• 한국농공학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.55-63
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• 2013

This study investigates the trends and uncertainty of the impacts of climate change on paddy rice production in the Geumho river basin. The Long Ashton Research Station stochastic Weather Generator (LARS-WG) was used to derive future climate data for the Geumho river basin from 15 General Circulation models (GCMs) for 3 Special Report on Emissions Scenarios (SRES) (A2, A1B and B1) included in the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 4th assessment report. The Food and Agricultural Organization (FAO) AquaCrop, a water-driven crop model, was statistically calibrated for the 1982 to 2010 climate. The index of agreement (IoA), prediction efficiency ($R^2$), percent bias (PBIAS), root mean square error (RMSE) and a visual technique were used to evaluate the adjusted AquaCrop simulated yield values. The adjusted simulated yields showed RMSE, NSE, IoA and PBIAS of 0.40, 0.26, 0.76 and 0.59 respectively. The 5, 9 and 15 year central moving averages showed $R^2$ of 0.78, 0.90 and 0.96 respectively after adjustment. AquaCrop was run for the 2020s (2011-2030), 2050s (2046-2065) and 2090s (2080-2099). Climate change projections for Geumho river basin generally indicate a hotter and wetter future climate with maximum increase in the annual temperature of $4.5^{\circ}C$ in the 2090s A1B, as well as maximum increase in the rainfall of 45 % in the 2090s A2. The means (and ranges) of paddy rice yields are projected to increase by 21 % (17-25 %), 34 % (27-42 %) and 43 % (31-54 %) for the 2020s, 2050s and 2090s, respectively. The A1B shows the largest rice yield uncertainty in all time slices with standard deviation of 0.148, 0.189 and $0.173t{\cdot}ha^{-1}$ for the 2020s, 2050s and 2090s, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.70-79
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• 2022

Biodiesel production has attracted attention as a sustainable source of fuel and is a competitive alternate to diesel engines. The glycerol that is produced as a by-product is generally discarded as waste and can be converted to green chemicals such as acetins to increase bio-diesel profitability. Acetins find application in fuel, food, pharmaceutical and leather industries. Batch experiments and analysis have been previously conducted for synthesis of acetins using glycerol esterification reaction aided by sulfated metal oxide catalysts (SO₄^2-/CeO₂-ZrO₂). The aim of this study was to optimize process parameters: effects of mole ratio of reactants (glycerol and acetic acid), catalyst concentration and reaction temperature to maximize glycerol conversion/acetin selectivity. The optimum conditions for this reaction were determined using response surface methodology (RSM) designed as per a five-level-three-factor central composite design (CCD). Statistica software 10 was used to analyze the experimental data obtained. The optimized conditions obtained were molar ratio - 1:12, catalyst concentration - 6 wt.% and temperature -90 ℃. A packed bed reactor was fabricated and column studies were performed using the optimized conditions. The breakthrough curve was analyzed.

• Journal of Ginseng Research
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• 제30권3호
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• pp.117-127
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• 2006

본 연구에서는 정관장 홍삼의 물(water) extract, 식용발효 주정 extract 및 홍삼 추출물로부터 분리 제조한 crude saponin을 이용하여 면역반응을 매개하는 수지상세포의 활성 효과에 대하여 알아보았다. 그 결과 홍삼시료 중, crude saponin $100\;{\mu}g/ml$을 처리하였을 때 수지상세포의 세포표면 분자인 MHC class II, CD40, CD80, CD86의 발현이 증가하였으며, phagocytosis는 감소하였다. 또한 홍삼시료를 처리한 수지상세포와 allogeneic T세포를 함께 배양하였을 때, 홍삼시료의 물 extract, 식용발효주정 extract, crude saponin 모두 allogeneic T세포의 증식반응을 유도하였고, IL-2와 $IFN-{\gamma}$의 생산량을 증가시키는 것을 확인하였다. 또한 $CD4^+$ syngeneic T세포와 $CD8^+$ syngeneic T세포의 반응에서도 T세포의 증식반응을 높게 유도하였으며, $CD4^+$ syngeneic T세포에서 IL-2와 $IFN-{\gamma}$의 생산량을 증가시키고, $CD8^+$ syngeneic T세포에서는 $IFN-{\gamma}$ 생산량을 증가시키는 것을 확인하였다. 이상의 결과로 crude saponin의 경우 수지상세포 의 세포표면 공동자극분자의 발현을 유도하고 성숙을 유도함으로써 T세포의 활성을 증진시키는 것으로 생각되며, 물 extract와 식용발효주정 extract는 crude saponin과는 다른 기작으로 T세포 활성화를 유도하는 것을 알 수 있었다. 따라서 실험에 사용한 홍삼시료, 즉 물 extract, 식용발효주정 extract, crude saponin 모두 수지상세포의 활성을 유도하는 물질로써 암항원 특이적 T세포 활성화를 이용한 항암치료에 이용할 수 있는 가능성이 있다고 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권2호
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• pp.173-178
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• 2009

연속식 효소적 에스테르 교환반응을 이용하여 무-트랜스 유지를 제조하기 위한 체계적이고 입체적인 최적조건을 확립하기 위하여 3가지 독립변수($X_1$: 원료유지 중 FHCO 함량(%), $X_2$: 반응온도($^{\circ}C$), $X_3$: 기질의 흐름속도(mL/min))를 선정하여 RSM을 통해 각각의 독립변수에 대한 종속변수인 TS 전환율(Y)을 표현한 회귀방정식은 Y = 93.1146$(X_3)^2$+ 3.2387($X_1$) ($X_3$) + 2.6038($X_2$) ($X_3$)으로 나타났다. 이 방정식을 이용하여 정준분석을 이행한 결과 35%(w/w)의 FHCO를 함유한 원료유지를 사용하고 PBEB 내에서 68.67$^{\circ}C$의 온도 하에서 원료유지와 효소가 충분히 접촉할 수 있도록 0.63 mL/min의 흐름속도로 연속식 공정을 수행하면 TS 전환율이 극대화 되는 것으로 나타났다. 한편, 트랜스 지방의 함량이 높은 유지를 대체하되 실제 산업체 현장에서 생산되는 기존의 유지를 대체하기 위해서는 TS 전환율 뿐만 아니라 효소적으로 생산된 에스테르 교환 유지의 SFC 경향을 기존 유지의 결과와 비교하는 작업이 필요한데, 이때 비교대상의 기존 유지로는 트랜스 지방 함량 및 이화학적 물성 측면에서의 예비실험 결과 대체 가능성이 가장 높은 크림용 마가린(margarine)을 선정하였으며, 이러한 기존의 유지를 대체할 수 있는 무-트랜스 유지를 제조하기 위하여 SFC 경향 및 TS 전환율을 동시에 고려한 연속식 효소적 에스테르 교환반응의 최적조건을 확립하였으며, 최적조건은 42.83%(w/w)의 FHCO와 57.17%(w/w)의 SO가 혼합된 원료유지를 기질로 사용하며 PBEB 내에서의 반응온도는 64.72$^{\circ}C$이고, 효소와 원료유지가 극대로 접촉하여 효소적 에스테르 교환이 이루어질 수 있도록 기질의 흐름속도를 0.40 mL/min으로 각각 유지하는 것으로 판명되었다. 이상의 최적조건 하에서 연속식 효소적 에스테르 교환반응에 의해 제조된 유지의 SFC 경향을 분석하되 기존의 크림용 마가린의 경우와 비교한 결과 유의적으로 유사함을 확인하였으며, 이로써 본 논문에 의해 생산된 유지는 크림용 마가린을 성공적으로 대체할 수 있는 것으로 판단하였다. 또한, 반응온도를 60$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$로 각각 설정하여 2 단계로 분리한 PBEB에서의 TS전환율 변화를 측정한 결과, 반응 30일 경과시점까지 66%이상의 TS전환율을 유지하였으며(효소활성 반감기=약 30일 이상), 단일단계의 반응온도 실험(효소활성 반감기=약 15일)과 비교 시 반감기를 두 배 이상 연장할 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.680-685
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• 2015

이전에 토양으로부터 cellulase와 xylanase 생산 균주로 단리하였다. 단리한 균주 유래의 16S rRNA 유전자 및 API 50 kit를 분석한 결과 Bacillus subtilis와 약 99.5%의 높은 상동성을 보였기에 본 균주를 B. subtilis NC1으로 명명하였다. Bacillus subtilis NC1 균주 유래 cellulase와 xylanase 유전자를 cloning 하여 유전자 배열을 규명하였다. 또한, 두 효소의 아미노산 배열을 이용하여 상동성을 검토한 결과 cellulase는 Glycoside hydrolase family (GH) 5 그리고 xylanase는 GH30에 속하는 효소임을 밝혔다. 본 연구에서는 B. subtilis NC1 의 cellulase 생산을 위한 배지성분의 최적 농도를 결정하기 위해 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 기반으로 한 반응표면 분석법(Response Surface Methodology) 을 수행하였다. 세가지 독립변수로는 tryptone, yeast extract, 그리고 NaCl이 조사되었다. 반응값에 대하여 분산분석을 실시한 결과 결정계수(R²)는 0.96이었으며 전체 모델에 대한 유의확률이 0.0001로 매우 높은 유의성을 지님을 확인하였다. 반응표면분석법을 통하여 얻어진 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 위한 최적화 배지의 각 변수 농도는 tryptone 2.5%, yeast extract 0.5%, 그리고 NaCl 1.0%로 예측 되었다. 최적화 배지에서의 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 검증한 최적화를 실시하기 이전인 대조구의 cellulase 활성 0.5U/ml와 비교하면 24% 활성이 향상된 0.62U/ml의 높은 활성을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권5호
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• pp.718-731
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• 2018

The beneficial effects of lactic acid bacteria (LAB) have been intensively investigated in recent decades with special focus on modulation of the host intestinal microbiota. Numerous discoveries of effective probiotics are driven by a significantly increasing demand for dietary supplements. Consequently, technological advances in the large-scale production and lyophilization are needed by probiotic-related industries for producing probiotic LAB for commercial use. Our study had a dual objective, to determine the optimum growth medium composition and to investigate appropriate cryoprotective additives (CPAs) for Lactobacillus salivarius, and compare its responses with other Lactobacillus species. The one-factor-at-a-time method and central composite design were applied to determine the optimal medium composition for L. salivarius cultivation. The following composition of the medium was established (per liter): 21.64 g maltose, 85 g yeast extract, 1.21 ml Tween 80, 6 g sodium acetate, $0.2g\;MgSO_4{\cdot}7H_2O$, $0.02g\;MnSO_4{\cdot}H_2O$, $1g\;K_2HPO_4$, $1.5g\;KH_2PO_4$, $0.01g\;FeSO_4{\cdot}7H_2O$, and 1 g sodium citrate. A cryoprotective additive combination comprising 10% (w/v) skim milk and 10% (w/v) sucrose supplemented with 2.5% (w/v) sodium glutamate was selected for L. salivarius, and its effectiveness was confirmed using culture-independent methods in the freeze-dried cells of the Lactobacillus strains. In conclusion, the optimized medium enhanced the species-specific cultivation of L. salivarius. On the other hand, the cryoprotective effects of the selected CPA mixture may also be dependent on the bacterial strain. This study highlights the necessity for precise and advanced processing techniques for large-scale production of probiotics in the food and feed industries.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권2호
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• pp.129-135
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• 2010

본 논문은 한국인삼의 추출물 제조 시 부수적으로 생산되는 유출액에 의한 환경오염을 방지하고 나아가 이들로부터 고부가가치의 생리활성물질을 유출액에서 생육이 우수한 균류로부터 생산한 논문이다. 유출액에서 생육이 좋았던 Hansenula anomala KCCM 11473으로부터 5'-ribonucleotide 생산 최적 조건은 세포현탁액의 pH를 5.0으로 하고 $55^{\circ}C$에서 24시간 자기소화 시키는 조건이다. 또한 생육이 좋았던 Saccharomyces cerevisiae는 유출액 배지에서 배양 중 약리 성분이 Ginsenoside-Rg3를 고형물 1 g당 0.033 mg을 생성하였다. Mucor miehei KCTC 6011을 유출액에 접종하여 $25^{\circ}C$에서 84시간 배양했을 때 균체 건물 g당 120 mg의 키토산을 생성하였다.

• Animal Bioscience
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• 제35권3호
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• pp.399-409
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• 2022

Objective: Follicle-stimulating hormone (FSH) is the central hormone involved in mammalian reproduction, maturation at puberty, and gamete production that mediates its function by control of follicle growth and function. The present study investigated the mutations involved in the regulation of FSH receptor (FSHR) activation. Methods: We analyzed seven naturally-occurring mutations that were previously reported in human FSHR (hFSHR), in the context of equine FSHR (eFSHR); these include one constitutively activation variant, one allelic variant, and five inactivating variants. These mutations were introduced into wild-type eFSHR (eFSHR-wt) sequence to generate mutants that were designated as eFSHR-D566G, -A306T, -A189V, -N191I, -R572C, -A574V, and -R633H. Mutants were transfected into PathHunter EA-parental CHO-K1 cells expressing β-arrestin. The biological function of mutants was analyzed by quantitating cAMP accumulation in cells incubated with increasing concentrations of FSH. Results: Cells expressing eFSHR-D566G exhibited an 8.6-fold increase in basal cAMP response, as compared to that in eFSHR-wt. The allelic variation mutant eFSHR-A306T was not found to affect the basal cAMP response or half maximal effective concentration (EC₅₀) levels. On the other hand, eFSHR-D566G and eFSHR-A306T displayed a 1.5- and 1.4-fold increase in the maximal response, respectively. Signal transduction was found to be completely impaired in case of the inactivating mutants eFSHR-A189V, -R572C, and -A574V. When compared with eFSHR-wt, eFSHR-N191I displayed a 5.4-fold decrease in the EC₅₀ levels (3,910 ng/mL) and a 2.3-fold decrease in the maximal response. In contrast, cells expressing eFSHR-R633H displayed in a similar manner to that of the cells expressing the eFSHR-wt on signal transduction and maximal response. Conclusion: The activating mutant eFSHR-D566G greatly enhanced the signal transduction in response to FSH, in the absence of agonist treatment. We suggest that the state of activation of the eFSHR can modulate its basal cAMP accumulation.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권1호
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• pp.1-7
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• 2017

Made using a natural mixed starter of lactic acid bacteria and yeast, Koumiss is a slightly alcoholic fermented mare's milk beverage, and a traditional drink of the nomadic populations of Central Asia. Cichorium intybus L. (chicory) is a sedative with potential cardioactive properties, and its oligosaccharides are beneficial in maintaining healthy gastrointestinal flora. Hence, in this study, we have generated a functional Koumiss containing two different concentrations of chicory. After fermentation of the Koumiss premix, the TA increased to 0.85~0.88%, and the pH decreased to ~4.3. The addition of either concentration of chicory had no significant effect on pH and TA. However, the taste, flavor, color, texture, and overall acceptability decreased in proportion to the added amount of chicory. This study has provided the first data on Koumiss supplemented with chicory. The results could be useful in developing high-quality Koumiss with functional activity using chicory, and allowing large-scale industrial production. Further studies are needed to determine if chicory root extract is beneficial for lifestyle-related diseases.