• 제목/요약/키워드: fermenter

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Monascus purpureus 에 의한 세포외 적색색소 생산성 증가에 대한 배지내 pH 조절의 영향 (Effect of medium pH on the extracellular production of red pigments using Monascus purpureus)

  • 박노환;오영숙;정욱진
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.321-324
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    • 2000
  • Monascus purpureus ATCC 16365에 의한 5-liter 배양기에서 pH 조절을 통하여 세포외로 이차대사물인 수용성 적색소의 생산 증가 현상 와 황색소 보다 적색소로의 대사과정을 촉진시켜 적색소의 생산성을 향상시킬수 있는지의 가능성에 대하여 실험을 수행하였다. 황색소와 적색소의 분석은 UV-Vis spectrophotometer를 이용하여 각각 385nm 와 495nm에서 측정하였다. 실험결과 곰팡이의 최대균체량과 황${\cdot}$적색소를 포함한 총 색소 생산양은 pH 8보다 pH 4.0-5.5인 산성조건에서 2배 및 4배정도 증가하였다. 적색소 및 황색소의 전구물질인 홍색소는 pH 4.0에서 많이 생성되며 또한 홍색소에서 적색소로의 대사과정도 산성 조건 하에서 촉진된다고 보고되었다. 본 실험에서도 같은 경향을 보였으며 또한, 산성 조건 하에서 특히 수용성 적색소가 곰팡이 세포 외로 유출되는 양이 증가하는 경향을 나타내었다.

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팽이 및 수경인삼 분말 및 요구르트 발효에 의한 γ-Aminobutyric acid (GABA)의 전환효율 증진 (Effect of Conversion Rate of γ-Aminobutyric acid (GABA) by Yogurt Fermentation with Addition of Nanoparticle Winter Mushroom and Hydroponic Ginseng)

  • 신평균;김희정;유영복;공원식;오연이
    • 한국버섯학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.334-337
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    • 2015
  • 팽이버섯 내에 존재하는 GAD 효소를 발효를 통해 활성화 시켜 MSG를 GABA로의 전환율을 높이고자 하였다. 효과적인 고농도 GABA를 생산하기 위해 나노분말 팽이버섯에다가 수경재배한 인삼을 첨가하여 야쿠르트발효기에서 발효한 결과 GABA 전환율은 팽이나노인삼분말 발효군(88%) > 팽이분말 발효군(52%) > 팽이나노분말 발효군(44%) 순으로 나타났다. 이러한 결과는 MSG를 기질로 첨가하는 식품에서 활용할 가치가 있으리라 사료된다.

Jar Fermenter에 의한 홍국의 배양, 색소특성 및 안정성 (Characteristics and Stability of Pigments Produced by Monascus anka in a Jar Fermenter)

  • 김선재;임종환;강성국;정순택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.60-66
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    • 1997
  • Monascus anka가 생산하는 색소는 균체외 적색색소(ERP)와 황색색소(EYP) 그리고 균체내 적색색소(IRP) 와 황색색소(IYP)로 분리되었고 각각의 색소는 특징적인 absorption spectrum을 나타냈다 분리된 4종의 색소의 안정성을 검토한 결과, 암조건, 자외선 그리고 형광하에서는 비교적 안정하였지만 일광하에서는 색소가 급격히 퇴색하는 경향을 나타내 저장시 광차단이 필요함을 알 수 있었다. pH에 대해서는 각 색소가 pH 2.0~12.0 범위에서 비교적 안정하였다. 온도의 영향은 60~8$0^{\circ}C$에서는 비교적 안정하였으나 그 이상의 온도에서는 안정성이 떨어지는 것으로 나타났다. 8종의 유기산 중에 tartaric acid와 citric acid가 홍국색소의 안정성을 저해하는 것으로 나타났고 propionic, formic, acetic, butyric, malonic, malic acid는 비교적 안정하였다. 홍국색소의 변색에 가장 큰 영향을 미치는 금속 이온은 Cu$^{2+}$이었다.

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반연속식 음식물쓰레기 산발효조에서 COD 분율 (COD Fraction in Semi-Continuous Food Waste Acid Fermenter)

  • 이재우;박기영;김희준;정태학
    • 한국물환경학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.961-965
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    • 2007
  • In this study, degradation of carbohydrates and composition of fermentative products were investigated in semi-continuous acid fermenter varying hydraulic retention time (HRT). Rice soup was used as a sole substrate for the acid fermentation. Solubilization efficiency of the substrate was higher than 70% for all HRT, however the gas conversion was ignorable implying that most of organic contents in the influent remained in the form of volatile fatty acids (VFAs) and ethanol after acid fermentation. The VFAs were the predominant product and the VFAs conversion increased as the HRT decreased. The VFAs conversion reached the maximum value at 12 hr HRT accounting for 70% of the influent COD. Similar to VFAs, ethanol conversion was increased with the decrease of HRT and the maximum ethanol conversion efficiency was 8% at the HRT of 12 hr. Composition of VFAs was markedly dependent on HRT. As HRT increased, the composition of acetic acid was increased as a product of acetogenesis from butyrate, valerate and ethanol. This study demonstrated that HRT affected acid fermentation of a carbohydrate containing organic wastes producing VFAs and ethanol which could be effectively used to compensate the lack of carbon in wastewater for biological nutrient removal.

Optimization of ${\beta}$-Glucosidase Production by a Strain of Stereum hirsutum and Its Application in Enzymatic Saccharification

  • Ramachandran, Priyadharshini;Nguyen, Ngoc-Phuong-Thao;Choi, Joon-Ho;Kang, Yun Chan;Jeya, Marimuthu;Lee, Jung-Kul
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권3호
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    • pp.351-356
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    • 2013
  • A high ${\beta}$-glucosidase (BGL)-producing strain, Stereum hirsutum, was identified and isolated and showed a maximum BGL activity (10.4 U/ml) when cultured with Avicel and tryptone as the carbon and nitrogen sources, respectively. In comparison with other BGLs, BGL obtained from S. hirsutum showed a higher level of activity to cellobiose ($V_{max}$ = 172 U/mg, and $k_{cat}$ = 281/s). Under the optimum conditions (600 rpm, $30^{\circ}C$, and pH 6.0), the maximum BGL activity of 10.4 U/ml with the overall productivity of 74.5 U/l/h was observed. BGL production was scaled up from a laboratory scale (7-L fermenter) to a pilot scale (70-L fermenter). When S. hirsutum was cultured in fed-batch culture with rice straw as the carbon source in a 70-L fermenter, a comparable productivity of 78.6 U/l/h was obtained. Furthermore, S. hirsutum showed high levels of activity of other lignocellulases (cellobiohydrolase, endoglucanase, xylanase, and laccase) that are involved in the saccharification of biomasses. Application of S. hirsutum lignocellulases in the hydrolysis of Pinus densiflora and Catalpa ovata showed saccharification yields of 49.7% and 43.0%, respectively, which were higher than the yield obtained using commercial enzymes.

BNR 효율개선을 위한 산 발효조 최적운전 조건에 관한 연구 (A Study on the Optimum Operating Condition of Acid Fermenter for the BNR Performance Improvement)

  • 김효상;박종운;서정원;박철휘
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.587-595
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    • 2000
  • 국내 하수처리장에 적용되는 BNR(Biological Nutrients Removal) 공정의 효율저하 원인은 유입원수의 낮은 C/N비와 탄소 (Carbon source) 부족이 가장 큰 것으로 지적되어 왔다. 탄소원의 효율적인 공급을 위해 1차 슬러지 산 발효조(Acid fermenter)를 이용하여 SCFAs(Short-Chain Fatty Acids) 생성을 유도할 수 있다. 본 연구에서는 side-stream의 산 발효조와 조합된 $A_2/O$ 프로세스를 운전하여 영양염류 제거에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 산 발효조의 최대 SCFAs생성은 중온상의 SRT 4~5일에서 약 3.000mg/L(as COD), 대략 0.10~0.16 mg SCFA(as COD)/mg 1차 슬러지(as COD)로 나타났다. 또한 생성된 SCFAs의 성상비는 Acetic, Propionic, (iso)Butyric 및 (iso)Valeric이 1, 0.7, 0.5 그리고 0.6 순으로 나타났다. BNR공정의 side-stream 산 발효조 적용에 의한 영양염류 제거효율은 크게 증가하는 것으로 나타났다. T-N은 인공하수(R1)의 경우 35% 정도의 낮은 처리효율을 나타냈으나 인공 SCFA 주입(R2) 및 발효산물 투입(R3)의 경우 제거효율 74%, 76%로 크게 향상되는 것으로 나타났다. 또한 Phosphate 는 R1의 경우 45% 의 처리효율을 나타냈으나 R2, R3의 경우 73~74% 정도로 양호한 처리효율을 나타냈다. 이는 발효산물 및 SCFA 주입에 의해 혐기조에서 인의 방출 및 호기조에서 과잉섭취가 잘 이루어졌기 때문으로 R3의 경우 인의 방출율은 $0.34g\;PO_4-P/g$ COD로 기존 연구와 비교해서 유사한 것으로 나타났다.

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영지의 액체배양에 의한 세포외 다당 생산의 Scale Up 연구 (Scaling Up Study of Exopolysaccharide Production through Mycelial Submerged Cultivation of Ganoderma lucidum)

  • 이학수;이신영
    • KSBB Journal
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    • 제24권3호
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    • pp.303-311
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    • 2009
  • Bi-staged pH process 하의 jar fermenter system에서 영지의 액체배양 시 효율적인 균사체 및 세포의 다당 생산을 위한 용존산소의 영향을 조사하고, 산소이동용량계수와 발효조 조작변수와의 상관관계를 해석하여 scale up의 조건을 검토, 확립하였다. 교반속도에 따른 용존산소의 농도변화를 살펴본 결과, hi-staged pH process에서 배양 $2{\sim}4$일에 용존 산소의 급격한 감소를 보였으나 용존 산소의 제한은 일어나지 않고, 다시 증가하는 경향을 보였으며, 교반속도가 증가할수록 감소 폭과 깊이는 증가하는 경향을 보였다. 다당 생성은 대수 증식기 이후의 용존 산소농도가 $40{\sim}80%$ 범위일 때 가장 높았으며, 이 보다 낮거나 높은 경우 다당의 생성은 저해되었다. 교반 및 통기에 따른 산소이동용량계수 ($k_La$)와 통기속도 (Vs), 교반속도 (N) 및 impeller 지름 (Di)의 자료로부터 중회귀분석한 결과, 이들 사이의 관계는 다음 식으로 표현할 수 있었다. $$k_La=0.555{\times}Vs^{0.42}{\times}(N^3{\times}Di^2)^{0.33}\;(R^2=0.925,\;p<0.05)$$ 2.6 L 발효조의 경우, 15.43 g/L의 최대 다당 생산량은 400 rpm 및 1 vvm에서 얻어졌으며, 2.6 L 발효조의 최적 산소이동용량계수 값을 적용한 20 및 75 L 발효조에서의 scale up 시험 결과는 서로 잘 일치하였다. 최대의 다당생성을 위한 산소전달계수의 감은 $85.4{\pm}26.70\;h^{-1}$이었다.

총체맥류 분쇄기 개발 및 분쇄 총체맥류 사일리지의 품질 특성 (Development of Crushing Device for Whole Crop Silage and the Characteristics of Crushed Whole Crop Silage)

  • 이성현;유병기;주선이;박태일
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.344-349
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    • 2016
  • 본 연구에서는 주로 한(육)우, 낙농 등에서 이용되는 총체맥류 조사료를 돼지, 닭 등에게까지 확대 이용 가능성을 모색하기 위하여 수행하였다. 이를 위해 총체맥류를 분쇄할 수 있는 시스템을 개발하였고 분쇄시스템을 통해 분쇄한 총체맥류를 비닐 백에 밀봉 저장한 후 사료가치를 분석하였다. 총체맥류는 Fig. 4에서 보는 바와 같이 수확 직후 줄기, 잎, 곡실 등을 분리하지 않고 원형 그대로 분쇄장치에 투입하였다. 분쇄되어 배출된 총체맥류의 분쇄상태를 분석한 결과 알곡 20%, 10 mm 이상 4%, 5~10 mm 27%, 5 mm 이하 49%로 매우 미세하게 분쇄되는 것으로 나타나 단위동물의 배합사료에 일정비율 혼합하여 급이 하는 것이 가능할 것으로 판단되었다. 분쇄 직후 밀봉하여 상온에서 저장한 총체맥류 사일리지는 약 3개월이 지난 시점에서 품질을 분석하였다. 시험에 사용한 총체맥류는 새쌀보리와 금강밀이다. 분쇄된 총체맥류의 발효를 촉진하기 위하여 하나에는 발효제를 접종하였고 다른 하나는 발효제를 접종하지 않았다. 발효제를 접종한 분쇄 총체 새쌀보리의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.45%, 1.61%, 8.95%, 16.94%, 9.52%, 1.01%, 8.51%로 나타났으며 TDN, RFV는 81.38%, 447.5%로 나타났다. 발효제를 접종하지 않은 총체 새쌀보리의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.57%, 1.62%, 9.61%, 18.25%, 10.13%, 1.10%, 9.04%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.90%, 412.9%로 나타났다. 발효제를 접종한 분쇄 총체 금강밀의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.43%, 1.27%, 10.99%, 19.49%, 11.23%, 1.46%, 9.77%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.03%, 382.6%로 나타났다. 발효제를 접종하지 않은 총체금강밀의 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF, 리그닌, 셀룰로스 함량은 2.28%, 1.44%, 10.08%, 18.02%, 10.44%, 1.26%, 9.18%로 나타났으며 TDN, RFV는 80.65%, 416.9%로 나타났다. 발효제를 접종한 것과 발효제를 접종하지 않은 분쇄 총체맥류 사일리지의 상대적 사료가치를 평가한 결과 새쌀보리의 경우 발효제를 첨가한 것이 높았으며, 금강밀의 경우 발효제를 첨가하지 않은 것이 높은 것으로 나타났다. 따라서 총체맥류 분쇄 사일리지를 조제할 때 품종에 따라 발효제의 첨가 여부를 결정하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 또한 Ju 등(2009, 2011)의 TDN과 RFV를 비교 분석한 결과 발효제의 접종 여부와 관계없이 분쇄 총체맥류 사일리지의 TDN과 RFV가 월등히 높은 것으로 나타났다. 따라서 총체맥류 사일리지 조제시 수확${\rightarrow}$분쇄${\rightarrow}$밀봉의 과정을 거쳐 사일리지를 조제하는 것이 조사료 이용효율을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

영지의 액체배양 중 균사형태에 미치는 통기.교반의 영향 및 Scale-up (Effect of Agitation, Aeration and Scale-up on Mycelial Morphology During Liquid Culture of Ganoderma lucidum)

  • 이학수;이기영;최상윤;이신영
    • KSBB Journal
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    • 제26권4호
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    • pp.357-364
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    • 2011
  • This study was carried out to investigate the effects of agitation, aeration and scale-up on the mycelial growth, exo-polysaccharide (EPS) production, and mycelial morphology in the liquid culture of Ganoderma lucidum. A correlation between roughness and operating variables was also studied to scale-up the liquid culture of G. lucidum in a jar fermenter. When the agitation speed or aeration rate increased, the morphological form was changed from rough pellet to smooth pellet form. Increase of the agitation and aeration reduced the mycelial roughness. On the other hand, in the case of pellet size, it was not affected by aeration. The higher EPS production was obtained at approximately 17% of roughness and mycelial pellet size of 3~5 mm. The morphology at each fermenter was closely correlated with kLa value, and it was found that similarity of morphology would be used as a criteria of scale-up for liquid culture of G. lucidum.