• 환경위생공학
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• 제13권1호
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• pp.32-43
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• 1998

혐기성대상과정중 메탄생성균(methanogenic bacteria)에 의한 메탄생성시 주요 기질인 아세트산 (acetic acid)을 분해할 경우에 여러 가지 복합기질 중 아미노산 첨가에 의한 분해속도증가에 미치는 영향과 투입한 아미노산이 미생물에 의하여 생체량으로 합성되는 정도를 고찰하였다. 실험결과 메탄생성균은 glycine, serine, threonine, aspartic acid, trytophan 등의 혐기성미생물의 생체량합성에 필요한 물질을 투입할 경우에 아세트산의 분해속도가 증가하였으며, 여러 가지 아미노산을 혼합하여 주입한 결과 분해속도가 17% 향상되었다. 한편, 메탄생성균의 lysing에 의하여 생성된 유기물은 메탄이나 이산화탄소의 최종산물로 전환되기보다는 새로운 메탄생성균의 생체량을 형성하는데 직접 이용되었으며, 아세트산의 분해속도를 52% 증가시켰다. 단순기질(sole substrate)과 복합기질(complex substrate)의 분해는 미생물의 생체량합성에 필요한 여러 가지 중간대사산물간의 상호자극효과에 의하여 복합기질이 용이한 것으로 나타났으며, 유입기질내 활성이 강한 슬러지의 농도는 혐기성처리에 매우 중요한 부분을 차지하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권4호
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• pp.352-357
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• 1998

방향족 화합물의 기본을 이루고 있는 benzoate와 m-toluate 혼합물 분해를 위한 45일간의 배양 결과 benzoate와 m-toluate 최적 기질 혼합비는 benzoate(75%): m-toluate(25%)일 때 가장 높은 균 생장율과 COD 제거율을 나타내었다. 또한 45일간의 배양 중 혼합기질의 농도가 2,000ppm으로 교체된 30일째의 benzoate와 m-toluate의 기질 분해율은 각각 94%와 79%였고 이때의 COD 제거율은 약 80%였다. 한편 효소 활성측정 결과 초기에 거의 검출되지 않았던 catechol 1,2-dioxygenase의 활성이 검출되어 m-toluate에 의해 본 균주의 효소 대사계가 유도 되었음을 알 수 있었다. 또한 배양 중 기질 농도에 대한 본 균주의 형태변화를 전자현미경으로 관찰한 결과, 기질의 농도가 높을수록 균 형태가 변화된 것으로 볼 때 일정 농도 이상의 방향족 화합물에 대한 내성은 대사에 관련된 효소 활성에 기인할 뿐만 아니라 아니라 세포벽 또는 세포막의 특성에 기인할 수도 있는 것으로 추측된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권4호
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• pp.477-482
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• 1992

유지와 탄화수소를 탄소원으로 하여 Acinetobacter calcoaceticus를 배양하여 탄소원의 분해와 균체의 생육정도를 측정하고 활성오니법을 이용한 폐수정화에 이 균주의 이용가능성을 검토하였다. 실험에 사용된 모든 유지와 탄화수소가 분해되었다. 삼각플라스크에 의한 진탕배양의 경우 분해율은 어유가 26로 식물성 유지의 40-54에 비하여 분해율이 낮게 나타났다. 포화지방산은 어유 중에서 약 55, 식물성유지 중에서는 6-12 각각 함유되어 있었다. Hexadecane의 분해율은 약 60로 식물성유지에 비하여 높게 나타났다. 탄소원의 분해에 따라 균체량의 증가가 관찰되었고, jar fermentor 배양에 의하면 모든 탄소원이 80 이상 분해되었고 균체수율도 1.00% 내외로 개선되었다.배양조건에 따라 탄소원의 분해율에 영향을 받는다고 볼 수 있으며, 이는 초기 기질농도가 기질 분해율에 영향을 준 결과에서도 증명되었다. 유지 또는 탄화수소를 3% 함유한 인공폐수를 A. calcoaceticus로 우선 분해시키고, 그 분해산물을 활성오니법에 의하여 정화를 시도한 결과 탄소원의 농도는 0.06%이하로, 부유물질농도는 53mg/ml 이하로 각각 저하되어 이 균주를 폐수정화에 이용할 수 있음을 시사하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제26권2호
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• pp.120-132
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• 1993

어류 가공시 부산물로 얻어지는 어피를 효율적으로 이용하고자 알칼리 전처리법으로 각시가자미 피(皮)로부터 제조된 젤라틴을 시료로 하여 연속식 중공사막 반응기를 이용한 젤라틴의 가수분해 최적조건과 중공사막 반응기 장치에서의 효소활성 및 안정성에 미치는 인자에 대하여 검토하였다. 연속식 중공사막 반응기에서 가수분해조건을 보면 효소농도는 0.1mg/ml 이상에서는 가수분해율이 거의 $72\%$ 이상이었다. 기질농도 $1\%$ 이하에서는 $70\%$ 이상의 가수분해율을 나타내었으며, 기질농도가 증가함에 따라 가수분해율이 약간 감소하는 경향이였다. S/E=100(w/w) 이하에서는 거의 $72\%$이상의 가수분해율을 나타내었다. 유출속도가 7.79ml/min일 때 잔류시간은 77분이였으며, 이때의 가수분해율은 $79\%$였다. 중공사막 반응기 장치의 최적조건은 $1\%$ 기질에 대해 효소농도 0.1mg/ml, 유출속도 7.79ml/min, 잔류시간 77분, 반응온도 $55^{\circ}C$에서 기질의 가수분해율은 반응시간 1시간 부근에서 최대값을 나타내었다. 효소활성은 온도 $55^{\circ}C$에서 $50\%$, $25^{\circ}C$에서 $20\%$가 감소되었으며, 막에 의한 효소활성은 3시간 후에 $34\%$ 감소하였다. 막을 통한 효소의 누출은 작동시간 20분에서 최대였으며 작동시간 5시간 이후에는 거의 효소가 누출되지 않았으며, 전체 효소량 중 효소누출량은 $12.95\%$이였다. 막의 fouling 성질은 $10\%$(w/v)기질용액에서 순수에 대한 상대적인 유출속도 감소율(RFR)은 $91\%$였으며 유출속도 재생율은 $92\%$였다. 높은 기질농도 $10\%$에서는 가수분해도가 $89\%$였으며, 그 이상의 기질농도에서는 $75\%$였다. 젤라틴에 대한 trypsin의 반응속도 상수인 $K_m$ 및 $V_{max}$는 회분식에서 각각 0.668mgN/ml, 1.468mgN/ml/min였으나, 연속식에서는 이들의 값이 각각 1.618mgN/ml, 0.347mgN/ml/min였다. 연속식에서 $K_m$값은 1.618mgN/ml으로 회분식의 0.668mgN/ml에 비해 2.4배 정도 큰 반면 $V_{max},\;K_2$는 매우 작았다. 회분식과 연속식에서 최적조건하에서 젤라틴을 가수분해하였을 때 효소 mg당 생산하는 가수분해물은 각각 87.58mg및 378.85mg으로 회분식에 비해 생산량이 4배 이상이었다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.43-47
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• 2007

신문지와 같은 폐지의 가수분해에 미치는 계면활성제의 영향을 조사하였다. 전처리 공정에 적합한 계면활성제는 사용한 9종의 비이온 계면활성제 중 NP 계열 계면활성제가 가장 좋은 전처리 효과를 나타내었다. NP-20을 사용하여 전처리 공정을 최적화한 결과 계면활성제 농도, 교반속도, 전처리 온도와 시간이 0.5%, 100 rpm, 30$^{\circ}C$와 1시간일 때 최적조건이었다. 당화율을 최대화하기 위하여 기질을 NP-20으로 전처리하고 전처리된 기질을 TW-80을 첨가하여 가수분해하였다. 계면활성제를 사용하여 전처리된 기질을 계면활성제를 첨가하여 가수분해하면 가수분해에서 계면활성제의 효과가 거의 없었다. 그래서 가수분해 공정에서만 계면활성제를 사용하여 효소와 계면활성제의 첨가 순서에 따른 당화율을 조사하였다. 조사결과 기질에 효소를 넣고 난 후 계면활성제의 첨가시기가 늦을수록 당화율이 낮아지는 경향을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제12권1호
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• pp.21-27
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• 2002

본 연구에서는 회분여과방식을 이용하여 부하율에 따라 생성되는 생물대사성분의 특성 및 분포를 관찰하였다. 실험에 사용된 기질은 단일 탄소인 phenol을 사용하였으며, 분자량 분포실험을 위하여 분자량이 각각 30K, 100K Dalton 및 $0.45{\mu}$ membrane filter를 이용하여 구하였다. 페놀농도가 120, 230 및 440 mg/L 일 때 비기질이용율(q)은 각각 0.639, 1.281, 1.744 (mgTOC/mg MLSS/day)로 나타났으며 Run C일 때 가장 높은 이용율을 나타냈다 . 내생단계에서 미생물의 사멸율($K_d$)는 각각 0.0536, 0.0661, 0.0749($day^1$)이며 생성계수 ($SMP_e$) 는 각각 0.006, 0.0058, 0.0057($day^1$)로 나타났다. 초기 유입된 기질이 기질분해에 의해 생성된 $SMP_s$로 분해되어지며, 시간경과에 따라 $SMP_{nd}$ 로 진행됨을 알수 있었다. 기질분해 완료 후 미생물의 내생단계에 접어들면서 $SMP_e$성분으로 전환되었다. 유입부하율에 따른 분자량 분포 측정결과는 운전시간이 경고함에 따라 점차 저분자 물질이 고분자의 난분해성 물질로 전환되었다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1986년도 추계학술대회
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• pp.508-508
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• 1986

이온성 계면활성제 존재하에서 유기용매에 물을 첨가하면 물이 계면활성제에 약해 둘러싸이면서 유기용매에 용해되어 의사 이상계가 형성된다. 이러한 계를 역미셀 또는 W/O microemulsion이라고 하며 계면활성제로 둘러 쌓인 물분자 집하체를 water pool이라고 한다. 그런데, 10여년 전 water pool에 bipolymer를 용해시킬 수 있다는 사실이 밟혀짐에 따라 이러한 체계를 생체막을 단순화시킨 모형막으로서 막을 통해 일어나는 여러 가지 현상의 규명에 이용하거나 물에 불용성인 기질의 효소 촉매반응의 반응계로 이용하는 연구가 꾸준히 이루어져 있다. 본 강연은 역미셀계에 리파제를 용해시켜 유지의 가수분해를 유도함으로써 지방산을 생산하는 방법에 관한 연구이다. 역미셀계에서 리파제의 특성은 에멀전계와 비교했을 때 큰 차이가 없었으며 물과 계면활성제의 몰 비율(R값)은 효소의 초기반응 속도에 커다란 영향을 끼치는 인자로 나타났다. 올리브유 농도가 5%(v/v), AOT농도가 0.1M, 초기 물 농도가 1.0M의 조건에서 유지의 회분식 가수분해 실험을 행한 결과 이 기질은 거의 완전히 가수분해되었으며, 이 반응계에서 R값과 초기 물 농도는 반응의 평형에 커다란 영향을 끼치는 것으로 나타났는데 초기 물 농도가 증가할수록 평형 가수분해율은 증가하였단 이러한 결과를 반응속도론 측면에서 분석한 결과 역미셀계에서 리파제 반응은 에멀전계에서와는 달리 2차 반응을 따르는 것으로 나타났다. 물 농도가 평형 가수 분해율과 속도 변수에 끼치는 영향을 수학적으로 표시하기 위하여 2차 가역적 반응 속도론에 근거하여 가수분해율, 평형상수, 속도상수 둥을 나타내는 식을 유도하였고 이를 바탕으로 여러 가지 실험 조건 하에서 리파제 반응의 반응 시간에 따른 가수분해율을 예측한 결과는 실제 실험 결과와 잘 일치하였다(편차는 5%). 또한 속도상수와 R값과의 관계식 및 유도한 방정식을 이용하여 추정한 초기속도와 평형 가수분해율을 최대화하는 R값은 각각 10.4 와 11.4 였다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1161-1169
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• 2008

생물학적 처리방법인 biofiltration을 이용하여 1차 기질 toluene의 존재여부에 따른 TCE와 PCE의 제거율을 비교하였다. 그리고 TCE와 PCE의 제거과정에 관련된 미생물의 군집변화를 조사하였다. TCE와 PCE혼합증기 제거율을 순치시킨 슬러지를 메디아 표면에 부착한 biofilter B를 이용해서 1차 기질로서 toluene증기 공급이 없는 상태에서 TCE/PCE 혼합증기제거율을 조사하고 또한 toluene증기로 순치시킨 슬러지를 부착한 별도의 biofliter A에서 1차 기질로서 toluene증기를 공급하는 상태에서 TCE/PCE 혼합증기의 제거율을 조사한 결과 (i) biofilter운전초기에는 PCE제거율이 TCE제거율보다 현저히 높지만, biofilter운전 지속기간의 증가에 따라 두 물질의 제거율이 증가하다가 나중에는 두 가지 물질의 제거수준이 비슷해진 상태에서 정체되는 경향이 있고, 1차 기질로서 toluene증기를 공급하지 않은 경우가 공급한 경우보다 현저히 TCE/PCE 제거율이 높으며, 두 물질의 생물여과에 의한 제거율이 동등수준에 도달하는 시간이 1차 기질을 공급하는 경우에 공급하지 않는 경우보다 빠르게 도달하였다. 이 실험은 (ii)일부의 toluene 분해 미생물이 TCE와 PCE 증기 등 염소화 휘발성 유기물 증기의 분해에도 관여하고, TCE/PCE 증기의 생물학적 저감과정에서 공동대사가 반드시 필요하지는 않는 것임을 시사한다. DGGE밴드의 16S rDNA의 염기서열을 결정한 결과 (i) uncultured alpha proteobacterium, uncultured Desulfitobacterium sp., uncultured Rhodobacteraceae bacterium, Cupriavidus necator, Pseudomonas putida 등이 toluene 분해 미생물들이었고 (ii) alpha proteobacterium HTCC396이 TCE 제거미생물이고, (iii) Desulfitobacterium sp.이 PCE 분해에 관여하는 것으로 추정된다. (iv) 특히 uncultured Desulfitobacterium sp.은 toluene뿐만 아니라 다양한 염소계 화합물을 제거시킬 수 있는 미생물임이 확인되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제29권4호
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• pp.67-78
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• 2001

신갈나무와 이태리포플러 칩을 25 kg/$cm^2$의 압력에서 6분간 폭쇄처리하였다. 폭쇄재는 수산화나트륨(NaOH), 차아염소산나트륨(NaClO), 아염소산나트륨($NaClO_2$)을 사용한 단독 또는 다단의 공정으로 화학처리 하였다. 폭쇄재의 다단처리는 시료중의 리그닌 제거에 상당한 효과를 나타냈다. 대조구인 폭쇄재 기질의 효소 가수분해율은 25%였지만, 다단 화학약품 처리된 폭쇄재는 약 80%에 근접하는 가수분해율을 나타냈다. 효소에 의한 분해율은 수종간에 차이가 났다. 폭쇄재의 다단 화학약품 처리는 효소 가수분해액에 있어서 글루코오스 함유 비율을 증가시켰다. Cellulase의 흡착은 기질의 리그닌 함량과 비례하여 증가하였지만, 반면에 기질의 결정화도, 공극면적 및 비표면적은 효소흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. 본 연구에서 제시된 전처리 당화공정에 따르면, 100 kg의 활엽수재로부터 약 37~40 kg의 글루코오스 생산이 가능하리라 생각된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.235-238
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• 2001

Monod kinetics에 관련된 주요 생분해 파라미터를 도출하기 위하여 microcosm 규모의 배치실험에서 BTEX 화합물에 대해 분해능이 우수한 Pseudomonas aeruginosa을 이용해 다양한 농도의 벤젠에 대한 분해기작을 고찰하였다. 벤젠의 생분해율(D)과 Maximumspecific growth rate ($\mu$$_{max}$)는 기질의 농도가 증가할수록 높아지다가 최고점에 도달 후에 점차적으로 감소하였으며 이것은 어느 한계점 이상의 벤젠 농도가 미생물의 생분해에 방해 요소로 작용한다는 것을 나타낸다. 그러나 미생물에 의한 벤젠 분해의 상관관계를 나타내는 yield coefficient(Y)는 벤젠의 초기 농도가 낮을수록 높은 값을 나타내었다. Microbial decay constant( b)와 half-saturation constant(K$_{c}$)는 각각 0.21~0.48day$^{-1}$와 218mg/$\ell$로서 문헌값 보다 높은 수치를 나타내었다. 실험으로부터 결정된 생분해 파라미터들은 초기 벤젠 농도에 따라 큰 차이를 보이므로 생분해 모델링에 사용할 파라미터는 기질농도에 따라 적절하게 선택되어야 한다고 사료된다.