• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제53권2호
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• pp.65-70
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• 2010

중쇄지방산은 탄소수가 8-12개로 구성된 포화지방산으로, 장쇄지방산과 달리 인체내 흡수가 빠르고 분해가 빨리 일어나 체지방으로 축적되지 않으면서 열효율이 높아 소화장애환자의 식이요법에 이용된다. 또한 최근 의료분야의 위장침투향상기술에 중쇄지방산 또는 중쇄지방산 유도물질이 사용되며, 이 기술은 최첨단 약물전달시스템 분야에 매우 중요하게 적용되고 있다. 이처럼 효용가치가 높은 중쇄지방산 기름은 아열대작물인 코코넛, 팜 그리고 쿠페아 종자에서 주로 생산되고 있는데, 기름함량이 적고 재배가 까다로워 상업적 이용의 어려움이 있다. 이러한 이유로 재배지역이 넓고 재배가 용이한 유채의 종자에서 중쇄지방산을 생산하고 함량을 증대시키기 위해 그 동안 많은 연구가 수행되어 왔다. 지금까지 밝혀진 중쇄지방산 생산에 관여하는 유전자는 크게 Thioesterase(지방산 사슬 길이), KAS(지방산 사슬 연장), 그리고 Acyltransferase(지방산 전이)로 알려져 있다. 이러한 유전자를 단독 또는 동시에 유채에 형질전환 한후, 여기에서 얻어진 형질전환체 계통을 이용하여 고전육종과 분자육종의 병행을 통해 유채 종자에서 중쇄지방산인 Laurate함량이 60 mol%까지 축적되는 결과를 얻었다. 또한 Caprylate와 Caprate함량은 각 각 8 mol%와 27 mol%까지 축적되었다. 비록 유채 종자에서 일부 중쇄지방산의 생산이 성공적으로 생산되는 결과를 얻었다 할지라도 실제 상업적으로 이용하려면 중쇄지방산 함량이 더 많이 생산되어야 한다. 본 총설에서는 지금까지 유채 종자 내에서 중쇄지방산이 생산된 연구결과를 면밀히 살펴보았고, 향후 연구방향에 대해 간략하게 논하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.537-545
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• 2018

본 연구에서는 메밀의 발아초기에 발현되는 전사체의 다양한 정보 수집을 위해 양절메밀과 대관 3-3호의 RNA를 추출하여 전사체 분석을 수행하였다. 제주산 양절메밀과 대관3-3호의 종자 및 발아 후 12, 24, 36시간별로 total RNA를 추출하고, llumina Hiseq 2000 플랫폼을 사용하여 시퀀싱 하였다. SolexaQA package의 DynamicTrim과 LengthsORT 프로그램으로 이용하여 raw 데이터 분석을 실시한 후, 어셈블리(assembly)와 annotation을 수행하였다. RNA-seq raw 데이터로부터 약 84.2%, 81.5%에 해당하는 16.5Gb, 16.2Gb의 transcriptome 데이터를 확보하였다. 47Mb에 해당하는 43,494개의 대표적인 전사체(representative transcripts)를 확보하였고, 그 중에서 annotation DB와 서열 유사도를 갖는 서열은 23,165개로 확인되었다. 메밀의 representative transcripts 유전자의 유전자 온톨로지(gene ontology) 분석결과, biological process는 metabolic process (49.49%)에서, cellular components는 cell (46.12%)에서, molecular function은 catalyltic activity (80.43%)에서 유전자가 많이 분포되어 있는 것을 확인하였다. 종자의 발아에 관련된 gibberellin receptor GID1C의 경우에는 양절메밀, 대관 3-3호의 발현양이 모두 시간이 지남에 따라 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, gibberellin 20-oxidase1의 경우에는 양절메밀에서는 발아 후 12 시간이내에 증가되었으나, 대관 3-3호에서는 36시간까지 유전자 발현양 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 제주산 메밀의 발아초기 단계별 전사체 분석 데이터는 종간의 기능적, 형태학적 차이를 일으키는 메커니즘 규명에 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권4호
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• pp.428-433
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• 2013

Mannose 기본구조에 galactose 치환체 비율이 4:1인 화학적 구조와 평균 분자량이 1,050 kg/mol인 LBG를 황산암모늄 침전법을 사용하여 분자량 크기별로 분획하여 분획물질들 간에 서로 다른 물리화학적 성질을 확인하였다. 황산암모늄을 맑은 용액에 천천히 첨가한 후 얻어진 침전물을 원심분리에 의해 모집, 탈이온수에 대한 투석 후 동결상태에서 건조시켜서 첫 번째 분획물을 얻었고 동일한 방법으로 각 단계별 분획물을 여섯 단계 까지 얻었다(F1-F6). 수득율은 F1 7.1% 부터 F6 6.35%까지 총 65%였다. 각 분획물들의 묽은 농도범위 0.05 g/dL 이하에서 Ubbelohde viscometer로 흐르는 시간을 측정하여 상대점성도, 비점성도, 유도점성도 및 본성점성도를 구하였으며 그 값은 F1:8.44, F2:4.59, F3:9.89, F4:8.80, F5:8.30, F6:8.10 dL/g이었다. F1과 F2 분획물이 갖는 본성 점성도 값은 기대치보다 작았고 그 원인은 단백질 성분을 포함하는 것으로 판단되어 함량을 측정한 결과 전체 단백질 함량 3.45%중에 F1, F2가 2.59%를 포함하고 있음을 확인하였다. 또한 고분자 물질의 용질-용매간의 상호작용과 응집상태에 의존하는 상태를 나타내는 k' (Hugg. Coeff.)값을 측정한 결과 값의 범위는 0.463-0.781이였고 점성도 값이 클수록 k'값이 커지는 경향을 나타내었다. 분획물들의 체류용량에 대한 RI detector 크로마토그램은 4개의 분획물들의 다당류는 6.0에서 9.0 mL에서 용리되었고 염 혹은 oligomeric sugar 성분은 10에서 11 mL에서 용리되었음을 나타내었다. 중량 평균 분자량, 수 평균 분자량, 회전 반경 및 본성 점성도 값들은 $c_p=0.5mg/mL$, dn/dc = 0.145의 RI 피크면적에 기초를 둔 OmniSEC 프로그램으로 계산되었다. 본성 점성도 값은 F3: 10.15, F4: 9.99, F5: 9.35, F6: 9.31이었고 $M_w$값 범위는 617-674 kg/mol, $M_n$값 범위는 324-423%, recovery 72.44-101.61%였다. Ubbelohde viscometer와 SEC로 측정한 각 분획물들의 본성 점성도 값을 비교한 결과, 측정에 사용한 기기 원리와 계산식의 영향으로 수치에는 미소한 차이가 있었으나 분획물 순서대로 본성점성도가 감소하는 경향은 동일하여 황산암모늄 침전법에 의한 LBG 분획화가 차별화 있게 잘 이루어졌음을 확인하였다. 화학물질에 대한 안정제 및 식품첨가제로 주로 사용되고 있는 LBG 복합물질을 단순물질로 분획화하여 균일한 성분의 물리화학적 성질을 연구한 것은 안정제 및 첨가제의 효과를 높이고 사용범위가 확대될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1581-1590
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• 2009

H. fusiformis는 갈조식물, 모자반과의 해조류로서 우리나라의 서해안, 남해안, 및 제주도를 비롯해 중국, 일본 등 아시아 전역에 서식하는 천연자원식물이다. 최근 톳의 항산화 활성에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있으나 항암에 대한 연구 및 분자생물학적 기전연구가 많이 미흡한 편이다. 따라서 본 연구에서는 인체 유방암세포주인 MDA-MB-231 및 MCF-7 세포를 대상으로 톳 에탄올 추출물(EAHF)에 의한 증식억제에 대하여 조사한 결과, 두 세포주 모두에서 EAHF을 처리하지 않은 군과 비교하여 EAHF의 처리 농도가 증가할수록 암세포의 증식이 현저하게 억제되었고 심한 형태적 변화를 관찰할 수 있었다. 이러한 유방암 세포의 증식억제 및 형태변화는 MDAMB-231에서는 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었고, EAHF에 의해 유발된 apoptosis 정도를 정량적으로 분석하기 위하여 flow cytometry를 이용하여 apoptosis 유발 세포군에 해당하는 sub-G1기에 속하는 세포들의 빈도를 측정하였다. MDA-MB-231세포의 경우는 EAHF의 처리 농도의 증가에 따라 sub-G1기에 해당하는 세포의 빈도가 증가하여 $400{\mu}g/ml$의 농도에서는 약 23% 정도가 나타났지만 MCF-7 세포에서는 apoptosis 유발보다는 G1 arrest 효과가 높게 나타났다. 또한 염색질 응축과 연관된 apoptotic body 형성과 함께 apoptosis 유발의 직접적인 증거에 해당하는 DNA fragmentation 여부를 agarose gel 전기영동으로 조사하였다. MDAMB-231 세포에서는 apoptosis가 일어난 세포들에서 볼 수 있는 전형적인 DNA laddering을 관찰 할 수 있었지만 MCF-7세포에서는 DNA laddering이 거의 관찰되지 않았다. 또한 apoptosis 유발에 관여하는 여러 유전자들의 발현에 EAHF이 어떠한 영향을 미치는지를 조사한 결과, MDA-MB-231 및 MCF-7 세포 모두에서 death receptor에 속하는 여러 유전자의 발현에는 아무런 변화가 나타나지 않았으나, MDA-MB-231 세포에서 pro-apoptotic Bax의 발현 증가와 caspase-9 및 -3의 활성화, caspase-3의 기질 단백질들의 분해 등이 관찰되었다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.381-387
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• 2010

농가에 보급된 제주흑우 수정란이식 및 인공수정 생산축의 확인을 위하여 분자유전학적 실험기법을 이용한 개체 추척을 수행하였다. 유전자 marker 체계는 ISAG 권장 MS marker 11종, 예비시험 후 선발된 SAES marker 11종, 흑모색 관련 MC1R과 ASIP 유전자들을 조합하여 분석하였다. 분석결과 부모 정보가 없는 상태에서의 부권 부정율이 국제권장기준보다 높은 수준을 보였으며, 형매간 동일개체출현률은 $5.3{\times}10^{-10}$으로 조사되었다. 친자검정 결과 후보축에 대한 후보 부, 모, 부모 모두가 확인되는 경우는 각각 77.0, 54.0, 40.5%였다. 부-모-자간 trio-mismatch가 전혀 없는 수정란이식 개체는 공급 수정란 대비 14.7%로 확인되었고, 전체 후보축군 중 32.4%는 후보 부와의 mismatch가 없는 인공수정에 의해 생산된 개체들로 판정하였다. ISAG marker들만을 분석한 결과에서는 7두가 동일한 3가지 유전자형 조합을 나타내었으나, ISAG/SAES marker들을 조합했을 때에는 2두에서만 동일 유전자형 조합을 나타내었다. MS와 모색유전자 분석자료를 모두 조합했을 때는 조사된 모든 개체들이 서로 구분되었다. 현재의 제주흑우집단이 소수 핵군에서 인공수정과 수정란이식 등 생명공학 기법으로 육성된 집단이기에 제주흑우집단의 유전적 다양성은 낮게 나타났다. 본 연구는 유전자 개체식별과 혈통관리 체계의 구축을 위해서는 적어도 20개 이상의 MS marker와 모색관련 유전자형 자료가 필수적으로 활용되어야함을 제안하고 있으며, 연구결과는 향후 제주흑우의 분자육종에 있어 유용한 자료가 될 것으로 시사하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.390-397
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• 2017

작물 재배에서 빈번히 발생되는 철분 부족 현상은 식물의 생육 저하와 생산성 감소를 야기한다. 철분의 흡수는 철분 킬레이트제를 이용해서 높일 수 있다. 본 연구에서는 제철산업의 부산물인 산세수 유래의 2가 철 이온을 게껍질(CSP)에 킬레이트시킨 신기능성 철분 비료(FCSP)를 제작하고, 상추 재배에 적용하여 생육 촉진 효과를 분석하였다. 제조한 철 비료의 효과를 검증하기 위해, 연구실 내 소규모 시험에서 무처리구, 게껍질 처리구, 그리고 여러 농도의 Fe-게껍질 킬레이트 처리구에서 상추의 생장을 분석한 결과, 50 ppm Fe-게껍질 킬레이트 처리구에서 엽수, 엽중, 엽장 및 엽폭이 무처리구와 게껍질 처리구에 비해 증가하였으며, 상추 잎의 엽록소의 함량 또한 증가하였다. 포장 시험 역시 50 ppm Fe-게껍질 킬레이트 처리구에서 엽수, 엽중, 엽장 및 엽폭에서 화학비료와 퇴비를 혼합한 기존 재배 방식 처리구에 비해 최대 2배 이상의 증가를 보였고, 식물체내 Fe의 함량 또한 가장 높게 나타났다. 또한 철 이온을 게껍질에 킬레이트한 비료의 처리가 토양 내의 Fe와 Ca의 함량을 증가시켰으며 유효인산과 유기물의 함량 또한 증가시켜 토질을 개선시키는 효과를 보였다. 이러한 결과들을 종합할 때, Fe-게껍질 킬레이트 복합체는 기존의 비료 처리 방식인 화학비료와 퇴비 사용 보다 뛰어난 생육 증대 효과와 토질 개선 효과를 나타냄으로써 작물 재배에 있어서 효과적인 신기능성 철분 소재로서 활용 가치가 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권5호
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• pp.776-782
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• 2005

생리활성이 우수한 귀리추출물 4개 분획인 A분획($55^{\circ}C$, 15%, pH 6), B분획($45^{\circ}C$, 15%, pH 6), C분획($50^{\circ}C$, 0%, pH 7) 및 D분획($50^{\circ}C$, 10%, pH 5)을 대상으로 산업적인 정제가능성을 조사하기 위하여, 식품용 전분 분해 효소$({\alpha}-amlyase)$를 사용하여 정제하면서 ${\beta}-glucan$의 특성변화를 조사하였다. 추출물 상등액에 $({\alpha}-amlyase)$를 가하고 $95^{\circ}C$에서 1시간 반응하는 과정을 3회 반복하여 각 시료당 3개의 하위분획을 얻었다. 최종 정제 후 81.4-88.2% 순도의 ${\beta}-glucan$을 얻었고, 단백질 및 회분 함량은 각각 4.1-6.3% 및 2.6-6.2% 범위였다. 점도는 정제 후 HMC의 점도와 유사해졌고, 구성당은 glucose만이 정량되었으나 xylose, arabinose 등이 TLC상에 소량 확인되었다. 평균분자량은 $2.0{\times}10^6-5.1{\times}10^6$ 범위에서 약간 감소하였으며. 열분석결과 ${\beta}-glucan$의 피크온도는 약 $130-140^{\circ}C$ 범위에서 정제도에 따라 증가 또는 감소하였으나 엔탈피는 증가하였다. ${\beta}-(1{\rightarrow}3)$에 대한 ${\beta}-(1{\rightarrow}4)$ 결합비는 1:2.20에서 정제 후에는 최대 1:5.50까지 증가였다. 이상의 결과로부터 본 정제조건에 의하여 점도의 변화가 없는 범위에서 ${\beta}-glucan$의 ${\beta}-(1{\rightarrow}3)$ 결합의 분해가 증가하면서 평균 분자량이 감소하는 특성을 가진 80% 이상의 ${\beta}-glucan$분획을 얻을 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제30권3호
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• pp.230-238
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• 2020

한우에서의 도체형질은 경제적으로 가장 중요한 형질이다. 최근 유전체학의 발달로 인해 DNA 표지인자 이용하여 소의 도체 및 육질형질을 규명하고 선발하는 방법이 주목 받고 있다. 본 연구는 한우의 도체형질 관련 분자표지의 현장 검증에 의한 유전적 효과를 평가하기 위해 수행하였다. TG g.371T>C, APM1 g.1454G>A, FABP4 g.2834C>G, FABP4 g.3533T>A, FABP4 g.3691G>A, SCD g.10153A>G, SCD g.10329T>C, CPE g.601T>C, EDG1 g.166A>G, NPY g.4271T>C, GPD1 g.2766C>T, PDE1B g.17122A>G, PDE1B g.17507A>C, TNNT1 g.6650C>T 및 RORC g.20152A>G 등 총 15개의 도체형질 관련 분자표지들에 대해 대규모 상업축 한우 집단(총 1,536두)을 대상으로 SNP 유전자형 분석을 수행하고, 분자표지와 도체형질과의 연관성을 조사하였다. PCR-RFLP 분석을 통해 SNP 유전자형과 도체형질과의 연관성을 분석한 결과 APM1 g.1454G>, FABP4 g.3691G>A, SCD g.10153A>G, CPE g.601T>C, PDE1B g.17122A>G, TNNT1 g.6650C>T 및 RORC g.20152A>G 등 총 7개의 SNP가 한우의 도체형질 가운데 근내지방도, 등지방두께, 배최장근단면적, 도체중, 육질등급, 육색 및 성숙도 등과 유의적으로 연관되어 있음을 확인하였다. 본 연구 결과는 이들 SNP가 육질이 우수한 한우 선발을 위한 분자표지로 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.130-139
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• 2016

지렁이의 장내로부터 분리한 미생물 중에서 지질을 가수분해하는 활성이 높은 미생물을 선발하였으며, 동정하여 Aeromonas hydrophila PL43으로 명명하였다. A. hydrophila PL43이 생산하는 지질분해 효소의 정제는 황산암모늄 침전, DEAE-sepharose FF 이온교환 크로마토그래피, Sepharose S-300HR 겔 크로마토그래피 단계로 수행하였으며 최종적으로 정제한 지질분해 효소는 p-nitrophenyl butyrate (pNPB)를 기질로 사용했을 때, 84.5배로 정제되었고 효소 활성의 회수율은 3.7%이었다. p-nitrophenyl palmitate (pNPP)를 기질로 사용했을 때에는 56.6배로 정제되었고 효소 활성의 회수율은 2.5%이었다. SDS-PAGE를 수행한 결과, A. hydrophila PL43이 생산하는 지질분해효소의 분자량은 약 74 kDa으로 추정되었다. 지질분해 효소의 pH에 대한 영향은 pNPB와 pNPP 기질에서 pH 8.0에서 최대활성이 보였고 pH 7.0−10.0에서 안정하였다. pNPB를 기질로 사용한 경우에는 50℃에서 pNPP를 기질로 사용한 경우는 60℃에서 최대 활성을 나타냈으며, 정제한 지질분해 효소는 20−60℃에서 안정성을 나타내었다. 정제한 지질분해효소는 금속이온 Co²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺에 의해서 효소활성이 억제되었으며, EDTA의 metal chelating에 의해 활성이 회복되었다. Inhibitor에 의한 저해는 효소 활성부위의 serine 잔기와 결합하여 효소 활성을 억제하는 PMSF에서 가장 우수하였으며 효소 활성부위의 aspatyl 잔기에 결합하여 효소활성을 억제하는 pepstatin A는 농도가 높아짐에 따라 효소활성을 저해하였다. 따라서 정제한 지질분해 효소는 활성부위에 serine 잔기와 aspartyl 잔기가 있는 것으로 사료되었다. 정제한 지질분해 효소의 K_m 값과 V_max 값은 pNPB를 기질로 사용 했을 때 K_m 값과 V_max 값은 1.07 mM과 7.27 mM/min이고, 기질이 pNPP일 때 K_m 값과 V_max 값은 1.43 mM 과 2.72 mM/min이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권4호
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• pp.323-330
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• 1998

호알카리성 Bacillus firmus var. alkalophilus가 생산하는 cyclodextrin glucanotransferase(CGTase)를 호화시킨 팽윤감자전분을 이용한 흡착 및 탈착, 한외여과, DEAE-cellulose 이온교환 크로마토그래피, 그리고 Sephacryl HR-100을 이용한 gel filtration 등의 분리정제 과정을 통하여 정제하였다. 정제된 CGTase의 분자량은 약 77,000 Da이었으며, 등전점은 6.2～6.3이었다. 최적 효소반응 온도 및 pH는 각각 5$0^{\circ}C$ 와 6.0 였고, 열 및 pH 안정성은 5$0^{\circ}C$까지와 pH 6.0~9.5 사이였다, 정제된 CGTase는 $Ca^{2+}$ 에 의하여 열 안정성이 크게 상당히 향상되었으며 최적 효소반응 온도와 열 안정성도 55~6$0^{\circ}C$와 6$0^{\circ}C$로 증가하였다. CGTase의 기질 특이성을 검토한 결과 여러 종류의 전분들로부터 $\beta$-CD를 주로 생성하였으며, ${\gamma}$-CD도 소량 생성하였으나 $\alpha$-CD는 거의 생성되지 않았다. Sweet potato starch, corn starch, 그리고 amylopectin을 기질로 할 때 높은 CD전환율을 보였으며 $\beta$-CD와 ${\gamma}$-CB의 생성비가 5.8~8.4:1로서 $\beta$-CD를 고 수율로 생산하는 전형적인 $\beta$-type의 CGTase였다. 또한 본 효소의 최적 CD 생산조건은 기질농도 5.0%(w/v) corn starch, 효소첨가량 25 unit/g of starch로서 반응 8시간 후의 전체 CD량도 약 25 g/l로서 전환율은 50%였고, 이 때 $\beta$-CD농도는 21 g/l로서 전체 CD 중 84% 였다.