• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.49-57
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• 2004

기체 sparging이 수소 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 기체의 종류($N_2$, $CO_2$) 및 sparging 유량의 변화(100, 200, 300, 400 ml/min)를 달리하여 연속 실험을 수행하였다. Sparging을 한 모든 경우, 하지 않는 경우에 비하여 더 높은 수소 전환율이 관찰되었는데, 이는 sparging을 통한 수소 분압 감소가 수소 발효에 좋은 영향을 끼쳤음을 말해준다. 특히, $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 $N_2$에 비하여 더 좋은 결과를 보였으며, Clostridium sp.의 주요 부산물인 뷰틸산의 농도 및 조성비도 $CO_2$ sparging의 경우 훨씬 높았다. $CO_2$로 sparging 하는 경우, sparging 유량의 증가에 따라 수소 전환율이 상승하였지만, $N_2$의 경우는 유량 변동과는 무관하였다. 최적의 조건은 $CO_2$, 300 ml/min로 sparging 하는 경우였고, 이 때, 1.65 mol $H_2/mol$ hexoseconsumed의 높은 수소 전환율과 6.77 L $H_2/g$ VSS/day 의 높은 수소 발생율을 보였다. 전체적으로 $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 N2에 비하여 더 좋은 결과를 보였는데, 이는 $CO_2$로 sparging을 하는 경우, 수소 분압 감소에 따른 수소 발효 효율 향상 이외에 높은 $CO_2$분압이 수소 발효에 우호적인 영향을 끼쳤을 것으로 사료된다. 높은 $CO_2$ 분압의 환경이 수소 생성균과 경쟁 관계에 있는 lactic acid bacteria나 acetogen과 같은 미생물에게 저해 작용을 주어 높은 수소 생산이 가능하였다고 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제8권5호
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• pp.438-445
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• 1993

유기칠 폐기물을 보다 효율적으로 처리하고자, 상 분리 혐기발효와 Chiorella 배양에 의한 생우분의 4 단계-복합처리를 시도하였다. 3배 희석 생우분을 6 일간 산발효시킨 발효액을 4 일의 수리학적 체류시 간으로 1차 에탄발효조에 공급했을 때, 평균 977ml/l C비ture/day의 바이오가스가 생산되었고, 1차 발효 폐액을 역시 4일의 체류시간으로 2차 메탄발효조에 공급했을 때 평균 428ml/l culture/day의 바이오 가스가 생산되었다. 1차 메탄발효의 바이오가스 생 산성은 재래의 단일조식과 비교했을 때 31.4% 증가 되었다. 또한 산발효과정, 1차 및 2차 에탄발효과정 의 유기물 제거율은 각기 71.8%, 42.6% 그리고 2 24.0%였다. 한편, 2차 메탄발효폐액은 Chiarella s sp. PSH3에 의해 10일의 체류시간으로 반연속배양 처리한 결과, 평균 1.8g/l culture/day(2.8$\times$106 cells/ml)의 조체가 생산되었고, 이 과정의 유기물 제거율은 73%였다. 이상의 4단계 처리과정을 통하 여 초발원료인 3배 희석 생우분의 COD가 51, 300ppm에서 최종단계인 Chiarella의 처리에 의해 평균 85ppm으로 감소되어 총유기물 제거율이 99.8 %에 달하였다. 이들의 결과는 유기질 폐기물의 효 율적 처리와 더불어 바이오가스와 균체단백질을 생산하는 복합처리계의 구성이 가능함을 나타낸다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.304-316
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• 1995

액화 실험에서 BAN과 Termamyl을 비교할 때 전반적으로 Termamyl이 우수했으며 Termamyl을 (0.00625% ~0.025% 범위로 첨가하였을 때 첨가량 증가에 따른 액화반응 촉진이 뚜렷이 관찰되였다. Termamyl 240uc의 경우 타파오카에 대해 최소 0 0.0125 (v/w)% 이상이 필요하였고, 반응시간은 2 시간 정도가 석당하였다. 최적온도는 $90∼95^{\circ}C$이었고 pH는 5.8 부근이 최척이였다. 반응초기 점도가 매우 높게 나타나는데 호화속도를 약간 줄이가 위해 초기 온도를 $70^{\circ}C$정도로 낮추는 갯이 좋았다. 당화실험에서는 Novo AMG 및 국내 도일 산엽 당 화효소 모두 액화된 타피오카 용액을 잘 당화시켰다. 그러나 Novo AMG와 도일 당화효소의 활성은 기 질 에 따라 약간썩 탈랐다. 즉 이당류인 말토오스를 기 질 로 할 때는 Novo AMG의 단위 부피당 활성이 도일 당화효소의 약 1.2배이였으나, 전분을 기질로 할 때는 활성비가 1.5배였다. 경시적으로 볼 때 초기에는 당화 속도가 빨랐고 포도망이 축적되는 후기에는 당화속도 가 감소하였다. 당화의 최적온도는 약 $55∼60^{\circ}C$ 부근이었고 pH는 조절하지 않는 경우 (pH 5.7)와 조절 한 경우 (pH 4.3)간에 차이가 없었다. 85% 이상의 당화를 위해서는 타피오카 샤용량에 대해 Novo AMG 400uc을 기준으로 O.0625(v/w)% 이상, 그 리고 10시간 이상의 반응사간이 필요하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권6호
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• pp.893-898
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• 1996

어린이 김치 표준화의 일환으로 어린이 김치의 기호에 큰 영향을 미치는 고추가루의 적합한 선정을 위해 경상도 일대에서 생산되어 시판되고 있는 4종류(A, B, C, D)의 고추가루에 대해 고추가루의 일반성분 및 색도, capsaicinoid류 및 당 함량 등을 분석하였고 이들 고추가루로 담근 김치에 대한 관능검사를 행하였다. 4종류의 시판되고 있는 고추가루의 일반 성분은 수분이 11.59~13.48%, 조지질이 7.59~8.39%, 조회분이 4.34~7.45% 로 나타났다. 고추가루의 색깔에 있어서 Hunter 색차계로서 측정된 적색도 a값, 황색도 b값은 A고추가루가 가장 우수했으며, 밝기를 나타내는 ASTA color값은 A(178.20)>C(142.80)>B(114.28)>D(98.06) 고추가루 순으로서 역시 A고추가루가 가장 우수하였다. 고추가루의 매운맛을 나타내는 capsaicinoids에 있어서 capsaicin 함량은 D고추가루가, dihydrocapsaicin은 C고추가루가 가장 높았다. 또한 capsaicin dihydrocapsaicin에 각각 1 : 0.6의 가중치를 주어 산출된 capsaicin equivalent 는 D>C>A>B고추가루 순이었다. 고추가루의 유리당 함량은 주된 성분인 과당, 포도당 모두 B>A>D>C고추가루 순이었고 서당은 A>D>C>B 고추가루 순이었다. 총 당 함량 역시 B고추가루가 16.81%로서 다른 제품에 비해 가장 높았다. 한편 4종의 고추가루를 달리하여 담근 김치에 대한 관능검사 결과 색깔 면에서 발효기간 전반에 걸쳐 A고추가루가 가장 우수하였고 종합적인 맛에 있어서도 가장 좋은 값을 나타내었다. 또한 A고추가루로 담은 김치는 초등학생들의 관능검사 결과 현재의 초등학교 급식김치 보다 색깔을 비롯한 5개 전항목에서 높은 점수를 얻었다(p<0.01). 그리고 이때 사용된 A고추가루의 일반특성은 capsaicin equivalent 24.lsmg%, 총 당 함량 15.79% 그리고 ASTA color값 178.2였다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.680-687
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• 2017

미생물을 이용한 천연물 발효 시 유용생리활성 증가가 보고된 바, 천년초(Opuntia humifusa; OH)를 Lactobacillus plantarum 을 이용하여 발효시켰으며(fermented Opuntia humifusa; fOH), fOH 의 비만 억제 효과를 확인하기 위해 45%Kcal 고지방식이(HFD)로 비만을 유도하였다. 이 전의 동물실험에 근거하여 OH 400 mg/kg 농도로 처리하였으며, fOH 는 최고 농도 400 mg/kg을 비롯하여 200, 100 mg/kg으로 처리하였다. 지속적인 HFD 공급으로 HFD 대조군에서는 체중, 복부지방 밀도, 난소주위 축적 지방 및 복부 축적 지방량 등이 증가하였으나, fOH 400, 200 mg/kg 처리군에서는 이들 비만인자들이 모두 유의적으로 감소하였다. fOH 100 mg/kg 처리 된 HFD 마우스는 OH 400 mg/kg 처리 마우스에 비해 의미 있는 억제 효과가 나타나지 않았다. 이는 OH에 비해 L. plantarum 로 발효된 fOH가 HFD공급 마우스에서 항비만 효과를 상승시키는 것으로 보인다. 추가적으로 2형 당뇨병 및 관련 합병증으로 확대하여 비만, 고지질혈증, 간지방증, 신장 기능 등을 이용하여 억제 기작 연구가 진행되면 대사증후군을 위한 새로운 강력한 치료제로서의 제안될 가능성이 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제18권8호
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• pp.1199-1208
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• 2005

Abatement of greenhouse gas emitted from ruminants and promotion of biogas energy from animal effluent were comprehensively examined in each anaerobic fermentation reactor and animal experiments. Moreover, the energy conversion efficiency of biomass energy to power generation were evaluated with a gas engine generator or proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). To mitigate safely rumen methanogenesis with nutritional manipulation the suppressing effects of some strains of lactic acid bacteria and yeast, bacteriocin, $\beta$1-4 galactooligosaccharide, plant extracts (Yucca schidigera and Quillaja saponarea), L-cysteine and/or nitrate on rumen methane emission were compared with antibiotics. For in vitro trials, cumulative methane production was evaluated using the continuous fermented gas qualification system inoculated with the strained rumen fluid from rumen fistulated Holstein cows. For in vivo, four sequential ventilated head cages equipped with a fully automated gas analyzing system were used to examine the manipulating effects of $\beta$1-4 galactooligosaccharide, lactic acid bacteria (Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides), yeast (Trichosporon serticeum), nisin and Yucca schidigera and/or nitrate on rumen methanogenesis. Furthermore, biogas energy recycled from animal effluent was evaluated with anaerobic bioreactors. Utilization of recycled energy as fuel for a co-generator and fuel cell was tested in the thermophilic biogas plant system. From the results of in vitro and in vivo trials, nitrate was shown to be a strong methane suppressor, although nitrate per se is hazardous. L-cysteine could remove this risk. $\beta$1-4 galactooligosaccharide, Candida kefyr, nisin, Yucca schidigera and Quillaja saponarea are thought to possibly control methanogenesis in the rumen. It is possible to simulate the available energy recycled through animal effluent from feed energy resources by making total energy balance sheets of the process from feed energy to recycled energy.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.605-610
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• 2013

GABA는 포유류의 신경전달물질의 분비를 억제하며, 신경안정 작용, 스트레스 해소, 우울증 완화, 불면 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 곡류식품에 존재하는 GABA 함량은 일반미 1~4 mg/100 g, 현미 4~8 mg/100 g으로 알려져 있지만, 그 함량이 낮아 자연 식품으로부터 섭취하는 양으로는 생리활성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 mono sodium glutamate (MSG)발효로 얻은 GABA 코팅 쌀이 신경안정제 뿐만 아니라 수면유도제로 쓰이는 melatonin과 serotonin의 생성 촉진 효과를 알아보았다. 그 결과 melatonin의 경우 GABA (25 mg/mL) 투여군은 $3.515{\pm}0.149pg/mL$, 일반미 공급군의 경우 $2.632{\pm}0.188pg/mL$이며, GABA 코팅 쌀 공급군은 $3.578{\pm}0.158pg/mL$로 나타났다. Serotonin 함량을 측정한 결과 GABA (25 mg/mL), 일반미 공급군은 각각 $5.183{\pm}0.142ng/mL$, $4.784{\pm}0.108ng/mL$가 측정되었으며 GABA 코팅 쌀을 공급한 실험군은 $5.918{\pm}0.169ng/mL$의 serotonin이 생성되었다. GABA 코팅 쌀의 지속적인 섭취로 인해 melatonin과 serotonin은 유의적인 증가는 있었지만, 누적효과는 없었다. 기능성 식품으로 개발된 GABA 코팅 쌀을 지속적으로 섭취하면 일반미에서 섭취하여 얻을 수 있는 melatonin과 serotonin의 유도효과를 얻을 수 있고, GABA 25 mg/mL를 섭취하는 것과 비슷한 효과를 나타낼 수 있다고 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제22권6호
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• pp.611-617
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• 1990

Vitamin $B_{12}$의 생산성을 높이기 위하여 Bacillus natto와 vitamin $B_{12}$ 생산균주로 알려진 Bacillus megaterium IAM 1166 균주간의 종간 원형질체 융합을 시도하였다. 변이원 처리에 의해 활성이 우수하며 genetic marker로써 $thr^-try^-rif^r$인 Bacillus natto SH-34 및 $arg^-ade^-lys ^-str^r$의 genetic marker를 가진 Bacillus megaterium BK-13을 분리하였다. 원형질체 융합을 행하기 위하여 $500\;{\mu}g/ml$ lysozyme 처리시 원형질체 형성률과 재생률은 99% 및 67%를 나타내었다. 변이주 Bacillus natto SH-34 및 Bacillus megaterium BK-13간에 $1.0{\times}10^{-5}$을 나타내었다. 융합주 MNF-72는 vitamin $B_{12}$ 생산용 배지에서 $7.85\;{\mu}g/ml$의 높은 생산성을 나타내었으며, 융합주 MNF-72를 sodium alginate로 고정화를 하여 회분식 및 연속식 발효를 행하였을 때 72시간에 $0.58\;{\mu}g/ml.hr$ 및 $0.80\;{\mu}g/ml.hr$의 vitamin $B_{12}$를 생산하였다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.69-83
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• 2020

게나 새우 갑각류의 껍질로부터 추출되는 키토산은 천연고분자로서 다양한 응용분야로 폐수처리용 응집제와 중금속흡착제, 기능성 식품 및 식품첨가제, 토양개량 및 생육촉진제, 생체재료분야의 의약 및 의료용, 섬유, 화장품, 제지 등 수많은 분야에서 연구 및 상용화가 진행되고 있다. 키토산 제조의 원료인 붉은 대게 어획량이 급격히 감소하여 원료의 부족 현상을 겪고 있어, 키토산 제조에 대체 원료의 발굴이 시급히 요구되고 있는 시점에 이르고 있다. 새우와 곤충류의 껍질을 활용하기 위하여는 새우 껍질은 동남아시아 등에서 수입, 곤충류의 껍질은 국내 사육 농가의 증가로 충분한 양의 확보가 예상되어 키토산 제조의 원료로 대체하는 방법도 고려해 볼 수 있을 것이다. 키토산은 생산단계에서 강산과 강염기를 사용해서 화학반응을 시키므로 해서 많은 양의 폐수가 발생하여 환경오염은 물론 폐수처리 비용이 키토산의 원가에 큰 비중을 차지하고 있어, 키토산의 제조방법의 혁신적인 개선되지 않고서는 키토산 산업의 발전에 영향을 미칠 것으로 생각되며, 화학적 추출방법이 아닌 생물학적 추출방법(효소적 추출, 미생물 발효)에 대한 꾸준한 연구와 기술개발로 화학적 추출방법 못지 안는 생산효율을 높이고 단가를 낮출 수 있을 것으로 생각된다. 고순도 키토산의 생산과 분자량을 조절, 분리할 수 있는 기술, 고기능성 키토산 유도체의 연구개발을 위한 산·학·연의 공동연구가 절실히 요구되며 관련 기업들의 성장을 위한 제품의 혁신과 역량확대가 필연적인 과제라 할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2005

도시하수 1차슬러지의 가수분해와 산발효특성 향상을 위해 슬러지상 형태를 가진 새로운 회분식 및 반연속시 발효시스템의 운전특성을 운전 온도와 pH를 함수로 평가하였다. 본 공정에서 적용한 산세정 슬러리 반응조는 pH 9와 고온($55^{\circ}C$)의 운전조건하에서 비교적 짧은 체류시간내 유출수내 다량의 유기산을 생산하는 우수한 운전특성을 가지고 있다. 가수분해 특성은 대상기질인 슬러지의 특성에 미치는 계절적 특성에 상당한 영향을 받았으나, 반면에 산형성특성은 거의 영향을 받지 않았다. 우기계절을 기준으로 할 때 최적 운전조건하에서의 휘발성 유기산의 생성과 회수율은 $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$과 63.3%이었으며, 발효부산물로써 질소와 인의 용출율은 각각 $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ 및 0.003 g $P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$이었다. 실규모 처리장($Q=158,880\;$m^3\;day^{-1}$)에서의 물질수지 결과 우기계절동안의 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 생산량은 약 $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ 및 $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$이었는데, 이는 유입 하수기준으로 약 $31\;mg\;COD\;L^{-1}$, $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$, $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ 및 $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$의 수질향상을 가져올 것으로 평가되었다. 이 공정의 적용에 따라 유입하수 $1,000\;m^3$ 당 약 $67 (에너지 비용 제외시)의 경제적 이득이 있으며, 건기계절시에는 이보다 더 높은 경제성을 가질 것으로 기대된다. 또한 본 연구결과 고성능 발효조는 병원성균이 없는 안정화된 고형물 생산, 우수한 고형물 분리특성 및 경제성 등 다양한 장점이 있는 것으로 나타났다.