• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.926-931
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• 2011

유기성폐수의 혐기발효 공정은 빠른 수소생성속도를 나타내며, 동시에 수중의 유기물을 처리한다. 반면, 수소생성 수율이 낮고 처리 수 내 혐기발효 산물인 복합 유기산이 다량 존재하게 된다. 따라서, 본 실험에서는 수소생성 수율을 높이고 처리수의 수질 제고를 위해 광발효미생물을 이용하였다. 광발효미생물의 기질에 따른 수소생산 속도 및 미생물 성장율을 조사하기 위해 아세트산, 복합 유기산 (인공) 및 글루코스 대상 혐기발효 상등액을 각각 기질로 이용하는 회분식 실험을 실시하였다. 아세트산을 이용한 R. sphaeroides의 최대 비증식속도는 2.93 h로서 복합유기산을 이용할 때보다 높았다. 아세트산은 미생물 증식에 유리한 기질인 반면, 수소생산속도 면에서는 복합유기산보다 느리게 나타났다. 글루코스 혐기 발효액 상등액을 기질로 이용한 광발효에서 전단의 혐기발효를 통한 수소생산량의 약 50%가 추가로 발생하였다. 혐기 및 광발효미생물의 혼합발효 연속시스템을 통해 $15.9mL-H_2/L$의 안정적인 수소를 생산하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권11호
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• pp.1829-1836
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• 2013

찹쌀 첨가량(0, 10, 15, 20%)에 따른 술덧을 제조하여 발효 10일 동안의 알코올 함량, pH 및 총산, 총당 함량, 환원당 함량, 유기산 함량, 유리당 함량 등의 이화학적 특성과 미생물 변화를 알아보고 발효주의 관능적 특성을 조사하였다. 알코올 함량은 발효 1일째 9.1~9.7%에서 발효 종료일 10일째 15.8~17.1%로 증가하였으나 각 실험군 간에 유의적인 차이는 없었다. 총균, 유산균, 효모수는 알코올 생성속도와 비례하여 발효초기에는 증가하면서 발효후기에는 감소하는 경향을 나타내었다. pH는 담금 직후 5.30~5.46에서 발효 1일째 3.89~3.91로 감소한 후, 다시 증가하기 시작하여 발효 종료일인 10일째 모두 4.5 수준이었다. 총산 함량은 발효 3일째 0.14~0.16%에서 발효 5일째 0.18~0.19%로 증가하였다. 이는 지속적인 유산균의 생장으로 인한 젖산의 누적과 효모에 의한 산 생성으로 발효 3~5일째 총산 함량도 증가한 것으로 추측된다. 총효모수는 2단 담금 이후 유의적으로 증가하였다가 발효 과정을 거치면서 발효 종료일(발효 10일째)에 유의적으로 점차 감소하였다. 환원당은 발효 1일째 1.1~1.2%에서 발효 2일째 0.9~1.1%로 유의적으로 감소하였다가 알코올 발효보다 전분분해에 의한 당 생성 속도가 증가하여 발효 종료일인 10일째 2.8~3.3%로 증가하였다. 총당 함량은 발효 초기 당분이 술덧 중에 생육하는 효모나 유산균 등의 발효기질로 이용하여 발효 종료일 10일째에는 감소하였고, 찹쌀 15%첨가군이 유의적으로 가장 높았다. 당화효소인 amylase에 의해 전분질의 분해로 포도당이 비교적 많이 생성되어 술덧의 주요 유리당이었으며, 유기산에서는 succinic acid 함량이 가장 높았다. 발효주의 관능평가에서 찹쌀 15%첨가군은 전반적인 기호도(4.8점)와 목넘김(4.3점)에서 유의적으로 가장 높게 평가되었다. 묘사분석에서는 찹쌀 15%첨가군이 단맛 강도가 8.6으로 유의적으로 가장 높았으며, 이는 찹쌀 15%첨가군의 높은 총당 함량과 관계가 있는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.545-554
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• 2016

히알루론산(HA, Hyaluronic acid)은 β-1, 3-N-acetyl glucosamine과 β-1, 4-glucuronic acid가 반복된 선형 폴리머 고분자로서 생물학적 활성 및 생체친화성 특성 때문에 의약 및 약학분야에서 중요한 분자로 여겨지고 있다. 본 연구는 HA을 S. dysgalactiae으로 얻고, 화학적 방법을 통해 황화된 히알루론산(S-HA, Sulfated hyaluronic acid) 유도체를 합성하여 그 구조와 항염증 활성을 비교하였다. HA의 생산은 S. dysgalactiae를 5 l 생물반응기를 이용하여 대량 배양하여 수용성 히알루론산(HA-WS, water soluble hyaluronic acid)과 비수용성 히알루론산(HA-WI, water insoluble hyaluronic acid)을 분리 정제하였다. 특히 HA-WI를 황화시켜 황화된 히알루론산(S-HA) 유도체를 합성하였으며, 그 수율은 90%로 나타났다. 합성된 S-HA의 구조를 FT-IR 및 ¹H/¹³C-NMR를 통해 S. dysgalactiae로부터 생산된 표준 HA, HA-WS 및 HA-WI와 비교 분석한 결과, 황으로 치환된 양상을 확인하였다. 또한, S-HA 의 항염증 활성을 RAW 264.7 대식세포를 통해 확인한 결과, S-HA는 천연 형태의 HA (HA, HA-WS)보다 nitric oxide (NO)와 COX-2 및 PGE₂ 유전자 발현이 유의하게 낮게 발현되었다. 염증 매개 cytokine인 TNF-α (<80 pg/ml) 및 IL-6 (<100 pg/ml)의 생성도 S-HA가 천연 HA보다 낮은 수준으로 정량되었다. 이 같은 결과에서 황화된 S-HA은 천연 히알루론산보다 용해성이 우수하고 염증관련 사이토카인의 생성 억제를 통해 항염증 효과를 나타내므로 염증치료제, 성형 및 생체 적용 약물전달 소재로 그 활용이 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.225-231
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• 2005

식물유를 탄소원으로 사용하여 medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산할 수 있는 Pseudomonas chlororaphis HS21을 대상으로 대사경로의 변화를 통하여 식물유의 MCL-PHA로의 전환율을 증진시키고 MCL-PHAs의 단위체 조성의 변화를 유도하기 위한 방안을 모색하였다. P. chlororaphis HS21의 MCL-PHAs 생합성은 세포생장과 동시에 일어나는 특징을 보였으며, 팜유를 유일 탄소원으로 사용한 회분배양의 결과 2.4 g/L의 건체량과 건체량의 $40.2\;wt{\%}$에 해당하는 MCL-PHAs를 얻을 수 있었다. 또한 생합성된 MCL-PHAs의 단위체는 3-hydroxyhexanoate($7.0\;mol{\%}$, 3-hydroxyoctanoate ($45.3\;mol{\%}$. 3-hydroxydecanoate ($39.0\;mol{\%}$), 3-hydroxydodecanoate ($6.8\;mol{\%}$) 및 3-hydroxytetradecanoate ($1.9\;mol{\%}$)로 구성되어 있었다. 식물유와는 달리 포도당과 같은 탄수화물은 P. chlororaphis HS21의 생장에는 이용되지만 MCL-PHAs의 생합성에는 거의 이용되지 못하는 탄소원임을 확인하고, 식물유와 함께 포도당을 보조기질로 공급한 결과 식물유의 MCL-PHAs로의 전환율이 크게 증가함으로써, PHA 생산에 직접적으로 이용되지 못하는 보조기질의 사용을 통하여 특정 기능기를 함유하는 기질로부터 해당 기능기를 갖는 MCL-PHAs를 효율적으로 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 지방산의 ${\beta}-oxidation$ 회로를 방해하는 아크릴산을 첨가할 경우 아크릴산의 독성에 의하여 세포생장은 저해를 받지만 세포 내 MCL-PHAs의 축적율은 감소하지 않았으며, MCL-PHAs를 구성하는 단위체 중 3-hydroxydo-decanoate 및 3-hydroxytetradecanoate와 같이 탄소수가 보다 큰 단위체의 함량이 크게 증가하였다. 이러한 특징에 의해 해바라기유와 옥수수유로부터는 3-hydroxydodecenoate, 3-hydroxytetradecenoate와 같은 불포화 단위체의 함량이 크게 증가된 기능성 MCL-PHAs를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 아크릴산의 첨가와 같은 PHA 대사경로의 인위적 변화가 새로운 단위체 조성을 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.

• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.103-113
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• 1993

우리나라에서 년간 3,367만톤(1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75~85%로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도, 고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95%에 해당하는 8.4meq/g VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기질 농도의 영향에서는 TS 15%일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1%인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0~7.5, $35{\sim}45^{\circ}C$였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권2호
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• pp.465-474
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• 1999

식용 단백질 생산 균주인 S. cerevisiae ATCC 7754에 돌연변이를 유도하고, 핵산 함량이 높으면서도 성장 속도가 빠른 고핵산 축적 균주를 선별하였고 배양 특성을 조사하였다. Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754는 pH $3{\sim}4$에서 최대 활성을 보이는 산성 RNase와 pH 9에서 최대활성을 보이는 알칼리성 RNase를 가지고 있는 것이 확인되었으며 산성 RNase의 활성이 훨씬 높았다. Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754의 RNase는 금속염에 의하여 영향을 받는데 산성 RNase의 경우는 $0.08\;M\;HgCl_2$에 의하여 활성이 크게 저하되었고, 알칼리성 RNase경우는 2.0 M NaCl이나 KCl에 의하여 활성이 크게 저하되었다. 반면 알칼리성 RNase는 $0.05\;M\;CaCl_2$, $0.02\;M\;ZnSO_4$, $0.008\;M\;HgCl_{2}$에 의하여 활성이 증가되었다. Ethylmethane sulfonate, 자외선, 감마선을 이용한 돌연변이를 통하여 핵산 축적능이 뛰어난 KCl 감수성 균주를 선발하고 YPD 배지에서 배양하면서 건조 균체량과 리보핵산 함량을 측정하여 건조 균체 단위 무게당 리보핵산의 함량이 가장 높은 B24 균주를 고핵산 변이주로 선택하였다. B24 균주는 모균주와 비슷한 증식 특성을 나타내었는데, pH $4.5{\sim}5.5$에서 성장이 잘 되었고 리보핵산 축적은 pH 4.5와 5.0에서 가장 잘 일어났으며, 또한 탄소원으로 당밀을 사용한 경우가 세포 내에 리보핵산이 가장 많이 축적되었고 균의 생육도 빠름을 알 수 있었다. 발효기를 이용한 유가식 배양에서는 배양 초기에 균체내 리보핵산 함량이 급격히 증가하고 이후 정지기까지 서서히 감소하여 최종적으로 리보핵산 함량이 균체 건물량의 19.8%(w/w)로 모균주의 16.1% (w/w)에 비해 우수하였으며, 이때 최대 69.6 g/L(건물량)의 균체를 수득하였다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.513-518
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• 2008

재조합 대장균으로부터 베타-카로틴을 추출/정제하고 정제된 베타-카로틴의 주름개선 성능을 평가하였다. 탈수 용매, 추출 용매에 따른 추출량의 큰 변화는 발견되지 않았으나, wet-cell cake으로부터 추출한 경우가 dry cell로부터 추출한 경우에 비하여 2배 많은 양의 베타-카로틴이 추출되었다. 5 g의 wet-cell cake을 파쇄하고, 아세톤으로 탈수한 후, isobutyl acetate로 추출한 결과 36 mg의 베타-카로틴이 추출되었는데, 이는 61.2% 회수율에 해당한다. 베타-카로틴의 결정을 생성시키고 이를 분리한 결과 순도가 증가하였다. 재조합 대장균 배양액 2.5 L로부터 얻은 wet-cell cake 223 g의 탈수, 세포 파쇄 후 세포 잔사물로부터 베타-카로틴 추출, 농축, 결정화 등을 통하여 최종적으로 순도 93%인 베타-카로틴 결정 633 mg을 얻었다. 사람섬유아세포 배양을 통하여 정제된 베타-카로틴의 세포 독성 및 콜라겐 합성에 미치는 영향을 조사하였다. $1.7{\mu}M$의 베타-카로틴을 첨가 시 세포에 독성을 거의 나타내지 않았으며 콜라겐 합성양은 첨가하지 않은 경우에 비하여 1.4배 증가하였다. 본 결과는 저 유독성 용매를 사용하고 기존보다 간단한 방법을 사용하여 재조합 대장균으로부터 고순도의 베타-카로틴을 정제할 수 있고 이를 기능성 화장품의 주름개선제로 사용될 수 있음을 시사한다.