• 약학회지
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• 제27권3호
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• pp.185-205
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• 1983

Penicillins and cephalosporins are biosynthesized from L-.alpha.-aminoadipic acid, L-cysteine and L-valine. A tripeptide, LLD-$\delta$-($\alpha$-aminoadipyl)cysteinylvaline(LLD-ACV) was isolated from fermentation broths of Cephalosporium acremonium as well as of Penicillium chrysogenum and it was proved that the LL-$\delta$-($\alpha$-aminoadipyl cysteine was formed first in mycelia, to which valine would be connected to give LLD-ACV. However, several points are still unsolved; first, what mechanism is involved in the configurational change from L-valine to D-valine, second, what kind of cyclization mechanism gives a $\betha$-lactam ring and a thiazolidine ring and third, what is the pathways for the ring expansion from penicillins to cephalosporins. At present, it seems clear that LLD-ACV is cyclized to give isopenicillin N, which is transformed to penicillin N and further to cepbalosporin C. Other hydrophobic penicillins, including benzyl penicillin and penicillin V, are formed from isopenicillin N by acyl-exchange reactions catalyzed by penicillin transferase, rather than by acylation reaction on 6-aminopenicillanic acid(6-APA), which was isolated from the fermentation broth of P. chrysogenum and which would be formed by hydrolysis of $\delta-(\alpha$-amincadipyl)amido moiety at the C-6 position in isopenicillin N or penicillin N by penicillin acylase. Acylation of 6-APA is catalyzed also by penicillin acylase, but the reaction is proved not to be involved in penicillin biosynthesis. Understanding the biosynthesis of penicillins and cephalsoporins would provide solutions to increase in fermentation yields of penicillins, especially of cephalosporins and a solution to biological production of 7-aminocepbalosporanic acid (7-ACA) which is of importance in pharmaceutical industry. Still regulation mechanisms in penicillin and cephalosporin biosynthesis are unveiled at all.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.401-407
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• 2017

본 연구에서 아카시아꽃잎을 기질로 미백효과와 항산화효과가 우수한 천연물질을 생산하는 플라스크 발효법을 개발하였다. 아카시아꽃잎 추출액은 tyrosinase 활성을 저해하지 않은 반면, 2년 전통발효액과 2년 전통발효액을 접종한 아카시아꽃잎 플라스크 발효액은 tyrosinase 활성을 저해하였다. 아카시아꽃잎 플라스크 발효농축액 10% 포함된 용액의 tyrosinase 활성 저해율은 40%였고 농축액 함량이 증가할수록 저해율도 증가하였다. 양성대조군인 알부틴($20mg\;mL^{-1}$)과 코직산($80{\mu}g\;mL^{-1}$)의 tyrosinase 활성 저해율은 각각 90%와 58%였다. 이는 플라스크 발효농축액 40%가 포함된 용액의 미백성능이 코직산($80{\mu}g\;mL^{-1}$)의 성능과 비슷함을 보여준다. 농축액이 20% 포함된 용액의 항산화활성은 56%였고 농도가 증가할수록 용액의 항산화활성도 점차 증가하여 농축액이 60% 포함된 용액의 항산화활성은 98%였다. 이는 항산화효과가 우수한 비타민 C 수용액($10mg\;mL^{-1}$)과 동일한 항산화능력이다. 모든 농도의 발효농축용액에서 95% 이상의 세포생존율을 나타내어 발효액은 독성이 없는 것으로 판명되었다. 실온에 보관된 아카시아꽃잎 발효상등액은 pH와 당도 변화가 없었고 분리, 변색, 및 변취 등의 관능적 성상의 변화가 없는 안정한 상태를 유지하였다. 본 결과는 아카시아꽃잎 플라스크 발효액이 안전하고 미백 및 항산화효과가 뛰어나 미백화장품 원료로 사용가능함을 보여준다. 이는 본 연구를 통하여 아카시아꽃잎 발효기간을 획기적으로 단축시킨 배양방법이 개발되었음을 시사한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제19권3호
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• pp.406-412
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• 2012

기능성이 우수한 마늘을 이용하여 건강 기능성 식품을 개발할 목적으로, 통마늘을 설탕과 시럽에 절인 후 36개월간 실온에서 발효 숙성시킨 마늘 발효액의 발효기간에 따른 항균, 항산화 및 혈전용해능과 폴리페놀 함량 변화를 조사하였다. 마늘 발효액의 총 폴리페놀함량은 발효기간이 경과할수록 증가하여 12~36개월간 발효했을때 870~885 mg/100 mL로서 1~6개월간 발효한 경우에 비하여 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.001). 발효기간에 따른 마늘 발효액의 전자공여능과 SOD 유사활성능은 발효기간이 길수록 증가하여 24~36개월에 가장 높았다(p<0.05). 마늘발효액의 식중독세균에 대한 항균활성은 발효 1개월부터 시험한 4종류의 식중독 세균에 대하여 항균활성을 나타내었으며 특히 S. aureus에 대하여 가장 활성이 컸다. 발효기간에 따른 마늘 발효액의 혈전용해능은 24개월 이상 발효시킨 발효액에서 plasmin보다 2배 이상 높은 혈전용해능을 나타내었다. 마늘발효액은 높은 총 폴리페놀 함량과 더불어 우수한 항균, 항산화 및 혈전용해능을 보였으며 발효기간이 길수록 기능성이 증가하는 경향이었다. 마늘 발효액은 항균작용, 항산화작용 및 혈전용해능 등의 우수한 기능성으로 인하여 세포의 산화적 손상을 방지하는 항산화제로서 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.357-363
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• 2011

고역가 액체종국 제조 및 배양기술을 개발하기 위해, Aspergillus 속의 곰팡이(A. oryzae, A. niger)를 이용한 밀기울 첨가율 별(0, 5, 10, 15 및 20%) 배지를 이용한 액체종국을 제조하여 이들의 품질 특성을 조사하였다. 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한, 효소활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있었고 A. oryzae와 A. niger 곰팡이의 액체종국 배양은 10~15% 밀기울을 첨가하여 48~72시간 배양하는 최적조건을 규명하였다. 기존에 사용되었던 고체종국과 비교하여 밀입국제조에 종국으로써 적합한지를 구명하고자 A. oryzae와 A. niger를 사용한 고체종국을 접종한 밀누룩을 대조구로 하여 밀기울 10% 액체배지로 만든 액체종국의 접종량 별(1, 3, 5, 10%) 밀누룩의 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs) 및 이화학적 특성과 효소활성(${\alpha}$-amylase, glucoamylase, acidic protease)변화를 비교하였다. 결론적으로 시간과 인력등의 경제적 가치가 많이 투입되는 고체종국 보다는 누룩 제조시 액체종국을 사용하는 것이 여러 가지 측면에서도 유리 하다고 여겨진다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권1호
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• pp.1-8
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• 2016

The new movement towards green chemistry and renewable feedstocks makes microbial production of chemicals more competitive. Among the numerous chemicals, organic acids are more attractive targets for process development efforts in the renewable-based biorefinery industry. However, most of the production costs in microbial processes are higher than that in chemical processes, among which over 60% are generated by separation processes. Therefore, the research of separation and purification processes is important for a promising biorefinery industry. This review highlights the progress of recovery processes in the separation and purification of organic acids, including their advantages and disadvantages, current situation, and future prospects in terms of recovery yields and industrial application.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권3호
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• pp.247-251
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• 1989

여러가지 염이 sisomicin 발효에 미치는 영향에 대해 살펴본 결과, CoCl$_2$만이 항생물질 생성의 대사반응에 cofactor로서 작용하였으며 16.8 $\mu$M에서 최대항생물질의 수율이 얻어졌다. 한편, 앞의 경우보다 훨씬 높은 염농도에서 ZnSO$_4$, KH$_2$PO$_4$, FeSO$_4$그리고 MgSO$_4$가 각각 발효배지에 첨가되었다. ZnSO$_4$와 KH$_2$PO$_4$는 전혀 효과가 없었으나 FeSO$_4$는 약간 항생물질 수율의 향상을 가져왔다. 그러나 MgSO$_4$의 경우, 매우 높은 염농도에서도 균체생육의 저해가 약간 일어났으며, 최종 항생물질의 수율은 100% 이상 증가되었다. 이러한 결과는 부분적으로 발효 중 균체내에 생성된 항생물질이 균체외로 유출되는 효과가 증진된 것에 기인한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권3호
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• pp.335-343
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• 1992

미생물이 생산하는 대사길항물질을 screening한 결과 최소검정배지에서 Gram 양성균에 항균활성을 나타내고 L-leucine에 의하여 그 항균활성이 길항당하는 182-27 물질을 생산하는 방선균을 토양에서 새로이 분리하였다. 본 생산균을 분류 동정한 결과, 유연균을 찾아볼 수가 없고 신 균종으로 동정하기에는 많은 type culture와의 비교분류를 하여야만 하므로 여기서는 다만 기균사의 포자형성과 세포벽 성분의 조성, 형태학적 성상 등으로 보다 Streptomyces sp.로만 동정하였다. 182-27 균주의 배양조건을 검토하고 최적조건에서 대량 배양하여 그 배양여액으로부터 이온교환수지, silica gel column chromatography 등에 의하여 활성 물질을 분리 정제하였으며 배양액 약 20$\ell$에서 약 20mg의 백색분말을 얻었다. 182-27 물질은 그의 이화학적 성질로 보아 아미노산 유연물질로 추정할 수가 있으나 그의 화학구조는 아직 밝히지 못했다. 생물학적 성질은 최소검정배지상에서 Gram 양성균에 항균력을 나타냈고 이러한 항균력은 L-leucine의 첨가에 의해 저해 당했다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.233-236
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• 2000

Bacillus thuringiensis (bt)는 생물학적 살충제 시장에서 가장 널리 사용되는 미생물 살충제이다. Bt의 고농도로 세포배양을 하면 생물반응기에서 원하는 생산물의 농도를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 생산물의 생성속도도 이룰 수 있다. 이런 목적 하에서 우리는 세라믹 막 모듈을 반응기 내부에 장착한 새로운 형태의 생물반응기를 개발하였다. 이 새로운 형태의 생물반응기에서 포도당 제한 상태하의 운전을 통해서 bt의 세포와 포자 수율을 현저하게 증가시킬 수 있었다. 최대로 $1.2\;{\times}\;10^{10}\;CFU/ml$의 포자 수율을 달성할 수 있었다. 세라믹 막 모듈 생물반응기에서 포도당 제한 상태 하에서 bt의 성장특성을 연구하였다. 포도당 제한 상태에서는 세포의 성장은 선형 (linear) 성장특성을 보였는데 이것은 간단한 비구조적 수학적 모델의 결과와 잘 일치하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권2호
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• pp.139-158
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• 2010

This work focuses on the application of nanofiltration (NF) to the concentration of a pharmaceutical product, Clavulanate ($CA^-$), from clarified fermentation broths, which show a complex composition with six main identified ions ($K^+$, $Cl^-$, ${NH_4}^+$, $H_2{PO_4}^-$, ${SO_4}^{2-}$ and $CA^-$), glucose and glycerol. The solutes transport through the NF membrane pores was investigated using the SEDE (Steric, Electric and Dielectric Exclusion) model. This model was applied to predict the rejection rates of the initial feed solution and the final concentrated solution (10-fold concentrated solution). The best results were achieved with a single fitted parameter, ${\varepsilon}_p$ (the dielectric constant of the solution inside pores) and considering that the membrane selectivity is governed by steric, electric (Donnan) and Born dielectric exclusion mechanisms. While the predicted intrinsic rejections of solutions comprising up to six ions and uncharged solutes were in good agreement with the experimental values, the deviations were much larger for the 10-fold concentrated solution.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제6권6호
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• pp.419-425
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• 2001

A dense pellicular solid matrix has been fabricated by coating 4% agarose gel on to dense zironia-silica(ZS) spheres by watr-in-oil emulsification . The agarose evenly laminated the ZS bead to a depth of 30㎛, and the resultin gpellicular assembly was characterised by densities up to 2.39g/mL and a mean particle dimeter of 136 ㎛. In comparative fluidisation tests, the pellicular solid phase exhibited a two-fold greater flow velocity than commercial benchmark ad-sorbents necessary to achieve common values of bed expansion. Furthermore, the perlicular parti-cles were characterised by improved qualities of chromatographic behaviour, particularly with re-spect to a three-fold increase in the apparent effective diffusivity of lysozyme within a pellicular assembly modified with Cibacron Blue 3GA. The properties of rapid protein adsorption/desorp-tion were attributed to the physical design and pellicular deployment of the reactive surface in the solid phase. When combined with enhanced feedstock throughput, such practical advantages recommend the pellicular assembly as a base matrix for the selective recovery of protein products from complex, particulate feedstocks(whole fermentation broths, cell disruptates and biological extracts).