• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.561-569
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• 2014

본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제26권1호
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• pp.88-98
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• 2016

인삼의 열매인 진생베리는 항암, 항염증, 혈당저하 등의 효능이 있는 것으로 보고되어 오고 있다. 진생베리와 같은 약리활성의 물질들은 생체이용률이 높을 때 높은 효능을 보이는 것으로 알려졌다. 발효는 세포내 조직에 결합되어 있던 생리활성 물질들을 유리시키기 때문에 생체이용율(bioavailability)이 높이는 것으로 알려졌다. 따라서 본 연구에서는 김치로부터 적합한 생체친화성 균주를 선발하여 최적의 발효공정을 확립하고, 발효생성물의 영양성분 및 진세노사이드의 변화와 항산화 활성을 연구하였다. 김치로부터 분리된 발효 균주는 16S rDNA 염기서열을 비교하여 Lactobacillus sp. strain KYH로 동정되었다. 최적 발효 공정을 수행한 결과, 최적 발효조건은 온도 $30^{\circ}C$와 pH 7로 결정되었다. 발효는 회분식 및 유 가식 공정으로 수행을 하였다. 회분식 발효에서는 고농도의 진생베리 추출물의 증식속도가 낮아 유가식 배양을 수행하였다. 발효 후 영양성분 및 진세노사이드의 변화와 항산화 특성을 분석한 결과, 유기산은 발효 전 진생베리 추출물의 경우에는 lactic acid 와 acetic acid 등이 주종을 이루고 있는 반면에, 발효 후 진생베리 추출물에는 citric acid 및 oxalic acid 등이 주종을 이루었다. 발효 후에 당의 함량이 감소되었고, 구성 당은 glucose와 fructose가 주종을 이루었다. 진생베리 발효 추출물에는 glutamic acid, glycine, leucine, histidine, arginine과 같은 아미노산들의 함량이 높아졌다. 진세노사이드 Re는 발효에 상관없이 가장 많은 함량을 보였으나, 발효 전 진생베리 추출물에는 발효 후 진생베리 추출물에서 보다 진세노사이드 Rb1, Rc, Rd의 함량이 많았다. 반면에 진생베리 발효 후 추출물에는 진생베리 발효 전 추출물에서 확인되지 않았던 진세노사이드 Rh1와 Rh2가 확인되었다. 총 페놀, 플라보노이드 함량의 변화는 발효 전 후에 변화가 있었는데, 총 페놀량은 43.8% 증가하였고, 플라보노이드 함량은 19.8% 감소 하였다. DPPH 소거능 및 총 항산화 능력은 발효 후에 각 각 27.2%와 19.4% 증가하였다. 따라서 Lactobacillus sp. strain KYH를 이용하여 최적의 조건 하에 발효된 진생베리 추출물의 진세노사이드 등 생리활성 성분 변화와 증대된 항산화 활성을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.16-21
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• 2007

Cellobiohyolase (CBH) I 유전자의 확보는 CBH I 유전자 cellulase 생산 균주인 Trichoderma reesei를 배양, 수거하고 액체 질소를 이용하여 세포를 파쇄 후 RT-PCR kit를 이용하여 CBH I gene을 합성하였다. 그 후 발현벡터인 pYGAL에 cloning하였다. CBH I 유전자 앞부분에는 CBH I 단백질이 cell 외부로 분비할 수 있도록 하는 ppL이 포함되었다. CBH I 단백질 발현은 Protein gel 결과를 통하여 발현을 확인하였다. Cellulase 활성을 증대시키기 위한 분자진화 방법 개발은 error prone PCR과 DNA shuffling을 수행하였다. 얻은 CBH I 유전자를 발현 벡터에 삽입하고 효모에 transformation하여 이것을 다시 screening하였다. 1차 screening 후 confirm test하기 위해 DNS (Dinitrosalicylic Acid) 환원당 측정법을 이용하였으며, 이 결과 121-D8, 228-G2, 389-E3, 412-B4, 456-D2의 cellulase 변이체를 획득할 수 있으며, 456-D2의 경우 original CBH I과 비교하여 약 510%의 활성이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 분자 진화 된 cellulase sequence 분석결과 CBH I wild type과 비교하였을 때 121-D8의 경우 변경된 9개의 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 6개, 228-G2의 경우 변경된 7개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 4개, 389-E3의 경우 변경된 13개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 9개, 412-B4의 경우 변경된 9개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 6개, 456-D2의 경우 변경된 10개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 7개이었다. Cellulase 생산 공정 최적화는 5 L 발효기를 이용하여 고농도 배양을 실험한 결과 최종 O.D. 120까지 진행할 수 있었으며, 약 1.2 g/L의 cellulase를 얻을 수 있었다. Cellulase 생산 공정 scale-up 5 L 규모에서 확립된 최적 fed-batch 발효 공정을 300 L로 scale-up하여 실험하였다. 최종 O.D.는 약 280 정도이며 cellulase의 발현양은 약 3.2 g/L 수준임을 확인하였다. Cellulase 정제 공정 최적화 결과 80%의 수율과 95%의 순도를 확보하였다.

• 생명과학회지
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• 제9권2호
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• pp.153-159
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• 1999

S. cerevisiae의 대표적인 구성적 promoter로 GAPDH, ADH1 및 ENO1를 사용하고 이들 promoter 하류에 INUl의 ORF를 in frame으로 연결한 각각의 plasmid pYIGP, pADHl-lNU 및 pENO-INU를 구축하였다. 이들 plasmid 를 함유한 재조합 S. cerevisiae SEY2102 균주들을 sucrose 함유 평판배지에서 선별한 후, 초기 포도당 농도가 2$\%$ 또는 4$\%$인 배지에서 배양했을 때, 모든 균주들은 12시간 이후부터 정지기에 들어갔으며, 정지기에서도 느리지만 균체증식과 inulinase 발현은 계속되었다. 4% 포도당 배지에서 inulinase 총발현량은 ADH1 promoter 계를 제외하고 GAPDH와 ENO1 promoter의 경우 2$\%$ 포도당 배지 때 보다 약 2배 증가한 2.0 unit/mL과 1.4 unit/mL를 각각 보였다. 단위균체농도당 inulinase 활성 즉, 비활성은 GAPDH와 ENOl promoter계의 경우 포도당 농도가 4$\%$일 때 2$\%$때보다 약 63$\%$ 정도의 비활성 증가를 나타내었다. 하지만 ADH1 promoter의 경우는 오히려 비활성이 약 40$\%$ 감소하였다. 그러나, plasmid 안정성 측면에서는 ADH1과 ENO1 promoter 발현계가 GAPDH promoter 경우의 34$\%$보다 훨씬 뛰어난 80$\%$이상을 보였다. 결론적으로 높은 포도당 농도에서 구성적 promoter의 활성 (발현능)은 GAPDH, ENO1, ADH1 promoter 순으로 나타났지만, 초기 포도당 농도가 높을 때나 에탄을 생산이 심각한 유가식 배양에서는 ENO1 promoter가 inulinase의 구성적 발현ㆍ생산에 더 적합할 것으로 사료된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제24권3호
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• pp.453-463
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• 2016

본 연구는 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid가 in vitro 반추위 발효성상, 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위한 목적으로 실시하였다. 반추위 발효성상을 조사하기 위하여 batch culture 방법을 이용하였으며, Dicarboxylic acid의 급여가 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위하여 평균체중 $649{\pm}19 kg$으로 일일 산유량 $38{\pm}3.95kg$, 유지방 $3.22{\pm}0.23%$, 산 차 $2.5{\pm}1.43$차인 홀스타인 착유우 10두를 산 차 및 산유량 등을 고려하여 시험사료에 따른 2개 군(대조구 5두, Dicarboxylic acid 급여구 5두)으로 나누어 실험을 실시하였다. Dicarboxylic acid는 사료급여량의 2%를 첨가하여 1일 2회 오전과 오후 착유 시 급여하였다. Dicarboxylic acid는 반추위내 pH에 긍정적인 영향을 주어 건물소화율이 유의적으로 증가하였다. 따라서 Dicarboxylic acid는 반추위 발효환경에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 건물소화율은 Dicarboxylic acid를 단독 급여할 때 가장 높았다. 또한 Dicarboxylic acid를 추가 급여하면 반추위 내 총 VFA 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. Acetic acid 농도는 Dicarboxylic acid 단독 처리구에서 높게 생성되는 경향을 나타내었다. 착유우의 유량은 Dicarboxylic acid를 급여한 처리구에서 대조구 대비 약 14%의 유량이 증가하였다. Dicarboxylic acid는 유성분 및 MUN에는 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 따라서 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid 첨가는 반추위 내 발효환경을 안정화하여 건물소화율을 향상시키고 착유우의 유량을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권4호
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• pp.479-485
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• 2017

Objective: The effects of particle size of processed barley grain, enzyme addition and microwave treatment on in vitro dry matter (DM) disappearance (DMD), gas production and fermentation pH were investigated for feedlot cattle. Methods: Rumen fluid from four fistulated feedlot cattle fed a diet of 860 dry-rolled barley grain, 90 maize silage and 50 supplement g/kg DM was used as inoculum in 3 batch culture in vitro studies. In Experiment 1, dry-rolled barley and barley ground through a 1-, 2-, or 4-mm screen were used to obtain four substrates differing in particle size. In Experiment 2, cellulase enzyme (ENZ) from Acremonium cellulolyticus Y-94 was added to dry-rolled and ground barley (2-mm) at 0, 0.1, 0.5, 1, and 2 mg/g, while Experiment 3 examined the interactions between microwaving (0, 30, and 60 s microwaving) and ENZ addition (0, 1, and 2 mg/g) using dry-rolled barley and 2-mm ground barley. Results: In Experiment 1, decreasing particle size increased DMD and gas production, and decreased fermentation pH (p<0.01). The DMD (g/kg DM) of the dry-rolled barley after 24 h incubation was considerably lower (p<0.05) than that of the ground barley (119.1 dry-rolled barley versus 284.8 for 4-mm, 341.7 for 2-mm; and 358.6 for 1-mm). In Experiment 2, addition of ENZ to dry-rolled barley increased DMD (p<0.01) and tended to increase (p = 0.09) gas production and decreased (p<0.01) fermentation pH, but these variables were not affected by ENZ addition to ground barley. In Experiment 3, there were no interactions between microwaving and ENZ addition after microwaving for any of the variables. Microwaving had minimal effects (except decreased fermentation pH), but consistent with Experiment 2, ENZ addition increased (p<0.01) DMD and gas production, and decreased (p<0.05) fermentation pH of dry-rolled barley, but not ground barley. Conclusion: We conclude that cellulase enzymes can be used to increase the rumen disappearance of barley grain when it is coarsely processed as in the case of dry-rolled barley. However, microwaving of barley grain offered no further improvements in ruminal fermentation of barley grain.

• 대한환경공학회지
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• 제32권3호
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• pp.248-255
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• 2010

본 연구는 연안해역에서 발생하는 적조의 현장 제어기술로 전자빔을 이용하고자 적조사멸에 대한 전자빔 조사의 효율성을 평가하였다. Prorocentrum minimum, Prorocentrum micans, Cochlodinium polykrikoides, Heterosigma akashiwo, Alexnadrium catenella의 5종을 실험대상 적조로 선정하여 배양하였으며, 실제 경남 통영(2007. 8. 15)에서 발생한 적조에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 전자빔 조사선량은 1 kGy, 2 kGy, 4 kGy, 8 kGy로 1 kGy의 전자빔 조사로 50~65%의 적조사멸율을 보였으며, 1일 경과 시 86~97% 사멸하였다. Chlorophyll-a의 경우 조사 즉시 50~64% 감소하고, 1일 경과한 뒤 72~93%의 감소율을 보였다. 또한 전자빔 조사 즉시 S-protein은 28~47%, S-carbohydrate는 16~45% 가 증가하였으며, 1일의 시간 경과 후에는 S-protein이 77~138%, S-carbohydrate가 77~212%까지 증가하였다. 또한 투과 전자현미경을 통해 전자빔 조사 전후의 적조세포 관측을 통하여 세포의 파괴 및 세포내 구성물질의 용출을 확인할 수 있었다. 이렇듯 적조에 전자빔을 조사함으로써 Extracellular Biopolymer에 의한 Flocculation을 유도하여 적조를 침강 제어할 수 있다. 또한 전자빔 조사 전 후 Alexandrium catenella의 PSP(Paralytic Shellfish Poisoning) 패독 분석 결과 1 kGy의 전자빔을 조사함으로써 전자빔을 조사하지 않은 적조 대비 PSP 독성 함량이 48% 감소하여 전자빔조사가 유독적조의 사멸 뿐만 아니라 제독에도 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제14권5호
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• pp.868-873
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• 2004

유용성이 확보된 L-threonine의 효율적인 발효생산을 위하여 생산균주 E. coli MT201를 유전자재조합을 통하여 개량하고 적절한 탄소원을 발굴하여 전체적인 생산량 증대를 도모하였다. 먼저, 5 liter발효조에서 유가식 배양을 통하여 생산균주 E. coli MT201이 균체량이 52($OD_{660}$)일때 57 g/1의 생산량을 보이는 것을 확인하였다. L-Threonine의 생산성 향상을 위하여 균체 내에서 생합성 전구물질인 oxaloacetate를 충분하게 공급하기 위해 C. glutamicum 유래의 pyruvate carboxylase의 유전자를 plasmid pPYC의 형태로 E. coli MT201에 도입하였다(E. coli MT/PYC). 그렇지만 E. coli MT/PYC을 배양한 결과로부터 E. coli MT201와 비교할 때 균체증식 및 생산량이 모두 감소하는 경향을 보였으며, 이를 해결하기 위하여 플라스크배양을 통하여 포도당과 sodium citrate를 1.5:3.5의 비율로 배지 중에 첨가하였을 때 이들 문제가 개선되는 것을 관찰하였다. 상기 비율의 탄소원 조건하에서 5liter 발효조를 이용한 유가식 배양에서 배양 75시간째에 L-threonine의 생산량 및 균체량($OD_{660}$)이 각각 75.7 g/l와 48로 효율적으로 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 과도한 anaplerosis에 의한 TCA 회로의 불균형을 중간산물인 citric acid를 sodium citrate의 형태로 공급함으로써 E. coli MT/PYC에서 균체증식이 정상화됨을 의미한다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권5호
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• pp.970-973
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• 1996

Candida parapsilosis KFCC-10875를 사용하여 균체농도가 xylose로부터 xylitol의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Xylitol 생산속도는 균체농도 20 g/l에서 최대값 2.8 g/l-h를 보여주었으며 비 xylitol 생산속도는 농축된 균제에 의한 산소제한으로 균체농도가 증가할수록 감소하였다. 약 20 g/l로 농축된 균체를 사용하여 초기 xylose농도가 xylitol 생산에 미치는 영향을 살펴본 결과 xylitol 생산속도, 비 xylitol 생산속도 및 xylose에 대한 xylitol의 수율은 xylose의 농도 170 g/l에서 최대값을 보여주었다. 고농도의 균체를 사용하려면 xylose의 배지에서 배양된 균체를 다시 농축하여야 한다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 발효과정 중에 균체를 농축하는 방법을 시도하였다. 고농도 균체를 얻기위하여 지수증식기인 배양 초기에는 용존산소의 농노를 충분히 유지시켜 18시간 배양하여 약 20 g/l의 고농도 균체를 얻을 수 있었다. 고농도 균체를 이용하여 xylitol을 생산하기 위하여 용존산소의 농도를 0.7-1.5%로 낮추어 유지하였다. 이때, 기질의 농도는 xylose 농도가 170 g/l 이상에서는 xylitol 생산성이 비교적 크게 감소하므로 xylitol 생산성의 향상을 위하여 고농도의 xylose를 피하는 유가식 배양을 수행하였다. 그 결과 56시간 배양하여 200 g/l xylose로부터 약 140 g/l의 xylitol을 생산할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권6호
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• pp.877-883
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• 2014

본 연구에서는 사과 농축액을 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 알코올 및 초산 발효과정으로 고산도 식초의 제조 조건을 조사하였다. 초기 알코올 함량(6, 7, 8 및 9%)을 달리하여 고산도 초산 발효액의 품질특성을 비교 분석하였다. 그 결과 알코올 함량 6% 및 7%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며, 초기 알코올 함량이 낮을수록 유도기가 단축되어 수율이 높은 경향이었다. 상기 고산도 사과식초의 품질특성은 pH 2.91~3.20이고 적정산도 12.0%이며 유기산은 acetic, malic, citric 및 oxalic acid가 검출되었다. 이상의 결과 사과 농축액을 이용하여 알코올 발효 후 2단계 발효과정으로 고산도 사과식초 제조가 가능하였으나 산업적으로 활용하기 위해서는 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 연구가 요구되었다.