• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.85-95
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• 2016

본 연구에서는 약산 전처리 공정을 통해 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 유용 화합물인 furfural을 생산하였고 반응표면분석법을 이용하여 고수율의 furfural을 생산할 수 있는 최적 전처리 조건을 구명하였다. 전처리 공정은 반응표면분석법 중 중심합성계획에 의하여 설계되었으며, 독립변수는 furfural 수율에 영향을 주는 반응온도($X_1$), 산 농도($X_2$), 반응시간($X_3$)으로 지정하였다. 종속변수(Y)는 약산 전처리로부터 생성된 furfural의 농도로 설정하였고 수율(Z)은 초기 시료 중량 대비 Y를 백분율로 나타내었다. 반응표면분석 결과, 반응온도($X_1$)가 furfural 수율에 가장 큰 영향을 주는 단일 독립변수로 나타났고, 두 변수의 영향을 보았을 때는 반응온도($X_1$)-산 농도($X_2$)의 상호작용이 furfural 수율에 가장 유의적인 인자로 확인되었다. 또한 반응표면분석법을 통해 예상된 약산 전처리의 최대 furfural 수율 조건은 반응온도($X_1$) $184^{\circ}C$, 산 농도($X_2$) 1.17%, 반응시간($X_3$) 5분이었으며 예상되는 최대 furfural 수율은 초기 시료 중량 대비 6.37%로 나타났다. 상기 최적 조건에서 실제 전처리를 수행한 결과, 생산된 furfural은 6.21%로 예상 수율과 근접하였으며 이를 통해 반응표면분석법을 이용하여 약산 전처리한 신갈나무의 액상 가수분해물로부터 생산된 furfural의 최적 수율 모델을 구축할 수 있었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권3호
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• pp.237-245
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• 2006

강원도 평창군 일대에서 화전 후 묵밭의 식생 천이에 따른 식물량, 순 일차 생산성 및 P/B 비의 변화를 조사하였다. 초본의 지상부 식물량은 5년차 묵밭에서 3.8 ton/ha로 가장 많았다. 낙엽 건중량은 50년차 묵밭까지 증가한 다음 감소하는 포물선형 변화를 나타내었다. 천이가 진행됨에 따라 흉고 단면적은 로그 함수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 교목의 목본 수는 15년차 묵밭까지 빠르게 증가하다가 경과 년 수에 따라 자가 솎음질 과정을 거쳐 감소하는 경향이었다. 80년차 묵밭에서 DBH 등급에 따른 목본의 분포는 역 J 자형을 나타내었고, 우점종은 신갈나무이었다. 식물 현조량은 천이 초기와 후기 단계에서 완만한 증가를 나타내었고, 중기 단계인 $10{\sim}50$년차 묵밭에서 빠르게 증가하였다. 5, 10, 20, 50 및 80년차 묵밭의 식물 현존량은 각각 5, 14, 75, 251 및 373 ton/ha로 추정되었다. 연간 순 생산성은 초기 35년간 점진적인 증가 후 감소하여 점차 안정화하는 경향을 나타내었다. 연간 순 일차 생산성의 증가 속도는 천이 중기 단계 보다 초기 단계에서 빠르게 증가하였다. 5, 10, 20, 35, 50 및 80년차 묵밭의 순 일차 생산성은 각각 8.6, 9.3, 12.9, 15.1, 13.7 및 3.6 ton/ha/yr이었다. P/B 비율은 천이가 진행됨에 따라 지수 함수적으로 감소하는 것으로 추정되었다. 5, 10, 20, 50 및 80년차 묵밭에서 추정된 P/B 비율은 각각 0.60, 0.39, 0.19, 0.06 및 0.01이었다. 이러한 결과는 Odum(1969)이 제시한 삼림천이 과정의 생물 에너지론과 잘 부합하였다.

• KSBB Journal
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• 제15권2호
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• pp.125-133
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• 2000

Astaxanthin의 산업적인 생합성을 위하여 wild type인 P.rhodozyma B30 효모를 UV, NTG 등으로 돌연변이 처리하여 0.5 mM $\beta$-ionone이 포함된 선별배지에서 carotenoids 합성능력이 우수한 변이주 B76을 분리하였다. 변이주 B76은 wild type과 비교시 균체 생성능력은 큰 차이가 없었으나 carot-enoids 합성능력은 40% 이상, astaxanthin 합성능력은 50% 이상 향상되었다. 선별된 변이주 B76의 최적 발효배지 및 배양 조건 선정을 위한 플라스크 배양실험 결과 최적 탄소원으로 glucoserk, 최적 질소원은 CSL : (NH4)2SO4 : yeast extract = 6 : 2 : 0.1이 혼합된 배지가 선정되었다. C/N ratio는 1.7~2.0 범위에서 유사한 발효성능을 보았으며(산업적인 생산성을 고려하여 2.0을 최적으로 선정), 배양온도는 $22^{\circ}C$가 최적이었다. 초기 pH는 가장 높은 세포농도를 나타낸 6.0을 최적으로 하였다. 종균 접종량은 전반적으로 균체량과 carotenoids 합성능력에는 영향을 미치지 않았으며 산업적인 생산성을 고려하여 3%(v/v) 수준이 적절한 것으로 사료되었다. 이와 같이 플라스크 배양을 통해 확립된 최적 배지 및 배양조건을 기초로 5 L 발효조를 이용한 회분식 배양실험을 통해 탄소원의 최적 농도는 18%임을 확인하였다. 특히 B76 변이주는 22%(w/v)까지의 고농도 glucose 존재하에서는 catabolite rep-ression을 받지 않는 것으로 나타났다. 용존산소가 부족한 경우에는 균체성장 및 색소합성이 저해되었고, 따라서 통기속도 1.0 v/v/m, 교반속도 400 rpm 이상을 유지함이 필요하였다. B76 세포는 배양 3일차에 exponential phase에 진입한 후(최대 Yx/s = 0.37) 배양 4일차에 stationary phase에 도달하였다. Carotenoids 및 astaxanthin 생합성은 세포성장이 정지한 후인 배양 5일차에 급격하게 증가하는(최대 Yp/s = 1.08) 전형적인 mixed-growth-associated 형태를 나타냈다. 이는 exp-onential phase 동안 급격한 균체성장으로 용존산소가 부족하여 NADH balance에 의해 astaxanthin 생합성 경로 중 탈수소화 단계가 저해되기 때문으로 사료되었다. 최종 세포농도는 43.3 g/L, 단위부피당 carotenoids 함량은 149.4 mg/L, astaxanthin 함량은 110.6 mg/L로서 산업적인 생산성이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 개발된 변이주 B76 및 이의 대량 발효를 위한 최종조건의 정립은 향후 astaxanthin의 산업적 생산공정에 필요한 기초자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권6호
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• pp.764-769
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• 1999

다시마 (Laminaria japonica) 추출음료 (Dasi-Ex) 및 후코이단-첨가음료 (Fuco-I, II, III)를 2주동안 물 대신 음용시키면서 15일 째부터 4일 동안 사회 심리적 스트레스를 부하하여 활성산소에 미치는 생리적 영향을 평가하였다. 스트레스 부하 4일을 포함하여 18일 동안 Dasi-Ex 및 Fuco-I, II, III group은 대조그룹 대비 자각 $77.8\%,\;75.9\%,\;66.2\%,\;59.6\%$로서 $20\~40\%$까지 현저한 BOR의 억제효과가 인정되었다. Dasi-Ex 및 Fuco-I, II, III group의 IOR의 생성량은 대조그룹 대비 각각 $84.8\%,\;83.3\%,\;80.7\%,\;76.6\%$로서 $15\~25\%$의 유의적인 IOR의 억제효과가 인정되었다. 후코이단의 첨가량에 따라 용량 의존적으로 혈청 BOR 및 IOR의 생성 억제효과가 나타남을 알 수 있었다. 또한 Dasi-Ex 및 Fuco-I, II, III group의$\cdot$OH 생성은 대조그룹 대비 각각 $90.8\%,\;61.0\%,\;67.0\%,\;63.3\%$로서 Dasi-Ex group의 $10\%$를 제외하고는 Fuco-I, II, III group은 $30\~40\%$의 유의적인$\cdot$OH의 생성 억제효과가 인정되었다. Dasi-Ex group는 LPO 생성의 유의적인 억제효과를 발견할 수 없었지만, Fuco-I, II, III group의 LPO 생성은 대조그룹 대비 $92.2\%,\;89.9\%,\;89.4\%$로서 $10\%$의 유의적인 LPO 생성 억제효과가 나타났다 Dasi-Ex 및 Fuco-I, II, III group의 carbonyl group의 생성에 의한 산화단백질의 함량은 대조그룹 대비 각각 $69.0\%,\;64.3\%,\;60.9\%,\;58.3\%$로서 $30\~40\%$의 현저한 단백질 산화 억제효과가 인정되었다. Dasi-Ex group은 NO의 생성에 아무런 효과도 기대할 수 없었다. 그렇지만, Fuco-I, II, group은 약 $7\%$의 억제효과밖에 나타나지 않았지만, Fuco-III group은 약 $20\%$의 현저한 NO의 생성 억제효과가 인정되었다. Dasi-Ex 및 Fuco-I group은 대조그룹 대비 약 $10\%$의 SOD 활성의 증가효과가 나타났지만, 유의성은 없었다. 그렇지만, Fuco-II, III group은 $25\~40\%$의 현저한 SOD활성의 상승효과가 인정되었다. 또한 Dasi-Ex 및 Fuco-I group은 CAT활성의 증가효과를 인정할 수 없었지만, Fuco-II, III group은 약 $10\%$의 CAT 활성의 증가효과가 나타났다. 이들 음료가 후코이단 $2.0\%$ 이상의 첨가에서만 생체 방어효소의 활성 증가효과가 인정되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 후코이단 첨가음료의 투여는 후코이단 성분의 강력한 활성산소 억제작용에 의하여 스트레스뿐만 아니라 생리적 노화현상을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국육종학회지
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• 제42권6호
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• pp.674-678
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• 2010

'대유미'는 국립식량과학원 바이오에너지작물센터에서 2008년에 육성한 바이오에탄올용 고구마 신품종으로 주요 특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 넝쿨색은 녹색, 잎모양은 심장형, 잎색은 녹색을 띤다. 또한 엽맥색은 녹색으로 자색을 포함하지 않으며, 끝잎색은 녹색, 잎자루색은 녹색이다. 2. 괴근 모양은 방추형으로 껍질색은 홍색을 띤다. 육색은 대조품종 '율미'가 담홍색인데 비하여 농황색이다. 상품성을 좌우하는 표피의 형태는 골파짐이 없이 메끄럽다. 3. 토양 병해충에 대한 저항성을 조사한 결과 대조품종인 '율미'에 비하여 선충 및 덩굴쪼김병은 '중강', 검은썩음병과 연부병도 '중강'을 나타낸다. 또한 저장 중 부패율은 3.0%로 저장성이 강하다. 4. 전분가는 25.9%로 높고, 에탄올 수량은 418 (L/톤, 건조고구마)으로 높다. 총당 함량은 '대유미'가 2.46 g/100 g(dw)으로 '율미'에 비하여 62% 수준이다. 당 종류별로는 Sucrose가 2.08 g/100 g (dw)으로 가장 많이 함유되어 있다. 5. 전분의 최고점도(Peak viscosity)가 높아 전분의 탄력성이 좋으며, 응집점도는 노화도가 빠르다. 호화개시 온도는 $76.2^{\circ}C$로 낮은 온도에서 호화된다. 6. 수량은 조기재배의 25.0 t/ha, 만기 및 적기재배는 27.80t/ha으로 수량이 높다.