• 제목/요약/키워드: cellulase

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순수 섬유소에 대한 고농도 당화공정의 동력학적 모사 (Kinetic Modeling of the Enzymatic Hydrolysis of $\alpha$-Cellulose at High Sugar Concentration)

  • 오경근;정용섭홍석인
    • KSBB Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.151-158
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    • 1996
  • 섬유소는 효소에 의한 가수분해에 의하여 유용한 화학물질이냐 연료 등으로 전환될 수 있다. 그러나 효소가 온도나 전단응력에 의해 쉽게 비활성화 되고 생성물인 당에 의한 억제 효과가 심각하기 때문에 효과적인 당화공정이 이루어지지 못하는 실정이다. 본 실험에서는 섬유소 가수분해에서의 두 효소, 즉 셀룰라아제 와 ${\beta}$-glucosidase의 통력학적 특정틀 을 이해하고, 생성물 억제영향 빛 효소의 비활성화 를 관찰하여, 섬유소의 고농도 당화 공정에 적용가 능한 통력학적 이론을 규명하고자 하였다. 셀룰라아제 벚 ${\beta}$-glucosidase는 다양한 통력학적 특정들을 보였으며, 반응기내에 5gN 의 포도당이 존재하여도 $\beta$glucosidase의 역가가 70% 이상 감소하는 것으로 나타나, 포도탕에 의한 ${\beta}$-glucosi­d dase의 억 제 영향이 가장 심각한 것으로 나타났다. 또한 셀로바이오스의 농도가 109/p 일때 역시 셀롤 라야제의 역가가 약 70% 감소하였다. ${\beta}$-glucosi dase의 경우 셀룰라아제와 비교하여 약 1.6배 정도 비활성화에 더 민강한 것으로 밝혀졌다. 당화 공정 모사 결과는 대체척으로 신뢰할 수 있는 범위의 결 과를 얻었으며, 가수분해가 진행되는동안 실험결과 와 모사에 의한 계산값은 잘 일치하였다.

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β-Glucosidase 활성이 있는 균주 Bacillus Strains를 접종해 제조한 Soy Grits 청국장의 품질 특성 (Changes in Biological Qualities of Soy Grits Cheonggukjang by Fermentation with β-Glucosidase-Producing Bacillus Strains)

  • 이경하;최혜선;황경아;송진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.702-710
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    • 2016
  • 본 연구는 ${\beta}$-glucosidase 활성이 있는 Bacillus subtilis HJ18-9와 HJ25-8, 두 가지 균주를 혼합한 HJ18-9+HJ25-8의 3가지 균주를 스타터로 접종하여 발효시킨 soy grits 청국장의 품질 특성과 isoflavone의 함량을 측정하였다. 환원당을 유리하는 데 관여하는 ${\alpha}$-amylase 효소 활성의 경우 두 가지 균주를 혼합한 HJ18-9+HJ25-8을 접종해 발효한 시료에서 다른 시료와 비교하였을 때 높은 활성을 보였다. 청국장의 단백질을 분해하여 특유의 구수한 맛 성분을 유리하는 protease 활성의 경우 HJ25-8, HJ18-9+HJ25-8, HJ18-9의 순으로 높은 활성을 나타내었다. 또한 아미노태 질소와 암모니아태질소의 함량은 HJ25-8을 접종해 발효한 SG 청국장에서 높았으며, 청국장 isoflavone 비배당체 함량은 HJ18-9+HJ25-8의 $272.40{\pm}2.04{\mu}g/g$에 비해 HJ18-9와 HJ25-8 접종구에서 $697.03{\pm}9.46$, $683.10{\pm}2.05{\mu}g/g$으로 높았다. ${\beta}$-glucosidase 활성이 있는 두 가지 균의 혼합으로 isoflavone aglycone 함량의 전환율을 더 높일 수 있는 시너지 효과를 기대했으나 단일 균주로 접종하여 발효했을 때 더 높은 aglycone 함량을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 청국장 제조에 알맞은 균주를 개발 평가하여 청국장 가공품 개발의 기초연구가 되고자 하였다.

알칼리처리에 따른 미더덕 껍질의 이화학적 특성 (Characterization of Styela clava Tunic after Alkaline Treatment)

  • 김민정;김원백;황지회;김수애;김보람;구경윤;손홍주;황대연;정영진;이희섭
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.690-695
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    • 2016
  • 본 연구에서는 미더덕 껍질(SCT)의 전처리과정에 사용되는 수산화나트륨을 농도별로 처리하여 알칼리처리에 따른 SCT 셀룰로오스의 물리화학적 특성 및 효소학적 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알칼리처리 한 SCT를 주사전자현미경으로 분석한 결과 알칼리처리에 의해 표면에 농도 의존적으로 상당히 많은 손상을 초래하는 것을 확인할 수 있었으며, X-선 회절 분석을 통한 결정화도의 분석으로 알칼리처리에 따라서 SCT 셀룰로오스의 결정화도가 증가함을 알 수 있었다. Celluclast를 이용한 효소의 초기반응에서는 알칼리처리에 따른 SCT 표면 손상과 효소반응이 밀접한 관계가 있었으나 장시간 동안 완전분해를 하는 경우에는 알칼리처리로 인한 결정화도의 증가로 인해 분해되지 않고 남는 SCT가 많음을 확인할 수 있었다. 따라서 SCT의 전처리 시에 알칼리 사용을 최대한 적게 사용하거나 결정화도를 감소시킬 수 있는 대체 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

근적외선분광법을 이용한 옥수수 사일리지의 소화율 및 에너지 평가 (Prediction of the Digestibility and Energy Value of Corn Silage by Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

  • 박형수;이종경;이효원;김수곤;하종규
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.45-52
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    • 2006
  • 본 시험의 목적은 옥수수 사일리지의 소화율 및 에너지가치를 신속하고 정확하게 평가하는 방법으로서 근적외선분광법(NIRS)의 이용성을 확대하고 동시에 더욱 정확한 검량식을 유도하기 위하여 수행되었다. 112점의 옥수수 사일리지 시료를 이용하여 근적외선분광기를 이용하여 스펙트럼을 수집하였다. 검량기법은 변형부분 최소자승회귀법(MPLS), 산란보정법은 SNV-D 또한 1,4,4,1 수처리 방법을 이용하여 검량식을 작성하였다. 옥수수 사일리지의 소화율 측정방법에 따른 근적외선분광법의 예측 능력은 IVDMD, IVTD 및 CDMD 함량에서 각각 $SEP=1.57% (R^2v=0.70),\;SEP=1.13%(R^2v=0.73)$$SECV=1.74%\;(R^2v=0.77)$로 나타났으며 에너지 가치를 예측하기 위한 검량식 작성 및 검증 결과는 TDN, NEL 및 ME 함량에서 각각 SECV=0.69% $(R^2v=0.85)$, SECV=0.02% (R2v=0.88) 및 SECV=0.02% $(R^2v=0.88)$로 비교적 양호한 결과를 나타냈다.

수수 X 수단그라스 교잡종의 생육특성, 사초 수량 및 품질 비교 (Comparison of Agronomic Characteristics, Forage Yield and Quality of Sorghum X sudangrass Hybrid)

  • 김종덕;권찬호;김호중;박진길;이병생;빙기선;문승태
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.297-302
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    • 2002
  • 본 시험은 수단그라스 품종의 생육특성, 사료수량 및 품질을 비교하기 위하여 2001년 연암축산원예대학의 부속시험농장에서 수행하였다. 시험에 이용한 품종은 농협중앙회의 추천 품종으로 출수형 품종인 'SXl7' 및 '877F'과 비출수형 품종인 'TE Evergreen' 및 'Turbo 9'을 공시하였다. 수단그라스 품종의 당도는 출수형 품종인 SXl7 및 877F 품종이 비출수형인 TE Evergreen 및 Turbo 9 품종보다 높았다. 내병성과 내충성은 공시품종 모두가 높았으나, 내도 복성은 SXl7 품종이 가장 높았다. 수단그라스의 건물 및 TDN 수량은 출수형이 비출수형보다 높았다. 공시품종 중에서 건물 및 TDN 수량이 가장 많은 품종은 877F 품종으로 각각 21,007 및 12,276㎏/ha 였다. 조단백질 함량은 Turbo 9 품종이 10.5%로 다른 품종보다 높았다. ADF 함량은 비출수형 품종이 출수형 품종보다 높았으나, ADF 및 ADL 함량은 출수형이 비출수형 품종보다 높았다. TDN 함량은 비출수형이 출수형 품종보다 높았다. CDOMD도 비출수형이 출수형 품종보다 높았다. 이상의 시험결과를 볼 때 생육특성과 사료수량은 출수형 품종이 비출수형 품종보다 우수하였으며, 사초의 품질은 비출수형이 출수형보다 우수하였다.

합성배지(合成培地)에서 Pleurots속(屬)이 생산(生産)하는 섬유소(纖維素) 분해효소(分解酵素)에 관한 연구(硏究)(제1보)(第1報) -탄소원(炭素源)과 질소원(窒素源)의 영향(影響)- (Studies on Cellulolytic Enzymes Produced by Pleurotus spp. in Synthetic Medium( I ) -Effects of Carbon and Nitrogen Sources-)

  • 홍재식;이종배;고무석;김정숙;이극노;김명곤
    • 한국균학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.213-219
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    • 1985
  • 8개의 Pleurotus spp.를 합성배지(合成培地)에 배양(培養)하여 섬유소분해효소(纖維素分解酵素) 생산력(生産力)이 제일 강하고 균사생육(菌絲生育)이 양호(良好)한 균사(菌絲)를 선별(選別)하여 배양기간(培養期間) 및 탄소원(炭素源), 실소원(室素源)의 영향(影響)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 섬유소분해효소(纖維素分解酵素) 생산력(生産力)이 강한 균주(菌株)로 Pleurotus sajor-caju JAFM 1017을 선별(選別)하였다. Avicelase와 CMCase활성(活性)은 10일(日) 배양(培養)하였을때 최대치(最大値)를 보였으며 ${\beta}-glucosidase$ 활성(活性)은 19일(日) 배양(培養)하였을 때가 가장 높았다. 탄소원(炭素源)중에서 avicelase와 ${\beta}-glucosidase$ 생산(生産)은 cellulose power를, CMCase 생산(生産)은 Na-CMC를 첨가(添加)하였을 때가 가장 좋았다. 효소생산(酵素生産)은 cellulose powder 1.0%에서 가장 양호(良好))하였으며 glucose는 농도(濃度)의 증가(增加)에 따라 현저하게 감소(減少)되었다. 효소생산(酵素生産)에 양호(良好)한 실소원(室素源)은 urea였고 아실산성(亞室酸性) 실소(室素)는 효소생산(酵素生産)을 억제(抑制)하였으며 효소생산(酵素生産)에 적당(適當)한 urea의 농도(濃度)는 0.054%였다.

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The importance of NIR spectroscopy in the estimation of nutritional quality of grains for ruminants

  • Flinn, Peter C.
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1612-1612
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    • 2001
  • The production of grain for export and domestic use is one of Australia's most important agricultural industries, and the NIR technique has been used extensively over many years for the routine monitoring of grain quality, particularly moisture and protein content. Because most Australian grain is intended for human food production, the determinants of grain quality for livestock feed, apart from protein, have been largely ignored. However the increasing use of grain for feeding to pigs, poultry, beef cattle and dairy cows has led to an important national research project entitled “Premium Grains for Livestock”. Two of the objectives of this project are to determine the compositional and functional characteristics of grains which influence their nutritional quality for the various classes of livestock, and to adopt rapid and objective analytical tests for these quality criteria. NIR has been used in this project firstly to identify a set of grain samples from a large population of breeders' lines which showed a wide spectral variation, and hence a potentially wide variation in nutritional value. The selected samples were not only subjected to an extensive array of chemical, physical and in vitro analyses, but also were grown out to produce sufficient quantities of grain to feed to animals in vivo studies. Additional grains were also strategically selected from farms in order to include the effect of weather damage, such as rain, drought and frost. In this study to date, NIR calibrations have been derived or attempted, on both ground and whole grains, for in vivo dry matter digestibility (DMD), pepsin-cellulase dry matter disappearance, protein, fat, acid detergent fibre, neutral detergent fibre, starch, in sacco DMD and in vitro assays to simulate starch digestion in the lumen and small intestine. Results so far indicate high calibration accuracy for chemical components (SECV 0.3 to 2.6%) and very promising statistics for in vivo DMD (SECV 1.8, $R^2$ 0.93, SD 7.0, range 61.9 to 92.3, n=60). There appears to be some potential for NIR to estimate some in vitro properties, depending upon the accuracy of reference methods and appropriate sample populations. Current work is in progress to extend the range of grains with in vivo DMD values (a very laborious and expensive process) and to increase the robustness of the various NIR calibrations, with the aim of implementing uniform testing procedures for nutritional value of grains throughout Australia.

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버섯부산물유래 가수분해효소분비 박테리아의 분리 및 동정 (Isolation and Identification of Hydrolytic Enzyme-producing Bacteria from Spent Mushroom Substrate)

  • 김영일;정세형;석준상;양시용;허정원;곽완섭
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권5호
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    • pp.713-720
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    • 2008
  • 본 연구는 톱밥주원료 버섯부산물의 효과적 사료화를 위한 균주개발을 목적으로 버섯부산물로부터 섬유소분해력이 높은 고온성 균주를 분리 동정하고 균주생산을 위한 배지의 최적화 조건을 도출하고자 실시하였다. Xylanase와 CMCase 활력이 상대적으로 우수한 것으로 선발된 고온성 균은 3, 201-7번으로서 동정한 결과 Bacillus spp.에 속하는 균주로 B. subtilis KU3, B. subtilis KU201-7로 각각 명명하였다. 균주생산을 위한 최적 액상배양조건에 있어서 B. subtilis KU3은 질소원으로 yeast extract 3%(w/v)에서, 탄소원으로 maltose 1%(w/v)에서 성장이 가장 좋았다. B. subtilis KU201-7은 질소원으로 yeast extract 0.5%(w/v)에서, 탄소원으로 CMC 0.5%(w/v)에서 성장이 가장 좋았다.

토착미생물별 가축분 퇴비화 과정중 생물화학적 특성 변화 (Changes of Biological and Chemical Properties during Composting of Livestock Manure with Isolated Native Microbe)

  • 한효심;이경동
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.1126-1135
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    • 2012
  • 다양한 기능을 가진 토착미생물을 분리 동정 후 퇴비화에 적용하여 우수한 기능성을 가진 발효퇴비를 제조하고자 하였다. 7개의 우수 토착미생물을 주축으로 3개의 발효퇴비를 제조하여 생리활성을 조사한 결과, 대두의 발아율 증가, 섬유소, 키틴, 단백질 분해 등의 생리활성이 대조구보다 뛰어나고, 오옥신 생산량이 유의적으로 증가하였다. 퇴비중 암모니아 가스와 휘발성 지방산 함량 역시 2차 발효가 시작되는 20일까지 함량 감소가 있었고, 대두의 건물수량이 증가함을 확인하였다. 또한 식물보호제 분해시험에서도 유의적인 분해율이 있었고, 중금속 함량 역시 유의적으로 감소하였다. 따라서 토착미생물의 다 기능적 활성을 활용한 발효퇴비의 제조는 기존보다 더 향상된 발효퇴비를 농업생산 환경에 적용할 수 있을 것이다.

고추역병균 Phytophthora capsici를 방제하는 길항균주 Bacillus megaterium KL39의 선발과 길항물질 (Purification and Characteriztion of an Antifungal Antibiotic from Bacillus megaterium KL 39, a Biocontrol Agent of Red-Papper Phytophtora Blight Disease.)

  • 정희경;김상달
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.235-241
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    • 2003
  • 항진균성 항생물질에 의한 고추역병의 생물방제에 관한 연구를 위하여 지역 경작지에서 고추역병균 P. capsici 생육을 저해는 다기능의 강력한 길항세균을 선발하였다 선발된 균주는 배양학적, 생리학적, 생화학적 실험과 AEI(CHB50) 및 Biolog(Microlog 4.01C) 시스템을 이용하여 동정한 결과 B. megaterium와 97%이상 일치하여 최종적으로 선발된 길항세균을 B. megaterium KL 39로 명명하였다. B.megaterium KL 39의 P. capsic에 대한 길항은 열에 안정하고 n-BuOH에 추출이 되는 저분자성 항생물질과 용매에 추출되지 않은 열에 약한 고분자성의 식물병원균 세포벽 가수분해효소인 cellulase에 의한 것으로 확인되었다. 길항균주 B.megaterium KL 39가 생산하는 항진균성 항생물질은 P.capsici의 포자발아와 균사성장에 큰 영향을 미쳤으며 0.4% fructose, 0.3% yeast extract, 5 mM KCI (pH 8.0)을 포함한 배지에서 3$0^{\circ}C$, 40시간 배양하였을 때 그 생산성이 최대치를 나타내었다. Diaion HP-20 column, silica gel column, Sephadex LH-20 column과 HPLC에 의해 항생물질을 정제하였으며 정제된 항생물질은 TLC plate상에서 Ethanol:Ammonia:Wate.(8:1:1)로 전개한 결과 RF value가 0.32를 나타내었으며, 단일물질로 정제된 항생물질을 KL39로 명명하였다. 선발된 길항미생물 E. megaterium KL 39와 정제된 항생물질 KL39를 가지고 고추를 기주식물로 하여 in vivo pot시험 결과 고추역병균 P.capsic게 의해 유발되는 고추역병에 대한 길항력으로 두 가지 모두 고추역병 방제력이 있음을 식물실험에서 확인할 수 있었다.