• 한국약용작물학회지
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• 제26권2호
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• pp.127-133
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• 2018

Background: The demand of recycling renewable agricultural by-products is increasing. Radiation breeding is a method used to improve saccharification efficiency. Thus, we investigated the effect of gamma ray irradiation on the pretreatment and enzymatic hydrolysis of the stalks of Senna tora, an important medicinal plants. Methods and Results: S. tora seeds were irradiated with gamma ray at doses of 100, 200, 300, and 400 Gy. In the pretreated biomass, glucan and lignin content were higher in the M1 ($1^{st}$ generations of irradiation) S. tora stalks than in the M2 ($2^{nd}$ generations of irradiation) stalks, this can be explained by the higher degradation rate in M1. After oxalic acid pretreatment, the concentration of total phenolic compounds (TPCs) in the hydrolysate increased in the gamma ray treated seeds. The highest relative increase rate in crystallinity in the pretreated biomass was observed in M1-400 Gy and M2-100 Gy. The cellulose conversion rate was higher in M1 than in M2, except for 200 Gy. Conclusions: Gamma ray irradiation at an appropriate dose can be used to improve the efficiency of pretreatment and enzymatic hydrolysis, thereby increasing biomass availability.

• Applied Biological Chemistry
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• 제10권
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• pp.23-31
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• 1968

Chaetomium globosum의 Cellulase 생산(生産)과 조효소(粗酵素)의 성질(性質)은 시험(試驗)한바 다음의 결과(結果)를 얻었다. 1. 효소생성배양(酵素生成培養)은 맥피고체배양(麥皮古體培養)이 다른 어떤 액체(液體) 혹(或)은 진탕배양보다 좋은 결과(結果)를 나타낸다. 2. 효소생산(酵素生産)은 $8{\sim}10$일(日)이 최고(最高)이며 그 후(後)는 감소(減少)된다. 3. 환원당(還元糖) 측정(測定)에 의(依)한 Cellulase 활성(活性) 측정법(測定法)으로 최적(最適) pH, 최적(最適) 온도(溫度), pH 안전(安全) 및 열안전(熱安全)은 다음 같다. (1) 조효소(粗酵素)의 최적(最適) pH는 $4.0{\sim}4.5$이다. (2) 조효소(粗酵素)의 최적(最適) 온도(溫度)는 $40^{\circ}C$이다. (3) 조효소(粗酵素)의 안전(安全) pH는 $.3.5{\sim}6.5$이다. (4) 조효소(粗酵素)의 열안전(熱安全)은 $50^{\circ}C$ 이하(以下)이다. 4. 투석조효소(透析粗酵素)는 $Mn^{2+},\;Mg^{2+},\;Fe^{2+},o^{2+}$에 상당(相當)히 부활(賦活)되며 $Hg^{2+}$은 현저히 저해(沮害)된다.

• KSBB Journal
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• 제11권2호
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• pp.218-224
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• 1996

The adsorption of cellulase on celluloses with different crystallinities was carried out In nonionic surfactant(Tween 20) solution. Highly crystallized celluloses were prepared by enzymatic prehydrolyzation. From the experiments, the Langmuir isotherm parameters, maximum adsorption amount (Amax) and adsorption equilibrium constant(Kad) for the adsorption, were obtained in the presence and absence of nonionic surfactant. It was found that the Kad values were decreased by adding Tween 20. This indicates that the adsorption affinity is reduced by nonionic surfactant, and Amax decreased with increasing crystallinity under conditions accompanying in both the presence and absence of surfactant. The thermodynamic parameters such as $\Delta$Ha, $\Delta$Ga, and $\Delta$Sa for the adsorption were calculated by using the experimental data. From these results, it was found that the adsorption processes are exothermic reactions in both the presence and absence of surfactant. The heats of adsorption in surfactant solution(-4.68∼-3.62KJmol-1) are smaller than that of the adsorption in the absence of surfactant(-15.60∼-12.10KJmol-1). These results indicated that the tightness of adsorption was reduced by the addition of surfactant. The $\Delta$Sa values were estimated to be positive. This may suggest that the water and solute are released from cellulose on adsorption. The $\Delta$Sa values in surfactant solution are larger than that of the adsorption in the absence of surfactant. This may suggest that the binding of surfactant on hydrophobic region of cellulase cause dispersion of water and solute molecule orienting around the enzyme molecule. The surfactant played an important role in the desorption of enzyme from cellulose functional groups, and enhance the saccharification of the cellulose.

• KSBB Journal
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• 제25권4호
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• pp.357-362
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• 2010

Green alga, Ulva pertusa kjelmann has been known to be one of the largest pollutants in Korea. Therefore, the efficient pretreatment processes have been required to improve the yields of fermentable sugar. The optimal pretreatment conditions were determined to be $195^{\circ}C$ for 15 min. The sugar yield of glucose and xylose were estimated as 20.5%, and 5.0% respectively, based on theoretical yields. However solid residues were estimated enzymatic digestibility of 90-95% with cellulase loading of 15 FPU/g glucan. This process was proved to generate the low concentration of Hydroxy-Methyl-Furfural (51 ppm), which resulted in ethanol production with 95% of the maximum conversion yield from glucose in the culture of Saccharomyces cerevisiae (ATCC, 24858). This study showed that Ulva pertusa kjellmann can be used as a bioetahnol resource using the high temperature liquefaction process.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.52-60
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• 1989

This study was carried out to know the possibility of simultaneous utilization of laccase from white-rot fungus with cellulase on enzymatic hydrolysis of cellulosic substrate from autohydrolyzed oak wood. Laccases from 3 white-rot fungi, Pleurotus ostreatus. Ganoderma lucidum, and Phanerochaete chrysosporium, were isolated, purified and measured their activities. The highest activity was shown in Pleurotus ostreatus and the lowest in Phanerochaete chrysosporium. Laccase from Pleurotus ostreatus has optimum pH of 5.94, Km value of 3.209 mM and appeared to be stable at relatively wide pH range, 4.7-8.72. Temperature stability showed that 60% activity was preserved after 40 minutes at $50^{\circ}C$. Laccase from Ganoderma lucidum reached to the maximum activity during 15-20 day incubation. This enzyme has optimum pH of 6.45, Km value of 6.71 mM and pH range of 5.0-9.0 for stabilization. 95% activity was preserved at $30^{\circ}C$ and 58% activity at $50^{\circ}C$. Concerned to the enzymatic hydrolysis of cellulosic substrate with both enzymes, cellulase and laccase, simultaneously, mixed culture filtrates and mycellium extracts were shown higher hydrolysis rates than those of Trichoderma viride. There were no significant differences in the extent of hydrolysis among various mixed culture filtrates and mycellium extracts.

• Applied Biological Chemistry
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• 제2권
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• pp.23-28
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• 1961

된장, 간장용 고일(一)지 원료(原料)의 배합비율(配合比率)을 달리하여 만든 고일(一)지의 효소역가(酵素力價)와 이에서 만든 된장의 숙성과정(熟成過程)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1). 콩이나 보리를 단용(單用)한 고일(一)지보다 대두(大豆):정맥(精麥):소맥(小麥)의 비율(比率)을 $40{\sim}60:$60{\sim}40::20으로 배합(배합)한 고일(一)지가 호정화력(糊精火力), 당화력(糖化力), 단백질분해력(蛋白質分解力)에서 훨씬 우수(優秀)하였다. 2). 보리고일(一)지로 담근 된장보다 효소력(酵素力)이 강(强)한 배합고일(一)지로 담근 된장이단백질분해력(蛋白質分解力)와 환원당생성(還元糖生成)이 더 빠르며 많았다. 3) 국균(麴菌)의 당화력(糖化力). ${\alpha}-Amylase$력(力), Protease활성(活性)의 식염(食鹽)에 의(依)한 영향을 시험한 결과 3자(三子)가 각각 다른 정도오 억제(抑制)되는것을 알았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권3호
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• pp.162-168
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• 2001

분변과 요구르트에서 10주의 젖산균을 분리하여 이중 6주는 Bifidobactria로 4주는 Lactobacilli로 동정하였다. 이들은 이용하여 8% 증숙밤용액을 발효시켰을 때 발효액의 산도는 요구르트보다는 낮았으나 두유를 비롯한 식물성 요구르트보다는 2배이상 높았다. 산도를 증가시키기 위해 Yeast extract 와 tryptone peptone를 첨가할 때 0.2%와 0.4%의농도에서 가장 높았다. 포도당을 0.5-0.8% 범위의 첨가하였을 때 lactobacilli에 의한 발효액에서는 산생성이 촉진되었으나. bifidobacteria 에서는 그렇지 않았다. 시험된 과일과 채소즙 중에서는 당근즙의 첨가가 가장 큰 촉진 효과를 나타내었다. 25% 밤용액에서는 고지추출액에 의한 가수분해는 젖산생성을 크게 촉진하였으나 가수분해하지 않은 8% 밤용액에서는 젖산생성량과 비교하였을 때 산생성 순증가량은 그다지 크지 않았다.

• 한국버섯학회지
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• 제13권2호
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• pp.85-91
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• 2015

본 연구는 한국에서 분리한 송곳니구름버섯 (Irpex consors) 균사체의 에탄올 생산 가능성을 탐색하기 위해 수행되었다. 송곳니구름버섯의 균사체를 당이 함유된 배지에 접종하여 에탄올 생산량을 측정하였다. 포도당, 만노오스, 자일로스 등 단당류와 셀로비오스 등의 이당류가 각각 1 g 함유된 발효배지에 송곳니구름버섯의 균사체를 접종하고 배양한 결과 각각의 이들 당류에서 0.23, 0.19. 0.21, 0.17 g의 에탄올이 생산되었다. 또한 볏짚을 열수, 3% 가성소다, 3% 황산용액으로 각각 전 처리한 후 송곳니구름버섯의 균사체를 접종하고 배양한 결과 1 g의 볏짚은 각각 0.12, 0.15, 0.19 g의 에탄올로 전환되었다. 본 실험을 통해 송곳니구름버섯의 균사체는 여러 종류의 환원당을 이용해 에탄올을 생산할 수 있는 것은 물론 열수, 가성소다 및 황산으로 전 처리한 볏짚을 에탄올로 전환하는 것도 가능한 것으로 나타났다. 따라서 송곳니구름버섯 균사체의 에탄올 생산 수율을 본 실험의 결과 보다 높일 수 있다면 당류뿐 만아니라 볏짚을 비롯한 리그닌셀룰로오스의 바이오매스를 이용해 바이오에탄올을 효율적으로 생산해 우리나라 에너지 수요를 자급하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.177.2-177.2
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• 2011

세계적인 자원고갈과 지구온난화와 같은 환경문제가 발생됨에 따라 대체에너지 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 섬유소 기질을 이용한 바이오에탄올 생산은 세계적으로 막대한 자원이 있으며 광합성에 의해 재생산되는 무한한 재원으로서 환경적으로도 대기오염물질을 적게 배출하여 유용한 에너지원으로 각광받고 있다. 하지만 섬유소 기질은 cellulose, hemicellulose, lignin과 같은 고분자 화합물이 유기적으로 결합된 단단한 결정구조로 이루어져 있어 이를 분해하여 원하는 물질을 얻기 위해서는 전처리 과정이 필요하다. 전처리 공정은 바이오에탄올을 생산하는 당화 및 발효공정의 효율 및 반응시간 단축에 기여하며, 특히 섬유소 기질일 경우에는 필수불가결한 공정이다. 전처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 나누어지며, 이러한 방법들 중 기질의 특성과 처리효율에 따라 기술들을 병합하여 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 산 처리, 암모니아 처리, 과산화수소 처리 및 효소를 이용한 생물학적 처리를 단독 또는 병행하여, 전환된 당 성분 및 함량을 조사함으로서 섬유소계 기질인 채소 음식물류 쓰레기를 대상으로 바이오에탄올을 경제적으로 생산하기 위한 적합한 전처리법을 검토하였다. 전처리 방법별 당화율을 살펴보면, 산 처리와 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리가 각각 65.3 % 및 65.7 %로 가장 높았으며, 과산화수소 처리는 16.2 %로 가장 낮았다. 반면 전처리 공정 없이 효소를 이용한 당화만을 실시한 경우에는 4.3 %의 낮은 당화율을 나타내었다. 섬유소계 기질의 전처리 효율을 향상시키기 위해 첨가하는 계면활성제의 효과는 암모니아-과산화수소 및 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리의 당화율을 비교한 결과, 뚜렷한 효과를 확인할 수 없었다. 전처리 방법별 당의 성분 및 함량을 비교한 결과 육탄당은 암모니아-과산화수소-계면활성제 전처리에서 가장 많이 검출되었다. 오탄당은 산 처리 후 그 함량이 현저히 높았으며, 오탄당 중 xylose의 함량이 60.49 mg/g로 가장 많이 차지하고 있었다. 이 결과로부터 전처리 방법에 관계없이 당화율은 유사한 수준을 보이지만, 당화된 당의 성분 및 함량에는 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 이당류의 경우 과산화수소 및 암모니아-과산화수소 처리를 제외한 나머지 전처리 방법에서 유사한 수준을 나타내었다. 암모니아 처리 및 과산화수소 처리를 순차적으로 병행한 암모니아-과산화수소 처리에서는 각각의 처리시보다 육탄당의 함량은 증가하였으나 암모니아 처리시보다 이당류의 함량은 감소한 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권3호
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• pp.257-263
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• 2003

고체상태배양에서 섬유소분해효소의 고 생산을 위해 기질로서 다양한 섬유순폐기물을 검토한 결과, 주정박과 볏짚을 1:1의 혼합기질로 사용하였을 때 13.98 FPA를 얻었다. 효소생산을 높이기 위해 주정박과 볏짚의 혼합기질에 질소원으로서 콩비지를 1:1:1로 혼합하였을 때 15.22 FPA의 효소활성을 얻을 수 있었다. 이때의 최적의 함수율, pH, 온도는 각각 70%, 5.0, 3$0^{\circ}C$이었다. 최적배양조건에서 배양 5일째 FPA, CMCase, Xylanase, $\beta$-glucosidase 및 Avicelase의 효소활성은 각각 15.22, 69.1, 83.9, 29.2 및 4.2 unit/g-SDW이었다. T. harzianum FJI의 섬유소폐기물을 이용한 고체상 태배양의 경제적인 효소생산은 섬유소폐기물의 생물학적 당화기술에 크게 기여할 것이다.