• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.412-418
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• 2023

The surge in the oil prices, increasing global population, climate change, and waste management problems are the major issues which have led to the development of biofuels from lignocellulosic wastes. Cellulosic or second generation (2G) bioethanol is produced from lignocellulosic biomass via pretreatment, hydrolysis, and fermentation. Pretreatment of lignocellulose is of considerable interest due to its influence on the technical, economic and environmental sustainability of cellulosic ethanol production. In this study, furniture waste sawdust was subjected to alkaline peroxide (H₂O₂) for the production of reducing sugars. Sawdust was pretreated at different concentrations from 1-3% H₂O₂ (v/v) loadings at a pH of 11.5 for a residence time of 15-240 min at 50, 75 and 90 ℃. Optimum pretreatment conditions, such as time of reaction, operating temperature, and concentration of H₂O₂, were varied and evaluated on the basis of the amount of total reducing sugars produced. It was found that the changes in the amount of lignin directly affected the yield of reducing sugars. A maximum of 50% reduction in the lignin composition was obtained, which yielded a maximum of 75.3% total reducing sugars yield and 3.76 g/L of glucose. At optimum pretreatment conditions of 2% H₂O₂ loading at 75 ℃ for 150 min, 3.46 g/L glucose concentration with a 69.26% total reducing sugars yield was obtained after 48 hr. of the hydrolysis process. Pretreatment resulted in lowering of crystallinity and distortion of the sawdust after the pretreatment, which was further confirmed by XRD and SEM results.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제15권4호
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• pp.316-321
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• 2010

Krill byproduct was hydrolyzed with Alcalase 2.4L to produce functional ingredients for high antioxidative activities against 1,1-dimethyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) radical and Fe. The objective of this study was to investigate the optimum condition for degree of hydrolysis and antioxidative activity of enzymatic hydrolysate produced with the commercial Alcalase using response surface methodology (RSM) with a central composite rotatable design (CCRD). The ranges of independent variables were pH 7.6~10.4 for initial pH and $50.9{\sim}79.1^{\circ}C$ for hydrolysis temperature and their dependent variables were degree of hydrolysis, Brix, amount of phenolic compounds, DPPH-scavenging activity and Fe-chelating activity. RSM with CCRD was well designed to investigate the optimum condition for functional ingredients with high antioxidative activities using Alcalase 2.4L because of their high $R^2$ values of the range of 0.93~0.99 except the $R^2$ value of 0.50 for the amount of total phenolic compounds. The optimum hydrolysis conditions were pH 9.5 and $62^{\circ}C$ for degree of hydrolysis (DH) and pH 9.1 and $64^{\circ}C$ for DPPH-scavenging activity by response surface methodology. The yield of DH and DPPH-scavenging activity were $14.1{\pm}0.5%$ and $10.5{\pm}0.2%$, respectively. It is advantageous to determine the optimum hydrolysis conditions of krill and its by-products for the creation of different kinds of food products, as well as to increase the usage of marine protein sources.

• 한국식품과학회지
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• 제26권1호
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• pp.51-56
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• 1994

다시마를 다당류 분해효소인 Viscozyme, Celluclast, Ultrazyme을 사용하여 분해할 경우 Viscozyme과 Celluclast를 1 : 1로 혼합한 후 분해하는 것이 고형분 및 단백질 수율 그리고 상징액율면에서 가장 적절한 것으로 나타났으며 이때 고형분 수율은 34.5%였다. 염 또는 당의 농도를 $0.5{\sim}3.0%$범위로 하고 $100^{\circ}C$에서 2시간 가열하였을 때 고형분 농도 및 수율, 상징액율은 SHMP, sucrose, NaCl 및 EDTA-2Na순으로 높았으며 특히 EDTA-2Na를 2.5% 첨가시 고형분 수율이 63.1%까지 도달하여 NaCl과 sucrose를 첨가하였을 때보다 $30{\sim}80%$의 수율향상이 있었다. 관능적 성질은 열수추출한 것보다 효소처리 한 후 NaCl 또는 sucrose를 첨가하여 추출한 것이 전체적인 맛과 해조류 맛의 강도가 뚜렷하게 높았다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제40권2호
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• pp.105-112
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• 2016

Background: Minor saponins or human intestinal bacterial metabolites, such as ginsenosides Rg3, F2, Rh2, and compound K, are more pharmacologically active than major saponins, such as ginsenosides Rb1, Rb2, and Rc. In this work, enzymatic hydrolysis of ginsenoside Rb1 was studied using enzyme preparations from cultured mycelia of mushrooms. Methods: Mycelia of Armillaria mellea, Ganoderma lucidum, Phellinus linteus, Elfvingia applanata, and Pleurotus ostreatus were cultivated in liquid media at $25^{\circ}C$ for 2 wk. Enzyme preparations from cultured mycelia of five mushrooms were obtained by mycelia separation from cultured broth, enzyme extraction, ammonium sulfate (30-80%) precipitation, dialysis, and freeze drying, respectively. The enzyme preparations were used for enzymatic hydrolysis of ginsenoside Rb1. Results: Among the mushrooms used in this study, the enzyme preparation from cultured mycelia of A. mellea (AMMEP) was found to convert ginsenoside Rb1 into compound K with a high yield, while those from G. lucidum, P. linteus, E. applanata, and P. ostreatus produced remarkable amounts of ginsenoside Rd from ginsenoside Rb1. The enzymatic hydrolysis pathway of ginsenoside Rb1 by AMMEP was $Rb1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F2{\rightarrow}$ compound K. The optimum reaction conditions for compound K formation from ginsenoside Rb1 were as follows: reaction time 72-96 h, pH 4.0-4.5, and temperature $45-55^{\circ}C$. Conclusion: AMMEP can be used to produce the human intestinal bacterial metabolite, compound K, from ginsenoside Rb1 with a high yield and without food safety issues.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.570-573
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• 2009

The debranching enzyme of Nostoc punctiforme (NPDE) is a novel enzyme that catalyzes the hydrolysis of $\alpha$-1,6-glycosidic linkages in starch, followed by the sequential hydrolysis of $\alpha$-1,4-glycosidic linkages. The debranching activity of NPDE is highly specific for branched chains with a degree of polymerization (DP)>8. Moreover, the rate of hydrolysis of $\alpha$-1,4-linkages by NPDE is greatly enhanced for maltooligosaccharides (MOs) with a DP>8. An analysis of reaction mixtures containing various starches revealed the accumulation of maltooctaose (G8) with glucose and maltose. Based on the novel enzymatic properties of NPDE, an MO mixture containing more than 60% G8 with yield of 18 g G8 for 100 g starch was prepared by the reaction of NPDE with soluble starch, followed by ethanol precipitation and gel permeation chromatography (GPC). The yield of the G8-rich mixture was significantly improved by the addition of isoamylase. In summary, a 4-step process for the production of a G8-rich mixture was developed involving the enzymatic hydrolysis of starch by NPDE.

• KSBB Journal
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• 제13권6호
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• pp.687-692
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• 1998

본 연구는 초임계 이산화탄소를 이용한 섬유소의 효소 가수분해에서 효소의 안정성 및 반응조건에 관한 연구를 수행하였다. 초임계 이산화탄소에서 cellulase의 안정성에 대한 실헝결과 압력에 대한 영향에서는 80 atm에서 160 atm까지 효소의 안정성이 유지되었으며 200 atm 에서는 약간 감소하였다. 반응시간의 경우에는 150분까지 효소의 활성이 그대로 유지되었으며, 온도는 상압에서의 최적온도인 $50^{\circ}C$ 까지는 효소의 활성이 유지되었으나 그 이상의 온도에서는 효소의 변성에 의하여 활성이 감소하였다, 초임계 이산화탄소에서 cellulose를 120 atm과 $50^{\circ}C$ 애서 90분간 cellulase로 가수분해 반응을 수행한 결과 20 g/L 의 Avicel이 완전히 가수분해되어 100% 수율의 glucose블 얻을 수 있었으며, 이는 상압에서 보다 glucose 수율이 1.5배 증가한 결과이다. 반면에 cellulose fiber인 경우는 상압에서 보마 1.9배 증가하였다. 통일 조건에서 Avicel의 농드를 60 g/L로 한 경우에는 glucose 수율이 상압에서 보다 1.2배 증가하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제40권2호
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• pp.190-193
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• 2008

소간추출물은 각종 간질환에 해독효과를 가진 것으로 알려져있다. 항독성 소간추출물의 대량생산 공정을 개발하고자 효소의 선발 및 가수분해의 최적조건을 탐색하였고, 확립된 분해조건으로 항독성 소간추출물의 시제품을 제조하여 일반성분, 미생물, 그리고 비타민 $B_{12}$함량을 분석하였다. Bromelain, papain, ficin, pancreatin, 그리고 protease NP등의 효소 중 추출물의 건물량과아미노태 질소의 수율이 양호하고 경제성이 뛰어난 papain을 최적효소로 선발하였다. Papain(1%)을 소간 분쇄물에 첨가하여 65$^{\circ}C$에서 24시간 동안 가수분해하는 조건을 확립하였다. 분무건조한 항독성 소간추출물의 시제품은 원료 간 대비 11%의 수율을 보였고 건물량은 95%, 총질소 함량은 11.8%이었다. 또한 병원성 미생물은 검출되지 않았고 비타민 $B_{12}$ 함량은 4.1 ${\mu}$g/g이었다. 본 연구에서 확립한 가수분해조건은 높은 수율의 항독성 소간추출물 생산에 적용할 수 있을 것으로 생각한다.

• 생명과학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-14
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• 2005

난황 단백질의 효소에 의한 가수분해에서 에탄올의 농도가 증가할수록 고형물과 단백질의 회수가 증가함을 알 수 있었다. 이것은 유화층을 에탄올의 증가가 감소시켰기 때문이다. 그러나 가수분해물에서 단백질 함량이나 sialic acid의 함량은 에탄을 농도와는 관계없이 일정하였다. 한외여과 후에 retentate에 대한 에탄올의 영향을 조사하였다. 마찬가지로 고형물의 회수는 에탄을 농도의 증가와 함께 증가하였다. 그리고 retentate에서 sialic acid의 함량은 대략 $2.5\%$정도로 일정하고 에탄올의 농도에 영향을 받지 않았다 이상의 결과로부터 난황 단백질의 효소 가수분해를 통해 sialic acid가 함유된 제품을 얻고자 할 때는 원료 난황단백질에 포함된 에탄올의 함량을 증가시킬수록 높은 수율의 제품을 얻을 수 있다. 본 실험에서는 원료 난황 단백질 중에서 $40\%$의 에탄을 함량까지는 제품 수율이 계속 증가하는 경향을 보였다. 난황 단백질 가수분해물의 한외여과에서 농축단계에서는 막 모듈의 MWCO의 차이에도 불구하고 retentate에서 총 고형물의 회수율은 비슷함을 나타내었으며, 투석에서 회수율은 MWCO가 작을수록 높아지지는 않았다. 제품에서의 sialic acid의 함량은 사용한 모듈에서 약 $2.0\%$를 나타내었다. 이것은 단백질 가수분해물에 비해 5배정도 상승한 결과이다. 본 연구에서 사용된 막 모듈 가운데서 Amicon 모듈이 제품의 회수율과 함량면에서 가장 우수한 특성을 보였다. 결론적으로 난황 단백질의 protease에 의한 가수분해에서 한외여과에 의해 순도를 높일 때 MWCO, 막 모듈의 type 그리고 운전조건 등을 잘 고려해 줄 때 최적의 조업조건을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제41권1호
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• pp.1-11
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• 2013

본 연구에서는 은수원사시나무의 산 당화공정에서 생성되는 고형 부산물의 화학적, 구조적 특성을 관찰하였다. 산 가수분해는 황산과 염산을 사용하였고, 1차 가수분해농도를 72%, 36%, 18%로 변화를 주었고, 2차 가수분해에서 4%로 동일하게 희석하였다. 가수분해 후 액상 가수분해액과 고형 부산물을 각각 분리하였고 고형 부산물을 각각 RS72, RS36, RS18, RC36, RC18이라고 하였다. 황산의 농도가 높아짐에 따라 생성된 고형부산물은 감소(71.2~21.4%)하였지만, 염산의 농도는 고형 부산물의 생성량(65.0~67.0%)에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 RS36과 RS18은 고형 부산물 질량 대비 23.6%, RC36과 RC18은 각각 25.6%, 27.3%가 리그닌으로 이루어져 있었다. 고형 부산물의 열분해산물 분석 결과 Levoglucosan, Furfural 등 탄수화물 유래 물질과 리그닌 유래 물질인 Guaiacol, Syringol 등이 검출되었지만 RS72에서는 리그닌 유래 물질만이 검출되었다. 또한 열중량분석결과 고형 부산물 내 리그닌 함량이 높아질수록 다량의 탄이 생성되고 최대 중량 감소율이 감소하여 염산에 비해 황산이, 또한 산의 농도가 높을수록 화학적으로 축합된 구조를 형성하는 것을 확인하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권1호
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• pp.62-64
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• 2004

The use of enantioselective hydrolysis for preparing chiral epichlorohydrins was investigated using recombinant Pichia pastoris with the enantioselective epoxide hydrolase of Rhodotorula glutinis. The rate of the recombinant epoxide hydrolase-catalyzed enantioselective hydrolysis of racemic epichlorohydrins was enhanced by the addition of 5%(v/v) Tween 20. Enantiopure (R)-epichlorohydrins with an enantiopurity of 100% ee and a yield of 26% were obtained within 5min from 50mM racemates.