• 생명과학회지
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• 제26권8호
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• pp.976-982
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• 2016

해조류는 성장이 빠르고, 낮은 경작지 사용, 높은 이산화탄소 흡수 및 식량자원과 경쟁하지 않는 장점이 있다. 따라서 리그닌이 없는 해조류 사용은 바이오에탄올 생산을 위한 3세대 바이오매스로 주목받고 있다. 산 촉매 열가수분해 전처리법은 해조류로부터 높은 단당을 획득할 수 있는 경제적인 방법 중 하나이다. 고온 전처리 조건들에서 3,6-anhydrogalactoe는 저해물질인 HMF로 전환되는데, 이 저해물질은 세포 성장과 에탄올 생산을 저해한다. 따라서 바이오에탄올을 생산하기 위해 해조류의 탄수화물을 분해할 때는 높은 단당 수율과 낮은 저해물질 생성을 하는 효과적인 전처리 방법이 필요하다. 혼합 당을 이용한 에탄올 발효의 효율을 향상시키기 위해, 고농도 당에 순치한 효모는 혼합 당의 사용을 통해 해조류를 이용한 바이오 에탄올의 생산을 가능하게 한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권7호
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• pp.1082-1090
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• 2005

건강식품으로서의 각광을 받고 있는 표고버섯을 이용하여 적절한 가공방법을 모색하여 고부가가치를 갖는 식품으로 개발을 하고자 표고버섯 추출액을 첨가하여 조청을 제조하고 여러 가지 실험을 행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 표고버섯 추출액을 당화액에 일정 비율로 첨가하여 졸이기를 한 조청의 일반성분은 조단백질, 회분과 조지방 함량은 거의 변화가 없었으며, 탄수화물 함량은 감소하였다. 무기성분의 경우 무첨가구가 2,642.34 mg/kg, 추출액을 7:3의 비율로 첨가한 첨가구가 1,916.03 mg/kg, 5:5첨가구는 2,674.24mg/kg, 3:7 첨가구가 2,558.35mg/kg으로 버섯 추출액 첨가량에 따른 변화는 관찰할 수 없었다. 시료별 유리당 함량은 maltose > glucose > fructose 순으로 분석되었으며 표고버섯 추출액의 첨가 수준이 높아질수록 유리당 함량은 증가하였고, 아미노산 분석 결과 총 17종의 아미노산이 검출되었는데, 가장 많이 함유된 아미노산은 glutamic acid이었으며, 그 외 성분은 함량이 조금씩 차이를 보였다. 조청의 지방산 조성은 무첨가구의 경우 linoleic acid가 $23.8\%$로 가장 높은 비율을 차지하였고, palmitic acid$(22.3\%)$, oleic acid$(19.0\%)$, myristic acid$(14.2\%)$와 caproic acid$(9.4\%)$ 순이었으며 버섯 추출액을 첨가한 시료의 경우 그 양상이 다양하게 분석되었으며, 포화지방산(SFA)과 불포화지방산(USFA)의 비율도 변화가 없었다. 조청의 pH를 측정한 결과 $5.5\~5.7$로 시료간 차이를 보이지 않았으며, 환원당의 경우 무첨가구가 $40.38\%$, 당화액과 추출액의 혼합비가 7:3인 시료는 $39.94\%$, 5:5 첨가구는 $39.16\%,\;3:7$첨가구의 경우 $44.70\%$로 나타나 무첨가구에 비해 큰 차이를 보이지 않았으며, 단지 3:7 첨가구만이 다소 높은 결과를 보였다. 또한 점도와 고형분 함량은 무 첨가구가 각각 $132{\times}10^3$ cps와 $74.32\%$, 당화액과 추출액의 혼합비가 7:3인 첨가구가 $27.6{\times}10^3$cps와 $64.96\%$, 5:5 첨가구가 $25.6{\times}10^3$cps와 $60.90\%$, 3:7 첨가구가 각각 $21.9{\times}10^3$cps와 $55.19\%$로 첨가량이 증가하면서 두 항목 모두 크게 감소하는 결과를 보였다. 색도를 분석한 결과 L값, a값, b값 모두 표고버섯 분말 함량이 증가하면서 감소하였고, 모든 처리구에서 기존 무첨가구와 극히 현저한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 시료별 관능검사 결과에서 색 (color), 먹을때의 느낌 (chewiness)과 단맛(sweetness)의 경우 무첨가구와 모든 처리구가 유의적인 차이를 보였으며, 향미 (flavor)와 전반적인 기호도(overall acceptability)에서 당화액과 추출액의 혼합비가 7:3인 시료구만이 무첨가구와 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과로 보아 표고버섯 추출액을 당화액에 첨가하여 조청을 제조할 경우 적정 첨가 수준으로 당화액과 추출액의 비가 3:7의 범위를 넘지 않아야 버섯의 장점을 살리면서 기존 조청의 특성을 변화시키지 않는 제품을 제조할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국식품과학회지
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• 제17권5호
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• pp.350-354
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• 1985

보리를 이용한 식초제조시(食酢製造時) 당화방식(糖化方式)을 달리하여 몇가지의 발효조건을 검토(檢討)하고 관능검사를 실시한 결과는 A. oryzae제국(製麴)에 의한 보리당화액, 맥아제조에 의한 보리 당화액및 시판효소제에 의한 보리당화액을 30${\sim}$40% 영양원으로 식초제조시(食酢製造時) 유도기는 각각(各各) 22시간, 25시간 및 48.5시간이었고 대수기에서의 시간당 초산생성율은 각각(各各) 0.056%/Hr, 0.025%/hr 및 0.038%/hr로 A. oryzae제국에 의한 보리당화액을 영양원으로 사용한 것이 우수하였다. 유도기는 초발산도 2%배지에서 22시간, 3%배지에서 46시간으로 최적초계산도(最適初發酸度)는 2%였다. 초계(初發) ethanol농도(濃度)를 증가시킴에 따라 유도기는 길어졌고. 4${\sim}$6%가 적당하였으며, 발효온도(醱酵溫度)는 $30^{\circ}C$가 적당하였다. 표면발효(表面醱酵)에 의한 최적발효(最適醱酵)조건에 따라 전면발효(全面醱酵)한 결과 유도기는 15시간 초산발효(酢酸醱酵)종료는 45시간으로 초산도(酢酸度)는 6.7%로 발효의 진행이 양호하였다. 숙성(熟成) 1개월된 보리식초(食酢)와 시판식초(市販食酢)를 비교하여 관능검사(官能檢査)한 결과(結果) 맛에 있어서 보리식초(食酢)를 선호하였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.176-183
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• 2013

담수조류인 그물말 (Hydrodictyon reticulatum, HR)의 실용적 당화조건 확립을 위해 산 가수분해 방법으로서 one-step acid hydrolysis과 two-step acid hydrolysis, 그리고 산가수분해 후 효소가수분해를 병행하는 combined hydrolysis를 검토하였다. One-step acid hydrolysis의 경우, $120^{\circ}C$에서 HR 4% 고형분을 2% 황산 용액에 넣어 1시간 동안 반응시킬 경우가 적정하였다. Two-step acid hydrolysis의 적정조건은 1차 가수분해시 HR 건조중: 72% 황산을 1 g : 1.5mL로 하여 $60^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 다음, 증류수 23.5 mL를 첨가하고 $120^{\circ}C$에서 1시간 가수분해시키는 것이었다. Combined hydrolysis의 경우, 2% 염산에 25%의 HR 고형분을 넣고 $120^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 후, citrate buffer로 4% 고형분 함량이 되도록 희석하고 E1+E2 효소를 각각 1+0.2 mL g $DM^{-1}$ 수준으로 첨가하여 $50^{\circ}C$에서 1~2일 동안 반응시키는 것이 바람직하였다. Glucose 생성량, 발효억제물질(HMF, furfural) 생성량, 강산 사용제한 등을 종합적으로 감안할 때, combined hydolysis가 보다 유용할 것으로 판단되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권1호
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• pp.9-15
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• 1996

쌀을 원료로 하는 청주 양조에 있어서, 원료의 이용률을 높이고 현대인의 기호에 맞는 청주를 얻기 위하여 국(麴)의 이용상의 차이를 비교하였고, 발효주의 술덧에서 분리한 효모균주에 대하여 발효특성을 검토하였다. 백국균(Aspergillus usamii mut. shirousami)을 배양한 밀기울국은 황국균(Aspergillus oryzae)을 배양한 쌀국에 비하여 glucoamylase, ${\alpha}-amylase$ 및 산성 protease 활성이 모두 높은 반면, 산성 carboxypeptidase 활성은 오히려 낮았다. 양조시험에 있어서 밀기울국(추출하여 사용함)은 소량으로도 술덧(주료)의 당화 및 발효를 효과적으로 진행시킬 수 있었으며, 숙성 술덧은 국취가 적고 아미노산도가 낮아 주질이 깨끗하였다. 또 밀기울국을 사용하고 분리효모로 발효시킨 청주는 일본청주효모 K-7 및 K-9의 경우에 비하여 유기산 특히 호박산의 양이 적어 주질면에서 보다 좋았다. 한편 밀기울국과 쌀국을 병용(倂用)하고 분리효모로 발효시킨 경우에는 밀기울국과 쌀국의 사용량에 따라 술덧의 아미노산도를 어느 정도 조정할 수 있었다. 그러나 쌀국을 사용하고, 분리효모로 발효시킨 경우에는 술덧의 에탄을 발효가 늦고 산 생성량이 많아 부적합하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.459-468
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• 2011

SCB액비 처리가 백합나무의 생장에 미치는 영향을 조사하고 수확된 백합나무를 원료로 한 바이오에탄올 생산량 비교를 위하여, 처리량별로 처리구를 설정하고 상대 생장량, 바이오매스 생장량, 엽특성 및 구성당과 에탄올 생산량을 각각 분석하였다. SCB액비 처리를 통해 백합나무의 바이오매스 생장량(64.67 %) 및 Glucose 함량(6.07 %)이 증가하였고 이는 SCB액비에 함유된 양료 성분과 수분 함량이 엽록소 생산에 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다. 바이오에탄올 생산에 앞서 SCB액비 처리되어 생장한 백합나무를 유기용매 전처리 및 약산 전처리를 하였으며 반응 온도($150^{\circ}C$), 승온 시간(40분), 반응 시간(10분)은 모두 동일하게 진행하였다. 전처리 효율은 중 처리구를 유기용매 전처리(w/1% 황산) 하였을 때 잔여율이 44.81%로 가장 높았으며, 치환성 양이온이 전처리 효과를 증진시킨 것으로 보인다. 전처리 된 시료를 동시당화발효하여 바이오에탄올을 생산하였으며 초기 투입량 대비 가장 높은 에탄올 생산 수율은 대 처리구에서 얻을 수 있었으나(16.11%), 바이오매스 생산량을 고려하면 중 처리구의 에탄올 생산량이 가장 많았으며, 대조구 대비 72.93% 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.45-51
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• 2014

본 연구는 농업 부산물인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 묽은 황산법(DSA; dilute sulfuric acid)과 암모니아 침지법(SAA; soaking in aqueous ammonia) 그리고 암모니아 재순환 침출법(ARP; ammonia recycle percolation)을 비교하여 각 전처리법의 특징과 장단점을 분석하였고, 동시당화공동발효를 통한 에탄올 생산을 비교하였다. ARP, DSA, SAA를 이용하여 전처리된 고형물(3% 글루칸 투입)을 15 FPU/g-glucan, 30 CBU/g-glucan의 상업용 효소(Spezyme CP와 Novozyme 188;)와 E. coli KO11 균주(ATCC$^{(R)}$ 55124)를 이용하여 동시당화공동발효를 수행하였다. 전처리 후에 남은 고형물에 있는 당의 최대이론적 에탄올 수율은 각각 87, 90 그리고 78%였다. 이것은 전처리되지 않은 원래 옥수수대의 총 당량(글루칸 +자일란) 대비 각각 69, 58, 및 74%에 해당하는 것으로 SAA의 수율이 가장 높게 관찰되었다. 또한 전처리 당화액을 이용한 동시당화공동발효 실험결과는 DSA의 당화액이 발효균주에 대하여 가장 높은 독성을 나타내었고 ARP 전처리 당화액이 그 다음으로 저해효과가 큰 것으로 나타났다. 결국 SAA를 이용하여 전처리한 후 리그닌이 풍부한 당화액은 이용하지 않고 전처리된 고형물과 동시당화공동발효 공정을 이용한 에탄올 생산이 가장 간단하면서 경제적인 공정으로 제안되었다.

• 공업화학
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• 제20권3호
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• pp.290-295
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• 2009

해조류 중에서도 홍조류의 agar는 D-galactose와 3,6-anhydro-L-galactose로 구성되어 있기 때문에 이를 분해하면 바이오 에탄올을 생산 할 수 있는 가능성이 높다. 본 연구에서는 열처리와 산 처리를 이용하여 agar를 당화하고 이를 통해 바이오 에탄올을 생산하고자 한다. 바이오 에탄올을 생산하기 위하여 전처리 된 agar에 Saccharomyces cerevisiae KCCM1129를 접종하여 발효하였다. Agar로부터 환원당 생성의 최적조건은 0.1 N HCl이었고, $120^{\circ}C$에서 15 min 반응하는 것으로 확인되었다. 발효균주 성장을 위한 최적 염 농도는 0.1 N NaCl로 17.88 g/L까지 성장하였으며, 0.1 N 이상의 농도에서 6.78~10.76 g/L로 성장이 감소했다. 그리고 agar 16% 농도에서 최적 전처리에 의한 에탄올 생산은 10.16 g/L이었다.

• 한국버섯학회지
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• 제13권2호
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• pp.85-91
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• 2015

본 연구는 한국에서 분리한 송곳니구름버섯 (Irpex consors) 균사체의 에탄올 생산 가능성을 탐색하기 위해 수행되었다. 송곳니구름버섯의 균사체를 당이 함유된 배지에 접종하여 에탄올 생산량을 측정하였다. 포도당, 만노오스, 자일로스 등 단당류와 셀로비오스 등의 이당류가 각각 1 g 함유된 발효배지에 송곳니구름버섯의 균사체를 접종하고 배양한 결과 각각의 이들 당류에서 0.23, 0.19. 0.21, 0.17 g의 에탄올이 생산되었다. 또한 볏짚을 열수, 3% 가성소다, 3% 황산용액으로 각각 전 처리한 후 송곳니구름버섯의 균사체를 접종하고 배양한 결과 1 g의 볏짚은 각각 0.12, 0.15, 0.19 g의 에탄올로 전환되었다. 본 실험을 통해 송곳니구름버섯의 균사체는 여러 종류의 환원당을 이용해 에탄올을 생산할 수 있는 것은 물론 열수, 가성소다 및 황산으로 전 처리한 볏짚을 에탄올로 전환하는 것도 가능한 것으로 나타났다. 따라서 송곳니구름버섯 균사체의 에탄올 생산 수율을 본 실험의 결과 보다 높일 수 있다면 당류뿐 만아니라 볏짚을 비롯한 리그닌셀룰로오스의 바이오매스를 이용해 바이오에탄올을 효율적으로 생산해 우리나라 에너지 수요를 자급하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권9호
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• pp.1351-1358
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• 2010

The demand for ${\beta}$-glucosidases insensitive to product inhibition is increasing in modern biotechnology, for these enzymes would improve the process of saccharification of lignocellulosic materials. In this study, a ${\beta}$-glucosidase gene that encodes a 442-amino-acid protein was isolated from a marine microbial metagenomic library by functional screening and named as bgl1A. The protein was identified to be a member of the glycoside hydrolases 1 family, and was recombinantly expressed, purified, and biochemically characterized. The recombinant ${\beta}$-glucosidase, Bgl1A, exhibited a high level of stability in the presence of various cations and high concentrations of NaCl. Interestingly, it was activated by glucose at concentrations lower than 400 mM. With glucose further increasing, the enzyme activity of Bgl1A was gradually inhibited, but remained 50% of the original value in even as high as 1,000 mM glucose. These findings indicate that Bgl1A might be a potent candidate for industrial applications.