• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권6호
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• pp.367-370
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• 2002

Candida cylindracea lipase was immobilized by adsorption on acid washed glass beads. It was observed that protein loading of the support depends on the size of the particle, with smaller particle containing higher amount of protein per unit weight. Initial reaction rate linearly varied up to enzyme concentration of 17.25 U/mL. Amount of free fatty acids produced was linearly proportional up to the enzyme loading of 1650 $\mu$g/g of bead. Achievement of chemical equilibrium took longer time in the case of less protein loading. Degree of hydrolysis was found to decrease in second and third consecutive batch operations on repeated use of immobilized lipase.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권6호
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• pp.513-519
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• 2010

A series of experiments were performed to study the influence of the following parameters on the physical traits and composition of swine manure compost: (1) addition of magnesium (Mg) at a molar ratio of 1.2 with respect to $PO_4$, and (2) reutilization of compost containing $MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$ (magnesium ammonium phosphate, MAP). Three independent batch tests were conducted for replication: batch test I-control (C) and Mg added (T), batch test II-C, T and compost recycle ($T_{R1}$), and batch test III-C, T and compost recycle ($T_{R2}$). Magnesium addition and compost reutilization had no adverse effect on the degradation of organic matter. Reuse of the compost, however, had a clear effect on the total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) contents in the final compost. Repeated compost reutilization as a bulking material was resulted in composts rich in N and P. Upon adding the Mg supplement to the composting materials, the ortho-phosphate (OP) to TP ratio decreased due to the MAP crystallization reaction. The decrease in the OP/TP ratio and the increase in the TP content of the compost indicate that water-soluble phosphate is converted into a slow-release phosphate by the formation of crystals during composting. X-ray diffraction analysis of the irregular shaped crystals in the compost indicated that they are MAP crystals and that the crystallization of MAP begins immediately after the addition of the Mg supplement. The Mg addition to composting materials and the reutilization of compost as a bulking material would be a practical means to conserve nutrient content.

• KSBB Journal
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• 제26권4호
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• pp.311-316
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• 2011

We investigated the optimal surface aeration rate during bioethanol production from the hydrolysate of seaweed Sargassum sagamianum using Pichia stipitis. It was observed that, when the working volume was 880 mL in 2.5-L lab-fermentor, the surface aeration rates of 30 to 100 mL/min were the optimal values for bioethanol production, in which this surface aeration rate corresponded to less than 0.05 (1/min) as the oxygen transfer rate coefficient ($k_La$). In addition, during repeated-batch operation was carried out, we examined whether those surface aeration rates were the optimal for bioethanol production. It was also observed that the surface aeration rates of 30 to 100 mL/min in the working volume of 880 mL were the optimal values in terms of the cumulative bioethanol producrion and bioethanol yield. On the basis of the oxygen transfer rate coefficient it is probable that those surface aeration rates will be applied to the large-scale bioethanol production from the hydrolysate of seaweed Sargassum sagamianum.

• KSBB Journal
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• 제25권4호
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• pp.351-356
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• 2010

리르노셀룰로오스로부터 생산된 글루코오스와 자일로 오스의 혼합당을 동시에 발효하여 에탄올 생산을 증가시키며, 또한 에탄올 생산에서의 세포고정화의 영향과 ICR (immobilized cell reactor)을 이용한 혼합당에서의 에탄올 연속생산을 수행하였다. 고정화 P. stipitis를 이용한 플라스크에서 에탄올을 생산에 대한 혼합당과 질소원의 영향으로부터 5% 혼합당 (글루코오스/자일로오스 = 3:1)과 1% 질소원이 최적으로 타나났으며, 이때 생산된 에탄올 농도는 약 19-20 g/L이었다. 고정화된 P. stipitis을 이용하여 반복적 유가식배양 (repeated fed-batch)으로 에탄올을 생산하였을 때는 모든 당 농도에서 글루코오스는 빠르게 소비되었지만, 혼합당의 농도가 높아질수록 자일로오스의 소비속도는 점차적으로 감소하였다. 즉 혼합당 농도가 증가하면서 더불어 당 소비속도는 감소하였다. 또한 ICR에서 1% 혼합당을 연속적으로 공급하면서 에탄올을 안정적으로 생산하여, 에탄올 농도는 5.6 g/L이었고 에탄올 생산 속도는 0.13 g/$L{\cdot}h$이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권2호
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• pp.128-134
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• 2008

Erro-prone PCR에 의해서 열안정성이 향상된 Streptomyces coelicolor A(3) 유래의 L-threonine aldolase를 Corynebacterium glutamicum R에서 과잉발현시키기 위하여 Corynebacterium용 vector plasmid인 pCRB1의 SD배열과 개시코든사이의 1염기를 제거한 고발현용 vector plasmid인 pCG-H44(2)를 구축하였다. pCG-H (2)에 의해서 형질전환된 C. glutamicum R 균주(CGH44-2)에서 L-TA를 발현시킨 결과, 기존의 Corynebacterium용 vector plasmid인 pCRB1(CGH44-1)보다 L-TA의 발현량이 높았다. L-threo-DOPS의 합성을 위한 최적조건은 $30^{\circ}C$, 0.1 M cirtric acid buffer(pH 7.0)이었으며, 0.1% TritonX-100를 첨가하였을 경우 보다 높은 활성을 보였다. 최적조건하에서 CGH44-2를 whole cell biocatalyst로 이용한 반복회분식반응에서 재조합대장균을 숙주로 이용한 경우보다 재조합Corynebacterium을 이용하였을 경우, 목적하는 L-threo-DOPS의 합성이 안정적으로 이루어졌다.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1656-1661
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• 2010

난황단백질 가수분해를 위한 알칼리성 단백질분해효소를 5가지 담체 Duolite A568, Celite R640, Dowex-1, Dowex 50W 그리고 Silica gel R60 에 고정화하였다. Duolite A568의 경우에 24.7%의 최대 고정화 효율을 나타내었다. 자유 효소와 고정화 효소에 대한 최적의 pH는 각각 8과 9였고, 최적의 pH는 고정화에 의해 염기성으로 1만큼 증가하였다. 그러나 최적 온도는 자유 효소와 고정화 효소 모두 $50^{\circ}C$로 같았다. 고정화 효소가 자유 효소에 비해 높은 열 안정성을 보였다. 재사용 회분식 공정에서 10 cycle 동안 효소활성은 초기 활성의 86%를 유지하였다. 연속 공정을 위한 충진층 반응기에서 여러 유속에 대한 장기 조업에서 효소 활성의 안정성 평가하였는데 낮은 유속일수록 높은 활성을 유지하였다. 연속 조업에서 casein과 난황 단백질을 사용하여 원료에 대한 고정화 효소의 활성에 대한 영향을 조사하였다. 96시간 연속 조업에서 casein의 경우는 초기 활성의 83%를 유지하였고 난황 단백질의 경우는 초기 활성의 61%를 유지하였다.

• KSBB Journal
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• 제14권5호
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• pp.585-592
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• 1999

본 연구는 황화수소 가스 제거를 위한 화학 . 생물학적 복합공정의 전체 효율을 결정하는 생물반응기에 의한 Fe(II) 산화 속도를 증진시키고자 배지 최적화와 함께 고정화 세포 반응기 시스템을 개발하는 것을 목표로 하였다. 고정화 담체로는 celite beads를 선정하였고 반응기는 airlift type의 반응기를 사용하였다. 먼저, 철침전물(jarosite) 최소화 배지 개발을 위한 연구를 수행하였고, 그 결과 기존에 사용되어졌던 9K 배지 사용시 질소원 및 인 공급원으로 사용된 $(NH_4)_2SO_4$와 $K_2HPO_4$가 제외되고 $(NH_4)_2HPO_4$가 대체된 M16 배지를 사용하였을 때 Fe(II) 산화 속도의 감소가 없음은 물론 jarosite 생성이 거의 없음을 확인할 수 있었다. 또한 M16 배지의 초기 pH 변화에 따른 철 산화 거동 및 jarosite 생성 측면을 조사한 결과 초기 pH 1.8이 최적임을 확인할 수 있었다. 다음으로 celite beads에 세포를 고정화 한 후 jarosite 생성 최소화 배지(M16 배지)에서의 고정화 세포에 의한 철 산화 거동을 고찰하였다. 반복 회분식 배양 결과, 회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도에 이르러서는 거의 일정해지는 결과를 보였다. 반분회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도가 2.33 g/L . h이었다. 연속 조업을 수행한 결과 현탁 세포의 최대 비성장 속도보다 높은 희석속도에서 최대 Fe(II) 산화 속도가 결정되었다. 최대 Fe(II) 산화속도는 2.14 g/L . h이었으며, 이？？의 희석속도는 0.25 $h^{-1}$이었다. 반복 회분식 및 연속 조업기간 동안 Fe(total)의 농도는 초기 Fe(II) 농도와 거의 비슷하게 유지되었고 이러한 사실로부터 jarosite가 거의 생성되지 않았음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1164-1168
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• 2015

화장품용 방부제인 CPN-Gal은 사람 피부세포에 대하여 보다 안전하다고 알려져있다. 장기간에 걸쳐서 CPN-Gal을 생산하는 공정을 확립하기 위하여, β-gal을 생산하는 재조합 대장균을 alginate bead에 고정화 시켜서, 반복 회분식 반응으로 CPN으로부터 CPN-Gal로의 전환반응(transgalactosylation)을 조사하여 보았다. 이 전환반응은 300 ml flask에서 수행하였으며, 반응액에는 고정화된 대장균, 33.8 mM CPN, 400 g/l lactose가 포함되어있으며, pH와 온도는 7.0과 40℃ 였다. 이 때, galactose 한 분자가 lactose로부터 CPN으로 전달된다. 반복 회분식 전환반응은 4회 연속적으로 192시간 동안 성공적으로 수행이 가능하였고, 이 때, 64%의 전환수율을 보였으며, 이 결과는 선행연구 결과에 비하여 보다 우수한 결과이다. 그런데, 반복 회분식 반응이 진행되면서, 192시간 이후부터는 점진적으로 전환수율의 감소가 관찰되었다. western blotting으로 β-gal의 양을 관찰하여본 결과, β-gal의 양의 감소가 관찰되었으며, alginate beads에서 깨어진 금이 또한 발견되었다. 이러한 bead의 깨어짐 현상과 아울러서 β-gal의 불활성화, 그리고 galactose에 의한 product inhibition 등이 192시간 이후의 전환수율 감소의 원인으로 생각된다. 본 연구의 전환공정은 β-gal의 정제가 필요 없이 진행할 수 있기 때문에, CPN-Gal 합성이 보다 실용적이고, 가격 경쟁력 있게 수행될 수 있을 것으로 생각된다. 그래서, 이러한 전환공정이 CPN-Gal을 상업화하기 위한 공정으로 발전하길 기대하고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권5호
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• pp.721-727
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• 2007

Stability-enhanced mutants, H44, 11-94, 5A2-84, and F8, of L-threonine aldolase(L-TA) from Streptomyces coelicolor A3(2)(SCO1085) were isolated by an error-prone PCR followed by a high-throughput screening. Each of these mutant, had a single amino acid substitution: H177Y in the H44 mutant, A169T in the 11-94 mutant, D104N in the 5A2-84 mutant and F18I in the F8 mutant. The residual L-TA activity of the wild-type L-TA after a heat treatment for 20 min at $60^{\circ}C$ was only 10.6%. However, those in the stability-enhanced mutants were 85.7% for the H44 mutant, 58.6% for the F8 mutant, 62.1% for the 5A2-84 mutant, and 67.6% for the 11-94 mutant. Although the half-life of the wild-type L-TA at $63^{\circ}C$ was 1.3 min, those of the mutant L-TAs were longer: 14.6 min for the H44 mutant, 3.7 min for the 11-94 mutant, 5.8 min for the 5A2-84 mutant, and 5.0 min for the F8 mutant. The specific activity did not change in most of the mutants, but it was decreased by 45% in the case of mutant F8. When the aldol condensation of glycine and 3,4-dihydroxybenzaldehyde was studied by using whole cells of Escherichia coli containing the wild-type L-TA gene, L-threo-3,4-dihydroxyphenylserine(L-threo-DOPS) was successfully synthesized with a yield of 2.0 mg/ml after 20 repeated batch reactions for 100 h. However, the L-threo-DOPS synthesizing activity of the enzyme decreased with increased cycles of the batch reactions. Compared with the wild-type L-TA, H44 L-TA kept its L-threo-DOPS synthesizing activity almost constant during the 20 repeated batch reactions for 100 h, yielding 4.0 mg/ml of L-threo-DOPS. This result showed that H44 L-TA is more effective than the wild-type L-TA for the mass production of L-threo-DOPS.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-48
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• 2009

본 연구에서는 소규모 처리공법으로서 질소와 인을 효율적으로 제거할 수 있으며, 관리 및 운전이 용이한 연속회분식반응조(SBR)공정의 영양염류 제거특성에 대하여 연구하였다. 특히, 질소의 탈질 및 인의 과잉섭취에 영향을 미치는, 무산소구간의 반복횟수에 따라 변화하는 용존산소, COD, 질소 및 인의 반응특성을 파악하여 SBR공정의 무산소-호기 구간반복에 따른 운전특성을 파악하고자 하였다. 이에 호기-무산소구간을 1~4회 반복하여 Run 1~4의 실험을 수행한 결과, 무산소구간의 반복횟수가 많아질수록 탈질을 위한 낮은 용존산소 유지가 어려운 것으로 나타났다. COD 제거율의 경우 운전에 상관없이 모두 91% 이상의 양호한 결과를 나타냈으나, 추가적인 무산소구간이 없을 때 효율이 약간 더 우수하였다. 질소제거에 있어서는 무산소구간이 2회 및 3회 반복되었을 때 약 68%의 높은 제거율을 나타냈으며, 배출되는 질소의 구성은 99% 이상이 $NOX^--N$ 이었다. 인 제거에 있어서는 무산소구간이 1회~3회 반복되었을 때 약 40%의 양호한 제거효율을 나타냈다.