• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.75-85
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• 2012

본 연구는 느타리버섯 재배에 있어서 유기성폐기물의 일종인 남은 음식물을 대체배지로 이용할 수 있는지에 대한 가능성을 알아보기 위한 연구였다. 남은 음식물 배지를 이용시 문제점으로 지적되고 있는 수분 조절 및 배지 내 압밀현상 극복을 위해 지렁이 분변토를 첨가하여 그 효과를 검토하였다. 느타리버섯 주요 6 균주의 품종별 균사 생장 능력을 조사한 결과, 장안5호(PL. 6) 품종을 제외하면, 모든 품종에서 관행적으로 이용되고 있는 배지에 비해 음식물 배지에서의 초기 균사 생장이 미약한 것으로 나타났다. 또한, 남은 음식물의 수분조절을 위해 분변토를 첨가하여 퇴비화한 배지에서 생장한 결과 최적 분변토 혼합비율은 30%로 나타났다. 또한, 가장 생육이 우수한 장안5호(PL. 6)의 경우 남은 음식물 배지에서의 균사 생장 속도는 113mm/15day로 나타나 일반적인 느타리버섯 생육과 유사한 결과를 보였다. 남은 음식물에 분변토를 30% 첨가한 후 발효시켜 제작한 배지에서 재배한 장안5호(PL. 6)의 초발이 일수는 13일로 일반 비트펄프를 활용한 배지보다 2배 이상 길었으나, 자실체 갓의 크기는 20.5%, 자실체의 대 길이는 6.2% 더욱 커지는 것을 확인할 수 있었으며, 총 수확량에서 60.5% 이상 증가하는 것으로 확인하였다. 또한, 남은 음식물 배지를 이용하여 생산한 느타리버섯의 영양성분 분석결과 일반 비트펄프 재배 느타리버섯보다 단백질은 70.6%, 비타민 A는 2.4%, 비타민 E는 0.8% 증가하였고, 지방은 12.6% 낮게 분석되었으며, 지방산중 올레산의 함량이 미량 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-83
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• 2019

본 연구에서는 생분해성 고분자인 poly(3-hydroxbutyrate) (PHB)의 생산 비용 절감을 위해, 탄소원으로 폐식용유(waste frying oil, WFO)을 사용하여 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최적 생장 및 PHB 생합성 조건을 확립하였다. WFO와 새 식용류(fresh frying oil, FFO)의 지방산을 분석한 결과 FFO의 지방산 함량은 불포화지방산 82.6%, 포화지방산 14.9%를 차지하는 것으로 나타났으나 WFO의 경우 불포화지방산 56.3%와 포화지방산 33.5%로 FFO와 비교할 때 지방산 조성의 변화를 확인할 수 있었으며, 이러한 불포화지방산의 조성 변화는 가열, 산화반응 및 가수분해에 의한 화학적, 물리적 특성의 변화 때문인 것으로 사료된다. 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최대 건조세포중량과 PHB 생합성량(g/l)을 확인하기 위해 플라스크를 이용하여 탄소원 농도, 질소원 종류 및 배양 pH와 온도 및 시간을 확립하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO과 0.5 g/l의 $NH_4Cl$를 질소원으로 사용하여 pH 7 및 $20^{\circ}C$의 배양 조건에서 96시간 배양 시 최적의 건조세포중량과 PHB 생합성량을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 3 l jar fermenter를 이용하여 Pseudomonas sp. EML2의 생장 및 PHB 수율을 확인하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO를 단일 탄소원으로 사용하여 96시간 배양 시 3.6 g/l의 건조세포중량을 얻었으며 73.0 wt%의 PHB 축적률을 확인하였다. 이 경우 PHB 생합성량 2.6 g/l로 나타났다. FFO를 대조군으로 사용하여 대량배양 한 결과 WFO를 사용한 경우와 비슷한 건조세포중량(3.4 g/l), PHB 축적률(70.0 wt%), 그리고 PHB 생합성량(2.4 g/l)을 확인하였다. 본 연구에서 분리한 Pseudomonas sp. EML2는 WFO를 효과적으로 이용하여 PHB를 생합성 하였으며 이 균주와 WFO는 PHB의 산업적 생산을 위한 새로운 생산 후보자 및 탄소원으로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 유기물자원화
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• 제29권1호
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• pp.19-27
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• 2021

양액재배는 기존 비닐하우스 안의 토양재배 방식에서 물이나 배지에 작물을 심고 생육에 필요한 양분(비료)을 녹인 양액을 공급하여 재배하는 방식으로 기존 시설재배 방식에서 영농기술이 발전하여 양액재배는 작물의 생산성을 극대화할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구는 폐양액이 다량의 비료 물질을 함유하고 있기에 하천으로 유입되면 인근 하천을 오염시키며, 양액재배에 사용되고 폐기되는 폐배지, 폐작물의 처리에 대한 문제점을 제시하고 있다. 또한, 처리시 처리비용의 발생과 현재 국내 양액재배 농장의 대부분이 비순환식 양액재배 시스템을 사용하여 배출되는 양액의 잔여비료로 인한 환경오염 및 비료의 불필요한 과다 사용 문제점을 지적하는 선행연구를 바탕으로 사전조사와 실험을 진행하였다. 현재 양약재배 비순환식 시스템 재배방식 농장에서 발생하는 폐양액, 폐배지, 폐작물이 농장 주변 환경에 미치는 영향을 수질, 토양분석 결과 수치를 통해 규명하고자 현장자료 연구를 진행하였다. 현장 수질, 토양분석을 위해서 지역별 양액재배 5개 농가의 작형, 양액재배 시스템를 확인하였으며, 강원 C지역 토경재배 3개 농장의 작형, 양액재배 시스템 농장 현장을 방문하여 농장의 시설내·외부 수질, 토양 샘플을 채취하였다. 추가적으로 폐작물 야적지에서 발생되는 침출수 및 토양샘플을 채취하여 수질, 토양분석을 하였다. 연구 결과 비순환식 시스템 재배방식 농장에서 발생되는 폐양액의 평균 total nitrogen(TN) 농도는 402 mg/L 이였고, total phosphate(TP)의 경우 77.4mg/L 이였으며, 이는 환경정책기본법 시행령상 하천의 생활환경 TP기준 993.7배 초과한 수치였다. 또한, 물환경보전법의 산업폐수 배출기준 TN기준 6~19배, TP기준 2~27배 초과한 수치결과를 확인하였다. 폐작물 야적지에서 발생된 침출수의 경우 환경정책기본법 시행령상 하천의 생활환경 COD 기준 11,828배 초과, TP기준 395~2663배 초과한 수치이며, 물환경보전법의 산업폐수 배출기준 TN기준 788배, TP기준 5배 초과한 수치결과를 확인하였다. 비순환식 양액재배에서 발생하는 폐양액, 폐배지, 폐작물이 환경에 미치는 영향에 대한 더 정밀한 연구를 위해 전국 양액재배 농가수(호), 재배면적(ha)를 기준으로 하여 양액재배면적이 넓은 지역 도출해내어야 한다. 이를 통해 넓을 지역의 양액재배 시설 주변 소하천을 중심으로 계절적 요인, 기후 요인, 날씨 요인, 재배면적, 재배지역, 농가 재배특성 등의 다양한 요인을 고려한 수질 및 토양 샘플링 채취와 분석에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권2호
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• pp.117-124
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• 2010

본 연구는 균상재배 느타리버섯부산물(SMS)의 반추동물 조사료원으로서의 가치를 평가하기 위하여 in situ 반추위 소실율 및 면양을 이용한 in vivo 영양소 소화율, 체내 질소이용성 및 섭취행동 패턴을 평가하였다. SMS에 당밀 5% (w/w, 건물기준), 유산균(Lactobacillus plantarum) 0.5% (v/w) 그리고 효모 (Saccharomyces cerevisiae) 0.5% (v/w)를 첨가하여 30일간 혐기발효 시킨 후 반추위캐뉼라가 장착된 평균체중 620 kg Holstein 육우 2두를 이용하여 in situ 소실율을 평가하였다. 면양대사실험은 평균체중 48kg의 숫 면양 6두 이용하여 $3{\times}3$ 라틴방각법으로 하였다. 대조구는 볏짚 100%를, 처리구는 볏짚의 25%와 50%를 생균발효 SMS로 각각 대체 급여하였다. 균상재배 버섯부산물의 반추위 in situ DM 및 NDF 이용성은 생균발효처리에 의해 개선되었다(P<0.001). 생균발효 SMS를 볏짚의 25% 및 50% 대체하여 면양에게 급여하였을 때, 단백질과 섬유소(NDF, ADF, CF) 소화율은 감소하였으나 (P<0.05), 조회분 소화율은 증가하였으며(P<0.001), 면양체내 단백질 축척량은 차이가 없었다(P>0.05). 볏짚을 생균발효 SMS로 대체 급여함에 따라 면양의 반추시간은 평균 28% 감소하였다(P<0.05). 생균발효 SMS는 볏짚의 76% 수준의 에너지가를 보였다. 결과적으로, 균상재배 느타리버섯부산물은 유지목적의 반추동물 조사료원으로서 보다 적합한 것으로 사료되었다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1477-1486
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• 2016

Lactulose는 lactose의 이성질체로 galactose와 fructose의 ${\beta}$-1,4-glycosidic 결합으로 구성된 비소화성 기능성 이당으로 소장에서 분해되지 않고 대장에 도달하여 장내 유산균에 의해 이용되어 대장의 pH를 저하시켜 유해균의 증식을 억제 시키고 장내 균총을 유익한 방향으로 개선하는 효과를 가지고 있다. 또한 수용성 식이섬유로 작용하여 변비와 간성뇌질환등의 치료에 이용되고 있고 lactose에 비해 감미도 및 용해도가 우수하여 다양한 식품산업으로 유용하게 사용될 수 있는 높은 잠재적 활용가치를 보유하고 있는 기능성 당류이기도 하다. Lactulose를 생산하기 위하여 화학적 방법과 효소적 방법이 보고 되어있는데, lactose를 강알칼리 조건에서 이성화시키는 화학적 방법에 의한 lactulose의 생산은 고온, 고압의 반응 조건 및 중화 과정에서 사용되는 강산으로 인해 생성물의 과분해 및 부산물 생성에 의한 복잡한 정제과정이 요구되며 환경오염에 대한 심각한 문제를 내포하고 있다는 단점이 있다. 이러한 화학적 방법과는 달리 ${\beta}$-galactosidase 또는 cellobiose 2-epimerase와 같은 효소를 이용한 lactulose의 생산은 반응의 정밀성, 특이성, 반응공정의 안전성 및 친환경적 생산방법이라는 다양한 장점을 가지고 있다. 하지만, 효소적 생산 방법 중에서 ${\beta}$-galactosidase를 이용한 lactulose의 생산은 기질로서 유당뿐 아니라 과당을 함께 사용해야 하며 높은 기질농도에서만 반응이 이루어 지기 때문에 경제적으로 비효율적이라는 단점이 지적되고 있기도 하다. Lactulose의 효소적 생산방법에 있어서 이러한 단점을 극복하기 위하여 lactose 단일 기질로부터 높은 수율의 lactulose를 생산할 수 있는 cellobiose 2-epimerase를 이용한 lactulose생산 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 향후 효소 반응 공정 및 효소특성개량에 대한 지속적인 연구를 통하여 lactulose 산업적 생산을 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다.

• 한국버섯학회지
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• 제7권1호
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• pp.9-21
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• 2009

곰보버섯의 자실체 색은 갈색 또는 회갈색이고 갓의 형태는 원뿔모양이며, 대의 색은 흰 크림색 또는 흰색이다. 자실체를 반으로 잘라보면 갓과 대는 속은 비어있다. 자실체의 현미경 관찰에서 자낭의 크기는 $113.5{\sim}114.2{\times}9.3{\sim}10.3{\mu}m$, 자낭포자의 크기는 $17.6{\sim}20.9{\times}9.4{\sim}10.7{\mu}m$, 측사는 $40.0{\sim}45.2{\times}5.8{\sim}6.4{\mu}m$, 대의 안쪽세포는 $7.5{\sim}15.1{\mu}m$이었다. 곰보버섯 자실체 발생지 환경조건은 온도 $13.8^{\circ}C$, 습도 75.8%, 광 538룩스이며, 토성은 sand 72.7%, silt 21.0%, clay 6.3%로 silt loamy 이며, 유기물 함량은 10.0%로 밭 토양보다 많고 인산함량은 낮았다. 균주별 균사배양 최적배지는 PDB 배지이며, 배양최적 온도는 $25^{\circ}C$, pH는 5.0이었으며, 합성배지인 Czapek에 배지에 조정된 무기태 성분의 최적농도는 potassium phosphate 1%, sodium nitrate 2%, potassium chloride은 대조구에서 좋았다. 영양원 선발에서 최적 탄소원은 mannose이었으며, 최적농도는 5%이었다. 질소원은 대조구에 비하여 균사생육이 극히 저조하였다. 곰보버섯 균핵 형성 촉진배지 선발시험에서 균사생장과 균핵형성이 좋은 배지는 폐면 이었으며, 톱밥에서는 참나무톱밥에서 균사생장이 빨랐다. 폐면과 참나무톱밥의 혼합비율은 참나무톱밥 20%+폐면 80% 혼합수준에서 균핵 형성이 좋았고 첨가제인 밀기울의 혼합비율은 15-20%, 황산칼슘은 2% 수준에서 균핵 형성이 좋았다. 토양종류별 균핵 형성은 피트모스 처리구에서 균사생장 및 균핵 형성이 가장 좋았으며, 피트모스의 혼합비율은 60-80%이나, 참나무를 혼합하면 50:50으로 혼합 처리한 구에 밀기울을 30% 첨가하면 균핵 형성이 가장 좋았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권3호
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• pp.117-122
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• 1975

농산폐기물(農産廢棄物)을 이용(利用)할 목적(目的)으로 Irpex lacteus가 생성(生成)하는 cellulase에 대(對)하여 실험(實驗)하여 다음 결과(結果)를 얻었다. 1. 쌀겨를 가(加)한 준배양기(戮培養基)의 조효소(粗酪素) 활성(活性)이 타배양기(他培養基)보다 우수하였다. 2. 진탕배양시 최적배양일수는 5일(日)이 가장 좋았다. 3. 생성(生成)되는 환원당(還元糖) 정량(定量)에 의(依)한 조효소(粗酪素)의 특성(特性)은 Irpex lacteus가 생산(生産)한 cellulase의 요소반응(酵素反應) 최적조건(最適條件)은 CMC분해(分解)로 생성(生成)한 환원당량(還元糖量)으로 본 결과 다음과 같다. 1) 최적(最適) pH는 $3.5{\sim}4.0$이다. 2) pH안전도(安全度)는 pH $3.0{\sim}6.0$이다. 3) 최적온도(最適溫度)는 $40^{\circ}C$이며 열안전성(熱安全性)은 $40^{\circ}C$이하(以下)이다. 4) 조효소(粗酵素) 작용시간(作用時間)은 2시간(時間)이다. 5) 최적(最適) 조효소농도(粗酵素濃度)는 50%V/V(전용액중)이며 기질농도(基質濃度)는 1%이다.

• 한국버섯학회지
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• 제21권3호
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• pp.150-153
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• 2023

본 연구는 미강의 대체 원료로 콩나물 부산물(BW)을 활용하여 표고의 생장특성을 확인하였다. 참나무톱밥과 미강을 8:2(v/v) 섞은 배지와 미강을 대체하기 위해 미강과 각 BW 50%, 100%로 BW를 섞은 혼합배지에 표고의 주요 재배 품종인 산조 701의 균사생장을 비교한 결과 대조구와 BW 50%의 균사생장량은 13.5 cm였으며, BW 100%의 균사생장량은 12.2 cm인 것으로 확인되었다. 자실체 생장을 비교한 결과 대조구에 비해 BW 50%는 갓의 직경은 1.6 cm 증가하였으며, 대길이는 0.4 cm 감소되었다. 반면에 BW 100%는 갓의 직경은 9.6 cm 감소하였으며, 대의 길이는 1.4 cm 감소하였다. 구성아미노산의 분석 값에 의하면 영양적인 측면에서 BW 50%는 대조구에 비해 전반적으로 낮은 함량을 보인 반면 BW 100%는 대조구에 비해 Met 함량은 낮았지만 감칠맛을 더해주는 성분을 가진 Glu와 필수아미노산 중 하나인 Val이 각 3.95 mg/g, 2.30 mg/g 높은 것을 확인하였다. 따라서 콩나물 부산물을 효율적으로 처리 및 활용한다면 미강 대체제로서 활용이 가능할 것으로 보여진다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.90-99
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• 2021

본 연구에서는 poly (3-hydroxyalkanoate) (PHA)의 생산 비용을 줄이기 위해, 토양에서 분리된 균주 Pseudomonas sp. EML8을 이용하여 폐 튀김유(waste frying oil, WFO)를 단일 탄소원으로 하여 균주의 최적 생장 및 PHA의 생합성 조건을 확립하였다. WFO를 단일 탄소원으로 이용하여 Pseudomonas sp. EML8에 의해 생합성된 PHA를 gas chromatography (GC)와 GC mass spectrometry로 분석한 결과, 7.28 mol% 3-hydrxoyhexanoate, 39.04 mol% 3-hydroxyoctanoate, 37.11 mol% 3-hydroxydecanoate 및 16.58 mol% 3-hydoryxdodecanoate의 단량체로 이루어진 medium-chain-length PHA (mcl-PHAWFO)라는 것을 확인하였다. 플라스크로 배양한 결과, Pseudomonas sp. EML8의 최대 건조세포중량(dry cell weight, DCW) 및 mcl-PHAWFO의 최대 생산수율(g/l)은 WFO 20 g/l, (NH4)2SO4 0.5 g/l, pH 7 및 25℃의 조건에서 확인되었다. 이 결과를 바탕으로 3 l 발효기를 이용하여 48시간 배양한 후에 가장 높은 DCW, mcl-PHAWFO의 함량 및 mcl-PHAWFO의 생산수율(3.0 g/l, 62 wt% 및 1.9 g/l)을 얻었다. 대조군인 신선한 튀김유(fresh frying oil, FFO) 20 g/l를 탄소원으로 사용하여 이와 유사한 DCW, mcl-PHAFFO의 함량 및 mcl-PHAFFO의 생산수율(2.7 g/l, 62 wt%, 1.6 g/l)을 확인했다. 겔 투과 크로마토그래피 분석을 통해 mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO의 평균 분자량이 165-175 kDa인 것을 확인했으며, 열중량을 분석한 결과, mcl-PHAWFO 및 mcl-PHAFFO는 각각 260 및 274.7℃의 분해온도값을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서는 Pseudomonas sp. ML8과 WFO는 mcl-PHA의 생산을 위한 새로운 균주와 탄소원으로서의 사용 가능성을 확인하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.65-66
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• 2005

Anaerobic digestion is one of the well-known methods for biological treatment handling of concentrated organic matter such as swine $wastewater.^{1)} The anaerobic digestion can reduce organic loading but also hydrolyze non-biodegradable organic $matter.^{2)}$ The feces from the scrapper-type barn are usually collected to make compost and the urine is discarded with swine-slurry wastewater by ocean-dumping or treated by biological methods. The lagoon, aerobic digestion, anaerobic digestion, SBR, $A^{2}/O$, and UCT have been applied for treating swine $wastewater.^{3)} In this study, as a result of the analysis of swine wastewater, the total and soluble chemical oxygen demand was 130g/L and 60g/L, respectively. And the volatile fatty acid as chemical oxygen demand equivalent was 45g/L, which was 75% of soluble chemical oxygen demand. Before everything else, ammonia nitrogen concentration was 6.5 g/L. From biochemical acidogenic potential test, it was concluded that the enhanced acidification process to manage swine waste should be operated in the ammonia nitrogen concentration of less than 1.2 g/L. In the result of seeding ratio experiments with artificial $wastewater^{4)}, the lag period of acidogens was taken the long time because of the inhibition by the $ammonia^{5)}$, however no difference of period by the seeding ratio was not shown. The Haldane-based biokinetics were also evaluated using a method of fourth order Runge-Kutta $approximation.^{6,7)}$ The nonlinear least squares (NLLS) method with a 95% confidence interval was also used. The ranges of maximum microbial growth rate, ${/mu_{max}}$, and half saturation coefficient, $K_{s}$, for acidogenesis of various seeding ratio with artificial wastewater were 6.1 ~ 12.6 $d^{-1}$ and 45,000 ~ 53,500 mg glucose/L, respectively. Also, the methanogenic microbial yield coefficient, Y, and microbial decay rate coefficient, $k_{d}$, and inhibition substrate concentration, $K_{si}$, for the reactors were determined to be 0.32 ~ 0.465 ${/mu}g$/mg glucose; 0.42 ~ 1.01 $d^{-1}$ and 51,500 ~ 55,600 mg glucose/L, respectively.