다양한 종류의 아미노산이 들어 있어서 그 효능을 증가시킨다. 본 연구에서는 이러한 장점을 가지고 있는 양파의 수요 확대 및 국민 건강 증진을 위하여 양파즙을 기질로 하여 알코올 발효 조건을 검토하고 나아가 발효주의 품질을 개선하여 산업화를 위한 발판을 마련하고자 하였다. 플라스크 배양 결과, 48시간 경에 정지기로 접어들고, 90시간 이후에 사멸기로 나타났다. 에탄올 생성은 114시간에서 정점을 보였다. 플라스크 배양의 최적 조건을 토대로 하여 유가 배양, 연속 배양 등 발효조 배양을 행하였다. 발효조 정치배양은 플라스크 배양과 유사한 결과를 보였지만, 약 24시간 정도 빠르게 진행되었다. 유가배양은 배양 시작 후 72시간 때 10% sucrose가 첨가된 양파즙 배지를 첨가하여 실시되었고, 균의 사멸을 방지하고 알코올의 일정농도를 유지하게 했다. 연속배양은 배양 시작 후 72시간 때부터 24시간 간격으로 연속적으로 신선한 배지를 균 생육이 유지되게 하였다. 그 결과 균 생육은 다소 감소하였지만, 일정농도의 알코올 생성은 가능한 것으로 나타났다. 또한 생체 내에서 항괴혈병 작용, 면역 촉진 작용 등의 생리 활성을 나타내는 비타민 C(L-ascorbic acid)의 유도체인 $2-O-{\alpha}-D-glucopyranosyl$ L-ascorbic acid (AA-2G)를 양파즙 배지에 첨가하여 알코올 발효의 특성을 분석하여 발효주의 비타민 C를 강화하고 면역 증강을 촉진시키는 기능성 발효주로의 가능성을 확인하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권3호
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• pp.446-455
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• 2020

Objective: Our recent series of laboratory- and large-scale experiments confirmed that under aerobic and anaerobic conditions, sodium metabisulfite (SMB) was effective in preserving nutrients and antioxidant capacity of highly perishable fruit and vegetable discards (FVD). Hence, the purpose of this study was to examine how partial inclusion of SMB-treated FVD in total mixed ration (TMR) influences in vitro ruminal fermentation, whole-tract digestibility, nitrogen metabolism, blood metabolites, and voluntary feed intake of sheep. Methods: The FVD were mixed thoroughly with 6 g SMB/kg wet biomass and kept outdoors under aerobic conditions for 7 days. Four TMRs including four levels of SMB-treated FVD (as-fed basis) at 0%, 10%, 20%, and 30% (equaling to 0%, 1.9%, 3.8%, and 5.7% on dry matter basis, respectively), were prepared as replacement for corn grain. The ruminal fermentation metabolites were studied using an in vitro gas production test. Four mature male Corriedale sheep were assigned at random to the 4 diets for two separate sub-experiments; i) digestibility trial with four 21-d periods, and ii) voluntary feed intake trial with four 28-d periods. Results: Inclusion of SMB-treated FVD in the TMR tended to quadratically increase partitioning factor. No effect was seen on total-tract digestibility of organic matter, ether extract, crude protein, and acid detergent fiber, except for neutral detergent fiber digestibility that tended to linearly increase with increasing SMB-treated FVD in the TMR. The progressive increase of FVD preserved with SMB in the diet had no effect on nitrogen metabolism. Treatment had no effect on serum antioxidant capacity and blood metabolites assayed. Voluntary feed intake was not impaired by inclusion of SMB-treated FVD in the TMR. Conclusion: It appears that FVD preserved with SMB can be safely incorporated into TMR as replacement of corn grain without impairment of nutrient metabolism and feed intake.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.371-376
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• 1986

주정발효공정에서 생성되는 불순물의 분리를 위한 공정개선으로 주정원료별 불순물의 양을 알아보고 이를 super-allospas식 연속증류기에서 집적하여 효율적인 분리를 하였다. 주정발효공정중에 생성되는 불순물 중 methanol은 절간고구마가 가장 많이 생성되었고 그 다음이 타피오카였다. fusel oil중 n-propanol은 쌀, 절간고구마, 옥수수, 쌀보리 및 타피오카의 순서이고 iso-butanol은 타피오카, 옥수수, 쌀, 절간고구마 및 쌀보리의 순서였다. 그리고 iso-amyl alcohol은 타피오카, 쌀. 절간고구마 옥수수, 쌀보리의 순이었다. 한편 supper-allospas식 연속증류기에 의한 fusel oil의 분리시 alcohol함량에 따른 집적율을 보면 n-propanol은 alcohol이 78.25％(v/v)일 때 37.9％. iso-butanol은 alcohol이 68.54％ (v/v)일 때 28.6％, n-butanol은 alcohol 50％ (v/v)일 때 37.4％ iso-amyl alcohol은 alcohol이 50％ (v/v)일 때 56.1％의 가장 높은 집적율을 나타내었다. 이와 같이 집적된 불순물은 side cut 하여 후류탑으로 유입시킨 후 재차 농축하여 탑저부의 붕(plate)에서 fusel oil을 side cut하여 일부는 직접분리하고 나머지는 다시 fusel oil분리기에 넣어 alcohol이 20％(v/v) 되도록 가수하여 분리하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.1-5
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• 2015

Lactic acid(젖산)는 가장 널리 사용되는 Hydroxy-carboxylic acid로서 일반적으로 식품, 화장품, 의약품 및 화학산업의 원료로 사용된다. 하지만 다양한 분야의 적용과 대량생산의 광범위한 잠재력에도 불구하고 원재료의 높은 가격으로 인하여 Lactic acid 생산의 주된 문제가 된다. Lactic acid는 발효 또는 화학적 합성에 의하여 얻어진다. 최근, 자연적으로 생산되는 Lactic acid의 시장 수요가 증가하여 미생물 발효 방법에 의한 Lactic acid 생산을 일반적으로 사용한다. 일반적으로 Lactic acid 생산의 원재료는 순수한 전분 또는 글루코오스를 이용한다. 이의 경제적인 원재료의 대안으로, 지구상에서 가장 풍부한 재생가능 자원인 바이오매스를 가수분해물로 전환하여 이용한다. 본 연구에서는 Lactobacillus rhamnosus ATCC 10863을 이용하여 전처리 된 가수분해물로부터 발효 방법에 의해 L(+)-Lactic acid를 생산하였다. 전처리 된 가수분해물은 암모니아 침출 공정(AP) 후 효소 당화에 의하여 얻었다. 효과적으로 Lactic acid 생산 수율과 전환율을 높이기 위하여 순수 글루코오스 조건에서 배지, 온도, 글루코오스 농도를 조절하여 수행하였다. 발효 최적조건에서 순수 글루코오스와 가수분해물의 Lactic acid 생산을 비교하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.194-201
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• 2014

본 연구에서는 국내 자생버섯의 일종인 Clitocybe aurantiaca KCTC11143BP 균주가 생산하는 주름개선 화장품 신소재 clitocybin A의 발효생산 최적조건, 추출정제조건, 세포독성 및 자외선 조사에 따른 MMP-1 발현 저해활성을 규명하였다. C. aurantiaca 균주를 5 L 발효조를 이용하여 회분식으로 배양하였을 경우, PD 액체배지보다 YM 액체배지에서 양호하게 생육하는 것을 확인하였다. 300 L 용량의 대형 발효조에서 modified된 YM 배지를 이용한 유가식 배양으로 14일간 배양한 결과, 12.5 kg/120 L의 총 균체량을 얻었다. 발효 추출물로부터 항노화 소재인 clitocybin A를 추출정제를 한 후 HPLC를 실시하여 배양 4일째부터 clitocybin A가 생산되고 있음을 확인하였다. Clitocybin A 화합물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTT assay를 실시한 결과, 100 ${\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 경우 $134.6{\pm}10.4%$로 오히려 세포가 증식하여 안전한 소재임을 확인하였다. 반면, 대조군으로 사용한 oleanolic acid는 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서도 강한 세포독성을 나타냈다. 또한, clitocybin A는 100 ${\mu}g/ml$ 처리시 33.1%의 MMP-1 발현 저해활성 보여 주름개선 기능성화장품 소재로 매우 우수한 화합물임을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제7권2호
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• pp.91-108
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• 1998

본 연구의 목적은 양돈사육 농가의 기계장치 보유현황, 시설의 구성, 분뇨처리 방법 등에 관한 실태를 분석하여 문제점을 개선하고 양돈농가에서 양돈 경영을 하기 위해서는 최소한으로 갖추어야 할 시설 및 기계장치 등을 대상으로 양돈의 사육규모별 작업공정별 기계 및 장치의 최소투입 모델을 개발하는데 있다. 성장단계별로 농가의 사육두수 분포를 분석한 결과 조사대상 농가의 총 사육두수를 100으로 하였을 때 종웅돈 0.5%, 임신돈 7.9%, 분만돈 2.1%, 이유자돈 29.4%. 육성돈 29.4%, 비육돈이 30 7%로 나타났다. 기계화모델 개발을 위해서는 농가의 조사결과와 연구문헌을 종합하여 종웅돈 0.4%, 임신돈 6.9%, 분만돈 2.4%, 이유자돈 23.6%, 육성돈 27.6%, 비육돈이 39 1%로 결정하였다. 분만돈사와 이유자돈사는 여름철 냉방 및 겨울철 난방 등 돈사내부의 환경관리가 매우 중요시되고 있기 때문에 일부 양돈장에서 무창돈사로 시설하고 있었으나 보급율이 22.2~44.4%로 낮게 나타나 금후의 보급이 활발할 것으로 판단된다 기계화 모델로는 환경관리가 생산성에 많은 영향을 미치는 분만돈사와 이유자돈사를 무창돈사로 설정하였고, 임신돈사, 육성돈사, 비육돈사는 기존의 개방형 돈사로 시설하는 것이 좋을 것으로 판단된다 돈사의 시설면적이 적정면적보다 작거나 큰 경향을 보이고 있기 때문에 밀식 사육으로 인한 질병의 발생과 과다한 면적으로 시공하여 돈사의 건축비가 과다 투자되는 등의 문제점이 발생하고 있다 따라서 본 연구에서 설정한 기계화 모델에서는 적정 시설면적을 성장단계별로 종웅돈, 임신돈, 분만돈, 이유자돈, 육성돈. 비육돈의 경우 각각 8.64, 1.36, 3.96, 0.40. 0.60. 0.80m$^2$/head 로 설정했다. 겨울철의 난방을 위해 온풍기 및 온수보일러, 보온등, 보온상자 등을 이용하고 있었으나 돈사의 시설형태가 개방형돈사이기 때문에 난방비가 많이 소요되는 것으로 나타나 난방 에너지 절감을 위한 연구가 필요하며, 축분의 효율적인 처리를 위해 양돈농가에서 발생된 축분은 발효하여 경지에 환원하는 것을 기계화모델로 설정하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권7호
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• pp.353-363
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• 2016

본 연구에서는 공동주택 단지에서의 음식물류폐기물을 수거 이송하여 대용량처리시설에 자원화 혹은 재활용하는 기존 방식과 발생지인 공동주택 내에서 처리하는 제안 방식을 가상하여 차량수거방식, 자동집하방식, 자동집하처리방식, 소규모분산처리방식, 오수처리연계방식으로 시나리오를 설정하고 각 시나리오별 초기 투자비용, 석유 사용량, 이산화탄소 배출량, 음식물류폐기물 처리 운영비용, 입주자 부담 관리비를 비교 분석하였다. 기존처리 방식에 비해 제안하는 소규모분산처리방식이 초기 투자비용, 연간 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮았으며 적용, 도입 가능성이 높았다. 음식물류폐기물 처리 운영비용은 기존 처리방식과 비교하여 1톤당 334,465원(약 91%)이 절감되며 세대 당 월 1,500원인 입주자 부담 관리비용 또한 902원으로 약 40% 절감이 가능하다고 분석되었다. 각 시나리오별 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량을 비교한 결과, 초기 투자비용이 낮은 처리방식이 연료 사용량과 이산화탄소 발생량도 낮은 경향을 나타내었다. 초기 투자비용과 석유사용량, 이산화탄소 배출량이 가장 낮은 시나리오는 소규모분산처리방식이며 가장 높은 시나리오는 오수처리연계방식이었다. 연구의 공간적 범위를 공동주택 단지로 설정할 때 소규모분산처리방식이 음식물류폐기물 제로화 모델로서 가장 적합한 방식으로 판단된다.

• 한국버섯학회지
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• 제19권4호
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• pp.316-321
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• 2021

리그닌 분해효소의 생산은 나선형 리본이 있는 새로운 형태의 회전식 통풍관 생물 반응기(RTB)를 사용하여 느타리(Pleurotus ostreatus) No.42에 의해 실시하였다. 락게이즈(laccase)의 최대 생산량은 배양 3일 후 약 8,200 U/bioreactor 수준에 도달한 후 감소하였다. 반면에, 망간퍼옥시데이즈(MnP)의 최대 생산은 6일 배양 후 약 8,400 U/bioreactor의 수준에 도달하였다. 그러나 이 발효조에서 리그닌퍼옥시데이즈(LiP)는 검출되지 않았다. 그 결과 회전식 통풍관 생물 반응기(RTB)가 리그닌 분해효소를 대규모 생산을 위해 성공적으로 생산할 수 있음을 보여주었다. 이 발효기에서 망간퍼옥시데이즈의 정제 과정은 Sepharose CL-6B, Superdex 75 prep grade 및 Mono-Q에 대한 크로마토그래피를 포함하여 정제하였다. 이 주요 효소는 sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide겔 전기영동(SDS-PAGE)에서 분자량 36,400, pI 3.95의 등전점(IEF)으로 각각 확인되었다. 이 발효기의 주요 효소 N-말단 서열은 정치 및 진탕배양과 같은 다른 배양조건에서 보고된 MnP3 효소와 동일하였다.