• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.213.1-213
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• 2003

습열처리 방식으로 물리적 변성시킨 쌀을 이용하여 식혜 당화 특성을 살펴보았다. 쌀을 습열처리 하였을 때 쌀 전분의 팽윤이 억제되었고 호화온도는 상승하였으며 호와 엔탈피는 감소하는 등쌀 전분의 특성이 변하였고 이렇게 처리한 쌀을 이용하여 식혜를 제조하였을 때 식혜 당화 속도는 크게 향상되었다. 즉 121$^{\circ}C$, 15 psi에서 시간별로 autoclaving하여 습열처리를 한 쌀을 가지고 식혜를 제조한 결과 당화시간이 경과함에 따라 일반 쌀을 이용하여 당화하였을 때에 비해 당화시간이 Brix 및 환원당을 기준하였을 때 약 1/2로 단축되었다. 일반 쌀의 경우 당화시간이 2시간이 경과되었을 때 Brix가 8.2인데 비하여 121$^{\circ}C$에서 1시간 autoclaving한 쌀을 이용하여 당화하였을 경우 당화시간이 1시간만에 Brix가 8.7로 높아짐을 보여주었고 당화 중에 생성된 환원당 역시 Brix 측정결과와 비슷한 경향을 보여 주었다. 한편 HPLC로 분석한 당화액의 당 조성은 습열처리한 쌀로 당화한 것과 일반쌀을 이용하여 제조한 당화액간에 큰 차이가 없었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.105.2-105.2
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• 2010

전처리 후 얻어진 셀룰로스 고분자를 단당류로 전환하기 위해서는 셀룰라제를 이용한 당화 과정이 필요하다. 통상 실험식 연구에서는 셀룰로스 당화시 당수율을 최대로 하기위해 pH조절을 위한 Citrate buffer와 미생물 오염을 막기 위한 Autoclave에서의 멸균 과정을 거친다. 하지만 대량생산을 목적으로 하는 산업체에서는 적용이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서 이를 대신하여 산업체에서 적용 가능한 당화전환 공정의 효율성을 평가하고자 하였다. Autoclave 멸균을 대체하는 공정으로 항생제 첨가와 여과에 의한 제균을 선택하였고, citrate buffer를 대신하여 buffer를 첨가하지 않은 물을 pH를 조정하여 사용 하였다.실험결과 기존의 당화공정을 사용하였을 때 당화율이 81%이었고, pH를 조절한 제균 water에 항생제를 첨가하는 공정은 71%로 나머지 배지들 중 가장 높은 당화율을 나타냈다. 이것은 기존의 당화율보다 10% 낮은 수치이나 공정비를 교려하여 봤을 때 효율성 있는 공정으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권6호
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• pp.1119-1125
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• 1996

습열처리 방식으로 물리적 변성시킨 쌀을 이용하여 식혜당화 특성을 살펴 보았다. 쌀을 습열처리 하였을 때 쌀 전분의 팽윤이 억제되었고 온화온도는 상승하였으며 호화 엔탈피는 감소하는 등 쌀 전분의 특성이 변하였고 이렇게 처리한 쌀을 이용하여 식혜를 제조 하였을 때 식혜 당화 속도는 크게 향상되었다. 즉 $121^{\circ}C$, 15 psi에서 시간별로 autoclaving하여 습열처리를 한 쌀을 가지고 식혜를 제조한 결과 당화시간이 경과함에 따라 일반 쌀을 이용하여 당화하였을 때에 비하여 당화시간이 Brix 및 환원당을 기준하였을 때 약1/2로 단축되었다. 일반 쌀의 경우 당화시간이 2시간이 경과되었을 때 Brix가 8.2인데 비하여 $121^{\circ}C$에서 1시간 autoclaving한 쌀을 이용하여 당화하였을 경우 당화시간이 1시간만에 Brix가 8.7로 높아짐을 보여주었고 당화 중에 생성된 환원당 역시 Brix 측정결과와 비슷한 경향을 보여 주었다. 한편 HPLC로 분석한 당화액의 당 조성은 습열처리한 쌀로 당화한 것과 일반 쌀을 이용하여 제조한 당화액간에 큰 차이가 없었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.858-862
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• 2008

분리 당화발효(Separate Hydrolysis and Fermentation, SHF)는 당화와 발효공정을 따로 수행하는 방법으로 최종 생성물인 글루코오스에 의해 억제 영향을 받기 때문에 반응에 진행됨에 따라 축적된 글루코오스의 농도가 높아지면 반응이 종결되는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 효소의 양을 늘리는 방법이 있지만, 효소의 생산비용이 비싸기 때문에 경제적인 방법이 될 수 없다. 이러한 분리 당화발효 공정의 단점을 극복하기 위해서 동시당화발효 공정(Simultaneous Saccharification and Fermentation, SSF)은 하나의 반응기에서 당화와 발효를 동시에 수행한다. 동시당화발효 공정에서는 당화과정에서 글루코오스가 생성되자마자 효모가 발효과정을 통해 글루코오스를 바로 제거하기 때문에 반응기내에서 당의 축적을 최소화할 수 있다. 따라서 동시당화발효 공정은 최종 생성물의 억제 작용을 방지할 수 있고, 효소의 가수분해 반응을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 동시당화발효에서 에탄올의 수율에 관여하는 조건들(pH, 반응온도, 효소 투입량, 반응시간)의 최적 조건을 찾는 연구를 수행하였다. 기질로는 감자전분을 사용하였고, 효소는 glucoamylase, 균주는 Saccharomyces cerevisiae가 각각 사용되었다. 동시당화발효의 최적의 조건은 pH 4, 온도 38로 나타났다. 최적의 조건으로 감자전분을 동시당화발효하였을 때 반응 18시간 후에 에탄올은 최대 수율 86%에 도달하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권3호
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• pp.181-185
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• 1983

증자하지 않은 Cassava의 생전분의 ethanol 발효생산을 위하여 Aspergilius shirousami 가생산하는 당화효소를 이용하여 단순당화 및 동시당화 발효를 하였다. Cassava 생전분의 당화률은 증자한 것에 비해 30% 정도였으며 10배의 효소를 가하여도 60%밖에 안되었으나. 동시당화-발효에서는 당화율이 크게 증가하여 ethanol 생성량이 증자한 전분에 비해 90% 이상이 되었다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.211.1-211
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• 2003

식혜를 제조하는 과정에서 엿기름 추출액의 농도가 당화시간과 밥알형태 및 식혜의 관능평가에 미치는 영향 등에 대하여 조사하였다. 엿기름 추출액의 농도가 기본배합비(쌀 6g, 엿기름 7g, 물240ml)의 4배(쌀 24g, 엿기름 28g, 물 240ml)일때 당화시간 단축과 밥알 형태 유지에 가장 적합하였다. 당화된 밥알의 형태는 엿기름 추출액의 농도 및 당화시간과 당화 전 밥알형태에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 당화가 완료되었을 때 보다 미량의 전분질이 남아 있을 때가 식혜의 부드러운 맛과 밥알형태 유지에 적합하였다. 밥알형태유지에 적합한 당화시간은 240분이 가장 좋았고 또한 210분과 270분에서도 적합한 것으로 나타났다. 식혜제조시 부드러운 맛과 밥알 형태를 유지하고 생산공정의 단축을 위해서는 쌀 : 엿기름 : 물을 24g : 28g ： 240m1의 비율로 제조한 후 전체의 양이 4배가 되게 약 3배의 물을 첨가하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제4권2호
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• pp.78-86
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• 1989

에너지소모를 최소화하고 최대의 당화효과를 얻을 수 있는 고효율 당화장치의 개발을 목표로 impeller교반형 bioattritor를 설계, 제작하여 불용성 섬유소를 기질로 실험하였다. Bioattrotor의 효용성과 효소당화촉진 mechan-ism을 규명하였으며, 최적운전조건을 검토하였다. 분쇄 마찰매체함유 반응기에 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torzue측정장치를 개발, 부하되는 torque, power, 그리고 소요에너지를 측정하여 이를 당화촉진과 비교함으로서 bioattritor의 경제성을 검토하였다. 분쇄마찰매체의 첨가량 및 종류, impeller형태, 교반속도는 중요한 요소로서 작용하였다. 비록 더 연구가 필요하나 분쇄마찰매체의 교반에 소모되는 동력은 당화 촉진효과의 증대에 따른 당화시간의 단축과 섬유소의 고효율 전환에 따른 고농도당의 확보등에 의해 보상되리라 예상된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.104.2-104.2
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• 2010

농산 부산물인 볏짚을 이용하여 수송연료인 휘발유를 대체할 수 있는 바이오에탄올을 생산하기 위한 전단계인 전처리와 당화에 대한 연구를 수행하였다. 볏짚은 농산 부산물 중에서 비교적 발생량이 많으며, 목질계 바이오매스에 비해 소프트하기 때문에 전처리가 용이하다는 장점이 있다. 전처리 방법으로는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 증기폭쇄에 의한 전처리 방법을 채택하였다. 당화실험은 생물학적 방법인 효소당화를 하였다. 전처리 실험결과 온도가 낮고 처리 시간이 짧을수록 고형물 및 삼성분에 대한 수율이 높은 것으로 나타났다. 삼성분 중의 Glucan 수율은 $180^{\circ}C$ 실험에서 68-71%를 보였으며, $200^{\circ}C$ 실험에서는 59-64%를 보였다. Xylan은 거의 대부분이 소실되어 Xylan을 회수하는 전처리로써는 적합하지 않은 방법으로 나타났다. 반면 Lignin은 거의 제거가 되지 않았다. 당화 실험결과 $180^{\circ}C$에서 전처리한 폭쇄재는 당화 수율이 50%에도 미치지 못하였으나, $200^{\circ}C$에서 전처리한 폭쇄재는 70% 내외를 보여 주었다. 특히 분쇄 세척 멸균한 효소당화 수율은 90%가 넘는 높은 수율을 보였다. 전처리 수율과 당화수율을 종합하여 수율을 분석한 결과 $200^{\circ}C$ 전처리 실험조건에서 효소당화시 미처리 시료와 분쇄 세척 시료보다 멸균까지 실시한 조건에서 Glucan의 종합수율이 55% 내외로 월등히 높은 것으로 나타났다. 증기폭쇄에 의한 볏짚의 전처리는 Glucan의 수율이 낮아 손실이 많은 것으로 나타났으며, 이를 보완할 수 있는 전처리 조건 혹은 다른 전처리 방안이 요구된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제9권2호
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• pp.65-69
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• 1981

농산폐자원을 이용하기 위한 방법으로써 Trichoderma sp. KI 7-2로 만든 koji와 내열성 효모를 사용하여 동시당화-발효와 당화액 발효를 비교하였다. 볏짚의 당화액에서는 15 mg/$m\ell$의 cellobiose가 존재하였으나 동일한 효소원을 사용한 동시당화-발효액에서는 존재하지 않았다. 효소당화법에서 는 cellulase enzyme system의 반응산물인 glucose가 cellobiose의 활성을 저해하므로 cellobiose 가 축적되었으나 동시당화-발효법에서 는 glucose가 ethanol로 발효되어 cellobiose의 축적이 없었다. Cutting mill 한 볏짚은 동시 당화-발효 과정에서는 ball mill 한 것과 같은 정도로 효과적으로 발효되었다. 이 결과로부터 cellylolytic enzyme system의 반응산물에 의한 저해 mechanism을 논의하였다. 또한 볏짚 당화시 약 10 mg/$m\ell$ 생산되는 xylose는 동시당화-발효에 아무런 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.430-435
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• 2014

섬유소계 바이오매스의 주요 구성요소 간의 관계에 의한 물리적, 화학적 장벽은 셀룰로오스를 발효 가능한 당으로 전환시키는 효소당화를 방해한다. 전처리의 주 목적은 셀룰로오스의 효소당화율을 향상시키기 위하여 기질로의 효소접근성을 높이는 것으로, 전처리 공정의 발전은 지속적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는, 간단하고, 상대적으로 저비용인 암모니아수에 의한 침지공정을 전처리방법로 채택하였다. 기질로는 국내 농업 잔류물 중 생산량이 높은 볏짚을 채택하였다. 암모니아수에 의한 침지 공정은 3, 12, 24 그리고 72시간 동안 수행되었다. 그리고 동시당화발효에 미치는 전처리의 효과를 조사하기 위해, 효소당화와 동시당화발효를 30, 40 그리고 $50^{\circ}C$에서 수행하였다. 연구 결과에 따르면, 볏짚이 암모니아수에 의한 침지 처리 되었을 때, 기존의 보편적인 동시당화발효와 비교하여 상대적으로 적은 효소사용량과 낮은 온도($30^{\circ}C$) 조건에서도 당화와 동시당화발효가 수행될 수 있음을 확인하였다. 그리고 암모니아수에 의한 침지 처리는 초기 당화속도를 증가시킴으로써 24시간 이내에 발효를 종료시켰다.