• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.26-33
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• 1990

유전공학 제품을 생산하기 까지에는 여러 공정개발 단계를 거쳐야 하는데 크게 나누어 유전자 재조합기술 개발단계와 생물공정기술 개발단계로 나눌 수 있다. 유전자 재조합 기술에 의해 얻어진 생산균주로부터 발효및 분리&정제공정을 거쳐 대량생산에 이르기까지 필요한 기술을 생물공정기술이라 일컫고 있는데 본고에서는 유전자재조합 미생물의 발효공정에 촛점을 맞추어 재조합 미생물의 재조합 단백질의 분비기술, 고정화재조합 미생물을 이용한 생산기술 및 고농도 배양기술 등 재조합 미생물 발효공정기술의 최근 연구동향에 대해서도 고찰해 보고자 한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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• pp.471-473
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• 1986

맥주 제조 공정은 다음과 같이 이루어 진다. 담금공정-발효공정-저장공정-여과공정-제품공정, 이중 발효 및 저장 공정은 미생물이 관여하므로 균체의 생육과 제품 생산과의 관계등이 아주 예민하고 복잡하므르 Computer에 의한 자동 계측 및 제어는 효과적인 공정관리 수단이 되며, 또한 품질 향상과 균일화를 기대 할 수 있다. 이에 발효 및 저장조의 128 채널의 공정치 On-line monitoring, graphic display, disk 저장, 프린터로의 reporting 및 제어를 위한 hardware system 구성과 software를 개발하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.65-65
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• 2018

복분자(Rubus coreanus Miquel)는 anthocyanin, phenolic acid, tannin, flavonoid, stilbenoid와 같은 생리활성물질이 풍부하게 존재하는 것으로 보고되었으며 항염증, 항암활성, 항산화효과 등 다양한 생리활성에 대한 효능이 있어 건강식품으로써 애용되고 있을 뿐만 아니라 약용성 건강보조식품 등으로 각광받고 있다. 생물전환(Bioconversion)은 미생물 또는 효소의 생물학적 촉매 기반 천연소재의 생리활성 물질기능성, 생체이용률, 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 많은 연구가 진행되고 있으며 아울러 식품, 의약품, 화장품 등 다양한 분야에서 활성화 되고 있다. 본 연구는 불가사리 발효액으로부터 유산균을 분리하였으며, 유전학적 특성을 확인하기 위하여 16S rDNA 염기서열을 분석하였다. 전북 고창에서 수확된 복분자를 분말상태로 유산균과 발효공정을 수행하였으며, 복분자의 최적 추출조건 선정과 발효공정 전 후의 활성을 관찰하였다. 발효공정 후 추출물의 기능성 평가를 진행하기 위하여 DPPH radical scavenging activity, total polyphenol 함량을 확인하여 항산화 효능 및 유효성분 함량을 평가하였다. 또한 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 MTT assay, Nitric oxide (NO) 생성 억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 평가하였다. 실험결과, 발효기간이 다른 불가사리 비료발효액으로부터 16 종의 다양한 균주를 확보하였으며, 생물전환 공정에 유용 균주를 선정하기 위하여 복분자 분말의 발효공정을 실시한 결과 3 종의 유산균 처리군에서 무처리군 대비 DPPH radical 소거능 및 polyphenol 함량이 증가됨을 확인하였다. 그 중 가장 우수한 활성을 나타내는 균주를 16S rDNA 염기서열 분석한 결과 Lactobacillus coryniformis A6-4로 확인되었으며, 발효공정 후 항산화 활성은 무처리군 대비 약 115%, polyphenol의 함량은 무처리군 대비 약 121%로 증가됨을 확인되었다. 또한 발효공정 후 독성활성이 감소되는 경향을 확인되었으며, 항염증 활성이 유의적으로 증가됨을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권3호
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• pp.195-198
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• 1994

Yeast 발효공정에서 발생되는 가스량을 전자적으로 monitoring 할 수 있는 새로운 기포수 계측 쎈서를 설계, 제작하였다. 본 기포쎈서는 기체를 발생하는 발효공정에 적용할 수 있으며 공정의 상태와 환경에 아무런 변화를 주지 않도록 설계하였다. 그 구조는 가스포집부, 기포형성부, 전자식 기포감지부와 컴퓨터 접속장치로 구성하였다. 기포 계측부는 photo-interrupter카 counter IC 등을 사용하였다. 제작된 쎈서와 컴퓨터 시스템은 효모 배양공정에 활용하여 발효진행과정을 자동적으로 monitoring 하는데 성공하였으며 발효공정에서 발생된 기포수의 값으로 작성된 가스발생량 곡선은 효모의 생육곡선의 양상과 매우 유사한 모양을 보였으며 배양액의 기질영양원이 달리한 발효공정을 monitering한 결과 기질이용 특성도 정확하게 표현할 수 있었다.

• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.58-61
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• 1990

항생제 생산을 위한 생물공정은 크게 3단계로 나뉠 수 있다. 우주균주 선발, 현장균주 보존및 현장 종균 공급을 위한 일련의 종균배양 과정을 Upstream이라 할 수 있고, 종모실로 부터 공급받은 종균을 현장에서 증식시키는 현장 종균배양 공정과 본 발효조에서의 항생제 생합성공정을 Mid-Stream, 발효가 끝난 상태의 배양액으로부터 균체, 세포내 및 세포외 불필요한 물질을 제거하고 항생제만을 회수, 정제하는 Down Stream으로 나뉠 수 있다. 따라서 항생제 발효는 좁은 의미에서는 본 발효조에서의 항생제 생합성공정을 가르키지만 넓은 의미에서는 위 전체 공정을 가르키는 말이기도 하다. 따라서 본 소고에서는 항생제 생산을 위한 생물 공정상의 문제점을 3분야로 나누어 제시하고자 한다. 실제로 항생제 공장을 건립하여 항생제 발효를 실시해 왔으며 그것을 좀더 나은 수준으로 개선하고자 꾸준히 노력해 온 당사에서의 경우를 그 예로 보아 문제점을 제시하고자 한다.

• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.53-57
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• 1990

본고에서는 이제까지 개발되어 현재 산업적으로 사용되고 있는 에탄올 생산공정을 살펴보고 scale-up의 사례로서 KIST 유전공학센터에서 Z.mobilis airlift 발효조에서 수행한 연구결과를 중심으로 에탄올 발효에 있어서 scale-up시 나타나는 문제점과 고려해야 할 제반사항에 대해 살펴 보기로 한다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.493-499
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• 2001

2차원 형관센서를 이용하여 생물공정을 모니터링하는 기술에 관해 연구하였다. 기존의 광학센서에 비해 2차원 형광센서는 발효공저의 중요한 변수들을 동시에 모니터링하는데 사용될 수 있다. 본 연구에서는 2차원 형광센서를 이용하여 제조합 E. coli, A,. terreus 및 T. vulagis 등의 발효공정을 모니터링하고 미생물의 성장과 생성물의 생성에 대한 형광 스펙트럼의 변화를 정성적으로 비교, 고찰하였다. 2차원 형광센서는 발효공정 이외에도 생물화학반응 및 분리공정에도 쉽게 사용할수 있고 생물공정의 최적화를 도모하는데 이용될 수 있다.

• 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.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권4호
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• pp.500-506
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• 2010

본 연구는 최근 기능성 차 소재로 알려져 있는 mate의 특유의 맛과 향을 개선하기 위하여 발효공정을 적용하였으며 발효공정 단계별 유용성분 분석을 통해 품질특성을 비교하였다. 발효 전 mate 추출물에서는 탄닌 함량이 $5.81{\pm}0.02\;{\mu}g/mL$로 측정되었으나 발효 후 덖기 과정 및 최종 건조과정을 거침에 따라 각각 $5.56{\pm}0.03\;{\mu}g/mL$, $5.49{\pm}0.04\;{\mu}g/mL$로 유의성 있게 감소하였다. 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 발효 전 mate 추출물에서 각각 43.45 mg/g, 0.86 mg/g이었으며 발효 후 덖음 과정을 거친 구간이 각각 38.20 mg/g, 0.73 mg/g으로 나타나 발효공정이 진행 될수록 낮아지는 경향이었다. 발효 전 mate추출물의 카페인 함량은 6.78 mg/g이었으나 발효 후 덖음 과정을 거친 후 4.30 mg/g으로 나타나 발효공정이 진행될수록 낮아지는 경향이었으며 최종 건조완료 후 3.65 mg/g이었다. 발효공정이 진행됨에 따라 유리아미노산과 필수아미노산은 낮아지는 경향이었으며, 발효 후 덖기과정을 거친 mate의 유리아미노산과 필수아미노산 함량은 각각 $690.95\;{\mu}g/mL$, $93.68\;{\mu}g/mL$이었다. 종합적인 기호도는 발효공정이 진행될수록 높은 점수를 얻어 풍미가 향상되었음을 알 수 있었는데, 발효를 통해 단맛 및 구수한 맛은 증가하였고 쓴맛과 떫은맛은 감소하여 종합적인 기호도는 증가하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.24-25
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• 1994

한식간장은 콩을 주원료로 하여 콩속의 성분을 수용성단백질 및 아미노산으로 변화시켜만든 조미료로서, 콩으로 메주를 만든다음 20일 동안 배양해서 만든 종국(Seed)과 혼합후 발효시킴으로써 제조되며 발효공정을 통해 Total Nitrogen이 증가되게 된다. 이러한 한식간장은 탈지대두를 사용하는 양조간장과는 달리 메주를 쑤어서 만들기 때문에 탈지가 되지 않은 제조과정으로 인하여 여과 및 공정중 발생하는 잡물질의 제거가 어렵게 된다. 제조공정중 여과공정을 거치게 되는데 여과포를 사용한 압착공정으로 이루어지며 여과된 간장에는 발효에 사용된 균$\cdot$효모등이 $10^7$개/ml 수준으로 존재하여 저장안정성 및 품질보전을 위해 열처리 과정을 거치게 된다. 이 열처리가 끝난 간장은 방치$\cdot$냉각시켜 첨가제를 혼합한 후 포장된다. 냉각과정중 2차 침전물이 생성되기도 하며 멸균이 확실치 않거나 2차 오염등으로 인한 발효로 인해 $CO_2$ Gas가 발생하기도 하여 품질이 나빠지는 원인이 된다. 이러한 열살균방식은 에너지를 많이 소비하고 열살균시 간장성분으로 인한 Scale 형성등 문제점을 안고 있다. 또한 열살균을 통해 살균은 할 수 있지만 사균, 분해물질, 간장에 함유된 고약한 냄새를 풍기는 잡성분의 제거는 불가능하다.