• KSBB Journal
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• 제17권2호
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• pp.195-202
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• 2002

사상균 FJ1의 섬유소 분해효소 생산조건을 최적화하기 위해 반응표면 분석법을 이용하였다. 반응표면 분석을 위한 실험 계획법은 중심합성법 계획법을 이용하였으며, 주요 배양인자로서 탄소원의 농도, 질소원의 농도, 혼합탄소원 비율, 그리고 배양시간에 대해 조사하였다. CMCase의 경우에서는 탄소원의 농도 3.5%, 질소원 농도 0.6%, 혼합탄소원인 avicel 및 CMC의 비율 52:48, 그리고 배양시간 5.4일에 33.5 U/mL로 최적화되었고, xylanase의 생산은 3.5%, 7.8%, 54:46의 배양조건에서 5.3일에 52.6 U/mL이었고, $\beta$-glucosidase의 생산은 5.0%, 1.0%, 83:17의 배양조건에서 7일에 2.88 U/mL이었고, avicelase의 생산은 4.0%, 0.9%, 64:36의 배양조건에서 6.5일에 1.84 U/mL로 최적화되었다. 이 중에서 $\beta$-glucosidase의 생산성은 중앙값의 실험조건보다 74% 정도로 가장 높은 효율 향상을 보여 주었다. 실제로 최적 예측조건에서 실증실험을 수행한 결과 본 모델의 타당성이 입증되었다. 본 연구에서 얻은 섬유소 분해 효소 생산 조건 최적화에 관련된 자료들은 산업적으로 효소를 생산하고자 할 때 유용하게 사용될 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권9호
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• pp.1570-1578
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• 2016

Commercial application of laccase is often hampered by insufficient enzyme stocks, with very low yields obtained from natural sources. This study aimed to improve laccase production by mutation of a Coriolopsis gallica strain and to determine the biological properties of the mutant. The high-yield laccase strain C. gallica TCK was treated with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine and ultraviolet light. Among the mutants isolated, T906 was found to be a high-production strain of laccases. The mutant strain T906 was stabilized via dozens of passages, and the selected ones were further processed for optimization of metallic ion, inducers, and nutritional requirements, which resulted in the optimized liquid fermentation medium MF9. The incubation temperature and pH were optimized to be 30℃ and 4.5, respectively. The mutant strain T906 showed 3-times higher laccase activity than the original strain TCK under optimized conditions, and the maximum laccase production (303 U/ml) was accomplished after 13 days. The extracellular laccase isoenzyme 1 was purified and characterized from the two strains, respectively, and their cDNA sequence was determined. Of note, the laccase isoenzyme 1 transcription levels were overtly increased in T906 mycelia compared with values obtained for strain TCK. These findings provide a basis for C. gallica modification for the production of high laccase amounts.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.114.1-114.1
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• 2011

Bioenergy production from lignocellulosic biomass and agriculture wastes have been attracted because of its sustainable and non-edible source. Especially, canola is considered as one of the best feedstock for renewable fuel production. Oil extracted canola and its agriculture residues are reuseable for bioethanol production. However, a pretreatment step is required before enzymatic hydrolysis to disrupt recalcitrant lignocellulosic matrix. To increase the sugar conversion, more efficient pretreatment process was necessary for removal of saccharification barriers such as lignin. Alkaline pretreatment makes the lignocellulose swollen through solvation and induces more porous structure for enzyme access. In our previous work, aqueous ammonia (1~20%) was utilized for alkaline reagent to increase the crystallinity of canola residues pretreatment. In this study, significant factors for efficient soaking in aqueous ammonia pretreatment on canola residues was optimized by using the response surface method (RSM). Based on the fundamental experiments, the real values of factors at the center (0) were determined as follows; $70^{\circ}C$ of temperature, 17.5% of ammonia concentration and 18 h of reaction time in the experiment design using central composition design (CCD). A statistical model predicted that the highest removal yield of lignin was 54% at the following optimized reaction conditions: $72.68^{\circ}C$ of temperature, 18.30% of ammonia concentration and 18.30 h of reaction time. Finally, maximum theoretical yields of soaking in aqueous ammonia pretreatment were 42.23% of glucose and 22.68% of xylose.

• 유기물자원화
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• 제16권1호
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• pp.79-88
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• 2008

지구온난화에 따른 대체연료의 하나로 바이오에탄올의 생산이 증대되면서 곡물가격 상승과 같은 문제를 야기하고 있다. 차세대 바이오에탄올의 원료로서 목질계 바이오매스는 큰 잠재성에도 불구하고 높은 생산단가로 인하여 상업화 되지는 않고 있다. 생산단가의 절감을 위해 필요한 핵심기술은 가수분해율을 높이고 단당의 회수율을 높이는 것으로 전체 바이오에탄올 생산공정에서 열화학적 전처리이다. 본 연구에서는 목질계 바이오에탄올 제조공정에서의 열화학적 전처리에 대하여 소개하고 극복해야 할 문제들에 대하여 제시하고자 한다. 산, 알칼리, 열수, 용매, 암모니아, 산소 등을 첨가하는 전처리는 리그닌과 헤미셀룰로오스를 제거하고 셀룰로오스의 결정성을 감소시킨다. 이러한 전처리 방식들은 침엽수, 활엽수, 곡식의 줄기 등 목질계 원료에 따라 최적의 처리 조건들이 확립되어져야 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권3호
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• pp.243-249
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• 2012

부산 송정 연안에서 해조류 및 해수로부터 알긴산 분해 미생물을 분리동정하고 미생물의 생육 조건 및 조효소액의 알긴산 분해 특성을 확인하였다. Sargassum thunbergii로부터 분리한 알긴산 분해균을 동정한 결과, Vibrio crassostreae strain로 확인 되었으며, V. crassostreae PKA 1002로 명명 하였다. V. crassostreae PKA 1002 최적 생육 조건을 확인한 결과, pH 9, 2% NaCl, $30^{\circ}C$ 및 배양 24 hr인 것으로 나타났으며, 최적 생육 조건에서 7% 알긴산과 1:1 배양시 환원당이 가장 많이 생성되는 것으로 나타났다. V. crassostreae PKA 1002를 최적 생육 조건으로 대량배양 후, 원심분리하여 얻은 상층액을 조효소액으로 하였으며, V. crassostreae PKA 1002 유래 알긴산 분해 조효소액은 pH 9, $30^{\circ}C$에서 분해 활성이 최대이며, 4% 알긴산 용액에서 1 hr 반응시 3.035 g/L의 환원당을 생성하는 것으로 나타나 추후 효소를 정제하고 알긴산 분해 특성을 구명하여 알긴산 올리고당 제조에 이용할 수 있을 것으로 사료되어 진다.

• 미생물학회지
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• 제40권1호
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• pp.54-59
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• 2004

아가리쿠스(Agaricus blazei)버섯의 균사체 배양조건을 최적화하여 유효성분인 $\beta$-glucan의 생성을 극대화시키고자 하였다. 아가리쿠스 균사체 배양시 탄소원과 질소원의 농도 및 종류별 배지를 검토한 결과 배지조성은 glucose 5% (w/v), yeast extract 0.5% (w/v), malt extract 0.5% (w/v), $KH_2PO_4$ 0.1% (w/v), $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.05% (w/v)가 최적이었다. 30L 발효조에서의 배양 조건은 pH 5.0, $28^{\circ}C$, 1 vvm, 300 rpm에서 균사체의 생육과 $\beta$-glucan의 생성이 가장 효과적이었다. 위 조건 중에서 세포 외 $\beta$-glucan의 생성을 증가시 키기 위해 초기 glucose의 첨가량을 4%로 낮추어 glucose에 의한 균사체 성장 저해작용을 최소화하는 한편, 배양 70시간 시점에 glucose 3%, yeast extract 0.1%, malt extract 0.1%의 추가 배지를 첨가하여 배양함으로써 batch 배양에 의한 2.8 g/L에 비해 2배 정도 증가한 5.2 g/L의 세포 외 $\beta$-glucan을 얻을 수 있었다. 또한 균사체 내의 세포벽 $\beta$-glucan을 효과적으로 추출하기 위해 세포벽분해효소인 lytic enzyme과 단백분해효소인 bromelain의 연속적인 효소반응으로 추출량이 3.5 g/L로 증가하여 균사체의 단순 열수추출에 비해 약 4배의 추출 수율이 향상되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권1호
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• pp.60-67
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• 2017

본 연구에서는 저온추출 뿐만 아니라 효소처리를 이용하여 생과형 블루베리 과일음료생산을 위한 최적의 방법을 확립하고자 하였다. 생리학적 기능성물질 추출 시 열에 의한 영양손실을 막기 위해 저온을 사용하였다. 또한 다양한 효소처리를 이용하여 혼탁 방지 및 추출수율 향상을 위한 최적의 추출조건을 확립하고자 하였다. 블루베리를 cellulase, pectinase 및 cellulase:pectinase(1:1) 혼합 효소와 효소 처리량, 추출온도, 추출시간, 추출 교반속도 등을 고려한 다양한 조건으로 추출하였을 때, 가장 우수한 추출 조건을 조사하였다. cellulase로 처리할 경우, 추출률이 85.72-86.55%, pectinase 처리구는 87.06-87.93%, cellulase:pectinase(1:1) 혼합 처리할 경우, 86.84-88.14%의 추출률을 나타냈다. 추출 온도는 $45^{\circ}C$에서 $87.91{\pm}0.05%$, 3시간 추출 하였을 경우 $87.88{\pm}0.10%$, 교반속도는 90 rpm에서 가장 높은 추출결과를 보였다. 블루베리 추출액의 당도 및 pH는 추출 조건에 관계없이 모든 처리구에서 통계학적으로 유사한 결과를 보였으나, 총 폴리페놀 함량은 pectinase 처리구에서 18.62 mg/g으로 가장 높은 값을 나타냈다. 유리당 함량은 모든 시료에서 과당과 포도당 두 가지 당류만 검출되었으며 cellulase 효소 0.10%를 처리한 블루베리 추출액의 유리당 함량이 포도당 0.51%, 과당 0.49%로 가장 높았으나 다른 처리구와 유의적인 차이는 없었다. 블루베리를 이용하여 생과일형 음료 제조를 위한 최적 조건은 cellulase: pectinase(1:1) 혼합효소 0.1%를 첨가하여 $45^{\circ}C$ 온도에서 90 rpm의 교반속도로 조사되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권2호
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• pp.199-206
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• 2012

Naturally immobilized tannase (tannin acyl hydrolase, E.C. 3.1.1.20) has many advantages, as it avoids the expensive and laborious operation of isolation, purification, and immobilization, plus it is highly stable in adverse pH and temperature. However, in the case of cell-associated enzymes, since the enzyme is associated with the biomass, separation of the pure biomass is necessary. However, tannic acid, a known inducer of tannase, forms insoluble complexes with media proteins, making it difficult to separate pure biomass. Therefore, this study optimizes the production of cell-associated tannase using a "protein-tannin complex" free media. An exploratory study was first conducted in shake-flasks to select the inducer, carbon source, and nitrogen sources. As a result it was found that gallic acid induces tannase synthesis, a tryptose broth gives higher biomass, and lactose supplementation is beneficial. The medium was then optimized using response surface methodology based on the full factorial central composite design in a 3 l bioreactor. A $2^3$ factorial design augmented by 7 axial points (${\alpha}$ = 1.682) and 2 replicates at the center point was implemented in 17 experiments. A mathematical model was also developed to show the effect of each medium component and their interactions on the production of cell-associated tannase. The validity of the proposed model was verified, and the optimized medium was shown to produce maximum cell-associated tannase activity of 9.65 U/l, which is 93.8% higher than the activity in the basal medium, after 12 h at pH 5.0, $30^{\circ}C$. The optimum medium consists of 38 g/l lactose, 50 g/l tryptose, and 2.8 g/l gallic acid.

• 산업식품공학
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• 제21권4호
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• pp.383-390
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• 2017

국내 재래시장에서 수집한 발효식품 등에서 우수한 glucansucrase 활성을 나타내는 유산균주를 분리한 후 이 균주를 이용한 올리고당 생성의 최적 조건을 조사하였다. 배추김치로부터 분리된 유산균주 CCK940은 glucansucrase 활성이 918.2 mU/mL로 가장 높아 본 올리고당 생산을 위한 균주로 선정하였고, Leu. lactis CCK940로 동정 및 명명되었다. 선정된 Leu. lactis CCK940는 배지의 pH를 6.0으로 조정하고 공여체인 sucrose와 수용체인 maltose의 초기 농도를 각각 5% (w/v)와 10% (w/v)로 첨가한 후 배양 4시간과 8시간째에 sucrose를 5% (w/v) 첨가하는 것이 최적인 것으로 확인되었다. 최적 조건에 12시간 배양 시 Leu. lactis CCK940는 중합도가 2-4인 올리고당을 최소 4종류 생성하였다. 본 균주는 수용체 분자로서 fructose와 melibiose를 사용할 수 없었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권12호
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• pp.2110-2115
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• 2015

A liquid-based colorimetric assay using a pH indicator was introduced for high-throughput monitoring of lysine decarboxylase activity. The assay is based on the color change of bromocresol purple, measured at 595 nm in liquid reaction mixture, due to an increase of pH by the production of cadaverine. Bromocresol purple was selected as the indicator because it has higher sensitivity than bromothymol blue and pheonol red within a broad range and shows good linearity within the applied pH. We applied this for simple determination of lysine decarboxylase reusability using 96-well plates, and optimization of conditions for enzyme overexpression with different concentrations of IPTG on lysine decarboxylase. This assay is expected to be applied for monitoring and quantifying the liquid-based enzyme reaction in biotransformation of decarboxylase in a high-throughput way.