• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.512-516
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• 2003

토양에서 분리된 pectinase 생산균 strain KL34를 이용하여 폐섬유소의 효소학적 당화에 관한 연구를 수행하였다. 섬유소폐기물을 이용한 효소생산에서 폐야채보다는 과일껍질을 기질로 사용했을 때 높은 효소활성을 보여주었으며, 과일껍질 1.0%(w/v)를 기질로 사용했을 때 3.8U/ml의 pectinase활성을 얻을 수 있었다. 폐야채와 과일껍질을 기질로 사용하고, 5U/ml의 pectinase 활성을 가지는 배양 상등액을 사용하여 효소학적 당화를 수행한 결과 사과껍질 10%를 기질로 사용했을 때 7.1%의 당화율을 얻을 수 있었으며, 이때 생산된 환원당은 9.5g/L였다. 또한 생산된 효소액을 음식물 쓰레기의 당화에 적용하여 pectinase의 사용 가능성을 검토한 결과 KL34의 배양 상등액과 cellulase를 함께 사용한 당화액에서 12.7g/L의 환원당을 얻어, cellulase만을 사용했을 때 보다 1.6배의 당화효율을 얻을 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.407-413
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• 1986

분쇄마찰매체에 의한 무증자 생전분의 효소당화촉진 mechanism을 전분의 구조적 측면을 중심으로 규명하였다. 당화촉진 효과를 줄 수 있는 수준의 분쇄마찰매체의 기계적 교반운동은 생전분의 미세결정구조(microcrystalline structure) 파괴는 물론 전분입자를 붕괴 (fragmentation) 시키는 효과도 없었다. 생전분 입자구조 변화의 중요한 특징은 입자구조의 팽윤(swelling) 현상으로써 팽윤된 전분은 보수능력이 2.5배 정도까지 증가되었다. 이와 같은 기계적 충격에 의한 전분입자의 팽윤현상은 가열호화에 의한 $\alpha$-전분화에 따른 팽윤현상가는 상이하였다. 생전분을 장시간 bead-milling하여 전처리하며 팽윤시킨 생전분은 당화가 촉진되었으나 bead와 효소를 동시에 첨가시킨 경우의 당화속도와 수율에는 미치지 못하였다. 분쇄마찰 반응계에서 효소를 첨가 무증자 전분을 당화시킬 경우에는 생전분입자 2시간 전후하여 수많은 입자로 fragmentation되었다. 생전분의 당화촉진 mechanism은 분쇄마찰매체에 의하여 전분입자가 균열팽윤되고 이 팽윤된 생전분은 보다 쉽게 효소작용을 받아 침식되며 이 침식된 전분입자는 분쇄마찰매체에 의하여 더욱 가속적으로 fragmentation되어 효소작용이 촉진된다고 판단된다. 옥수수, 감자, 고구마 등 각종 생전분은 그 종류에 따라 분쇄마찰 반응계를 활용한 무증자 당화에 많은 차이가 있었으며 이를 전분입자의 구조와 연결시켜 고찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.448-452
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• 2016

새로운 수송용 에너지자원으로 각광받는 바이오매스의 효율적인 당화를 위한 전처리방법이 연구되고 있다. 최근 바이오매스의 에너지 전환 공정 중 전처리 비용이 높은 비중을 차지하고 있으며 이중 폐수처리가 커다란 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 폐수발생을 줄이고 재사용이 용이한 유기용매(Organosolv)를 이용한 전처리를 수행하였으며, 전처리 바이오매스의 잔류 고형물의 양과 제거된 성분의 양을 이용하여 바이오매스의 전처리 효과를 효소당화를 통해 알아보았다. 전처리에 사용한 유기용매로는 99.5 wt% 에탄올을 사용하였고, 초본계 바이오매스인 옥수수대(corn stover)를 이용하여 전처리 하였다. 전처리 효과는 $130{\sim}190^{\circ}C$ 조건에서 시간대별로 진행하여 전처리된 바이오매스의 효소당화를 통하여 확인하였다. 효소당화결과로 가장 높은 글루코오스 당화율을 보였던 전처리 온도는 $190^{\circ}C$에서 반응시간 70분 이상의 조건 이였으며, 이 때 68% 이상의 당화율을 얻을 수 있었다. 또한 전처리 바이오매스의 잔류 고형물(Solid remaining)은 70% 이상이었고, 대부분의 셀룰로오스(Cellulose)와 헤미셀룰로오스(Hemicellulose)의 손실이 미비하여 대부분의 당 성분을 회수할 수 있다는 장점을 보였다.

• 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.

• Applied Biological Chemistry
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• 제3권
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• pp.9-15
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• 1962

1) Rhizopus균(菌) 8주(株)와 Aspergillus속균(屬菌) 7주(株)의 당화효소생산력(糖化酵素生産力)(전분가수분해율(澱粉加水粉解率))을 비교한 결과 Rhizopus delemar ND 1과 Aspergillus usamii mut. shirousamii의 두 균주(菌株)를 각각 선정(選定)하였다. 2) Rhizopus delemar ND 1은 전분당화율(澱粉糖化率)이 높고 효소전이당(酵素轉移糖)의 생성(生成)이 적으므로 효소당화(酵素糖化) 포도당(葡萄糖)의 제조(製造)에 적합(適合)하고 Asp. usamii mut. shirousamii는 당화율(糖化率)이 약간(若干) 떨어지나 효소전이당(酵素轉移糖)의 생성(生成)이 인정(認定)되므로 특수(特殊)한 풍미(風味)를 필요(必要)로 하는 전분이(澱粉飴) 제조(製造)에 적합(適合)함을 알았다. 3) Rhizopus delemar ND 1의 당화효소(糖化酵素)를 시용(使用)한 예비시험(豫備試驗)에서 정제분말(精製粉末) 포도당(葡萄糖)을 얻을 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.399-405
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• 1986

무증자 전분의 효소당화시 분쇄마찰매체를 첨가하여 분쇄마찰 효과를 주어 당화를 촉진시키는 새로운 무증자 전분 당화법을 이용하여 HFCS의 제조에 적합한 포도당 함량이 높은 고농도 당액을 얻기 위해 연구하였다. 생전분을 고농도 당화를 위해 22.5, 39, 그리고 45%(w/v)와 같이 농도를 고농도까지 증가시켜 가면서 당화시킨 결과, 분쇄마찰 반응계를 활용할 경우 39%(w/v)와 같은 높은 전분 농도에서도 효율적인 당화가 가능하였으며, 8시간 후 75%, 24시간 후에는 92% 이상이 분해되었고 이때 당 농도는 425g/L 수준에 이르렀다. 초 고농도로 전분을 투입한 경우에도 전분을 batch식으로 투입하지 않고 분할 투입하는 fed-batch식으로 분할 투입한 결과 45%(w/v)와 같은 초 고농도에서도 우수한 결과를 얻었다. 또한 고농도에서는bead size가 큰 것이 당화촉진 효과가 컸다. 생성된 당조성을 HPLC로 분석한 결과 증자법의 당조성과 거의 유사한 glucose 95%, maltose 0.7%, 그리고 higher saccharide 4.5%로써 HFCS 제조에 적합한 특성을 갖추었다. 분쇄매체의 shearing에 의한 효소실활을 검토한 바 본 실험과 같은 교반하에서는 효소가 비교적 안정하였고. 특히 $Ca^{++}$은 효소 안정화에 매우 중요한 역할을 수행하였다.

• 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.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.446-451
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• 2001

신문지와 같은 폐지지 적합한 전처리 방법을 조사하였다. 조사방법은 전처리 후 기질의 효소 가수분해에 영향을 미칠수 있는 인자, 즉 회분의 양, 기질 크기의 잉크의 유무에 따른 효소 당화율을 측정하였다. 이 세 인자 중 잉크가 효소당화율에 미치는 영향이 가장 커서 잉크를 제거하는 방향으로 전처리 방법을 고안하였다. 먼저 섬유성 기질에서 성능이 입증된 percolation반응기에 의한 전처리 방법을 사용하였다. 그러나 17$0^{\circ}C$에서 전처리된 기질은 잉크가 거의 제거되지 않앗고 효소 당화율도 전처리하지 않은 기질보다 더 낮았다. 그래서 10$0^{\circ}C$이하의 낮은 온도에서 회분식 반응기를 사용하는 방법을 연구했는데 암모니아에 과산화수소를 첨가하여 진탕교반시키는 방법이 가장 효과적이었다. 이 방법의 효소 당화율은 전처리하지 않은 기질보다 약 20% 증가한 85%이어서 신문지와 같은 폐지의 전처리에 아주 효과적이었음을 알수 있었다. 이와 같은 높은 당화율은 암모니아에 첨가한 과산화수소가 잉크제거와 기질을 팽윤시키는 작용을 하기 때문이라고 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제11권6호
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• pp.712-717
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• 1996

셀룰라아제, polyoxyethylene 유도체와 maleic acid anhydride의 공중합고분자로 중합한 수식셀룰 라아제를 제조하고, 당화 특성과 효소 반응 속도론 등을 검토하였다. 수식 반응에서, 공중합고분자-효소 질량비가 증가함에 따라 수식률은 증가하며, 질량비 4 이상에서는 수식률이 일정하였다. 이 때 최 대수식률은 55% 이며 최대수식률의 수식생룰라아제 는 75%의 높은 효소활성을 나타내었다. 수식효소와 미수식효소의 당화 실험에서, 수식효소가 전 반응시 간에 걸쳐 미수식효소보다 높은 당화반응안정성을 유지하였으며, 그로 인해 최종 전화율은 수식효소가 더 큰 값을 가졌다. 기질에의 강한 흡착으로 인한 효소 deactivation을 고려한 반응식을 적용한 결과, 생 성환원탕놓도의 실험값과 계산치는 잘 일치하였다. 그로부터 반응속도상수를 구하고 생성환원당농도와 유리효소농도의 모사그래프를 구할 수 있었으며, 반 응시간에 따른 유리효소의 농도를 수치모사한 결과, 미수식효소에 비해 수식효소의 유리효소 농도가 더 높았고 그로 인해 더 높은 당전화율을 나타내였다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.326-332
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• 2012

다양한 전처리 방법 중에서 묽은 황산법으로 전처리한 폐옥수수대가 효소적 당화 공정을 거쳤을 때 가장 높은 포도당 수율을 보였다. 이 효소적 당화공정을 통계적으로 분석한 결과 효소량, 고액비, 반응시간 모두 당화효율과 비례적인 관계를 보였으며 그 중에서 효소량이 가장 큰 영향을 주는 인자로 파악되었으며 최적 조건에서 76.1%의 당화 효율을 보일 것으로 예측되었다. 분리당화 발효공정에서, Saccharomyces cerevisiae는 효소 당화를 거쳐 얻은 포도당의 80%이상을 에탄올 수율 37%, 생산성 0.42 $g/L{\cdot}hr$로 바이오에탄올을 생산하였다. 동시당화 발효공정에서는 전처리된 시료가 가진 글루칸 59.5%가 0.20 $g/L{\cdot}hr$의 생산성으로 에탄올로 전환되었다. 두 공정을 통해서 얻을 수 있는 폐옥수수대 1 kg 당 바이오에탄올 양은 88 g 정도로 거의 같은 것으로 나타났다. 분리당화 발효공정과 동시당화 발효공정을 통해 강원도 폐옥수수대로부터 생산할 수 있는 바이오에탄올은 수거율 50% 기준으로 약 190만 리터로 예측되었다.