• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제28권4호
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• pp.29-40
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• 2000

Highly purified Cerrena unicolor laccase (benzenediol:oxygen oxidoreductase, EC 1.10.3.2) caused the demethoxylation of milled wood lignin and several lignin related substances. The constitutive form of the enzyme produced extracellularly by C. unicolor fermenter culture was isolated and purified by ion-exchange chromatography on the DEAE-Toyopearl column and by affinity chromatography on a ConA-Sepharose and Syringyl-AH-Sepharose 4B columns. The enzyme was further immobilized on functionalized porous glass (CPG) and keratin coated CPG. The demethylating activity was monitored both by estimation of released methanol and by detection of the level of methoxyl groups (also in some water miscible solvents) after incubation of lignin materials with laccase preparations (free and immobilized). The effects of the incubation time and temperature on the demethoxylating activity of immobilized laccase preparations were also studied.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제24권1호
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• pp.68-74
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• 1996

Present work was undertaken to investigate the origin of milled wood lignin(MWL) in the wood cell wall using immunocytochemical techniques, which can provide the information on the localization of specific antigens(MWL in the present study) to be examined. Spruce MWL dissolved in DMSO and emulsified with Freund adjuvant was injected directly into the mouse spleen. The animals were boostered at two-week intervals after the initial immunization. Blood samples were purified in standard procedures. The characteristics of antibodies against MWL were tested by indirect ELISA. Visualization of MWL was carried out using conventional indirect immunogold-labelling methods on the ultrathin sections of spruce wood. Immuno-TEM observations showed that the immunogold probes were selectively attached to secondary cell walls of spruce wood. The most intense labelling was frequently observed in the S2 layer. In contrast, gold labelling in the lignin-rich regions, such as middle lamella and cell corner was not found. The immuno-TEM provides an indication that spruce MWL originates from the S2 layer.

• 한국산림과학회지
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• 제45권1호
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• pp.62-67
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• 1979

목재(木材)의 초박편시료(超薄片試料)에 자외선주사현미(紫外線走査顯微) 분광분석법(分光分析法)이 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌 분포량(分布量) 변화측정(變化測定)에 우수(優秀)한 방법(方法)임이 판명(判明)되고 자작나무, 목질부(木質部)에서 복합세포간층(複合細胞間層)을 단리(單離)하여 분광분석법(分光分析法)과 정량분석(定量分析)을 수행(遂行), 도관(道管)의 이차막(二次膜)과 세포간층내(細胞間層內)의 리그닌은 주(主)로 Guajacylpropane으로 구성(構成)되었고, 목섬유(木纖維)와 방재세포(放財細胞)의 이차막내(二次膜內)의 리그닌은 대부분(大部分)이 Syringylpropane으로 구성(構成)되었고, 또 목섬유(木纖維) 및 방사세포(放射細胞)의 세포(細胞) 간층(間層)은 Guaiacyl- 및 Syringyl-propane으로 구성(構成)되었다는 연구보고(硏究報告)에 따라 본(本) 연구(硏究)는 너도밤나무 탈지(脫脂) 목분(木粉을 시료(試料)로 하여 마쇄단계별(磨碎段階別)로 Bjorkman리그닌(Milled Wood Lignin, MWL)을 추출(抽出)하여 MWL의 화학적(化學的) 구조(構造)와 특성(特性)을 분석(分析)하여 목재세포벽내(木材細胞壁內)의 리그닌의 구조적(構造的) 차이(差異)와 그 분포량(分布量), 그리고 MWL의 기원(基源)을 보다 명확(明確)히 구명(究明)하고j 수행(修行)하였다. 마쇄시간(磨碎時間)이 길어질수록 MWL의 pehnolic-OH기(基), 카보닐기(基) 그리고 메톡실기(基)의 함량(含量)이 높아지며 또한 단계별(段階別) MWL을 nitrobezene으로 산화(酸化)하여 얻은 vanillin량(量)은 감소(減少)하여 가고 반대로 syringaldehyde량(量)은 증가(增加)한다. 따라서 마쇄초기(磨碎初期)의 MWL은 세포간층(細胞間層) 부위(部位)로부터 온 것이고, 마쇄말기(磨碎末期)의 그것은 마쇄후기(磨碎后期)에 파괴(破壞)되는 목섬유(木纖維)의 세포벽(細胞壁) 이차막(二次膜)에서 유래(由來)된 것이라고 믿어진다. 그러므로 활엽수재목(闊葉樹材木)의 세포벽내(細胞壁內) 리그닌도 위치(位置)에 따라 화학적(化學的) 구조(構造)가 다르다는 것을 명화(明確)히 알 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서 마쇄단계별(磨碎段階別) 각(各) MWL을 젤 여과법(濾過法)에 의(依)한 분자량(分子量)을 분석(分析)한 바 마쇄초기(磨碎初期)MWL의 분자량(分子量)이 마쇄후기(磨碎后期) MWL의 그것보다 작았으나 세포벽내(細胞壁內) 리그닌의 분자량(分子量) 분포(分布)에 관(關)한 상세(詳細)한 것에 관(關)하여는 연구(硏究)가 필요(必要)함을 적시(摘示)한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.86-94
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• 2011

열분해 온도와 체류시간을 달리하며 급속 열분해 공정을 통해 얻어진 백합나무 바이오오일로부터 분말 형태의 열분해리그닌(pyrolytic lignin)을 회수하였다. 바이오오일을 구성하고 있는 열분해리그닌의 특성을 이해하고 급속 열분해 실험 조건 - 반응 온도, 체류시간 - 이 열분해 과정에서 리그닌에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수율을 비롯한 다양한 화학적, 구조적 분석을 수행하였다. 열분해 온도가 증가하고, 체류시간이 줄어들수록 바이오오일로부터 회수되는 열분해리그닌의 수율은 증가하였다. 열분해리그닌의 분자량은 백합나무 MWL (milled wood lignin)에 비해 1/10 수준인 약 1,200 mol/g로 측정되었다. 열분해리그닌 내 포함된 작용기 함량과 $^{13}C$ NMR 분석을 통해 바이오매스가 열분해되는 동안 탈메톡실화 반응과 리그닌의 propane side chain 분해반응이 우세하게 일어난다는 사실을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권3호
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• pp.194-203
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• 2012

바이오매스 전처리에 효과적인 이온성 액체로 주목받고 있는 1-ethyl-3- methylimidazolium acetate를 사용하여 리기다소나무(pitch pine)로부터 리그닌을 추출하였고, 추출한 리그닌(Ionic Liquid Lignin : ILL)의 화학구조적 특성을 동일한 수종에서 단리한 milled wood lignin (MWL)과 비교분석하였다. 작용기 분석 결과 ILL과 MWL은 각각 10.0, 7.2%의 페놀성 수산기와 4.9, 11.0%의 메톡실기를 갖는 것으로 나타났다. ILL의 중량평균 분자량(3,995 Da)은 MWL (8,438 Da)에 비해 약 2배 정도 낮았으며, 다분산지수는 1.36으로 MWL (3.18)보다 낮은 값을 보였다. ILL의 열중량 분석 결과에 의하면 최대중량감소율(Vm)이 나타나는 온도(Tm)는 $306.6^{\circ}C$로 MWL ($341.9^{\circ}C$)보다 낮아 ILL이 MWL에 비해 열적으로 불안정하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.213-222
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• 2010

본 연구에서는 리그닌 전구물질 생합성에 관여하는 CCoAOMT (Caffeoyl-CoA-O-methyltransferase)유전자의 발현을 분자생물학적으로 억제시킨 상태와 정상적인 상태에서 생장한 현사시나무를 대상으로 홀로셀룰로 오스, 리그닌과 단당류 조성에 관한 정량 분석을 각각 실시하였다. 그리고 각각의 목질바이오매스로부터 MWL (milled wood lignin)을 추출하여 메톡실기정량, DFRC, Py-GC/MS, GPC, $^{13}C$ NMR 분석 등 리그닌의 화학 구조적 특성을 비교하였다. 정상재와 형질전환체의 홀로셀룰로오스 함량은 각각 81.6%와 82.3%로 큰 차이는 없었지만, 리그닌 함량은 각각 21.7%와 18.3%로 형질전환체가 약 3.4% 정도 낮았다. 정상재와 형질전환체의 구성 단당류 분석결과, 글루코오스는 각각 511.0 mg/g와 584.8 mg/g, 그리고 자일로오스는 각각 217.8 mg/g와 187.5 mg/g로 나타나 CCoAOMT 발현억제는 단당류 조성에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 각 시 료로부터 단리한 리그닌(MWL)의 메톡실기 정량에 따르면 CCoAOMT 발현을 억제한 시료에서 약 7% 정도의 메톡실기가 감소하는 것으로 나타났고, 이는 $^{13}C$-NMR 분석과 Py-GC/MS 분석을 통하여 확인할 수 있었다. 또한 Py-GC/MS 분석에 의하면 정상재와 형질전환체 리그닌의 G/S 비율이 각각 0.59와 0.44로 나타난점으로 미루어 CCoAOMT 발현 억제는 리그닌 생합성 과정에서 G unit 생합성보다 S unit 생합성에 더 많은 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권6호통권134호
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• pp.79-86
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• 2005

아스펜 목재(Populus tremuloides, L.)를 Ceriporiopsis subvermispora로 1, 2, 4, 6주 동안 부후 처리한 후, 목재의 화학적 성상변화를 관찰하였으며, 부후목재로부터 리그닌(MWL)을 단리하여 Gel permeation chromatography (GPC) 분석과 nitrobenzene oxidation (NBO)을 실시하였다. 부후가 진행되면서 목재내 리그닌의 함량은 계속 감소하여 6주 후에는 미처리재와 비교하여 20%까지 감소하였다. 리그닌은 균주처리에 의하여 저분자화되어 알칼리에 쉽게 용출되는 것으로 예측된다. 부후목재의 전섬유소(Holocellulose) 함량은 미처리재와 비교하여 5~6% 정도 감소하였다. 부후 과정 동안 $\alpha$-셀룰로스의 함량은 커다란 변화가 관찰되지 않았으나, xylose의 함량은 대조구의 23.4%에서 6주후에는 18%까지 감소하였다. 아스펜 목재의 리그닌 분자량은 균주처리에 의해서 점차 감소되었다가 부후 6주 이후에는 안정화 단계에 접어드는 경향을 보였다. 단리한 리그닌의 NBO 분석 결과, NBO 분해산물의 수율은 대조구와 비교하여 6주처리 후에는 20% 가량 감소되었다. 특히, 부후 목재 리그닌에서 S-타입 유도체(syringaldehyde+syringic aicd)의 감소량이 두드러졌다. G-타입 유도체(vanillin+vanillic acid)의 수율은 부후가 진행되면서 약 20% 가량 증가되었는데, 이는 부후과정에서 리그닌 분해 효소에 의한 S-리그닌의 탈메톡실화 반응이 진행되었음을 암시한다. 결론적으로, C. subvermispora는 부후 과정동안 G-리그닌보다 S-리그닌을 더욱 선택적으로 분해하는 경향을 나타내었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.372-380
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• 2009

현사시나무 분말(60 mesh 통과)을 압력 $220{\pm}10atm$, 온도 $325{\sim}425^{\circ}C$ 범위 내에서 60초 간 초임계수로 처리한 후에 미분해 고형잔사를 얻을 수 있었다. 고형잔사 내 섬유상 물질을 구성하는 주요 당은 글루코오스와 자일로스였으며, 가장 높은 온도인 $425^{\circ}C$에서 초임계수 처리를 하였을 때 글루코오스/자일로스 구성 비율이 가장 높게 측정되었다. 초임계수 반응온도가 높아질수록 고형 잔사를 구성하는 섬유상 물질의 비율은 감소하였으나, 리그닌의 비율은 상대적으로 증가하였다. 고형잔사에 존재하는 리그닌의 H (p-hydroxyphenyl) : G (guaiacyl) : S (syringyl) 비율은 분석형 열분해법으로 측정하였으며, 반응온도에 따른 변화 없이 비교적 일정하게 나타났다. 고형잔사를 구성하는 리그닌의 H : G : S 조성을 현사시나무에서 단리한 milled wood lignin (MWL)과 비교해보면 G 형 단량체의 비율에는 큰 변화가 없었지만, H 형 단량체 비율은 비교적 낮게 측정되었고, 반면 S 형 단량체 비율은 증가하였다. 초임계수 당화과정에 염산촉매를 첨가하면 H 비율의 감소와 S 비율의 증가는 더욱 두드러지게 나타났다. 니트로벤젠 산화법(nitrobenzene oxidation)에 의하면 현사시나무 MWL에서 획득한 vanillin과 syringaldehyde의 수율은 약 265 mg/g MWL으로 측정되었지만, 초임계수 고형성분의 NBO 분석 결과에 의하면 반응온도를 높여 주거나 염산촉매를 첨가하면 NBO 분해산물은 두드러지게 감소하였다. 이러한 결과는 초임계수 반응 조건에서 리그닌의 주요 결합 양식인 $\beta$-O-4 결합이 비교적 쉽게 끊어지는 것으로 해석되며, 따라서 초임계수 반응 후 고형성분에 존재하는 리그닌은 $\beta$-O-4 결합 대신 탄소-탄소 결합에 의한 축합형 페놀고분자로 예측되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.223-229
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• 2010

본 연구에서는 천연리그닌의 전구물질인 3종의 모노리그놀[p-coumaryl alcohol (PCA), coniferyl alcohol(CA), sinapyl alcohol (SA)]을 이용하여 horseradish peroxidase (HRP, EC. 1.11.1.7)/$H_2O_2$ 조건하에서 dehydrogenative polymers (DHPs)를 제조하였다. 합성한 DHPs와 천연리그닌의 구조적 특성을 비교하기 위해 소나무와 포플라 milled wood lignin (MWL)과 함께 Gel permeation chromatography (GPC)에 의한 분자량 측정과 Derivatization followed by reductive cleavage (DFRC) 분석에 의한 ${\beta}$-O-4 결합 빈도를 측정하였다. DHP 합성 수율은 CA만을 단독으로 주입한 G-DHP가 71%로 가장 높았고 PCA에 의한 H-DHP 수율은 42%로 나타났다. 그러나 horseradish peroxidase/$H_2O_2$ 조건하에서 SA 단독으로는 S-DHP는 전혀 합성되지 않았다. 합성한 DHPs의 분자량(Mw)은 3,000~4,700 범위로 측정되었는데, 이는 침엽수 리그닌인 소나무 MWL (G-type lignin: Mw 7340)의 절반 정도였고 활엽수인 포플라 MWL (GS-type lignin: Mw 13,250)의 1/3 수준으로 측정되었다. DHP 합성 과정에서 형성된 ${\beta}$-O-4 결합 빈도는 GS-DHP가 502 ${\mu}mol$/g으로 가장 높았지만 포플라 MWL (1107 ${\mu}mol$/g)의 1/2 수준에 머물렀고, G-DHP의 경우도 약 286 ${\mu}mol$/g으로 H-DHP (127 ${\mu}mol$/g)보다 약 2.5배 이상 많은 ${\beta}$-O-4 결합을 형성하였지만 소나무 MWL (651 ${\mu}mol$/g)과 비교하여 절반 정도로 측정되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제16권4호
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• pp.3-9
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• 1988

Infrared (IR) spectroscopic techniques for the analysis of wood samples and the absorbance spectra of solid woods were presented. KBr pellets were prepared by throughly mixing approximately 300 mg of dried KBr and 1 mg of finely milled wood powder extracted with ethanol-cyclohexane previously. This mixture was made into a transparent disc by means of a pellet-making die (10 ton/$cm^2$ for 10 min). This IR techniques were applied for the analysis of archaeological wood samples. The most notable difference in the IR spectra between the recent and the archaeological waterlogged woods is that the absorption band centered at $1,730cm^{-1}$ was significantly diminished in the waterlogged ones. Total loss of absorption in $1,730cm^{-1}$ might be mainly due to the result of hemicellulose degradation. Another feature indicated by IR spectral comparision are that the degraded waterlogged wood samples showed 1) the increased intensity of the 1,600, 1,500 and $1,270cm^{-1}$ due to the residual lignin and the increased intensity at 1,470 and $1,425cm^{-1}$ due to the degradation of hemicellulose and 2) to the emergence of single band around $1,050cm^{-1}$ instead of three bands at 1,110, 1,060 and $1,040cm^{-1}$ in recent wood due to the degradation of cellulose crystalline. It was revealed from the IR examinations that the first change of wood in the waterlogged situation was the lysis of hemicellulose and the second the lysis of cellulose. It was also suggested that IR spectroscopy could serve a fast method for the investigation on the chemical characteristics of archaeological wood samples.