• 제목/요약/키워드: xylan

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식품소재로서의 Xylooligosaccharide의 물리화학적 특성 (Physicochemical Properties of Xylooligosaccharide as Food Material)

  • 박윤제;이지완;이창승;류보경;양창근
    • 한국식품과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.19-23
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    • 2001
  • Xylan과 xylanase의 효소반응 후 생성되는 xylooligosaccharide를 식품에 적용하기 위해 점도, 내열성 및 pH 안정성, 착색성, 수분보습력 등의 기본적인 물리화학적 특성을 조사하였다. 70bx xylooligosacchride의 점도는 $20^{\circ}C$에서 930cP, $60^{\circ}C$에서 90 cp로 설탕보다 높았으나, 다른 올리고당류보다는 약간 낮은 특성을 나타내었으며, pH $2.5{\sim}8.0$ 범위에서 $100^{\circ}C$로 1시간 동안 열처리한 후에도 전혀 분해되지 않고 안정하게 잔존하여 내열성과 pH 안정성을 가지고 있음을 알 수 있었다. Xylooligosacchride의 pH는 $5.0{\pm}0.1$로서 pH $2.5{\sim}4.0$에서는 그 착색성이 매우 낮았으며, pH가 증가할수록 착색성이 높아지는 경향을 보였으나, 식품가공에 영향을 미치는 수준은 아니었다. Glycine 1%가 함유된 아미노산 공존하에서의 착색성도 매우 낮았으며 pH에 따라 크게 차이를 보이지 않았다. 수분보습력을 조사하기 위하여 71일간 $25^{\circ}C$, 75% 상대습도에서 xylooligosacchride를 저장 후 측정한 결과 95% 이상의 중량을 유지하고 있어 28%가 감량된 설탕보다 수분손실이 훨씬 적어 수분보습력이 훨씬 큰 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 볼 때 xylooligosacchride는 식품에 사용하기에 적합한 물성을 가지고 있어 기능성 증진 효과를 나타내고자 하는 다양한 식품에 응용 가능할 것으로 판단된다.

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복합 다당류 분해 효소들을 생산하는 해양미생물 Pseudomonas sp. BK1의 분리 및 특성 (Isolation and Identification of a Marine Bacterium, Pseudomonas sp. BK1 Producing Extracellular Enzymes Capable of Decomposing Multiple Complex Polysaccharides)

  • Kim, Beom-Kyu;Jeon, Beong-Sam;Cha, Jae-Young;Park, Jeong-Won;Kim, Sam-Woong;Kim, Ji-Yoon;Park, Yong-Lark;Cho, Young-Su;Song, Jae-Young
    • 생명과학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.871-878
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    • 2003
  • 한천, 키틴, 셀룰로오스, 자일란, 만난과 같은 복합다당류들에 대한 분해능을 나타내는 효소들을 생산하는 해양미생물을 홍조류인 Porphyra dentata로부터 분리하였다. 분리균 BK1은 그람음성, 호기성 간균으로 DNA의 G+C함량은 51.6 mol%를 나타내었다. 주요 isoprenoid quinine 구성 성분은 ubiquinone-8로 확인되었고, 주요 세포 지방산은 C16:0, C16:1 w6c, C18:1 w7c로 밝혀졌다. 16S rRNA서열의 비교분석 결과는 분리균 BK1이 Pseudomonas 속의 일원인 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로 분리균 BKl은 Pseudomonas sp. BKl으로 명명하였다.

Bacillus ginsengihumi sp. nov., a Novel Species Isolated from Soil of a Ginseng Field in Pocheon Province, South Korea

  • Ten Leonid N.;Im Wan-Taek;Baek Sang-Hoon;Lee, Jung-Sook;Oh, Hee-Mock;Lee, Sung-Taik
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제16권10호
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    • pp.1554-1560
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    • 2006
  • A Gram-positive, aerobic or facultative anaerobic, non motile, endospore-forming bacterial strain, designated Gsoil $114^T$, was isolated from a soil sample of a ginseng field in Pocheon Province (South Korea), and was characterized taxonomically by using a polyphasic approach. It grew well on nutrient agar medium and utilized a limited number of organic substrates as sole carbon sources, including D-xylose and some other carbohydrates, but did not utilize L-amino acids and organic acids. The isolate was positive for oxidase test but negative for catalase, and negative for degradation of macromolecules such as starch, cellulose, xylan, casein, chitin, and DNA. The G+C content of the genomic DNA was 41.8 mol%. The predominant isoprenoid quinone was menaquinone 7 (MK-7). The major fatty acids were $anteiso-C_{15:0}$ (32.1%), $iso-C_{15:0}$ (30.5%), and $anteiso-C_{17:0}$ (30.2%). Comparative 16S rRNA gene sequence analysis showed that strain Gsoil $114^T$ fell within the radiation of the cluster comprising Bacillus species and joined Bacillus shackletonii LMG $18435^T$ with a bootstrap value of 95%. The highest 16S rRNA gene sequence similarities were found with Bacillus shackletonii LMG $18435^T$ (97.6%), Bacillus acidicola DSM $14745^T$ (96.9%), Bacillus sporothermodurans DSM $10599^T$ (96.5%), and Bacillus oleronius DSM $9356^T$ (96.5%). The phylogenetic distance from any other validly described species within the genus Bacillus was less than 96%. DNA-DNA hybridization experiments showed that the DNA-similarities between strain Gsoil $114^T$ and closest phylogenetic neighbors were less than 39%. On the basis of its phenotypic properties and phylogenetic distinctiveness, strain Gsoil $114^T$ (=KCTC $13944^T$=DSMZ $18134^T$) was classified in the genus Bacillus as the type strain of a novel species, for which the name Bacillus ginsengihumi sp. nov. is proposed.

Alkaliphilic Endoxylanase from Lignocellulolytic Microbial Consortium Metagenome for Biobleaching of Eucalyptus Pulp

  • Weerachavangkul, Chawannapak;Laothanachareon, Thanaporn;Boonyapakron, Katewadee;Wongwilaiwalin, Sarunyou;Nimchua, Thidarat;Eurwilaichitr, Lily;Pootanakit, Kusol;Igarashi, Yasuo;Champreda, Verawat
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권12호
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    • pp.1636-1643
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    • 2012
  • Enzymatic pre-bleaching by modification of pulp fibers with xylanases is an attractive approach to reduce the consumption of toxic bleaching chemicals in the paper industry. In this study, an alkaliphilic endoxylanase gene was isolated from metagenomic DNA of a structurally stable thermophilic lignocellulose-degrading microbial consortium using amplification with conserved glycosyl hydrolase family 10 primers and subsequent genome walking. The full-length xylanase showed 78% sequence identity to an endo-${\beta}$-1,4-xylanase of Clostridium phytofermentans and was expressed in a mature form with an N-terminal His6 tag fusion in Escherichia coli. The recombinant xylanase Xyn3F was thermotolerant and alkaliphilic, working optimally at $65-70^{\circ}C$ with an optimal pH at 9-10 and retaining >80% activity at pH 9, $60^{\circ}C$ for 1 h. Xyn3F showed a $V_{max}$ of 2,327 IU/mg and $K_m$ of 3.5 mg/ml on birchwood xylan. Pre-bleaching of industrial eucalyptus pulp with no prior pH adjustment (pH 9) using Xyn3F at 50 IU/g dried pulp led to 4.5-5.1% increase in final pulp brightness and 90.4-102.4% increase in whiteness after a single-step hypochlorite bleaching over the untreated pulp, which allowed at least 20% decrease in hypochlorite consumption to achieve the same final bleaching indices. The alkaliphilic xylanase is promising for application in an environmentally friendly bleaching step of kraft and soda pulps with no requirement for pH adjustment, leading to improved economic feasibility of the process.

백합나무를 이용한 고농도 단당류 생산을 위한 산 가수분해 특성 연구 (Acid Hydrolysis Characteristics of Yellow Poplar for High Concentration of Monosaccharides Production)

  • 신수정;박종문;조대행;김용환;조남석
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권6호
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    • pp.578-584
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    • 2009
  • 백합나무 목분으로 고농도 단당류를 생산하기 위하여 진한 황산을 사용하는 산 가수분해 특성을 연구하였다. 목분과 황산의 비율을 달리하거나 2차 가수분해의 온도와 시간을 달리하여 당화액 제조의 최적 조건을 탐구한 결과, 1차 가수분해의 목분과 72% 황산 비율은 1 : 2.61(w/w)였으며, 2차 가수분해 온도와 시간은 $105^{\circ}C$에서 70분 가수분해 조건이었다. 이때 생성된 당화액의 농도는 glucose가 44.8 g/L였고 xylose는 25.2 g/L였다. 산 가수분해를 통하여 얻어진 당화액을 발효할 때 발효 저해물질로 알려진 furfural, 5-HMF (5-hydroxymethylfurfural), 저분자량 페놀성 화합물들이 생성되었는데 furfural과 5-HMF는 2차 가수분해 온도가 높아짐에 따라, 그리고 반응시간이 길어짐에 따라 생성량이 증가하였다. $110^{\circ}C$ 2차 가수분해 조건에서 반응시간이 40분을 지남에 따라서 xylose농도는 감소하였고 glucose 농도는 일정하였는데, xylose는 생성속도보다 furfural로 전이 속도가 더 빠른 것으로 생각되고, glucose의 경우 생성속도와 5-HMF로 전이속도가 비슷하여 농도가 일정하게 나타났다.

Xylooligosaccharides 제조를 위한 한외여과 처리 (Effects of Ultrafiltration on the Production of Xylooligosaccharides)

  • 박윤제;오화균;이지완;이창승;이운택;류보경;양창근;윤세왕
    • 한국식품과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.312-316
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    • 2000
  • Xylan과 xylanase의 효소반응 후 생성되는 crude xylooligosaccharides를 효과적으로 정제하기 위하여 한외여과를 실시하였다. 한외여과의 최적운전 조건을 확인하고자 5, 10, 20, 30 psi의 막 횡단 압력에서 유속(100, 200, 300, 400 ml/min) 및 온도(10, 20, 23-25, $30^{\circ}C$)를 변화시키며 실험을 실시하였고 시간에 따른 flux의 변화를 관찰하였다. 또한 한외여과 효과를 알아보기 위해 한외여과 전, 후의 이화학적 특성 및 올리고당을 분석하였다. 유속과 온도에 따른 flux 변화를 관찰하여 시료의 최적 유속(300 ml/min), 최적 막 횡단 압력(20psi) 및 운전 온도$(23-25^{\circ}C)$를 결정하였다. 최적운전 조건에서 시간에 따른 flux 변화는 한외여과 종료시점인 VCR 10.0에서 초기 flux의 62% 수준의 flux를 나타냈다. 한외여과에 따른 일반성분의 변화는 당농도, 고형분, 총당 및 회분에서는 차이를 보이지 않았으나 단백질의 경우에는 여과 후 55%의 제단백 효과가 있었다. 한외여과 전, 후의 xylooligosaccharides함량 변화는 관찰할 수 없었으며 한외여과 여부가 올리고당 함량에는 영향을 미치지는 않는 것으로 생각한다. 시간에 따른 색도의 변화는 한외여과 전 시료 색도(1.0454 at 420 nm)와 한외여과 후 색도를 비교하면 평균 84%(0.1648 at 420 nm) 제거할 수 있는 결과를 얻었으며 한외여과 방법이 crude xylooligosaccharide의 탈색에 매우 효과적인 방법임을 확인할 수 있었다.

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농경잔류물로부터 헤미셀룰로오스 가수분해물 생산을 위한 산촉매 열수 분별공정의 특성 비교 (Comparison of Characteristics of Acid-catalyzed Hydrothermal Fractionation for Production of Hemicellulose Hydrolyzate from Agricultural Residues)

  • 황종서;오경근;유경선
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권3호
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    • pp.414-422
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 국내 대표적인 농경잔류물인, 볏짚과 보릿짚을 이용하여 헤미셀룰로오스 부분의 최대 가용화를 위한 산 촉매 열수 분별공정의 타당성을 조사한 것이다. 1.2-2.9 범위의 반응가혹도(CS; Combined reaction severity)에서 다양한 분별 조건들을 사용하여 초기 반응조건 기준을 설정했다. 볏짚의 경우, 160 ℃의 반응온도, 0.75%(w/v)의 H2SO4, 20분의 반응시간, 그리고 1:15의 고체/액체 비율을 가진 반응 조건에서 56.6%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻을 수 있었으며, 보릿짚의 경우, 150 ℃ 반응온도, 0.75%(w/v) H2SO4, 15분의 반응시간, 1:10의 고체/액체 비율에서 83.0%의 헤미셀룰로스 당 수율을 얻었다. 따라서, 볏짚과 비교하여 보릿짚의 경우 산촉매 열수분획을 효과적으로 수행할 수 있었다. 분별과정 후 남은 분획된 고형분은 볏짚과 보릿짚에서 각각 48.5%와 57.5%였다. 분별된 볏짚과 보릿짚의 XMG(Xylan+Mannan+Galactan) 함량은 17.3% 및 17.6%에서 6.0% 및 2.6%로 각각 감소하였으며, 이는 원료 짚 기준으로 각각 16.7% 및 8.5%에 해당한다. 또한, 보리 짚의 산촉매 열수분별 과정에서 과도한 분해로 인해 셀룰로오스 및 XMG의 5.6% 및 8.5%만 손실된 반면, 볏짚의 셀룰로오스 및 XMG 손실은 6.4% 및 26.6%이었다. 볏짚의 헤미셀룰로스 당은 산 촉매 열수 분별공정중, 다소 높은 반응가혹도로 인해 심하게 과분해된 것에 기인한다.

은행잎 추출부산물로부터의 Lactic acid 제조법에 관한 연구 (A Study on the Method of Manufacturing Lactic Acid from Ginkgo Biloba Leaf Extraction Byproducts)

  • 고의석;이학래;심원철;이수현;김선진;김재능
    • 한국포장학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.95-102
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    • 2023
  • 실내마스크 착용 해제 및 거리 두기 완화에도 불구하고 비대면 서비스가 계속되어 이루어지고 있다. 특히 음·식료품을 비롯한 농·축·수산물의 배송 수요는 증가하고 있어 이에 부가되는 플라스틱 포장 폐기물의 양이 꾸준히 증가하는 추세이다. 이에 따라 EU에서는 포장재 플라스틱의 사용을 규제하려는 방향으로 움직임을 보였다. 이러한 국제 트렌드의 흐름에 대응하여 국내 패키징 업계에서는 PLA, PBAT와 같은 생분해성 물질을 이용한 친환경 포장재 개발 연구를 활발히 진행하고 있다. 본 연구에서는 이러한 이슈에 대응하여 국내 가로수 중 상당 비중을 차지하여 식재된 은행나무의 은행잎을 lactic acid 생산에 관한 새로운 원료로 활용하고자 하였다. 은행잎은 cellulose, mannan, xylan 등의 다당류를 함유하고 있으며 대량의 원료를 얻을 수 있다는 유용한 특징이 있다. 본 연구를 통해 전처리한 은행추출부산물의 glucan은 단일 분획 공정으로는 높은 수율을 기대하기 어렵다고 판단되어지며, 낮은 수욜 문제를 해결하기 위해서는 전처리 가수분해액, 효소당화액을 모두 활용하는 통합 공정이 필수적으로 적용되어야 한다.

남해안 갯벌 미생물의 세포외효소 활성 및 16S rDNA 분석에 의한 다양성 조사 (Microbial Population Diversity of the Mud Flat in Suncheon Bay Based on 16S rDNA Sequences and Extracellular Enzyme Activities)

  • 김유정;김성겸;권은주;백근식;김정호;김훈
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제50권4호
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    • pp.268-275
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    • 2007
  • 순천만 갯벌에 존재하는 미생물의 다양성을 세포외 효소 활성과 16S rDNA 분석으로 조사하였다. 수초 주변과 갯벌에서 채취한 시료에서 얻은 배양 가능한 균 중에서 4개의 균주를 대상으로 CMCase, xylanase와 protease의 활성을 조사한 결과 2, 3, 27, 그리고 30번 4균주 모두 xylan 분해능이 가장 뛰어났다. 각각의 효소 활성의 최적 온도는 $50{\sim}70^{\circ}C$로 나타났고, 수초 주변과 갯벌 시료에 따른 차이는 거의 없었다. 갯벌 내 세균 군집을 조사하기 위해 메타게놈 DNA를 분리한 후 증폭된 16S rDNA를 갖는 약 2,000개의 클론을 얻어 그 다양성을 조사하였다. 제한효소 절단 양상으로부터 선별된 17개의 클론을 분석한 결과 클론들의 평균 유사도는 97.3%이었으며, 그 범위는$91.0{\sim}99.9%$를 보였고, 4번, 7번, 9번, 101번, 104번, 107번을 제외한 나머지 11개는 uncultured strain들로 확인되었다. 이들은 Proteobacteria, Bacteroidetes, Flavobacteria, Verrucomicrobia, Acidobacteria, Firmicutes, 그리고 Chloroflexi의 7개의 그룹으로 구분할 수 있었다. 9개 (52.9%)의 클론은 Proteobacteria, 3개(17.6%)의 클론은 Firmicutes에 속하였으며, 나머지 그룹에는 각각 1개씩의 클론이 해당되었다. Proteobacteria중에서는 황원소의 산화와 환원에 관여하는 gamma Proteobacteria의 비율이 높게 나타났다. 본 연구의 결과 순천만 갯벌은 미생물 다양성을 유지하고 있으며, 분석된 클론의 65% 가량은 배양되지 않은 미생물로 조사되었다. 이 갯벌로부터 메타게놈 라이브러리를 제작하여 보다 다양한 유전자원을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.정에도 잘 활용될 수 있을 것으로 생각된다.생리 요인들 간에는 약한 상관이 존재했으나, 피험자들이 온열 쾌적을 유지하는 경우 착용한 의복 종류 및 노출 기온에 상관없이 불감체중손실량은 좁은 범위를 유지했다.것으로 판단된다.$4^{\circ}C$로 저장한 경우 치커리 고유의 초록색과 아삭한 조직감을 유지하고 있어 저온냉수 세척과 tray 포장이 세척 청경채의 선도 유지에 효과가 있는 것으로 나타났다.>$2.0{\sim}1459.4ppm(303.1{\pm}324.2)$으로 나타났다.다. 4. 이상의 결과를 바탕으로 위생교육 매뉴얼을 개발하였다. 위생교육 내용은 4가지 원칙 -개인위생확보, 교차오염방지, 시간온도관리, 냉장관리- 으로 구성하였고, 8영역으로 세분화하였다. 교육 설계방식은 강의식 교육을 위주로 하고, 주제별로, 실연식 교육, 시청각 교육, 토의식 교육을 위한 강의 자료를 마련하였다. 이상의 결과에서 보여 준 레스토랑에서 식중독 예방을 위한 위생관리 활동 내용으로 실천율이 낮은 활동을 규명하고 이 활동에 대한 지속적인 모니터링과 개선활동을 전개한다면 레스토랑의 식중독 예방에 크게 도움일 될 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 개발된 위생교육 자료를 활용한다면, 외식업체의 전반적인 위생수준을 향상시키고 식품의 안전성을 확보하는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 최근에 외식업계에서 발생되고 있는 식중독 사고는 이상 기후의 영향이나 시설미비도 그 원인이겠지만, 무엇보다도 중요한 요인은 경영층의 위생에 관한 인식부족, 교육 프로그램의 부재로 사료된다. 그러므로 양적으로 과포화상태에 이르고 있는 외식업계의 질적인 향상을 위해서는 외식업체는 위생교육의 지속적인 실천과 모니터링을 강화하고, 그 결과를 인사고과시스템에 반영하는 통합적인 노력이 요구된다.야 하고, 검사관리를 통해 원재료와 최종제품의 안전성이 확보되어야 한다. 납품업체들의 검사관리 수행도를 높이기 위해서는 검사시설의