• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.709-715
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• 2013

맥주 폐 효모액(waste from beer fermentation broth, WBFB)은 바이오 에탄올 생산을 위한 우수하고 저렴한 원료이다. 본 연구에서는 바이오 에탄올 생산을 위해 WBFB의 당화능과 발효능을 확인하는 실험을 진행하였다. 당화능은 온도를 30, 40, 50, 60, $70^{\circ}C$로 다르게 하여 실험했는데 온도가 올라감에 따라 당화능은 증가하였고 4시간 후 $60^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$에서 많은 양의 glucose가 생산되었다. WBFB와 chemically defined media (CDM) 혼합물에서는 어떠한 미생물의 첨가 없이도 발효가 되어 에탄올이 생산되었다. 동시당화발효능을 30, 40, 50, $60^{\circ}C$의 다양한 온도에서 실험해본 결과 $30^{\circ}C$에서 에탄올이 가장 많이 생산되었다. 또 이 실험은 WBFB, starch 용액 그리고 CDM을 이용하여 수행하였는데 WBFB에 있는 당화 효소와 효모가 어떠한 추가적 미생물 첨가 없이 당화와 발효를 가능케 하는 요인이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제1권1호
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• pp.31-36
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• 1973

1. 화본과 작물의 짚 중에는 조섬유소, 즉, cellulose 및 hemicellulose 등 다당류의 양이 42∼55% 함유되어 있으며 동일작물이라도 품종이나 재배조건이 다르면 성분의 차이가 있었다. 2. 황산 당화액을 발효에 사용하려면 1∼2%의 황산으로 40psig에서 10분간 당화시키는 것이 가장 적당하였으며 이 때 당화율은 원료에 대하여 30∼35%이었다. 3. 황산당화에서 40psig이상으로 가열하면 hexose의 양은 증가하나 peotose의 양은 감소하였다. 이는 pentose가 furfural 등 발효저해 물질로 분해되기 때문이다. 4. 볏짚을 상압에서 2∼5%의 황산으로 가열하여 3∼5시간에 원료에 대하여 약 35%의 환원당이 생성되었다. 5. 40psig이하에서 얻은 당화액에서 Candida utilis NCYC 707을 배양하여 소비당의 50∼55% 균체를 생산하였으며 이 때 당소비는 초기 당의 90% 이상이었다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권1호
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• pp.19-25
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• 2019

최종당화산물은 환원당과 단백질, 지질 또는 핵산 사이의 당화반응에 의해서 생성되는 물질로 이물질은 피부 노화 과정에 밀접하게 연관되어 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 항산화 활성, 최종당화산물 생성 저해, 콜라겐과 최종당화산물의 교차결합 저해 및 억제, 엘라스타제 활성 저해 효능 시험을 통해서 비자나무 유박 추출물의 항노화 효과를 평가하였다. 시험 결과, 비자나무 유박 추출물은 폴리페놀과 플라보노이드를 함유하고 있으며, DPPH와 ABTS 자유라디칼을 50% 소거할 수 있는 농도는 각각 $16.4{\mu}g$ (Dried materials, DM)/mL과 $16.7{\mu}g\;DM/mL$ 로 관찰되었다. 또한, 비자나무 유박 추출물은 농도 의존적으로 최종당화산물 생성과 엘라스타제 활성을 저해하였고, 콜라겐과 최종당화산물의 교차결합을 저해 및 억제하였다. 따라서 본 연구 결과를 바탕으로 비자나무 유박 추출물은 항노화 효능이 있는 화장품 소재로서 활용가치가 있음을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권7호
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• pp.1071-1078
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• 2013

본 연구에서는 탄수화물 주원료에 과일을 넣어 호화 및 가열과정을 거쳐 새로운 맛과 영양, 항산화능 효과가 향상되는 당화 과일죽의 조리법을 기본으로 한다. 죽의 기본 원료인 쌀가루에 당화과정을 거쳐 생성된 쌀 당화액(rice mash)과 남녀노소 누구나 수용성이 높은 과일 바나나를 0~45%를 넣고 제조한 당화 바나나죽의 품질 특성과 항산화성을 조사하였다. 바나나 첨가량을 0, 15, 30 및 45% 수준으로 첨가한 당화 바나나죽의 수분, 조회분, 조지방 및 조섬유는 그 첨가량에 따라 증가하는 경향이었다. 바나나의 첨가수준을 0~45%로 달리하여 제조한 당화 바나나죽의 pH는 6.58~5.23 범위로 바나나 첨가량이 많아질수록 유의적으로 감소된 반면(P<0.05), 총산도는 0.03~0.13 범위로 증가되었으나 유의적이지 않았다. 당화 바나나죽의 당도는 바나나 0~45% 첨가 수준에 따라 10.80~14.20으로 증가되었으나 유의적 차이는 없었다. 바나나를 0~45% 수준으로 첨가한 당화 바나나죽의 점도는 2683.3~1920.0 cP로서 바나나 첨가량이 많아질수록 상대적으로 점도가 낮아지는 경향이었다. 당화 바나나죽의 L값은 바나나 0~45% 첨가수준에 따라 75.69~49.82로 감소된 반면(P<0.05), a값과 b값은 각각 0.17~4.10, 9.09~10.47로 증가하였다(P<0.05). 바나나를 15~45% 수준으로 첨가한 당화 바나나죽의 유리당은 glucose, fructose, maltose, sucrose가 검출되었고, 총 유리당 함량도 바나나 첨가량에 따라 증가하는 경향이었다(P<0.05). 관능적 특성 조사 결과에서 바나나 15~45% 첨가구(BA15, BA30, BA45)는 바나나 무첨가구(BA0)보다 색, 향, 맛, 입안에서의 느낌, 조직감 및 전반적인 기호도가 좋았는데, 특히 바나나 30% 첨가구는 바나나 45% 첨가구와는 달리 맛 특성에서 유의적으로 높은 점수를 보였다(P<0.05). 바나나를 0~45% 수준으로 첨가한 당화 바나나죽의 total polyphenol 함량, DPPH 소거능 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 바나나 첨가량에 따라 증가되는 경향이었다. 이상으로 물 대신에 쌀 당화액을 조리수로 이용한 당화 바나나죽은 탄수화물 중심인 쌀에 영양과 향미가 좋은 완숙 바나나를 최대 45% 수준까지 첨가하여 죽을 제조할 경우, 유리당, 당도, 관능적 특성 및 항산화능력이 향상되었다. 다만 관능적 특성상에는 최대 30% 수준에서 전체적 기호도가 좋았음을 확인하였으므로 향후 바나나를 비롯한 새로운 과일죽 제품개발에 기초자료로서 활용되기를 기대한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권1호
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• pp.33-37
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• 2009

쌀과 유산균을 이용한 곡류 발효 식품을 개발하기 위하여 김치에서 분리한 유산균 Ln. mesenteroides KC51를 호화, 액화, 당화시킨 현미 분말 현탁액에 배양하였다. 멸균한 현미 당화물에 KC51 균주를 접종하고 $30^{\circ}C$에서 진탕 배양한 결과, 생균수는 당화물의 농도 증가에 따라서 접종 후 9시간까지 급격히 증가하였으며 그 이후 완만하게 감소하였다. 당화물 농도가 12% 일 때 Ln. mesenteroides KC51 균주의 생육은 9.56 log CFU/g까지 증가하였다. 적정산도는 당화물의 농도가 증가함에 따라서 증가하였으며, 당화물의 농도가 12%에서 배양 18시간 째 0.93%까지 증가하였으며, pH는 3.38로 감소하였다. 이때 젖산과 초산의 함량이 각각 0.395%와 0.242%로 대략 3:2의 생성비율을 보였다. 현미 배양액 중 항영양인자인 phytate의 농도는 유산균의 증식에 따라 감소되었으며, Ln. mesenteroides KC51 균주의 최대 phytate 분해율은 당화물의 농도와 무관하게 $45{\sim}47%$를 나타내었다.

• 청정기술
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• 제17권2호
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• pp.156-165
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• 2011

본 연구에서는 바이오에탄올 생산을 위한 목질계 바이오매스의 전처리, 당화, 당/산 분리, 발효, 정제에 이르는 전 공정을 조합하고, 상용공정모사기(PRO/II)를 사용하여 공정모사를 수행하였다. 주요 공정으로 강산에 의한 전처리 및 당화, SMB(simulated moving bed)를 사용한 당/산 분리, 그리고 증류 및 투과증발법(Pervaporation)을 이용한 에탄올 탈수 공정을 사용하였다. 열회수 공정을 이용하여 전 공정의 에너지 소비가 최소화 되도록 하고 강산당화공정에 의한 바이오에탄올 생산공정의 물질수지 및 열 수지를 확인하였다. 공정모사 결과, 1 kg의 에탄올을 생산하는데 필요한 바이오매스는 4.07 kg, 소요된 열량은 3,572 kcal로 계산되었다. 기존 묽은 산 당화공정(SRI 자료)에 비해 26%의 수율 증가와 30% 정도의 에너지 절감이 가능할 것으로 예상되었다. 이러한 수율을 얻기 위해서는 강산당화공정에 의한 전처리 및 당화공정에서 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스의 전환율이 90% 정도에 이르러야한다. 또한 5탄당 발효공정이 개발되어야 한다. 효율적 에너지 절감을 위해서는 SMB 공정에서 분리된 황산수용액의 농도가 20% 이상 되어야하며, SMB 공정에 의한 당/산분리 공정이 실용화되어야 강산당화공정에 의한 목절계 바이오에탄올 생산공정이 상용화될 것이다.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.304-316
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• 1995

액화 실험에서 BAN과 Termamyl을 비교할 때 전반적으로 Termamyl이 우수했으며 Termamyl을 (0.00625% ~0.025% 범위로 첨가하였을 때 첨가량 증가에 따른 액화반응 촉진이 뚜렷이 관찰되였다. Termamyl 240uc의 경우 타파오카에 대해 최소 0 0.0125 (v/w)% 이상이 필요하였고, 반응시간은 2 시간 정도가 석당하였다. 최적온도는 $90∼95^{\circ}C$이었고 pH는 5.8 부근이 최척이였다. 반응초기 점도가 매우 높게 나타나는데 호화속도를 약간 줄이가 위해 초기 온도를 $70^{\circ}C$정도로 낮추는 갯이 좋았다. 당화실험에서는 Novo AMG 및 국내 도일 산엽 당 화효소 모두 액화된 타피오카 용액을 잘 당화시켰다. 그러나 Novo AMG와 도일 당화효소의 활성은 기 질 에 따라 약간썩 탈랐다. 즉 이당류인 말토오스를 기 질 로 할 때는 Novo AMG의 단위 부피당 활성이 도일 당화효소의 약 1.2배이였으나, 전분을 기질로 할 때는 활성비가 1.5배였다. 경시적으로 볼 때 초기에는 당화 속도가 빨랐고 포도망이 축적되는 후기에는 당화속도 가 감소하였다. 당화의 최적온도는 약 $55∼60^{\circ}C$ 부근이었고 pH는 조절하지 않는 경우 (pH 5.7)와 조절 한 경우 (pH 4.3)간에 차이가 없었다. 85% 이상의 당화를 위해서는 타피오카 샤용량에 대해 Novo AMG 400uc을 기준으로 O.0625(v/w)% 이상, 그 리고 10시간 이상의 반응사간이 필요하였다.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.474-478
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• 2006

본 연구에서는 에탄올의 생산단가를 낮추기 위해, 음식물쓰레기 당화액을 이용하여 효소당화비용을 줄이고 환원당의 기질저해를 감소시키기 위해 회분식의 반연속식 동시당화발효 시스템을 개발하였다. 음식물쓰레기 200 g와 최종효소액 (amylase 기준으로 $3.0\;U/m{\ell}$) $40\;m{\ell}$가 반응하였을 때 생산되는 환원당의 속도는 $35^{\circ}C$에서 $5.84\;g/{\ell}{\cdot}h$로서, strain KJ가 소비하는 환원당 속도는 $-3.88\;g/{\ell}{\cdot}h$와 비슷하여 동시당화발효의 최적온도는 $35^{\circ}C$로 결정되었다. 그리고 음식물쓰레기 당화를 위한 최적 효소농도는 $2.0\;U/m{\ell}$로서 생산되는 환원당의 속도는 4.80 g/L h이었다. 이는 에탄올 생산균주가 $35^{\circ}C$에서 소비하는 환원당의 속도인 $-3.88\;g/{\ell}{\cdot}hr$와 비슷하므로, 효소의 최적농도는 $2.0\;U/m{\ell}$로 결정하였다. Fed-batch식 동시당화발효에서 생산된 환원당을 다 소모하고 나서 12시간 단위로 음식물쓰레기를 공급하여 배양한 결과, 배양 120시간째 에탄올발효 후의 잔존 환원당 농도는 $18.3\;g/{\ell}$, 생성된 에탄올 농도는 $64\;g/{\ell}$, 에탄올의 수율은 0.45 g-ethanol/g-reducing sugar이었다. 그리하여 음식물쓰레기의 Fed-batch식 동시당화발효기술을 개발하여 효소당화비용을 줄이고 환원당의 기질저해를 감소시킴으로써 에탄올 수율을 향상시키는데 성공하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권6호
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• pp.752-758
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• 2012

본 연구에서는 쌀과 쌀코지를 갖고 당화하여 생성된 쌀당화액(rice mash)을 이용하여 영양과 기능성이 보강될 수 있는 새로운 죽 조리법을 제안하고자 딸기 0~45% 첨가량별로 딸기죽을 제조하여 품질특성 및 항산화능을 조사하였다. 당화 딸기죽의 수분, 조회분, 조지방 및 조섬유는 딸기 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 딸기 첨가량이 증가되는 당화딸기죽의 pH는 6.58~4.19 범위로 감소되고(p<0.05), 산도는 0.03~0.38 범위로 증가하였다(p<0.05). 딸기 0~45% 첨가량별 당화 딸기죽의 당도는 $10.80{\sim}11.40^{\circ}Brix$이었고 점도는 2636.7~1923.3 cP로서 첨가량에 따라 낮아지는 경향을 보였으며, 특히 딸기 0~30% 첨가구는 45% 첨가구와 유의적 차이를 보였다(p<0.05). 딸기 첨가량별 딸기죽의 L값은 75.69~42.40, b값은 9.09~5.77 범위로 유의적 감소를 보인 반면, a값은 0.17~14.02로 유의적 증가를 보였다(p<0.05). 딸기 15~45% 첨가 당화 딸기죽의 유리당 구성은 glucose, fructose, maltose, sucrose로 딸기 첨가량에 따라 총 함량은 증가하였고(p<0.05), 다만 딸기 0% 첨가구에서는 fructose, sucrose는 검출되지 않았다. 딸기 0~35% 첨가구는 딸기 0% 첨가구보다 색, 향, 입안에서 느낌 등 모든 관능적 특성이 좋았고, 특히 딸기 30% 첨가구는 딸기 45% 첨가구보다 색, 전반적인 기호도 특성에서 유의적으로 좋았다(p<0.05). 당화 딸기죽의 total polyphenol, total flavonoid 함량, DPPH 전자공여능 및 ABTS 라디칼 소거활성은 딸기 첨가량에 따라 증가되는 경향으로 나타났는데 이는 딸기가 자체 함유한 항산화성 성분에 의한 것으로 보인다. 따라서 딸기를 첨가한 당화 딸기죽은 맛과 영양, 기능성이 향상되므로 새로운 죽제품 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.45-51
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• 2014

본 연구는 농업 부산물인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 묽은 황산법(DSA; dilute sulfuric acid)과 암모니아 침지법(SAA; soaking in aqueous ammonia) 그리고 암모니아 재순환 침출법(ARP; ammonia recycle percolation)을 비교하여 각 전처리법의 특징과 장단점을 분석하였고, 동시당화공동발효를 통한 에탄올 생산을 비교하였다. ARP, DSA, SAA를 이용하여 전처리된 고형물(3% 글루칸 투입)을 15 FPU/g-glucan, 30 CBU/g-glucan의 상업용 효소(Spezyme CP와 Novozyme 188;)와 E. coli KO11 균주(ATCC$^{(R)}$ 55124)를 이용하여 동시당화공동발효를 수행하였다. 전처리 후에 남은 고형물에 있는 당의 최대이론적 에탄올 수율은 각각 87, 90 그리고 78%였다. 이것은 전처리되지 않은 원래 옥수수대의 총 당량(글루칸 +자일란) 대비 각각 69, 58, 및 74%에 해당하는 것으로 SAA의 수율이 가장 높게 관찰되었다. 또한 전처리 당화액을 이용한 동시당화공동발효 실험결과는 DSA의 당화액이 발효균주에 대하여 가장 높은 독성을 나타내었고 ARP 전처리 당화액이 그 다음으로 저해효과가 큰 것으로 나타났다. 결국 SAA를 이용하여 전처리한 후 리그닌이 풍부한 당화액은 이용하지 않고 전처리된 고형물과 동시당화공동발효 공정을 이용한 에탄올 생산이 가장 간단하면서 경제적인 공정으로 제안되었다.