• Title/Summary/Keyword: 당화

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Fomitopsis palustris의 균체 외 효소에 의한 볏짚 당화에 관한 연구 (Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw, a Lignocellulosic Biomass, by Extracellular Enzymes from Fomitopsis palustris)

  • 김윤희;조문정;신금;김태종;김남훈;김영숙
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권3호
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    • pp.262-273
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    • 2010
  • 갈색부후균인 Fomitopsis palustris에서 균체 외 cellulase 생산 특성과 이 효소를 이용하여 목재와 볏짚의 당화특성, mediator 첨가 효과, 목질기질의 미세 표면구조나 결정화도가 효소 당화에 미치는 영향 등에 대해 연구하였다. F. palustris의 균체 외 효소의 생산에 혼합목분을 탄소원으로 이용 시 endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG)는 12.0 U/$m{\ell}$, ${\beta}$-glucosidase (BGL)는 116.68 U/$m{\ell}$, cellobiohydrolase (CBH)는 18.82 U/$m{\ell}$, 그리고 ${\beta}$- xylosidase (BXL)는 13.33 U/$m{\ell}$의 활성을 보였다. 이러한 활성은 BGL, CBH, 그리고 BXL이 볏짚을 이용한 경우보다 약 2~4배 정도 높았다. 볏짚을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-RS의 효소 최적반응 온도 및 pH는 $45^{\circ}C$와 pH 5.0이었으며, 혼합 목분을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-SW의 경우에는 $50^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. Cellulase-SW는 볏짚을 기질로 사용할 때 $40.6{\pm}0.6%$로 가장 높은 당화율을 보였다. 또한 당화촉매제인 Tween 20의 첨가로 당화율이 44%로 상승하여 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 53.7%의 당화율 대비 약 82% 수준으로 상승되었다. 이는 본 실험에서 사용한 효소가 조효소 형태임을 고려하면 상용화 효소에 매우 근접한 당화율을 얻은 것으로 판단된다. 또한 볏짚의 낮은 조직 결정화도와 주사전자현미경을 이용한 볏짚 표면의 섬유화를 통한 표면적 증대 효과는 목재에 비해 높은 볏짚의 당화율에 대한 원인을 제시하였다.

당뇨병이 없는 농촌지역의 건강한 성인 남녀에서 당화혈색소와 내장지방과의 관계 (Association of Hemoglobin A1c with Visceral Fat Measured by Computed Tomography in Nondiabetic Adults)

  • 한아름;신새론;박성훈;이정미
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제37권4호
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    • pp.215-222
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    • 2012
  • 당화혈색소 5.7%이상에서 6.4%이하인 당뇨전 단계는 당뇨와 심혈관 질환의 위험요소임이 이미 알려져 있다. 최근 미국 당뇨병 학회에서는 당화혈색소를 당뇨의 진단 기준으로 추가하였다. 이러한 배경을 바탕으로 본 연구에서는 농촌 지역 건강한 성인 남녀를 대상으로 당화혈색소와 내장지방과의 관련성을 살펴보았다. 일개 대학병원 건강 검진 수진자 중 건강한 성인 남녀 507명을 연구 대상자로 선정하였다. 연구 대상자에게 설문지를 기입하도록 하고 혈압, BMI, 혈액검사를 측정하였고, 총 복부지방, 내장지방, 피하지방은 CT를 이용하여 측정하였다. 연구 대상자를 남녀로 구분지어 평균값을 비교한 결과 내장지방, 피하지방, 중성지방, 당화혈색소가 유의한 차이를 보였다. 남녀로 구분지어 당화혈색소 5.7%를 기준으로 미만 군과 이상 군으로 분류하고 피하지방과 내장지방 및 혈액검사를 비교해보았다. 이 중 내장지방만이 남녀 모두에서 5.7%이상 군과 미만 군 사이에서 유의한 차이를 보였다. 당화혈색소 5.7%이상 군에서 5.7% 미만 군에 비해 내장지방이 높았다. 전진선택법으로 변수를 선택하여 로지스틱 회귀분석을 한 결과, 비교 위험도 1.007(95% CI1.002~1.012) 으로 복부 지방 중 내장지방이 증가함에 따라 당화혈색소가 약간 증가하는 결과를 관찰하였다. 그러므로 본 연구가 시사하는 바와 같이, 당화혈색소가 5.7% 이상처럼 정상이 아닌 경우에는 당뇨병의 유무와 상관없이 여러 심혈관질환 관련 위험 인자를 조사하여 이에 적절한 치료와 예방이 필요할 것으로 사료된다.

동시당화발효공정을 위한 바이오캡슐 형성 (Bio-capsule Formation for Synchronous Saccharification and Fermentation Process)

  • 신경연;최혜정;강양래;남기두;송주영;주우홍
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.162-167
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    • 2017
  • 본 연구에서는 동시당화발효공정으로 바이오에탄올을 생산하기 위하여 바이오캡슐 형성을 시도하였다. 다수의 당화곰팡이 균주들과 발효 효모 균주들이 먼저 탐색되었다. Aspergillus sp. BCNU 6200, Penicillium sp. BCNU 6201 및 P. chrysogenum KACC 44363이 ${\alpha}$-amylase와 glucoamylase와 같은 당화 효소를 우수하게 생산하는 균주이었으며, Saccharomyces cerevisiae IFO-M-07이 조사된 균주 중에서 가장 에탄올 생산능이 높았다. 다음으로 pellet 형성 및 바이오 캡슐 형성을 위한 최적 조건을 평가하였다. 모든 조사된 곰팡이 모두 pellet을 형성하였으며, 바이오캡슐의 최적조건은 $28^{\circ}C$, 120 rpm이었다. 최종적으로 형성된 바이오캡슐을 이용하여 동시당화발효를 수행하여, Aspergillus sp. BCNU 6200의 바이오캡슐(Aspergillus sp. BCNU 6200 + S. cerevisiae IFO-M-07)이 10일간 발효시 $30^{\circ}C$, 120 rpm에서 3.9%의 에탄올을 생산함을 확인하였다. 본 실험 결과는 동시 당화발효 공정으로 바이오에탄올을 생산하는데 있어서 바이오캡슐을 활용함에 관한 유용한 정보를 제공하고 있다.

열수전처리를 이용한 탈지미세조류로부터 발효당 생산 공정 개발 (Production of Fermentable Sugar from Lipid Extracted Algae using Hot Water Pretreatment)

  • 이지현;신슬기;최강훈;조재민;김진우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권4호
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    • pp.443-447
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    • 2016
  • 미세조류 세포벽은 셀룰로오스가 주요 구성성분으로 리그닌을 포함하지 않아 낮은 온도의 전처리 조건에서도 효과적으로 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 분해가 가능하다. 차세대 바이오매스로 주목 받는 미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)로부터 $120^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도 조건에서 열수전처리를 이용한 발효당 생산 증대를 위해 공정조건을 최적화하였다. 주요 공정조건인 추출온도, 황산농도와 추출시간에 따른 당화율 변화를 확인하였을 때, 온도와 황산농도가 글루코오스 생산에 큰 영향을 컸으며 당화율이 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 경제성을 고려한 열수전처리 최적조건은 $120^{\circ}C$, 2 mol 황산, 40분으로 95.9%의 당화율을 얻을 수 있었다. 탈지미세조류의 황산 열수전처리와 효소당화를 비교했을 때, 황산 열수전처리의 당화율이 2.1배 이상 높고 전처리 시간이 짧아 황산 열수전처리가 효소당화에 비해 효과적인 공정임을 확인하였다.

유색미 식혜의 당화 및 관능적 특성 (Saccharification and Sensory Characteristics of Sikhe Made of Pigmented Rice)

  • 김미숙;한태룡;윤혜현
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.672-677
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    • 1999
  • 백미와 3종류의 유색미(수원 415호, 익산 427호, 수원 432호)를 이용한 식혜를 제조하여 유색미 식혜의 당화과정 중 이화학적 특성과 관능적 특성을 조사하였다. 당화과정동안 유색미 식혜는 백미 식혜보다 당도는 $0.5{\sim}2%$정도 낮았고, 환원당량은 약 20%정도 낮았으며, pH는 $5.8{\sim}6.0$범위로 차이가 없었다. 백미, 익산 및 적미 식혜의 명도는 거의 변화가 없었으나, 수원 식혜의 명도는 당화 후기로 갈수록 감소하였다. 백미, 익산 및 적미 식혜의 적색도는 거의 0, 0.9, 0.1정도였으며, 수원 식혜의 적색도는 10정도로써 가장 높았다. 당화과정동안 백미 식혜의 황색도는 조금씩 감소하였으나, 유색미 식혜의 황색도는 당화 1시간일 때 조금 증가한 후 거의 변화가 없었다. 백미 식혜는 담황색, 수원 식혜는 적자색, 익산 식혜는 담적자색, 적미 식혜는 약간 붉은 기가 도는 담황색을 띄었다. 시료 식혜들의 관능검사 결과, 백미 식혜와 익산 50, 익산 25, 적미 50과 적미 25 식혜의 단맛은 유의적인 차이가 없다고 느꼈고, 유색미 식혜와 백미 식혜사이의 향미도 유의적인 차이가 없었다. 전체적인 기호도는 백미식혜와 25% 유색미 식혜에서 높게 나타났다.

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당화단백질의 형성에 미치는 인삼의 효과 (Effects of Ginseng on the Formation of Glycated Protein)

  • 맹성호;전강웅;배진우
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제26권4호
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    • pp.173-177
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    • 2002
  • 당화헤모글로빈의 형성을 포함한 당뇨병에 대한 인삼의 보호작용에 대하여 조사하고자 인산완충용액으로 포도당(1.5 g/dl), 헤모글로빈(10 g/dl) 및 홍삼액기스(0.5 g/dl)의 혼합용액(1 : 1 : 1, v/v/v)을 생산하여 시험관에 옮긴 후 37$^{\circ}C$에서 5일간 배양하였다. 또한 웅성 백서를 각 군당 20두씩 할당하여 건강한 군과 streptozotocin으로 유발된 당뇨군으로 나누고 이를 다시 인삼투여군과 그 대조군으로 나누어 홍삼액기스를 음용수에 용해하여 100 mg/kg/day의 용량을 3개월 동안 투여하였다. 혈당의 농도와 당화헤모글로빈의 비율은 시판되는 키트를 사용하여 측정하였다. 홍삼액기스를 첨가한 시험관의 당화헤모글로빈이 첨가하지않는 대조군에 비하여 유의하게 감소되었으며(12.17$\pm$1.01% : 15.9$\pm$ 1.95%, p<0.01) 홍삼액기스를 투여한 당뇨쥐의 혈당은 그 대조군에 비하여 유의한 차이가 없음에도 불구하고 3개월 후의 당화헤모글로빈의 비율이 유의하게 감소되었다(15.1$\pm$2.06% : 20.1$\pm$2.9%, p<0.05). 또한 3개월 후 홍삼액기스를 투여한 당뇨쥐는 그 대조군에 비하여 체중이 증가 되었으며 음수량이 감소 되었다. 이런 결과들로 보아 인삼은 당화단백질의 형성을 저혈당 작용이 아닌 다른 방법으로도 억제할 수 있을 것으로 생각한다.

순환식 암모니아 반응기(Ammonia Circulation Reactor (ACR))를 이용한 옥수수대의 전처리 및 효소 당화율 향상 (Pretreatment of Corn Stover for Improved Enzymatic Saccharification using Ammonia Circulation Reactor (ACR))

  • ;허온숙;김태현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권3호
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    • pp.335-341
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    • 2013
  • 목질계 바이오매스인 옥수수대 전처리를 위하여 고안된 순환식 암모니아 전처리 반응기(Ammonia Circulation Reactor (ACR))를 이용하여 연구하였다. 이 전처리 방법은 적은 양의 액체를 사용하도록 고안되었으며 이 연구에선 기존의 전처리 공정보다 낮은 전처리 온도($60{\sim}80^{\circ}C$), 반응시간(4~12 hour) 그리고 고체:액체 비율(1:3~1:8) 등의 공정 조건을 실험 하여 효과를 비교하였다. 즉 여러 공정 조건에서 전처리 후 고형물의 잔류 고체량, 당, Lignin 함량, 그리고 효소당 화율 등을 측정하였다. 여러 실험 조건에서 공통적으로 관찰된 것은 전처리 조건이 더 가혹해 지면 Lignin의 제거율이 가장 큰 영향을 받았으며, 47.6~70.6% 범위로 나타났다. 반면 다른 당(Glucan, Xylan)은 손실이 비교적 작게 나타났다. 모든 실험 조건에서, 전처리된 고형물의 Glucan 손실율은 4.7~15.2% 범위로 변화가 크지 않았으며 Xylan 손실율은 여러 조건의 변화에 따라 7.4~25.8% 정도 범위로 나타났다. 암모니아 순환 전처리로 8~12 hour 동안 처리된 옥수수대는 90.1~94.5%의 높은 72-h Glucan 당화율을 (15 FPU-GC220+30 CBU)/g-glucan의 효소 투입으로 나타냈으며 순수 Cellulose인 Avicel의 당화율(92.7%)과 비슷하거나 높았다. 또한 8~12 hour 처리된 옥수수대의 초기 24-h Glucan 당화속도는 73.0~79.4%로 Avicel의 같은 시간 당화율인 69.5% 보다 높게 나타났다. 반응시간을 증가는 보다 많은 Lignin을 제거하였으며 따라서 효소 당화율 증가에 기인한 것으로 보인다.