• 한국산림과학회지
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• 제41권1호
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• pp.1-6
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• 1979

1. 본시험(本試驗)은 당화기질(糖化基質)로 산오리나무재(材)를 묽은황산(黃酸)으로 전처리(前處理)한 후(後) Trichoderma viride 16374호균(號菌)에서 얻은 cellulase를 작용(作用)시켜 환원당(還元糖)을 생성(生成)할 수 있는 최적조건(最適條件)을 조사(調査)한 것이다. 즉(卽) 산오리나무(10~15년생(年生))의 톱밥을 전처리(前處理)할 때 황산농도(黃酸濃度) 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2%, 1.5%로 구분(區分)하고 열압시간(熱壓時間)은 $1.5kg/cm^2$에서 15분(分), 30분(分), 45분(分), 60분(分)으로 각각(各各) 구분(區分) 처리(處理)하여 건조(乾燥)시킨것을 다시 $190^{\circ}C$에서 30분간(分間) 열처리후(熱處理後) 60mesh로 분쇄(粉碎)한 것을 당화기질(糖化基質)로 사용(使用)하였다. 그리고 cellulase 반응조건(反應條件)은 0.1M황산완충액(黃酸緩衝液)(pH 5.0) 50ml, 기질량(基質量) 0.5g, 고근효소액(盬析酵素液) 0.5ml를 100ml용(用) 삼각(三角) flask에 넣고 잘 혼합(混合)한 후(後) $40^{\circ}C$에서 96시간(時間) 반응(反應)시켜 이때 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)을 조사(調査)하였다. 2. 고근효소액(盬析酵素液)의 조제(調製)는 밀기울액체진탕배양법(液體振盪培養法)에 의(依에) 하여 생성(生成)된 조효소액(粗酵素液)을 유안절포도(硫安飽和度)에 의(依)한 고근효소액(盬析酵素液)을 만들었다. 3. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 4. 묽은황산(黃酸)으로 처리(處理)한 톱밥의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 황산농도(黃酸濃度) 1.5%, $1.5kg/cm^2$에서 열압시간(熱壓時間)은 45분(分)으로 처리(處理)한 것이 16.0%로 최대량(最大量)을 나타냈으나 작용(作用)함으로서 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)은 황산농도(黃酸濃度) 0.9%, 열압시간(熱壓時間) 60분(分) 처리(處理)한 것이 23.6%로(본시험(本試驗) 범위(範圍)에서는 47.5% 증가(增加)) 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권5호
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• pp.506-510
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• 1990

쌀 전분을 이용하여 무증자 당화 발효법으로 쌀 탁주를 제조하였으며 증자 당화 발효법에 의한 종래적인 방법과 비교하였다. Rhizopus속 균주를 증자하지 않은 생쌀에 접종하여 통상적인 방법에 따라 koji를 제조하여 사용하였으며 원료미를 분쇄해여 증자하지 않은 상태로 발효하였다. 무증자 당화 발효의 경우 종래적 방법에 의한 발효의 경우보다는 최종 alcohol 함량이 pH 1.8 높았고 유기산 생성이 급격히 이루어져 별도의 pH 조정이 필요없었다. 효모의 숫자는 차이가 없었고 세균은 무증자의 경우 2단 사입 후 24시간 까지는 증자의 경우보다 많다가 발효가 종료될 시점에서는 비슷하였다. 발효가 끝난후 제성주로 하였을 때 무증자의 경우는 fusel oil 함량은 증자의 경우보다 적었고 아미노산 함량은 약 2배로 높았으며 원료미에서 유래된 생취(raw flavor)가 유지되었다.

• KSBB Journal
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• 제28권5호
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• pp.282-286
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• 2013

The seaweed, Gelidium amansii, was fermented to produce bioethanol. Optimal pretreatment condition was determined as 94 mM $H_2SO_4$ and 8% (w/v) seaweed slurry at $121^{\circ}C$ for 60 min. The mono sugars of 40.4 g/L with 67% of conversion from total carbohydrate of 60.6 g/L with 80 g dw/L G. amansii slurry were obtained by thermal acid hydrolysis pretreatment and enzymatic saccharification. G. amansii hydrolysate was used as the substrate for ethanol production by Kluyveromyces marxianus KCTC 7150 and Candida tropicalis KCTC 7212 using 5L fermentor. The ethanol productions by K. marxianus KCTC 7150 and C. tropicalis KCTC 7212 were 17.8 g/L with $Y_{EtOH}$ of 0.48 at 120 h and 19.3 g/L with $Y_{EtOH}$ of 0.50 at 120 h, respectively.

• 청정기술
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• 제17권2호
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• pp.156-165
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• 2011

본 연구에서는 바이오에탄올 생산을 위한 목질계 바이오매스의 전처리, 당화, 당/산 분리, 발효, 정제에 이르는 전 공정을 조합하고, 상용공정모사기(PRO/II)를 사용하여 공정모사를 수행하였다. 주요 공정으로 강산에 의한 전처리 및 당화, SMB(simulated moving bed)를 사용한 당/산 분리, 그리고 증류 및 투과증발법(Pervaporation)을 이용한 에탄올 탈수 공정을 사용하였다. 열회수 공정을 이용하여 전 공정의 에너지 소비가 최소화 되도록 하고 강산당화공정에 의한 바이오에탄올 생산공정의 물질수지 및 열 수지를 확인하였다. 공정모사 결과, 1 kg의 에탄올을 생산하는데 필요한 바이오매스는 4.07 kg, 소요된 열량은 3,572 kcal로 계산되었다. 기존 묽은 산 당화공정(SRI 자료)에 비해 26%의 수율 증가와 30% 정도의 에너지 절감이 가능할 것으로 예상되었다. 이러한 수율을 얻기 위해서는 강산당화공정에 의한 전처리 및 당화공정에서 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스의 전환율이 90% 정도에 이르러야한다. 또한 5탄당 발효공정이 개발되어야 한다. 효율적 에너지 절감을 위해서는 SMB 공정에서 분리된 황산수용액의 농도가 20% 이상 되어야하며, SMB 공정에 의한 당/산분리 공정이 실용화되어야 강산당화공정에 의한 목절계 바이오에탄올 생산공정이 상용화될 것이다.

• 한국약용작물학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-133
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• 2018

Background: The demand of recycling renewable agricultural by-products is increasing. Radiation breeding is a method used to improve saccharification efficiency. Thus, we investigated the effect of gamma ray irradiation on the pretreatment and enzymatic hydrolysis of the stalks of Senna tora, an important medicinal plants. Methods and Results: S. tora seeds were irradiated with gamma ray at doses of 100, 200, 300, and 400 Gy. In the pretreated biomass, glucan and lignin content were higher in the M1 ($1^{st}$ generations of irradiation) S. tora stalks than in the M2 ($2^{nd}$ generations of irradiation) stalks, this can be explained by the higher degradation rate in M1. After oxalic acid pretreatment, the concentration of total phenolic compounds (TPCs) in the hydrolysate increased in the gamma ray treated seeds. The highest relative increase rate in crystallinity in the pretreated biomass was observed in M1-400 Gy and M2-100 Gy. The cellulose conversion rate was higher in M1 than in M2, except for 200 Gy. Conclusions: Gamma ray irradiation at an appropriate dose can be used to improve the efficiency of pretreatment and enzymatic hydrolysis, thereby increasing biomass availability.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권5호
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• pp.600-612
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• 2015

We investigated the optimization of the organosolv pretreatment of yellow poplar for bioethanol production. Response surface methodology was used to determine the optimal conditions of three independent variables (reaction temperature, reaction time, and sulfuric acid (SA) concentration). Reaction temperature is the most significant variable in the degradation of xylan and lignin in the presence of an acid catalyst, and ethanol production increased with a decrease in the lignin content. The highest ethanol concentration ($42.80g/{\ell}$) and theoretical ethanol yield (98.76%) were obtained at $152^{\circ}C$ (2.5 bar) with 1.6% SA for 16 min. However, because of excessive degradation of the raw material, the overall ethanol yield was less than under other pretreatment conditions which has approximately 50% of WIS recovery rate after pretreatment. The optimal conditions for the maximum overall ethanol yield ($146^{\circ}C$ with 1.22% SA for 15.9 min) were determined with a predicted yield of 17.11%, and the experimental values were very close (17.15%). Therefore, the quadratic model is reliable.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.23-29
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• 1986

성(省) 에너지적 관점에서 목질자원의 식량자원화의 가능성을 검토하기 위하여 속성수종인 현사시나무를 공시수종으로 하여 alkaline peroxide를 사용하여 탈리그닌화의 적정조건을 규명하였던 바, 25$^{\circ}C$에서 100시간 동안 1% $H_2O_2$(pH 11.5)로 반응시킨 것이 당화율과 분해율이 가장 높았다. 이 조건하에서 생산된 당은 주로 glucose and xylose로 구성돼 있으며, 당화효율과 분해율 무처리재에 비해 각각 260%와 350%의 증가를 나타냈으며, 이같은 조건은 1% NaOH와 20% Peracetic acid로 전처리한 목분의 그것과 대비될만한 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.112.1-112.1
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• 2011

쌀을 주식으로 하는 우리나라의 여건상 연간 추정치로 싸라기 약 12만톤, 미강 약 49만톤, 왕겨 약 79만톤의 벼 도정 부산물이 발생하고 있다. 본 연구에서는 벼 도정 부산물 중 비식량 자원인 왕겨를 대상으로 고효율 효소 당화를 위한 바이오매스 전처리 방법을 탐색하였다. 왕겨 원시료의 초기 조성은 셀룰로스 34.5%, 헤미셀룰로스 20.5%, 리그닌 25.3%, 회분 14.6%로 나타났는데, 억새 등 초본계 바이오매스와 비교하여 특이하게 높은 성분은 회분으로 이는 벼에 대한 규산질 비료의 시용에서 기인한 것이다. 바이오매스 전처리에 많이 사용되는 암모니아, 희황산 용매와 규산염에 침식성을 가지는 가성소다 용매를 이용하여 각 용매별 단독 및 알칼리-산 복합 처리 하였을 때 효소 가수분해 효율, 고상시료 성분변화 등을 상호 비교하였다. 예비실험을 통하여 암모니아 처리조건은 15%(w/w) $150^{\circ}C$ 20분, 가성소다 처리조건은 1.5%(w/w) $150^{\circ}C$ 20분, 희황산 처리조건은 1.0%(w/w) $150^{\circ}C$ 10분으로 설정하였다. 암모니아 단독, 희황산 단독, 암모니아-희황산 복합 처리 시료의 효소 가수분해 효율은 각각 37.8%, 39.1%, 42.8%로 약 40%선에서 큰 차이가 없었다. 반면 가성소다 단독, 가성소다-희황산 복합 처리시료의 효소 가수분해 효율은 각각 62.7%, 82.8%로 나타나 앞선 3가지 처리방법 대비 50%, 100%에 가까운 효소 가수분해 효율 향상을 보였다. 이 때 전처리 고상시료의 성분 변화를 살펴보면 회분 함량에서 큰 차이를 보였는데 암모니아 단독, 가성소다 단독, 희황산 단독, 암모니아-희황산 복합, 가성소다-희황산 복합 처리에서 각각 47.8%, 77.1%, 43.5%, 55.8%, 94.7%의 회분 성분 기각률(rejection rate)을 나타냈다. 이는 왕겨 효소 가수분해 효율의 최대 저해요인이 회분임을 추정할 수 있다. 왕겨 전처리 알칼리 용매는 암모니아보다 가성소다가 더 효과적이었고 희황산 복합 처리시 그 효과가 크게 상승하였다. 따라서 규산염(회분) 함량이 높은 바이오매스는 고온 고압 조건에서 가성소다 용액으로 처리한 후 그 고상분을 희황산 용액으로 복합 처리하는 시스템이 효소 당화 증진에 매우 유리함을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제43권3호
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• pp.315-320
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• 2011

Germ본 연구는 GABA 함량이 높은 발아보리 제조조건을 선정하고, 발아보리를 이용한 고추장 당화물의 품질특성을 분석하였다. 수침온도(5, 15 및 $25^{\circ}C$)에 관계없이 수침시간이 경과함에 따라 보리의 수분흡수율은 증가하고 수침용액의 pH는 감소하였으며, 25에서 수분흡수율(33.46-59.86%)과 pH의 변화(6.37-5.56)가 가장 크게 나타났다. 보리의 GABA 함량은 $25^{\circ}C$, 20시간 수침 시켰을때 11.90mg/100g으로 가장 높았다. 수침 후 발아조건(5, 15 및 $25^{\circ}C$, 0-72 h)별 보리의 GABA 함량에 있어서는 $5^{\circ}C$에서 36시간 발아시켰을 때 15.06 mg/100g으로 가장 높아 원맥보다 GABA 함량이 약 7.4배 증가하였다. 전분질원으로서 찹쌀, 보리 또는 발아 보리 첨가에 관계없이 모든 고추장 당화물의 pH는 당화기간 동안 감소하였고, 산도, 아미노태 질소 함량 및 암모니아태 질소 함량은 증가하였다. 고추장 당화물의 GABA 함량도 전분질원 종류에 관계없이 당화기간이 경과함에 따라 증가되었고, 발아보리 첨가 당화물의 GABA 함량이 11.89mg/100g으로 가장 높았다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권3호
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• pp.267-273
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• 2013

본 연구에서는 메밀을 효소처리를 통해 당화시킨 후, 첨가량을 달리하여 발효유에 첨가하고 휘발성 향기성분과 발효특성을 비교하였다. 휘발성 향기성분은 HS-SPME기법을 이용하여 GC-FID와 GC-MS로 분석하였고, 발효특성은 24시간 발효시키는 동안 6시간 주기로 pH와 적정산도를 측정하였으며, 24시간 발효시킨 후 점도와 색도, 생균수를 측정 및 비교하였다. Ketone류와 acid류가 주로 동정되었는데 메밀 당화 용액의 첨가량이 증가할수록 발효유와 같은 유제품에서 전형적인 버터 향을 내는 diacetyl과 크림 향과 fresh함을 부여하는 2-heptanone, 산패취를 내는 butanoic acid가 증가하였고, 식초 향을 강하게 내는 acetic acid와 acetone 향을 내는 2-butanone이 감소하였다. 따라서 메밀을 당화시켜 발효유에 첨가함으로써 향기품질이 개선되었다고 판단할 수 있었고, 그 원인으로는 미생물학적 요인이 가장 크며 이에 대한 심도 깊은 연구가 필요하다고 판단된다. 메밀 당화 용액의 첨가량이 증가할수록 pH는 발효 6시간 후 까지 급격하게 감소하는 경향을 보이다가 이후에는 완만히 감소하였고, 적정산도는 그와 역으로 유사하게 발효 6시간 후까지 급격하게 증가하는 경향을 보이다가 이후에는 완만하게 증가하였다. Curd의 주성분인 casein이 상대적으로 적어졌기 때문에 점도는 메밀 당화 용액의 첨가량이 증가할수록 현저하게 감소하는 경향을 보였다. 색도는 명암을 나타내는 L값만이 유의적인 차이를 보이며 감소하여 색이 진해졌다는 것을 알 수 있었고, 메밀 당화 용액의 첨가량이 증가함에 따라서 생균수가 증가하는 경향을 보였다. 이는 메밀을 당화하여 얻을 수 있는 포도당과 기존에 다량 존재하는 식이섬유로 인해 유산균의 생육이 촉진된 것으로 판단되었다. 즉 본 실험을 통하여 메밀 당화 용액의 첨가량이 증가함에 따라 발효유의 발효특성의 차이가 있음을 확인하였고 또한 메밀 발효유의 향기품질을 향상시키는데 도움을 줄 수 있음을 확인하였다.