• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권3호
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• pp.355-363
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• 2015

본 연구에서는 초임계 에탄올 및 Ru/C 촉매를 이용하여 초본류 바이오매스 유래 아시안 리그닌을 효과적으로 분해하였으며, 분해 생성된 리그닌오일의 물리화학적 특성을 다양한 분석방법을 이용하여 조사하였다. 리그닌오일의 수율은 반응온도가 $250^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$로 상승함에 따라 89.5 wt%에서 32.1 wt%로 감소하는 경향을 보였지만 분자량 및 다분산지수는 $350^{\circ}C$ 조건에서 아시안 리그닌(3698Da, 2.68) 대비 각각 85%, 44% 감소하여 효과적인 탈중합 반응이 진행되었음을 확인할 수 있었다. 리그닌오일의 GC/MS 분석 결과 guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, syringol, and 4-methysyringol 등 단량체 수준의 페놀화합물은 반응온도가 증가할수록 24.1 mg/g of lignin ($250^{\circ}C$)에서 64.8 mg/g of lignin ($350^{\circ}C$)으로 증가하였으며, 반응기 내부에 수소가스와 촉매(Ru/C)를 첨가하였을 때 최대 76.1 mg/g of lignin 수준까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 한편 리그닌오일의 원소분석 결과 반응온도가 증가함에 따라 탄소함량은 증가한 반면 산소함량은 점차 감소하였으며, 이를 통해 아시안 리그닌 탈중합 공정 중 수첨탈산소반응 및 수소첨가반응이 진행됨을 간접적으로 확인할 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권3호
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• pp.357-365
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• 2019

Objective: The experiment was conducted to evaluate the effects of four fungal pretreatments on the nutritional value of Camellia seed residues, and to evaluate the feeding value of pretreated Camellia seed residues for ruminants. Methods: Camellia seed residues were firstly fermented by four lignin degrading fungi, namely, Phanerochaete chrysosporium (P. chrysosporium)-30942, Trichoderma koningiopsis (T. koningiopsis)-2660, Trichoderma aspellum (T. aspellum)-2527, or T. aspellum-2627, under solid-state fermentation (SSF) conditions at six different incubation times. The nutritional value of each fermented Camellia seed residues was then analyzed. The fermentation profiles, organic matter degradability and metabolizable energy of each pre-treated Camellia seed residue were further evaluated using an in vitro rumen fermentation system. Results: After 5 days of fermentation, P. chrysosporium-30942 had higher degradation of lignin (20.51%), consumed less hemicellulose (4.02%), and the SSF efficiency reached 83.43%. T. koningiopsis-2660 degraded more lignin (21.54%) and consumed less cellulose (20.94%) and hemicellulose (2.51%), the SSF efficiency reached 127.93%. The maximum SSF efficiency was 58.18% for T. aspellum-2527 and 47.61% for T. aspellum-2627, appeared at 30 and 15 days respectively. All the fungal pretreatments significantly improved the crude protein content (p<0.05). The Camellia seed residues pretreated for 5 days were found to possess significantly increased organic matter degradability, volatile fatty acid production and metabolizable energy (p<0.05) after the treatment of either P. chrysosporium-30942, T. koningiopsis-2660 or T. aspellum-2527. The fungal pretreatments did not significantly change the rumen fermentation pattern of Camellia seed residues, with an unchanged ratio of acetate to propionate. Conclusion: The fungi showed excellent potential for the solid-state bioconversion of Camellia seed residues into digestible ruminant energy feed, and their shorter lignin degradation characteristics could reduce loss of the other available carbohydrates during SSF.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권4호
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• pp.409-415
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• 2009

Galactomyces geotrichum MTCC 1360 degraded the Scarlet RR(100 mg/l) dye within 18 h, under shaking conditions(150 rpm) in malt yeast medium. The optimum pH and the temperature for decolorization were pH 12 and $50^{\circ}C$, respectively. Enzymatic studies revealed an induction of the enzymes, including flavin reductase during the initial stage and lignin peroxidase after complete decolorization of the dye. Decolorization of the dye was induced by the addition of $CaCO_3$ to the medium. EDTA had an inhibitory effect on the dye decolorization along with the laccase activity. The metabolites formed after complete decolorization were analyzed by UV-VIS, HPLC, and FTIR. The GC/MS identification of 3 H quinazolin-4-one, 2-ethylamino-acetamide, 1-chloro-4-nitro-benzene, N-(4-chloro-phenyl)-hydroxylamine, and 4-chloro-pheny-lamine as the final metabolites corroborated with the degradation of Scarlet RR. The phytotoxicity study revealed the nontoxic nature of the final metabolites. A possible degradation pathway is suggested to understand the mechanism used by G. geotrichum and thereby aiding development of technologies for the application of this organism to the cleaning-up of aquatic and terrestrial environments.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권3호
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• pp.215-220
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• 2016

식물의 이차생장의 결과로 생산되는 바이오매스의 대부분은 식물의 이차세포벽에 축적된다. 식물의 이차세포벽은 크게 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌이라는 3가지 물질로 구성되며 이들 중 페놀성 복합 화학 물질인 리그닌은 셀룰로스나 헤미셀룰로스와 달리 알코올 발효과정의 저해 물질로이다. 따라서, 식물의 이차세포벽 생합성의 과정을 조절함으로 전체 바이오매스의 생산량과 조성을 바이오 에너지 생산을 위해 최적 조건으로 조절함으로써 바이오 에탄올 생산을 최대화할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 애기장대 유래 MYB7 유전자를 CaMV35S 프로모터 조절 하에서 과별현되게 한 식물체와 식물의 전사조절에서 하위 특정 유전자의 발현을 저해시키는 것으로 잘 알려진 SRDX 융합 단백질 즉, MYB7-SRDX 과발현체를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 그 결과 MYB7 전사조절 인자가 리그닌의 생합성을 억제 조절한다는 결과를 관찰하였다. 이는 MYB7 전사조절인자를 이용하면 바이오 에탄올 발효과정에 저해 물질로 작용하는 리그닌을 경감시킬 수 있는 기초 자료로 사용할 수 있을 것이다.

• Mycobiology
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• 제35권4호
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• pp.205-209
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• 2007

Ergosterol involves in fungal cell growth as a major component in fungal cell membranes. It can be an indicator that shows the fungal activity, and its content depends on the fungal strains, culture, growth conditions and so on. In this study, fungal activities and growth patterns of three white-rot fungi strains isolated in Korea were evaluated by determination of ergosterol contents during the incubation. Wood decay test and chemical analyses of wood were also performed to verify the relationship between fungal activity and wood degrading capacity of white-rot fungi for 60 days. In the results of experiments, it is considered that the test strains selectively degrade large amount of lignin in wood at the early stage of decay. Especially, Phanerochaete chrysosporium showed the best capability on selective degradation of lignin among the test fungi. It is suggested that the determination of ergosterol content in the fungal culture during the incubation is the simple and effective screening method of white-rot fungi for the application to biopulping of wood.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권10호
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• pp.1765-1773
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• 2016

Wastewater containing kraft lignin (KL) discharged from pulp and paper industries could cause serious environmental contamination. Appropriate effluent treatment is required to reduce the pollution. Investigations on anaerobic bacteria capable of degrading KL are beneficial to both lignin removal and biofuel regeneration from the effluent. In this paper, an anaerobic strain capable of degrading KL was isolated from the sludge of a pulp and paper mill and identified as Dysgonomonas sp. WJDL-Y1 by 16S rRNA analysis. Optimum conditions for KL degradation by strain WJDL-Y1 were obtained at initial pH of 6.8, C:N ratio of 6 and temperature of 33℃, based on statistical analyses by response surface methodology. For a 1.2 g/l KL solution, a COD removal rate of 20.7% concomitant with biomass increase of 17.6% was achieved after 4 days of incubation under the optimum conditions. After the treatment by strain WJDL-Y1, KL was modified and degraded.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권1호통권129호
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• pp.77-86
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• 2005

표고버섯 폐골목의 대체에너지 자원으로서의 가능성을 살펴보기 위하여 폐골목을 사용연수별로 구분하고 동일 수종의 정상재와 함께 화학적, 물리적 성상을 비교, 조사하였다. 또한 폐골목에 잔존하는 효소에 의한 전처리 효과를 살펴보기 위하여 기존의 전처리 방법인 폭쇄처리법과 비교하였다. 사용연수에 따른 화학적 성상의 변화는 회분, 수용성 추출물, alkali 추출물, 유기용매 추출물 함량 모두 뚜렷한 경향을 나타내진 않았지만 균주를 접종한 직후 폐골목에서 정상재보다 높은 함량을 나타내었다. Holocellulose 함량은 큰 폭으로 감소하였고 다른 주성분인 lignin 함량은 균주 접종 전후에 큰 변화를 보여주지 않았지만 cellulose 함량이 큰 폭으로 감소한 것을 고려하면 균주에 의해 상당량의 lignin 분해가 진행되었다. 부후정도는 균주 접종 후 점차 증가하는 모습을 보였지만, 결정화도는 급격히 감소하였다. 폭쇄처리에 의한 화학적, 물리적 성상의 변화로서 수용성 추출물, alkali 추출물, 유기용매 추출물 함량은 큰 폭으로 증가하였고, holocellulose 함량도 소폭 상승하였지만 lignin 함량은 특별한 경향을 나타내지 않았다. 그러나 다른 추출물의 함량이 급격히 증가한 것을 고려하면 holocellulose와 lignin 모두 감소하였다고 생각된다. 폭쇄처리에 의한 결정화도의 감소는 균주 접종 후의 감소폭과 비슷한 결과를 나타내었고, 인위적으로 부후시킨 재료에 대한 lignin 함량은 폐골목의 함량보다 감소하여 잔존 효소에 의한 전처리 가능성을 나타내었다. 이상의 결과로 미루어 보아 폐골목은 대체에너지 자원으로서 충분한 가능성을 갖고 있다고 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제18권4호
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• pp.345-350
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• 1998

본 시험은 우리나라의 조사료자원 확대 방안을 모색하는 노력의 일환으로 대부분의 축산농가에서 조사료원으로 이용하고 있는 볏짚의 생육기별에 따른 사료가치를 구명하기 위하여 1998년 4월부터 동년 11월까지 우석대학교 부속 시험포장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 볏짚의 생육기별 섬유소와 조회분 함량은 벼의 생육이 진행됨에 따라 증가하였으며, 조단백질과 조회분 함량은 감소하였다. NDF 함량은 큰 변화가 없었다. 황숙기 이후 hemicellulose 함량은 크게 감소하였고, cellulose 및 lignin 함량은 증가하였다. 2. 볏짚의 성숙기별 NDF의 반추위 분해율은 출수기때 가장 빨랐고, 유숙기부터는 비슷한 경향을 보였다. ADF의 반추위 분해율은 성숙기별에 따라 큰 변화를 나타내지 않았다. 따라서 볏짚의 성숙에 따른 화학적 조성분의 변화와 반추위 분해율을 종합해 볼 때, 출수기까지의 볏짚은 아직 목질화가 완성되지 않아 섬유질의 반추위 분해속도도 빨랐고, 그 이후의 볏짚은 사료적 가치가 급속히 낮아진다고 할 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제21권1호
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• pp.39-50
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• 1993

The purpose of this study was to describe the micromorphological changes in Korean red pine (Pinus densiflora S. et Z.) wood decayed by a major brown-rot fungus, Lentinus lepideus, using scanning electron microscope and transmission electron microscope. At the end of the 12-week exposure to the fungus in soil block procedure(ASTM 1971), test blocks sustained 5.02% weight loss. The formation of bore hole by hyphae and penetration of hyphae through bordered pit were not observed. Instead, fungal hyphae appeared to penetrate axially tracheid luminar from the the ray cells via cross field pits. Hyphae were mainly found in lignin rich cell corner regions of tracheids, and also extensive degradation of tracheid wall occurred in this region. Extensive degradation of $S_2$ layer occurred without noticeable alteration of the $S_3$ layer, but warty layer and compound middle lamella remained relatively intact. Localized erosion, the characteristic of white rot, was observed in some cell wall and wall components including lignin were found to be decomposed.

• 미생물학회지
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• 제55권2호
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• pp.177-179
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• 2019

미국 뉴저지주 중위도 산림토양에서 부식산(천연 복합유기화합물인 부식질의 주요 구성성분) 분해능이 있는 세균 균주 Pseudomonas kribbensis CHA-19를 분리하였으며, 이후 또 다른 토양 유기물인 리그닌과 리그닌 유래의 페룰산(ferulic acid)과 바릴린산(vanillic acid)의 분해능을 확인하였다. 부식질 초기 저분자화 효소(예, dye-decolorizing peroxidase와 laccase-like multicopper oxidase)와 부식질 유래의 다양한 저분자 분해산물들을 분해하는 효소(예, vanillate O-demethylase와 biphenyl 2,3-dioxygenase)를 탐색하기 위해 CHA-19 게놈염기서열을 분석하였다. 최종 확보한 효소유전자 정보는 토양세균의 부식질 분해경로 제안에 사용되었다.