• KSBB Journal
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• 제31권1호
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• pp.73-78
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• 2016

The aim of this study attempted to verify the possibility of bioethanol production using wasted medium density fiberboard (wMDF). In order to produce bioethanol from wood cellulosic materials must be carried out the process of pretreatment, saccharification, fermentation and distillation. First, the wMDF was pretreated using sodium chlorite and pretreated wMDF was prepared to 8% slurry and then slurry was saccharified with the commercial enzyme (Cellic CTec3). The fermentable sugar and pH of saccharified substrate were about 5.5% glucose and 4.4, respectively. Herein we compared the results of ethanol yield according to the nutrients added or without addition to increase ethanol yield. Ethanol fermentation was finished in about 24 hours, but it was delayed in experimental group without nutrients. Ethanol content and fermentation ratio of the final fermented mash prepared by utilizing jar fermenter was 25.40 g/L and 86.64%, respectively. At this time, the maximum ethanol productivity was confirmed as 1.78 g/Lh (ethanol content 21.38 g/L, 12 h), and the overall ethanol productivity was 1.05 g/Lh (ethanol content 25.27 g/L, 24 h). Using fermented liquid we could produced bioethanol 95.37% by continuous distillator packed with copper element in laboratory scale. These results show that wMDF has a potential valuable for bioethanol production.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제10권5호
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• pp.677-684
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• 2000

Pseudomonas sp. BK7, an alkalophile, displayed the highest growth and protease activity when grown in a fermenter which was controlled at a pH level of 9.0, and the enzyme production was significantly enhanced by the increase of agitation speed. Two forms of alkaline proteases (BK7-1 and BK7-2) were fractionated and purified to near homogeneity. Protease BK7-1 was purified through CM-Sepharose CL-6B and Sephadex G-75 column chromatographies, and Protease BK7-2 was purified through CM-Sepharose CL-6B, DEAE-Sepharose, and Sephadex G-75 column chromatographies. The molecular weights of proteases BK7-1 and BK7-2 determined by gel filtration chromatography were 20,700 and 40,800, respectively. The $K_m$ value, isoelectric point, and optimum pH of protease BK7-1 were 2.55 mg/ml, 11.0, and 11.0, respectively, whereas those of protease BK7-2 were 1.57 mg/ml, 7.2, and 10.0, respectively. Both proteases were practically stable in the pH range of 5-11. The optimum temperatures for the activities of both protease BK7-1 and BK7-2 were $50^{\circ}C$ and $45^{\circ}C$, respectively. About 56% of the original protease BK7-2 activity remained after being treated at $50^{\circ}C$ for 30 min but protease BK7-1 was rapidly inactivated at above $25^{\circ}C$. Both proteases were completely inhibited by phenylmethane sulfonyl fluoride, a serine protease inhibitor. Protease BK7-2 was stable against EDTA, EGTA, STP, and detergents such as SDS and LAS, whereas protease BK7-1 was found to be unstable.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권5호
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• pp.604-612
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• 1996

To improve the fermentation characteristics of the haploid starch-fermenting recombinant yeast strain K114/YIpMS$\Delta$R(LEU2/URA3) secreting both $\alpha$-amylase and glucoamylase was rare-mated with polyploid industrial yeast Saccharomyces sp. K35. The K35 strain had good fermentation-characteristics such as ethanol-tolerance, high temperature and sugar-tolerance, and high fermentation rate. Among the resulting 66 hybrids, the best strain RH51 was selected. The RH51 exhibited amylolytic activity of K114/YIpMS$\Delta$R(LEU2/URA3) as well as ethanol and sugar tolerance of K35. The optimum temperature of hybrid RH51 for starch fermentation was 34$\circ$C which was same as that of K35 but different from that (30$\circ$C) of K114/YIpMS$\Delta$R(LEU2/URA3). The optimum pH was 5.0. The optimum size of inoculum was 2% as the pellet (w/v) of yeast cells. The hybrid strain RH51 produced 7.0% ethanol (w/v) from 20% (w/v) soluble starch while K35 formed almost no ethanol, 0.3% (w/v). RH51 strain produced 7.5% (w/v) ethanol after 8 days in a 2.5 l fermenter containing 800 ml of 20% (w/v) soluble starch. The residual starch content in the fermentation medium was 1.68% (w/v), and therefore almost all the starch was fermented completely.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권4호
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• pp.328-333
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• 2005

Paenibacillus elgii SD17 (KCTC $10016BP^T$=NBRC $100335^T$) was recently reported as a new species. Based on its inhibitory activity to Thanatephorus cucumeris AG1-1, strain SD17 was further evaluated for its potential as a biocontrol agent against soil-borne diseases of turf grasses in Korea. P. elgii SD17 showed a broad spectrum of antimicrobial activity in vitro test and suppressed development of turf grass diseases; Pythium blight caused by Pythium aphanidermatum and brown patch caused by T. cucumeris AG1-1 on creeping bentgrass (Agrostis palustris) in the growth chamber tests. Under a condition for massive culture in a 5,000 L fermenter, P. elgii SD17 reached $6.4{\times}10^8$ spores/ml that resulted in approximately $1.0{\times}10^7$ cfu/g when formulated into a granule formulation (GR) using the whole culture broth instead of water. Using the GR formulation, biocontrol activity of P. elgii SD17 was confirmed. In the growth chamber tests, the GR formulation was effective against brown patch and Pythium blight with similar level of disease severity compared to each of the standard fungicides at the application rates of 10 g/$m^2$ or above. In the field tests, compared to each untreated control, the GR formulation also effectively controlled Pythium blight, brown patch and large patch at all the application rates of 5, 10 and 20 g/$m^2$, respectively, without significant response by the application rates. However its performance was inferior to each of the standard chemical fungicides. Based on these results, we consider this GR formulation of P. elgii SD17 as an effective biocontol agent to suppress Pythium blight, brown patch and large patch of turf grasses in Korea.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권2호
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• pp.220-233
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• 2019

Bacterial lysates have become a common ingredient for natural health care. Lactic acid bacteria (LAB) could serve as potential candidates for lysate production: the lactic acids produced by LAB have been utilized for their moisturizing, antimicrobial, and rejuvenating effects, while other substances provide topical benefits and health effects for the skin. Our study aimed to obtain lysate from a LAB S. macedonicus MBF 10-2 through an optimized fermentation using the Response Surface Methodology. Strain MBF10-2 was cultivated in a 2L fermenter tank in de Man Rogosa and Sharpe (MRS) medium and in plant-based peptone modified MRS, i.e. Soy-peptone and Vegitone. The duration and the medium composition (dextrose and soy peptone or proteose peptone) were adjusted to obtain an optimum production of cell lysate. Central Composite Design was employed for Design Expert 7.0.0 by adjusting 3 factors: dextrose (1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%), soy or proteose peptone (0.5%, 0.75%, 1%, 1.25% and 1.5%), and duration of fermentation (8, 10, 12 14, and 16 h for MRS-Soy peptone and 15, 17, 19, 21, and 23 h for MRS Vegitone). Bacteriocin-Like Inhibitor Substance activity of lysate and pH were used as indicators. The optimum condition for lysate production using MRS Soy Peptone and Vegitone are as follows: dextrose concentration 2.5%, plant-based peptone 1.25%, while optimum fermentation duration were 11.18 h (MRS Soy Peptone) and 17 h (MRS Vegitone) with a starter concentration of 10% at $OD_{600nm}$ $0.2{\pm}0.05$. However, the standard MRS medium produced better quality lysate compared to MRS plant-based peptones.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2005

도시하수 1차슬러지의 가수분해와 산발효특성 향상을 위해 슬러지상 형태를 가진 새로운 회분식 및 반연속시 발효시스템의 운전특성을 운전 온도와 pH를 함수로 평가하였다. 본 공정에서 적용한 산세정 슬러리 반응조는 pH 9와 고온($55^{\circ}C$)의 운전조건하에서 비교적 짧은 체류시간내 유출수내 다량의 유기산을 생산하는 우수한 운전특성을 가지고 있다. 가수분해 특성은 대상기질인 슬러지의 특성에 미치는 계절적 특성에 상당한 영향을 받았으나, 반면에 산형성특성은 거의 영향을 받지 않았다. 우기계절을 기준으로 할 때 최적 운전조건하에서의 휘발성 유기산의 생성과 회수율은 $0.18\;g\;VFA_{COD}\;g^{-1}\;VSS_{COD}$과 63.3%이었으며, 발효부산물로써 질소와 인의 용출율은 각각 $0.006\;g\;N\;g^{-1}\;VSS_{COD}$ 및 0.003 g $P\;g^{-1}\;VSS_{COD}$이었다. 실규모 처리장($Q=158,880\;$m^3\;day^{-1}$)에서의 물질수지 결과 우기계절동안의 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 생산량은 약 $3,110\;kg\;VFA_{COD}\;day^{-1}$ 및 $1,800\;kg\;COD\;day^{-1}$이었는데, 이는 유입 하수기준으로 약 $31\;mg\;COD\;L^{-1}$, $20\;mg\;VFA_{COD}\;L^{-1}$, $0.7\;mg\;N\;L^{-1}$ 및 $0.3\;mg\;P\;L^{-1}$의 수질향상을 가져올 것으로 평가되었다. 이 공정의 적용에 따라 유입하수 $1,000\;m^3$ 당 약 $67 (에너지 비용 제외시)의 경제적 이득이 있으며, 건기계절시에는 이보다 더 높은 경제성을 가질 것으로 기대된다. 또한 본 연구결과 고성능 발효조는 병원성균이 없는 안정화된 고형물 생산, 우수한 고형물 분리특성 및 경제성 등 다양한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 한국축산식품학회지
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• 제29권4호
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• pp.437-444
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• 2009

GABA 생성 젖산균으로 선발한 Lactobacillus acidophilus RMK567 균주를 멸균한 50 L의 MRS broth가 들어 있는 fermenter에 접종하여 40oC의 발효온도에서 24시간 배양 하였다. L. acidophilus RMK567 생균수는 $10.04{\pm}0.13$ Log CFU/mL이었으며, 이때 5.16시간의 유도기(L)를 거쳐 2.203시간의 세대시간(g)으로 증식하였으며, 생장률상수(k)는 0.454세대/h 이었다. 50 L의 MRS 배양액으로부터 회수한 cell paste의 총 중량은 487 g, 수분함량은 40.5%이었으며, 생균수는 12.48 Log CFU/g 이었다. Cell paste에 glycerol, glucose 및 polydextrose 등의 동결보호제를 첨가하여 $-45^{\circ}C$에서 deep frozen하고 84 mtorr의 진공 하에서 3시간 동결건조하여 총 408 g의 FD cell powder를 생산하였다. FD cell powder에 Streptococcus thermophilus를 혼합한 FD starter cultures의 수분함량은 4.25%, 3.90%, 및 4.08%이었으며, 생균수는 각각 12.42(FDA-GY), 12.60(FDB-GG)과 12.91(FDC-GP) Log CFU/g이었다. 모든 FD starter cultures는 $-18^{\circ}C$ 저장 초기부터 급속히 사멸하여 3.24% 이하의 생존률을 보였다. 각 동결보호제 처리구 간의 생균수 차이는 유의성을 보이지 않았으나, 저장기간에 따른 유의성은 p<0.01 수준에서 관찰되었다. 원유를 기초로 하는 요구르트 조제액에 MSG의 농도를 0.02%, 0.04% 및 0.05%을 첨가하고, FD starter culture로 배양한 요구르트의 GABA 함량은 각각 $155.16{\pm}8.53$ ppm, $243.82{\pm}4.27$ ppm 및 $198.64{\pm}23.46$ ppm 이었다. 이 결과는 L. acidophilus RMK567의 FD starter culture가 동결건조 공정에 의하여 GABA 생성력이 감소하지 않았으며, GABA 함량이 높은 요구르트 제조에 유용하다는 사실을 보여주는 것이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.866-871
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• 2006

연속 회분식 방식의 실험실 규모 상향류 반응조를 사용하여 인 결정화공정을 이용한 영양물질 회수에 대한 연구를 수행하였다. 양이온 공급원으로서 산업폐기물인 폐석회와 마그네슘염을 이용하여 그 운전특성을 비교하였다. 이 연구는 고성능 발효조와 인 결정화 반응조로 구성된 새로운 통합 슬러지 처리 공정에 있어서 인 결정화공정의 성공적인 적용성 평가에 초점을 두고 있다. 발효조 유출수와 유사한 특성으로 제조된 합성폐수를 이용한 첫 번째 struvite 결정화 실험에서 반응은 $0.5{\sim}1$ hrs 사이의 반응시간에서 빠르게 진행되었는데, 그 동안 상당량(약 60% 이상)의 암모니아와 인이 제거되었다. 알칼리성 조건이라는 기질의 고유특성으로 인하여 암모니아 탈기 현상이 다소 발생하였으나 그 정도는 미미한 것(<5%)으로 나타났다. 또한 공기주입에 의한 이산화탄소 탈기조건을 추가적으로 제공하였을 때 struvite 형성속도의 향상은 일어나지 않았다. 실폐수로서 발효조 유출수를 사용한 두 번째 실험에서 stuvite 결정화를 위한 마그네슘염의 최적주입량은 struvite형성질량비와 유사한 0.86 g Mg $g^{-1}$ P이었다. 반면에 폐석회의 최적주입량은 0.3 g $L^{-1}$으로 다소 높게 나타났으며, 약 3시간의 반응시간 조건에서 $NH_4$-N과 $PO_4$-P의 제거효율은 각각 80%와 41%로 나타났다. 각 실험에서 침전물을 현미경으로 분석한 결과 마네슘염을 사용한 경우 프리즘과 같은 결정체가 관찰된 반면 폐석회를 사용한 경우는 비결정질의 결정체가 주로 관찰되었다. 하수처리용량 158,880 $m^3\;d^{-1}$의 실규모 처리시설의 경우를 대상으로 한 통합 슬러지처리시스템의 물질수지 분석결과 결정화 반응조 유출수로 부터의 반송되는 영양물질의 재순환 부하(각각 하수 1 $m^3$ 당 0.13 g N와 0.19 g P)는 매우 낮게 유지되는 것으로 나타났다. 그러므로 이미 산업폐기물 형태로 존재하는 폐석회를 본 연구에서와 같이 통합 슬러지 처리시스템의 영양물질 회수 공정에서 재이용하는 것은 높은 환경적 및 경제적 이익과 동시에 산업폐기물의 지속발전적 처리/처분이라는 다양한 장점을 가질 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권2호
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• pp.263-268
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• 2002

본 연구에서는 프로바이오틱 생균인 비스루트균의 최적 배지 탐색을 위해 탄소원, 질소원 그리고 아포형성의 극대화를 위한 인산염의 최적 농도를 검토하였다. 500 mL baffle flask 에서 배양을 실시한 결과, 탄소원 영향 실험에서는 포도당 2%(w/v)와 전분 2%(w/v)가 첨가되었을 때 최대 총균수$(4.7{\times}10^9\;CFU/mL)$와 활성아포수$(4.3{\times}10^9\;CFU/mL)$를 보였으며 아포형성율은 91%이었다. 질소원 영향 실험에서는 대두분이 5%(w/v) 첨가되었을 때 최대 총균수$(5.9{\times}10^9\;CFU/mL)$와 활성아포수$(5.7{\times}10^9\;CFU/mL)$를 나타내었다. 그리고, 인산염 실험에서는 최대 총균수$(6.3{\times}10^9\;CFU/mL)$와 활성아포수$(6.0{\times}10^9\;CFU/mL)$를 $KH_2PO_4$를 1%(w/v) 첨가되었을 때 얻을 수 있었으며 아포형성율은 95%를 보였다. 5L 발효조에서 최적 배지인 KH5 배지를 이용하여 $32^{\circ}C$의 온도에서 통기량 1 vvm, 교반속도 450 rpm, pH $7.0{\pm}0.1$로 맞추어 회분식 배양을 실시한 결과 최대 총균수는 $3.3{\times}10^{10}\;CFU/mL$을 보였으며 최대 활성아포수는 $3.0{\times}10^{10}\;CFU/mL$을 나타내었고, 아포형성율은 94%를 나타내었다. 이때 아포 생산성은 $5{\times}10^8\;spores/mL/h$이었다.

• 생명과학회지
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• 제18권7호
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• pp.980-985
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• 2008

양파는 우리 식생활에서 자주 사용되는 식품 재료로서 그 재배 방법이 용이하여 전국 각지에서 많이 생산되고 있다. 양파 내에는 glutamic acid, arginine 등 다양한 종류의 아미노산이 들어 있어서 그 효능을 증가시킨다. 본 연구에서는 이러한 장점을 가지고 있는 양파의 수요 확대 및 국민 건강 증진을 위하여 양파즙을 기질로 하여 알코올 발효 조건을 검토하고 나아가 발효주의 품질을 개선하여 산업화를 위한 발판을 마련하고자 하였다. 플라스크 배양 결과, 48시간 경에 정지기로 접어들고, 90시간 이후에 사멸기로 나타났다. 에탄올 생성은 114시간에서 정점을 보였다. 플라스크 배양의 최적 조건을 토대로 하여 유가 배양, 연속 배양 등 발효조 배양을 행하였다. 발효조 정치배양은 플라스크 배양과 유사한 결과를 보였지만, 약 24시간 정도 빠르게 진행되었다. 유가배양은 배양 시작 후 72시간 때 10% sucrose가 첨가된 양파즙 배지를 첨가하여 실시되었고, 균의 사멸을 방지하고 알코올의 일정농도를 유지하게 했다. 연속배양은 배양 시작 후 72시간 때부터 24시간 간격으로 연속적으로 신선한 배지를 균 생육이 유지되게 하였다. 그 결과 균 생육은 다소 감소하였지만, 일정농도의 알코올 생성은 가능한 것으로 나타났다. 또한 생체 내에서 항괴혈병 작용, 면역 촉진 작용 등의 생리 활성을 나타내는 비타민 C(L-ascorbic acid)의 유도체인 $2-O-{\alpha}-D-glucopyranosyl$ L-ascorbic acid (AA-2G)를 양파즙 배지에 첨가하여 알코올 발효의 특성을 분석하여 발효주의 비타민 C를 강화하고 면역 증강을 촉진시키는 기능성 발효주로의 가능성을 확인하였다.