• 제목/요약/키워드: enzymatic hydrolysis rate

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한외여과막 반응기를 이용한 FPC의 가수분해 (Hydrolysis of Fish Protein Concentration in an Ultrafiltration Membrane Reactor)

  • 최정호;변희국;김세권
    • 멤브레인
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    • 제10권2호
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    • pp.83-91
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    • 2000
  • 불용성 농축어육단백질(fish protein concentration, FPC)의 기능성을 개선하기 위한 목적으로 한외여과막 반응기 (MWCO 5,000)를 사용하여 효소적 가수분해를 시도하였다. 막반응기에서 불용성인 FPC의 막힌현상(fooling)을 완화시키기 위하여 회분식에서 pepsin으로 1차 가수분해하였으며, 그 가수분해물을 한외여과막 반응기에서 pronase E를 사용하여 2차 가수분해하였다. 회분식에서 FPC의 최적가수분해 조건은 45$^{\circ}C$, pH 2.0, 기질 대 효소비 150 (w/w)였으며, 이때의 가수분해도는 약 89%였다. 회분식에서 반응속도 상수 $K_{m}$ 및 V$_{max}$는 각각 1.25%, 0.89 mg/$m\ell$/min이었으며, 기질농도 1.5% 이상에서 기질저해가 있었다. 한외여과막 반응기는 순환속도 474 $m\ell$/min, 투과압력 15 psi로 작동하였으며, 온도에 따른 투과유속은 증가하였으나 pH에 대해서는 거의 일정하였다. 막반응기에서 기질과 2차 가수분해효소 pronase E의 비 (S/E)는 200 (w/w)이 가장 효율적이었으며, 이때의 가수분해물의 생산량은 효소 mg당 702 mg으로 회분식 51 mg에 비해 13배 이상 높았다. FPC 가수분해물의 분자량은 1차 가수분해물의 경우 2,500~20,000 Da 영역에 분포하였으며, 2차 가수분해물은 700~10,000 Da 이었다.

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히스티딜기등을 포함하는 미셀성 계면활성제를 촉매로 사용한 파라니트로페닐 에스테르의 가수분해반응에 관한 연구 (A Study on the Hydrolysis of p-Nitrophenyl Carboxylates by Micellar Surfactants Catalysts Involving Histidyl Residue)

  • 구원회;홍춘표
    • 대한화학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.3-10
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    • 1989
  • 파파인효소의 가수분해반응을 이해하기 위하여 파파인의 활성점에 모여 있는 히스티딘, 시스테인, 및 히스테인-시스테인을 포함하는 양이온성 펩티드-계면활성제를 합성하였다. 이것을 촉매로 사용하여 PNPL을 가수분해 시킬때 pH 7.40에서 촉매의 효율성은 $N^{+}C_{2}AlaC^{12}$과 비교하여 $N^{+}C_{2}HisC_{12}$, $N^{+}C_{2}HisC_{12}$, $N^{+}C_{2}HisCysC_{12}$, 순으로 현저한 증가를 나타내고 그 이유는 $N^{+}C_{2}HisC_{12}$는 이미다졸기, $N^{+}C_{2}CysC_{12}$는 티올기 영향이며, 가장 좋은 촉매효율을 나타내는 $N^{+}C_{2}HisCysC_{12}$은 이미다졸기와 티올기의 상호작용때문이다. 가수분해반응을 촉진시키는 펩티드-계면활성제의 이미다졸기와 티올기들의 활동성을 나타내는 해리상수, pKa는 각각 6.49, 10.50 이고, 기능기에 의한 속도상수, $k^{\ast}_m$는 각각 $7.91{\times}10^{-4}S^{-1}$, $6.00{\times}10^{-4}S^{-1}$이었다. 가수분해에 대한 혼합미셀계의 촉매효과는 파라니트로페닐 에스테르의 알킬기의 탄소수가 증가함에 따라 증가하므로 기능기의 작용외에는 미셀의 소수성 부분과 기질사이의 상호작용에 의하여도 증가됨을 알았다.

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이온성 액체에 의한 거대억새 전처리 특성 및 리그닌의 구조적 변화 관찰 (Study on Pretreatment of Giant Miscanthus Using Ionic Liquid and Structural Change of Lignin)

  • 박신영;황혜원;장수경;최인규;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.344-354
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    • 2015
  • 이온성 액체를 이용한 거대억새의 전처리 특성을 알아보기 위하여 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([Emim][OAc])와 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([Bmim][OAc]) 두 종류의 이온성 액체로 $90^{\circ}C$, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$ 세 온도조건에서 전처리를 진행하였다. 반응 온도가 높아짐에 따라 cellulose-rich product (CP)의 수율은 87.2%에서 67.6%로 점차 감소하였으며 ionic liquid lignin (ILL)의 수율은 2.2%에서 9.9%로 증가하였다. CP는 ILL에 비해 탄소함량은 낮았지만, 산소함량은 높게 나타났다. CP의 효소당화 결과 $110^{\circ}C$에서 [Emim][OAc]로 전처리하여 얻은 CP의 당화율이 56.7%로 가장 높게 나타났다. ILL의 열중량 분석 결과에 의하면 전처리 온도가 증가함에 따라 최대분해율은 점차 감소하였으며, 최대분해온도는 [Emim][OAc]로 처리한 ILL이 $274{\sim}279^{\circ}C$로 [Bmim][OAc]의 $2701{\sim}294^{\circ}C$보다 낮은 경향을 나타내었다. 전처리 온도가 $90^{\circ}C$에서 $130^{\circ}C$로 증가함에 따라 ILL 내 ${\beta}$-O-4 결합빈도는 [Emim][OAc]의 경우 $2315{\mu}mol/g$에서 $591{\mu}mol/g$으로, [Bmim][OAc]의 경우 $1936{\mu}mol/g$에서 $2478{\mu}mol/g$으로 감소하였다. ILL의 S/G ratio는 [Bmim][OAc]용액으로 $110^{\circ}C$에서 처리하였을 때 1.2로 가장 높게 나타났다.

팝핑 전처리를 이용한 폐목재의 효소당화 (Popping Pretreatment for Enzymatic Hydrolysis of Waste Wood)

  • 김현주;조은진;이광호;김수배;배현종
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.95-103
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    • 2011
  • 본 연구는 새로운 전처리 방법인 팝핑법을 이용하여 폐목재에 처리하였고, 전처리 된 시료에 효소를 처리하여 당화 수율을 비교 분석하였다. 폐목재의 팝핑 전처리 전후의 화학적 조성 분석 결과 홀로셀룰로오스의 경우 각각 65.9%, 58.8%였으며, 리그닌과 알코올-벤젠을 이용한 유기용매 추출물, 회분의 함량은 전처리 전보다 각각 3.1%, 3.9%, 0.7% 정도 증가하였다. 그리고 폐목재의 팝핑 전처리 전과 후의 시료에 각각 효소 처리 후 환원당을 측정한 결과 팝핑 전처리를 한 경우 전처리 전보다 1.0~1.5 mg/$m{\ell}$ 증가하였다. 시료 50 mg (1%, w/v)에 대한 효소 가수분해율은 셀룰레이즈와 자일란네이즈를 50 U씩 1 : 1로 섞어 처리하였을 때 가장 효과적이었다. 또한 팝핑 된 시료에 효소를 처리하여 가수분해되어 나온 상등액을 HPLC 분석법을 이용하여 분석한 결과 팝핑 전처리 후 셀룰레이즈와 자일란네이즈를 처리하였을 때 피크가 증가하였으며, 주된 피크는 글루코스와 자일로스였다. 또한 GC 분석법을 이용하여 팝핑 후 효소가수분해 한 잔여물의 중성당 분석 결과 잔류 글루코스와 자일로스가 각각 팝핑 전보다 57.5%, 64.2% 감소하였다. 글루코스와 자일로스 당전환율은 각각 약 45.9%, 38.7%였다.

Characteristics of Peptide Assimilation by Helicobacter pylori: Evidence for Involvement of Cell Surface Peptidase

  • YUN SOON-KYU;CHOI KYUNG-MIN;UHM CHANG-SUB;PARK JEONG-KYU;HWANG SE-YOUNG
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권4호
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    • pp.899-902
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    • 2005
  • Peptide assimilation by Helicobacter pylori was investigated using L-phenylalanyl-3-thia-phenylalanine (PSP) as a detector peptide; the release of thiophenol upon enzymatic hydrolysis of PSP was spectrophotometrically detected with the aid of 5,5'-dithiobis[2-nitrobenzoic acid] (DTNB). By adding PSP to whole-cell suspension, thiophenol was produced progressively, resembling that found in Esherichia coli or Staphylococcus aureus. Interestingly, the rate of thiophenol production by H pylori in particular was markedly reduced when cells were pretreated with trypsin, indicating surface exhibition of peptidase. According to the competitive spectrophotometry using alanyl-peptides, H pylori did not appear to assimilate PSP through the peptide transport system. No discernible PSP assimilation could be ascertained in H pylori cells, unless provided with some additives necessary for peptidase activity, such as $Ni^{2+}\;or\;Mg^{2+}$ and an appropriate concentration of potassium or ammonium salts. These observations strongly suggest that, regardless of a presumptive peptide transport system, peptide assimilation of H. plori appears to be highly dependent upon milieu conditions, due to unique peptidase exhibition on the cell surface.

셀룰라아제 처리된 데님직물의 태에 관한 연구(제3보) -텐셀직물의 주관적인 태 평가- (The Assessment of Hand for Enzyme Hydrolyzed Denim Fabrics (Part III) -Subjective Evaluation of Tencel Fabrics-)

  • 김경애;이미식;김정희
    • 한국의류학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.40-47
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    • 2003
  • This paper discussed the assessment of hand of Tencel denim fabrics finished by enzymatic hydrolysis. The subjective hand and the preference of Tencel denim fabrics were evaluated using the developed scale. The factors affecting consumers taste for Tencel denim fabrics were analyzed by statistics using SAS program. Also, the effects of cellulase treatment on the properties of Tencel denim fabrics were evaluated by the subjective hand measurements. The results are as follows: As the weight loss increased. fabrics were evaluated as finer, smoother, softer, warmer, more refined (surface properties), more compact and weaker (durability), more flexible, flossier, lighter, softer, thinner (sense of weight), more elastic, and less wrinkly (shape recovery). Fabrics were evaluated to have the dry touch regardless to the rate of weight loss (moisture properties). Overall hand preference of Tencel denim fabrics was in the side of not preferred. Hand of Tencel fabrics seems not to appeal to Korean people. Color preferences were not significantly different among five groups. The correlations between subjective hand and preference showed that fine, smooth, flexible, warm, refined, loose, soft, dry touches were preferred in Tencel denim fabrics.

흡유제인 생분해석 Poly(2-ethylhexylacrylate)의 제조 (Preparation of Biodegradable Poly(2-ethylhexylacrylate) as Oil Sorbers)

  • 유수용;이동환;감상규;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.97-103
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    • 2010
  • The biodegradable oil absorption resin was prepared by the suspension polymerization of the modified starch and 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA). The highest oil-absorption capacity of B-PEHA prepared showed at the condition of the modified starch content of 10 g and ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA) of 0.133 wt%. Its maximum oil absorption capacity per g of oil absorber was chloroform 30.88 g, toluene 19.75 g, xylene 18.78 g, tetrahydofuran (THF) 15.96 g, octane 11.43 g, hexane 9.5 g diesel oil 12.80 g, and kerosene 13.79 g, respectively. The biodegradation of poly-2-ethylhexylacrylate (B-PEHA) determined by enzymatic hydrolysis showed approximately 17~20%. The results showed that the preparation of the biodegradable oil absorption resin is available using the modified starch.

An Essential Histidine Residue in the Catalytic Mechanism of the Rat Kidney γ-Glutamyl Transpeptidase

  • Kim, Soo-Ja;Ko, Moon-Kyu;Chai, Kyu-Yun;Cho, Seong-Wan;Lee, Woo-Yiel
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권2호
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    • pp.271-275
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    • 2007
  • γ -Glutamyl transpeptidase (EC 2.3.2.2) plays a key role in glutathione metabolism by catalyzing the transfer of the γ -glutamyl residue and hydrolysis of glutathione. The functional residues at the active site of the rat kidney γ -glutamyl transpeptidase were investigated by kinetic studies at various pH, the treatment of diethylpyrocarbonate (DEPC), and photooxidation in presence of methylene blue. An ionizable group affecting the enzymatic activity with an apparent pKa value of 7.1, which is in the range of pKa values for a histidine residue in protein, was obtained by examining the pH-dependence of kinetic parameters. The pH effect on the photoinduced inactivation rate of the enzyme corresponds to that expected for the photooxidation of the free histidine. The involvement of a histidine in the catalytic site of the enzyme was further supported by DEPC modification accompanied by an increase in absorbance at 240 nm, indicating the formation of Ncarbethoxyhistidine. The histidine located at the position of 382 in the precursor of the enzyme is primarily suspected based on the amino acid sequence alignment of the transpeptidases from various organisms.

우렁쉥이 껍질의 색소 및 효소 가수분해물을 이용한 무지개 송어의 품질 향상 2. 우렁쉥이 껍질의 효소 가수분해물이 무지개 송어의 착색 및 성장에 미치는 효과 (Quality Improvement of Rainbow Trout with Pigments and Enzymatic Hydrolysates of Ascidian (Halocynthia roretzi) Tunic 2. Effect of Ascidian Tunic Enzymatic Hydrolysates on Pigmentation and Growth of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss))

  • 강석중;최병대;이강호
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.357-368
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    • 1996
  • FDA에서 인공합성착색제의 사용을 금지함에 따라 천연착색제의 탐색을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양식어류의 천연착색제 개발을 목적으로 우렁쉥이 껍질성분을 이용하기 위한 연구를 실시한 결과, 우렁쉥이 껍질 색소추출물이 인공합성 착색제인 carophyll pink보다 뛰어난 성장 및 착색효과를 나타낸다는 것을 밝혔다. 한편 본 연구에서는 우렁쉥이 껍질은 동물이 소화하기 힘든 튜니신으로 구성되어 있기 때문에 색소 뿐만 아니라 우렁쉥이 껍질 전체를 직접사료에 첨가하여 이용할 수 있는 방법을 찾고자 껍질분말을 고열가압 한 시료에 다당류 분해효소를 첨가하여 분해시킨 후 이들 분해산물을 무지개송어에 급이하여 체색개선 및 성장을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 무지개송어 사육결과 일일성장률은 색소첨가구가 가장 높아 $1.510\%$였으며, 대조구와 pink구는 비슷하였으며, 껍질분말구는 대조구를 포함한 다른실험구에 비하여 성장이 둔화된 것으로 나타나 마쇄된 분말을 그대로 사료에 혼합하는 것은 곤란한 것으로 나타났다. 2. 효소처리구는 대조구 및 pink구와 성장이 비슷하였고, 분말처리구보다는 성장이 뛰어났으므로 우렁쉥이 껍질의 효소처리는 사료원으로서의 가치를 가지고 있다. 3. 효소처리구의 육색의 색소함량은 8주까지는 색소추출물구와 pink구에 비해서 낮았으나, 12주째부터는 거의 동일한 수준으로 되었다. 4. 육 및 간의 총지질함량을 살펴보면 사육개시시 0.47g/100g 및 0.84/100g 이었으나, 12주후에는 pink 구가 8.00g/100g 및 6.89g/100g 이었고, 추출물구는 7.46g/100g 및 6.26g/100g으로서, 육색의 착색정도와 지질의 함량사이에는 상관관계가 있었다. 극성지질의 함량은 전 사육 기간을 통하여 육 지질의 경우 $20\~26\%$ 전후였으나, 간 지질의 경우 $30\~37%$를 차지하였다. 5. 육의 착색에 특정 지방산이 관여하거나, 육의 색소함량과 지방산 사이에는 상관관계가 없는 것으로 나타났다.

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반응표면분석을 이용한 음식물쓰레기의 효소학적 가수분해 조건의 최적화

  • 김경철;김성희;천화영;김성준
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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    • pp.439-444
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    • 2003
  • Trichoderma harzianum FJ1의 섬유소분해효소를 이용하여 음식물쓰레기의 효소학적 가수분해 조건을 최적화하기 위해 반응표면분석법을 이용하였다. 반응표면분석을 위한 실험계획은 수정된 Box-Behnken을 이용하였으며, 주요 반응인자로는 기질 및 효소농도, 반응시간에 대해 조사하였다. 반응표면분석 결과 환원당 (RS) 농도에 관련된 방정식은 다음과 같이 얻었다; RS (g/l) = -17.80 + $5.04X_1$ + $51.37X_2$ + $1.21X_3$ - $0.11X_1\;^2$ - $38.86X_2\;^2$ - $0.03X_3\;^2$ + $1.64X_1X_2$ + $0.04X_1X_3$ - $0.70X_2X_3$ ($R^2$=0.9939). 환원당 농도 및 당화율을 최대로 얻기 위한 최적 조건은 18.2%의 기질농도, 0.78 U/ml의 효소농도 및 19hr의 반응시간을 얻었으며, 이때의 환원당 농도 및 당화율을 각각 95.13 g/l 및 47.27%이었다.

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