• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권1호
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• pp.7-12
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• 2010

S. cerevisias의 치명적인 약점인 xylose 또는 arabinose가 상당부분을 차지하는 hemicellulose 기수분해물인 오탄당 발효의 극히 낮은 효율은 유전자 변형 및 대사적 흐름을 조절하여 세포 내로의 오탄당 섭취 및 활용 증가를 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. S. cerevisie에서 오탄당은 육탄당보다 1-2 배 낮은 친화력을 가지고 있어, 오탄당 운반은 이를 이용한 바이오에탄올 발효에 있어서 중요한 초기 조절 단계이다. 오탄당 이용가능 S. cereivsiae에서 오탄당 운반기의 발현 관련 소수의 연구가 보고되고는 있으나 아직까지 눈에 띠는 효율 증기눈 보교되지 않았다. 최근 보고된 S. cerevisiae에서 C. intermeda 유래의 glucose/xylose의 확산을 용이하게 하는 운반기와 공동수송기의 이종발현이 처음으로 활성화 되었음이 보고 되었다. 따라서 그러므로 높은 친화력의 xylose 운반기의 발현은 이미 xylose로 부터 바이오에탄올 발효공정은 최적화되어 있지만 여전히 몇 가지 제한 요소들을 가지고 있는 S. cerevisiae 균주들의 xylsoe 발효공정 효율 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제21권2호
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• pp.119-122
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• 1978

오탄당(五炭糖) triazine유도체(誘導體)를 합성(合成)하였으며 이들을 acetylation하여 원소분석(元素分析), UV, IR, NMR 등(等)의 기기분석(機器分析)에 의하여 Methyl $[T]-\beta-L-acetyl-arabo-psyranoside$ 그리고 $[T]-\alpha-D-acetyl\;lyxopyranoside$로 각각 동정(同定)되었다. 오탄당(五炭塘) triazine유도체(誘導體)와 이들의 acetylation한 화합물(化合物)의 무우, 벼, 종자발아(種子發芽)에 대(對)한 생리활성(生理活性)은 없었다. 그리고 곰팡이, 세균에 대하여도 별다른 생리활성(生理活性)은 나타나지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.229-239
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• 2018

본 연구의 목적은 탈지미세조류(LEA) 세포벽 분해를 통한 바이오당 생산에 있어 당화효소 사용없이 마이크로파 전처리만을 이용하여 글루코오스와 자일로오스를 생산하는 것이다. LEA의 주성분인 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 무효소 당화를 위해 산 가수분해 기반의 마이크로파 전처리 조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 마이크로파를 이용한 무효소 당화 공정의 주요 변수는 마이크로파 출력(198~702 W), 전처리 시간(39~241 sec)와 황산 농도(0~0.1 mol)로 최적 조건 예측을 위해 중심합성계획법을 이용하여 2차 회귀함수를 도출하였다. 마이크로파 출력과 전처리 시간이 LEA로부터 육탄당(C6)과 오탄당(C5) 생산에 유의한 영향을 주는 변수이며 증가에 따라 육탄당과 오탄당 당화율이 증가하는 경향을 확인하였다. 육탄당과 오탄당 당화율 최대화를 위한 산 가수분해를 적용한 마이크로파 전처리 최적 조건은 마이크로파 출력 700 W, 전처리 시간 185.7 sec와 황산 0.48 mol으로 육탄당 당화율 92.7%와 오탄당 당화율 74.5%가 예측되었으며 확인 실험을 통해 육탄당 당화율 94.2%와 오탄당 당화율 70.8%가 확인되어 예측의 유효성을 확인할 수 있었다. 이는 LEA의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 당화를 위해 산 가수분해 적용 마이크로파 전처리만을 이용한 무효소 당화 공정 적용과 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 전처리 시간 적용을 가능하여 기존 전처리 대비 효과적인 공정 임을 입증했다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.177.2-177.2
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• 2011

세계적인 자원고갈과 지구온난화와 같은 환경문제가 발생됨에 따라 대체에너지 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 섬유소 기질을 이용한 바이오에탄올 생산은 세계적으로 막대한 자원이 있으며 광합성에 의해 재생산되는 무한한 재원으로서 환경적으로도 대기오염물질을 적게 배출하여 유용한 에너지원으로 각광받고 있다. 하지만 섬유소 기질은 cellulose, hemicellulose, lignin과 같은 고분자 화합물이 유기적으로 결합된 단단한 결정구조로 이루어져 있어 이를 분해하여 원하는 물질을 얻기 위해서는 전처리 과정이 필요하다. 전처리 공정은 바이오에탄올을 생산하는 당화 및 발효공정의 효율 및 반응시간 단축에 기여하며, 특히 섬유소 기질일 경우에는 필수불가결한 공정이다. 전처리 공정은 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 나누어지며, 이러한 방법들 중 기질의 특성과 처리효율에 따라 기술들을 병합하여 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 산 처리, 암모니아 처리, 과산화수소 처리 및 효소를 이용한 생물학적 처리를 단독 또는 병행하여, 전환된 당 성분 및 함량을 조사함으로서 섬유소계 기질인 채소 음식물류 쓰레기를 대상으로 바이오에탄올을 경제적으로 생산하기 위한 적합한 전처리법을 검토하였다. 전처리 방법별 당화율을 살펴보면, 산 처리와 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리가 각각 65.3 % 및 65.7 %로 가장 높았으며, 과산화수소 처리는 16.2 %로 가장 낮았다. 반면 전처리 공정 없이 효소를 이용한 당화만을 실시한 경우에는 4.3 %의 낮은 당화율을 나타내었다. 섬유소계 기질의 전처리 효율을 향상시키기 위해 첨가하는 계면활성제의 효과는 암모니아-과산화수소 및 암모니아-과산화수소-계면활성제 처리의 당화율을 비교한 결과, 뚜렷한 효과를 확인할 수 없었다. 전처리 방법별 당의 성분 및 함량을 비교한 결과 육탄당은 암모니아-과산화수소-계면활성제 전처리에서 가장 많이 검출되었다. 오탄당은 산 처리 후 그 함량이 현저히 높았으며, 오탄당 중 xylose의 함량이 60.49 mg/g로 가장 많이 차지하고 있었다. 이 결과로부터 전처리 방법에 관계없이 당화율은 유사한 수준을 보이지만, 당화된 당의 성분 및 함량에는 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 이당류의 경우 과산화수소 및 암모니아-과산화수소 처리를 제외한 나머지 전처리 방법에서 유사한 수준을 나타내었다. 암모니아 처리 및 과산화수소 처리를 순차적으로 병행한 암모니아-과산화수소 처리에서는 각각의 처리시보다 육탄당의 함량은 증가하였으나 암모니아 처리시보다 이당류의 함량은 감소한 것으로 나타났다.

• 신재생에너지
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• 제9권1호
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• pp.25-32
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• 2013

It is indispensable to increase the conversion rate of a reducing sugars such as pentose and hexose derived from cellulosic wastes for a highly efficient bioethanol fermentation from food wastes. The saccharification liquid from cellulosic substrates such as vegetable food wastes contained lots of hexose like glucose and pentose like xylose. Since Saccharomyces-based yeasts could not convert xylose to bioethanol, Pichia stipitis which could directly ferment xylose to ethanol was chosen. After selecting Saccharomyces coreanus and P. stipitis, fermentation characteristics by mixture of two yeasts were investigated. As a result, it was verified the production of ethanol was enhanced by the co-fermentation, although there were somewhat differences between the fermentation characteristics by the aeration methods. Moreover, the consumption of pentose, hexose and disaccharide was obviously observed, and aeration in the process of fermentation seemed to stimulate the activity of P. stipitis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권4호
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• pp.385-392
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• 1996

Bacillus stearotheymophilus, a potent xylanolytic bacterium isolated from soil, was tested for the strain's strategies of pentose utilization and the evidence of substrate preferences. The strain metabolized glucose, xylose, ribose, maltose, cellobiose, sucrose, arabinose and xylitol. The efficacy of the sugars as a carbon and energy source in this strain was of the order named above. The organism, however, could not grow on glycerol as a sole growth substrate. During cultivation on a mixture of glucose and xylose or arabinose, the major hydrolytic products of xylan, B. stearothermophilus displayed classical diauxic growth in which glucose was utilized during the first phase. On the other hand, the pentose utilization was prevented immediately upon addition of glucose. Cellobiose was preferred over xylose or arabinose. In contrast, maltose and pentose were co-utilized, and also no preference on between xylose and arabinose. Enzymatic studies indicated that B. stearothermophilus possessed constitutive hexokinase, a key enzyme of the glucose metabolic system. While, the production of $^{D}$-xylose isomerase, $^{D}$-xylulokinase and $^{D}$-arabinose isomerase essential for pentose phosphate pathway were induced by xylose, xylan, and xylitol but repressed by glucose. Taken together, the results suggested that the sequential utilization of B. stearothermophilus would be mediated by catabolite regulatory mechanisms such as catabolite inhibition or inducer exclusion.

• 한국토양비료학회지
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• 제6권4호
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• pp.239-244
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• 1973

대두(大豆)의 안산(燐酸) 감수성(感受性)과 관련(關聯) 엽(葉)의 광합성(光合性)-호흡평형점(呼吸平衡點)과 유리(遊離) 아미노산에 대(對)한 질소원(窒素源)의 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 유리(遊離) 아미노산 함량(含量)은 암모니움 태(態)에서 최고(最高)였고 요소태(尿素態)에서 최저(最低)였다. glycine, serine, alanine과 특히 histidine이 암모니움태(態)에서 높았다. aspartic acid 는 초산태(硝酸態)에서 높았다. 광합성(光合性)-호흡평형점(呼吸平衡點)은 감수성(感受性) 품종(品種)에서 높고 초산태(硝酸態)에서 보다 암모니움태(態)에서 높았다. 감수성(感受性) 품종(品種)에서 과잉흡수(過剩吸收)된 암모니움을 광합성(光合性) 회로(回路)에서 중간대사물(中間代謝物)을 탈취(脫取)하여 조해(阻害)하고 오탄당(五炭糖) 회로(回路)와 광호흡회로(光呼吸回路)가 활발(活發)해지며 인산감수성품종(燐酸感受性品種)에서는 이러한 현상이 더욱 조장(助長)되는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제5권1호
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• pp.36-45
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• 1977

공시균의 배양여액으로부터 독성물상을 chloroform 에 전용하여 농축한 후 avicel column chromatography 및 avicel TLC로 정제하였다. 독성물질 생성에 요구되는 영양원은 생육에 필요한 영양첨과 일치하지 않았으며 Valine, asparagine, arginine, 요소, D-glucose, D-mannose, L-rhamnose, D-ribose, D-xylose, D-arabitol, starch 등이 독성물질생성에 요구됨이 인정되었다. 또한 오탄당의 대사과정중 ribose, xylose, fructose, glucose가 대사되는 과정이 본 물질생성의 주된 경로로 추정된다. Vitamin류는 무관함에 비해 Mg가 필수적으로 요구되었다. 물질의 생성은 균의 증식에 비례되었으며 6일간 3$0^{\circ}C$에서 배양했을때 가장 많이 생성되었다. 독성물질 처리후의 잉어 조직은 아가미 신장 췌장등에서 핵진의 굴곡과 더불어 접의 심한 수축과 세포질의 괴사가 현저하였다. 본 물질의 화학식은 $C_{38}$ $H_{66}$ $NO_4$로 추정되며 UV조사시 회청색형광을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제9권4호
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• pp.395-399
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• 1994

Pichia stiJitis CBS5776를 이용하여 6탄당과 5 탄당을 함유한 혼합당 배지에서의 에탄올 발효 특성 을 알아 보기 위한 실험을 수행하였다. 탄소원으로 사용된 당 중 에탄올 수율변에셔는 포도당, man­n nose, galactose, xylose 순으로 5탄당보다는 6탄당 이 우수한 기절로 판명되었다. 포도당의 에탄올 수 율이 O.376g ethanol/g glucose로 제 일 높았으며, 다음으로 mannose의 에탄올 수율은 O.326g etha­nnol/g mannose이였다. Spent sulfite liquor와 같은 조성을 가진 혼합당 함유 배지에서 6탄당인 mannose, 포도당이 먼저 이용된 후 galactose와 5탄당인 xylose가 이용됨을 알 수 있었다. Arabinose가 단일 탄소원으로 존재할 경우, 일부가 균체 성장에 이용되였으나 혼합당 배지 에셔는 전혀 이용되지 못하였다. 발효 결과 최대 에 탄올 농도는 $12.2g/\ell$ 이었고, 에탄올 생산 수율은 0.332g ethanol/g sugar이었다.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.