• KSBB Journal
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• 제29권3호
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• pp.165-178
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• 2014

Statistical medium optimization has been carried out for the production of succinic acid in anaerobic fermentations of Actinobacillus succinogenes. Succinic acid utilized as a precursor of many industrially important chemicals is a fourcarbon dicarboxylic acid, biosynthesized as one of the fermentation products of anaerobic metabolism by A. succinogenes. Through OFAT (one factor at a time) experiments, corn steep liquor (CSL), a very cheap agricultural byproduct, was found to have significant effects on enhanced production of succinic acid, when supplemented along with yeast extract. Hence, using these factors including glucose as a carbon/energy source, interactive effects were investigated through $2^n$ full factorial design (FFD) experiments, showing that the concentration of each component (i.e., glucose, yeast extract and CSL) should be higher. Further statistical experiments were conducted along the steepest ascent path, followed by response surface method (RSM) in order to find out optimal concentrations of each constituent. Consequently, optimized concentrations of glucose, yeast extract and CSL were observed to be 180 g/L, 15.08 g/L and 20.75 g/L respectively (10 g/L of $NaHCO_3$ and 100 g/L of $MgCO_3$ to be supplemented as bicarbonate suppliers), with the estimated production level of succinic acid to be 92.9 g/L (about 3.5 fold higher productivity as compared to the initial medium). Notably, the RSM-estimated production level was almost similar to the amount of succinic acid (92.9 g/L vs. 89.1 g/L) produced through the actual fermentation process performed using the statistically optimized production medium.

• 한국식품조리과학회지
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• 제26권4호
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• pp.398-405
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• 2010

In this study, white bread was prepared containing 1.5, 3.0, 4.5 or 6.0% barley leaves tea powder (BLTP). The samples along with a control were then compared regarding their quality characteristics, including pH, total titratable acidity, fermentation power of dough expansion, specific volume, baking loss, moisture content, color, textural characteristics, internal surface appearances and sensory qualities, all to determine the optimal ratio of BLTP. As the BLTP content increased, the pH of the dough and bread and the lightness decreased, whereas the total titratable acidity increased. The fermentation power of dough expansion increased with a longer incubation time. The control group was evidenced by a significantly higher specific volume and baking loss than that observed in the BLTP samples. However, greenness and yellowness evidenced the opposite effect. Hardness was highest at a substitution level of 1.5% and lowest at a level of 4.5%. Fracturability and resilience were not significantly different among the samples. For the internal surface appearance, darkness and greenness increased both increased at higher BLTP content. In the sensory evaluation, color, flavor and overall acceptability were highest in the control bread samples but minimal at a substitution level of 6.0%. Softness was the highest at the 3.0% substitution level and lowest in the control bread samples. Barley leaf flavor, astringency, bitterness and off-flavor increased as the BLTP content increased. Delicious taste was not significantly different among the samples. In conclusion, the results demonstrated that 4.5% BLTP may prove quite useful as a substitute for wheat flour in the production of white bread and may provide favorable nutritional and functional properties.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권4호
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• pp.959-964
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• 2009

Production of the antioxidant substances by Bacillus polyfermenticus SCD was investigated using shake-flask fermentation. The one-factor-at-a-time method was first employed to determine the key ingredients for optimal medium composition, then further investigation of the medium composition was performed using response surface methodology (RSM). The antioxidant activity was measured using 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate (DPPH) assays. After screening various elements, fructose, tryptone, and $MgSO_4\;7H_2O$ were chosen as the main factors for study in the statistical experimental design. Central composite design (CCD) was then used to determine the optimal concentrations of these 3 components. Under the proposed optimized medium containing 2.8% fructose, 1.34% tryptone, 0.015% $MgSO_4\;7H_2O$), 0.5% NaCl, and 0.25% $K_2HPO_4$, the model predicted an antioxidant activity of 80.5% ($R^2=0.9421$. The actual experimental results were in agreement with the prediction.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권5호
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• pp.705-711
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• 2004

Growth promoters were added to skim milk to retain the viability of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium longum to help the product meet the "therapeutic minimum" at the time of consumption. The experiments were divided into two parts. The first part of the study used chicory inulin, isomalto-oligosaccharides and sucrose to investigate the effects of sugars on the activity of L. acidophilus and B. longum. The results indicated that the addition of isomalto-oligosaccharides stimulated growth of L. acidophilus and B. longum, resulting in a higher level of the probiotics after one month storage and yielded better $\beta$-galactosidase activity during fermentation. The second part studied the effects of three growth promoters on the viability of the probiotic cultures and the response surface method was employed to find the optimal ratio for addition of the growth promoters. The optimal ratio for added calcium gluconate, sodium gluconate and N-acetylglucosamine in fermented milk drinks were established. The response surface method proved to be a very effective way of optimizing the activity of probiotic cultures when developing a new fermented milk drink.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권7호
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• pp.976-980
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• 2003

전통식품(고추장, 된장, 쌈장, 젓갈류, 김치)으로부터 혈전 용해능이 있는 미생물을 분리한 후 그 중 fibrin용해능이 가장 우수한 균주 KJ-23을 최종 선발하였다. 최종 선별한 균주 KJ-23을 Microbial identification system(MIS)의 Sherlock 95 program을 이용하여 동정한 결과 Bacillus brevis KJ-23으로 동정하였다. Bacillus brevis KJ-23균주의 최대혈전용해 생산을 위한 최적배지화 조건을 검토한 결과 nutrient broth, D-ribose 0.5%, malt extract 0.5%, $K_2$HPO$_4$ 0.3% 첨가시 최고의 활성을 보였으며, 금속염을 첨가했을 경우에는 오히려 활성이 감소하는 경향을 보여 금속원은 최적 배지화 조건에서 첨가하지 않았다. 또한 pH7.0, 3$0^{\circ}C$에서 진탕배양했을 경우 최대활성을 보였으며, 시간별 경시효과에서는 24시간에서 혈전용해능이 최대를 나타내었다.

• 한국수산과학회지
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• 제25권4호
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• pp.301-306
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• 1992

초산발효능이 강하고 강호기성균인 Acetobacter aceti균의 초산발효에 있어서 교반과 통기속도를 달리했을 때의 발효에 미치는 경향을 요약하면 다음과 같다. 1) 교반 및 통기를 달리했을 때에 균의 증식, 산생성 및 기질소비는 상당한 차이가 있었으며 배양 48시간에 균체는 정체기에 도달하였다. 2) Acetobacter aceti균의 산 발효경향은 증식관 연형이었다. 3) 통기속도는 1v/v/M일 때, 교반속도 700, 500 및 300rpm에서의 최대비증식원도는 각각 $3.97\times10^{-2},\;3.82\times10^{-2}$ 및 $2.04\times10^{-2}\;hr^{-1}$이었으며, saturation constant(Ks)는 61.4, 64.6 및 69.4mg/ml, 그리고 효소이동용량계수는 각각 0.9337, 0.4468 및 $0.1701min^{-1}$이었다. 4) 교반속도 500rpm일 때, 통기속도 1.25, 1.00 및 0.75v/v/M에서의 최대비증식속도는 각각 $3.90\times10^{-2},\;3.82\times10^{-2}$ 및 $2.37\times10^{-2}\;hr{-1}$ saturation constant(Ks)는 63.4, 64.6 및 64.9mg/ml, 산소이동용량계수는 각각 0.4923, 0.4468 및$0.3509min^{-1}$다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.141-148
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• 2012

바이오에탄올 생산을 위한 대체 바이오매스 자원으로 갈조류인 다시마의 활용 가능성을 평가하기 위하여 산 가수분해와 에탄올 발효 특성을 검토하였다. 산 가수분해는 발효 가능한 당류의 생산량을 증가시켜 에탄올 생산량을 크게 증가시켰다. 최대 환원당 생산량은 묽은 황산(1.0 N)을 이용하여 $130^{\circ}C$에서 6시간 가수분해하는 조건에서 다시마 건조무게 기준 135 mg/g이었다. Saccharomyces cerevisiae(ATCC 24858)는 글루코오스, 갈락토오스 및 만노오스와 같은 $C_6$-당을 에탄올로 발효시킬 수 있지만 아라비노오스나 자일로오스와 같은 $C_5$-당은 에탄올 발효기질로 이용하지 못하였다. 최적 발효시간은 글루코오스 48시간, 갈락토오스 72시간, 만노오스 96시간으로 단당류에 따라 달랐다. 그럼에도 불구하고 S. cerevisiae를 이용하여 $35^{\circ}C$에서 96시간 발효를 통해 가수분해물로부터 얻을 수 있는 에탄올 생산량은 가수분해물 중의 총환원당으로부터 얻을 수 있는 이론적 생산량에 비해 4배 정도 높은 다시마 건조무게 기준 242 mg/g에 달하였다. 이는 가수분해물에 용존되어 있는 비환원당과 올리고당류들이 에탄올 발효에서 중요한 역할을 하고 있음을 나타낸다. 가수분해 용액 대비 다시마의 주입비율을 1에서 5%(w/v)로 증가시킴에 따라 에탄올 농도는 2.4에서 9.2 g/L로 증가하는 반면 단위무게당 에탄올 생산량은 242에서 185 mg/g으로 감소하였다. 다시마의 에탄올 생산성은 대략 7,400~9,600 kg/ha/year 정도로 평가되어 다시마가 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 자원으로 매우 유용함을 알 수 있었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.145-148
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• 2003

본 연구에서는 효모 Sacchromyces cerevisiae가 글루타치온을 생산하는 최적 생산조건을 검토하였고 유가 배양을 통해 글루타치온을 대량 생산하고자 하였다. 또한 2차원 형광센서를 이용하여 글루타치온의 생산성에 영향을 줄 수 있는 각종 공정 변수를 온라인 모니터링하여 글루타치온의 생산성을 증가시키는데 이용하였다.

• KSBB Journal
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• 제6권1호
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• pp.15-25
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• 1991

The optimal glucose concentration for the high-density culture of recombinant yeasts was obtained using dynamic simulation. An adaptive and predictive algoritilm complimented by the rule base was proposed for the control of the fed-batch fermentation process. The measurement of process variables has relatively long sampling period and relatively long time delay characteristics. As one of the solution on these problems, prediction techniques and rule bases were added to a classical recursive identification and control algorithm. Rule bases were used in the determination of control input considering the difference between the predicted value and the measured value. A mathelnatical model was used in the estimation and interpretation of the changes of state variables and parameters. Better performances were obtained by employing the control algorithm proposed in the present study compared to the conventional adaptive control method.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.56-62
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• 2011

고문헌에 기록된 사라진 우리술을 발굴하는 전통주 복원 프로젝트의 일환으로서 시판 누룩 5종을 사용한 석탄주(惜呑酒)를 제조하여 이들의 양조적성을 구명하였다. 석탄주 발효 중 품온변화 등 일반성분을 분석하였고 완성된 석탄주(발효기간 10일)의 관능평가를 실시하였다. 전체적으로 술덧의 품온변화는 실내온도 변화에 상응하였다. pH는 전체적으로 발효 0~3일차까지 급격히 떨어졌다가 발효 중간부터 완만히 증가(3일: 3.13~3.57, 6일: 3.35~3.80)하였고, 발효 종료 시, pH 3.60~4.05로 상승하였다. 산도는 전반적으로 높았으며 (0.45~0.59%) Nuruk-B의 수치가 가장 높았다. 이는 누룩에 생육하는 유기산 생성 곰팡이와 젖산균이 술덧의 적절한 온도, 원료 조성, 효모 수에 따라 유기산 생산능에 차이가 있는것으로 보여진다. 환원당과 당도는 Nuruk-C로 제조한 석탄주에서 가장 높았으나(5.36%, 23o) 알코올 함량(8.6%)은 가장 낮았다. 5종의 시판누룩으로 발효시킨 석탄주에서 Nuruk-A가 알코올 함량(19.4%)이 가장 높았고 휘발산은 발효 3일째 가장 높은 수치(132.6~263.7 ppm)를 나타내었으나, 발효가 진행되면서 급격히 감소(5.25~5.94 ppm)하였다. 관능평가는 5점 척도법으로 실시하였으며 Nuruk-D로 제조한 석탄주가 전반적인 기호도가 가장 높았고(4.0), Nuruk-A의 경우 가장 낮았다(2.77).