• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권6호
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• pp.578-584
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• 2009

백합나무 목분으로 고농도 단당류를 생산하기 위하여 진한 황산을 사용하는 산 가수분해 특성을 연구하였다. 목분과 황산의 비율을 달리하거나 2차 가수분해의 온도와 시간을 달리하여 당화액 제조의 최적 조건을 탐구한 결과, 1차 가수분해의 목분과 72% 황산 비율은 1 : 2.61(w/w)였으며, 2차 가수분해 온도와 시간은 $105^{\circ}C$에서 70분 가수분해 조건이었다. 이때 생성된 당화액의 농도는 glucose가 44.8 g/L였고 xylose는 25.2 g/L였다. 산 가수분해를 통하여 얻어진 당화액을 발효할 때 발효 저해물질로 알려진 furfural, 5-HMF (5-hydroxymethylfurfural), 저분자량 페놀성 화합물들이 생성되었는데 furfural과 5-HMF는 2차 가수분해 온도가 높아짐에 따라, 그리고 반응시간이 길어짐에 따라 생성량이 증가하였다. $110^{\circ}C$ 2차 가수분해 조건에서 반응시간이 40분을 지남에 따라서 xylose농도는 감소하였고 glucose 농도는 일정하였는데, xylose는 생성속도보다 furfural로 전이 속도가 더 빠른 것으로 생각되고, glucose의 경우 생성속도와 5-HMF로 전이속도가 비슷하여 농도가 일정하게 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권2호
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• pp.152-155
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• 1999

Caramel 반응의 반응속도의 향상을 위하여 pH, 아미노산, 가수분해 단백질 그리고 인산염의 효과를 검토하였다. 반응기질을 물엿으로 하여 $110^{\circ}C$의 온도에서 반응시키면서 Suv(different color functions-metric saturation)와 HMF(5-hydroxymethylfurfural) 함량을 측정하였으며 갈색도는 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 반응 pH를 4에서 10으로 증가시켰을 때 반응속도는 31.9% 향상되었으며 HMF 함량과 420 nm에서의 흡광도도 같이 증가하는 경향을 나타내었다. 여러 아미노산을 첨가한 결과 arginine, glycine과 같은 중성 또는 염기성 아미노산이 caramel반응 속도 향상에 매우 효과적이었으며 이는 Maillard반응이 관여되었기 때문으로 사료된다. 반응 향상 효과가 있는 arginine과 glycine 그리고 가수분해 단백질(HVP; hydrolyzed vegetable protein, HAP; hydrolyzed animal protein)을 $K_2HPO_4$와 여러 비율로 혼합첨가한 결과 $K_2HPO_4$에 의하여 arginine과 HAP는 반응향상 효과가 매우 높아진 반면 glycine과 HVP의 효과는 감소되었다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2015

In order to investigate the thermal degradation of glucose and maltose solutions after high temperature and high pressure (HTHP) treatment, the samples were treated at temperatures of 110, 120, 130, 140, and $150^{\circ}C$ for 1, 2, 3, 4, and 5 h in an apparatus for HTHP treatment. Glucose and maltose solutions (20% w/w) were prepared by weighing glucose and maltose and adding distilled water in the desired proportion. Chromaticity, pH, organic acids, 5-hydroxymethylfurfural (HMF), free sugar contents, electron donating ability (EDA), and ascorbic acid equivalent antioxidant capacity (AEAC) were evaluated. With increasing heating temperatures and times, the L-, a-, and b-values decreased. The pH and free sugar contents decreased, and organic acids and HMF contents increased with greater temperatures and times. EDA (%) and the AEAC of the heating sugars increased with the increases in temperatures and times.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.220-228
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• 2010

과당(fructose)로부터 간단한 공정을 통하여 바이오디젤보다 우수한 청정에너지 연료로 알려진 5-하이드록시메틸퍼퓨랄(HMF)을 제조하는 청정공정을 개발하였다. 이 연구에서는 중심원소와 배위원소가 치환된 네 종류의 헤테로폴리산 $H_nXM_{12}O_{40}$ (중심원소 X = P, Si, 배위원소 M = W, Mo.)을 과당으로부터 HMF로 전환하는 탈수반응에 적용하고, 그 반응활성을 비교하였다. 헤테로폴리산의 산 세기는 중심원소가 P, 배위원소가 W일 때 더 높았으며 산 점의 수는 이와 반대되는 경향을 보였다. 과당의 HMF로의 탈수반응은 헤테로폴리산의 산 특성과 음이온의 연성(softness)과 밀접한 관련이 있으며, 촉매 활성점과 전환율이 상쇄 작용하여 네 종류의 헤테로폴리산 촉매는 서로 비슷한 활성을 보였다. 또한 반응에 사용된 헤테로폴리산을 반응온도보다 높은 $200^{\circ}C$에서 열처리한 후에도 그 결정구조가 유지되는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 헤테로폴리산의 반응활성이 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

• 약학회지
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• 제29권1호
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• pp.32-38
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• 1985

The anthelmintic substance of the roasted fruits of Prunas mume against Clonorchis sinensis was isolated and its structure was identified by chemical and physical methods. The results obtained from the experiments are as follows: 1) The methanol extract of the roasted fruits of P. mume was fractionated into four parts: petroleum ether, ethyl ether, ethyl acetate and water soluble part. Among these, etherial fraction was found to have strong wormicidal effect on liberated metacercaria of Clonorchis sinensis. 2) From the etherial fraction, the wormicidal substance was isolated by silica gel, polyamide and sephadex column chromatography and identified to be 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) by chemical and spectral data. 3) 5-HMF was synthesized and administered to the rabbits infected with C. sinensis. On the 2nd day after administration, the EPG (eggs per gram in feces) reached to the maximal value. Among the adult worms isolated from the bile duct of the treated animal, 84% of worms were damaged morphologically. 4) The content of 5-HMF in the fruits of P. mume which were roasted in an oven at $90-110^{\circ}C$ for 52 hours and that in the fresh fruits was evaluated by HPLC. The content of 5-HMF was 0.8% in the roasted fruits and 0.02% in the fresh ones.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권12호
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• pp.1999-2008
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• 2018

The compound 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), an important bio-based monomer for the production of various polymers, can be obtained from 5-hydroxymethylfurfural (HMF). However, efficient production of FDCA from HMF via biocatalysis has not been well studied. In this study, we report the identification of key genes that are involved in FDCA synthesis and then the engineering of Raoultella ornithinolytica BF60 for biocatalytic oxidation of HMF to FDCA using its resting cells. Specifically, previously unknown candidate genes, adhP3 and alkR, which were responsible for the reduction of HMF to the undesired product 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (HMF alcohol), were identified by transcriptomic analysis. Combinatorial deletion of these two genes resulted in 85.7% reduction in HMF alcohol formation and 23.7% improvement in FDCA production (242.0 mM). Subsequently, an aldehyde dehydrogenase, AldH, which was responsible for the oxidation of the intermediate 5-formyl-2-furoic acid (FFA) to FDCA, was identified and characterized. Finally, FDCA production was further improved by overexpressing AldH, resulting in a 96.2% yield of 264.7 mM FDCA. Importantly, the identification of these key genes not only contributes to our understanding of the FDCA synthesis pathway in R. ornithinolytica BF60 but also allows for improved FDCA production efficiency. Moreover, this work is likely to provide a valuable reference for producing other furanic chemicals.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제50권6호
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• pp.475-489
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• 2022

The objective of this study was to understand the conversion characteristics of glucose and xylose using the major monosaccharide standards for lignocellulosic biomass. The acid-catalyzed organosolv pretreatment conducted using ethanol was significantly different from the acid-catalyzed process conducted in an aqueous medium. 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), levulinic acid and furfural were produced from glucose conversion. The maximum yield of 5-HMF was 5.5%, at 200℃, when 0.5% sulfuric acid was used. The maximum yield of levulinic acid was 21.5%, at 220℃, when 1.0% sulfuric acid was used. Furfural was produced from xylose conversion and under 0.5% sulfuric acid, furfural reached the maximum yield 48.5% at 210℃. Ethyl levulinate and methyl levulinate were also formed from the glucose standard following the esterification reaction conducted under conditions of the combined conversion method, which proceeded under both ethanol-rich and water-rich conditions.

• 한국식품과학회지
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• 제17권3호
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• pp.155-162
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• 1985

양봉밀과 토종봉밀의 일반성분, 당, 유리아미노산 조성, 저장중의 diastase활성도 및 HMF 변화는 다음과 같다. 일반 성분 중 조회분은 밤꿀이 0.46%로 다른 벌꿀에 비하여 많았고, 조단백질은 양봉밀이 평균 0.10%로서 토종봉밀에 비하여 약 3.2배가 많았다. 무기물은 밤꿀에 있어서 Ca이 2.07mg%, P이 6.81mg%, Fe이 2.70mg%로 가장 많았다. 저장 중 diastase활성도 변화에 있어서 $4^{\circ}C$ 또는 $20^{\circ}C$저장 온도에서의 단기간 저장으로는 그의 활성도가 거의 감소되지 않았으며, $70^{\circ}C$에서 30분간 가열처리로 효소의 활성도가 감소되었으나 이를 $20^{\circ}C$에 저장 하였을 때는 그렇지 않은 것과 거의 동일 하였다. 양봉밀의 평균 당조성은 fructose 40.20%, glucose 32.43%, sucrose 1.09%, fructose/glucose 비는 1.24였다. 또한 토종봉밀은 fructose 37.37%, gluctse 31.92%, sucrose 0.74%였으며 fructose/glucose비는 1.19였다. 유리아미노산의 조성은 총 16종을 확인하였는데 그 중 proline함량이 가장 많아 그 함량은 총 유리아미노산의 39.59-46.86%를 차지하는 14.02-14.40mg%였다. 그러고 밤꿀에서 Phe 이 3.28mg%로 9.26%를 차지하였으며 광양산의 토종봉밀에서 Asp가 2.76mg%로 8.98%를 차지하였다. 저장 중 HMF 함량변화는 $4^{\circ}C$ 저장에 서는 거의 없었으나, $20^{\circ}C$, 80일간의 저장에서 밤꿀이 0.470mg%, 아카시아꿀이 0.336mg%, 유채꿀이 0.164mg%, 토종봉밀인 광양산이 0.426mg%, 광주산이 0.259mg%, 운봉산이 0.117mg%로 증가되었다. 또한 $50^{\circ}C$에서 3주간 저장으로 유채꿀이 8.71mg%, 아카시아꿀이 7.79mg%, 밤꿀이 5.35mg%증가되었다.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850132.1-1850132.14
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• 2018

The direct synthesis of metal-organic frameworks (MOFs) with acidic and basic active sites is challenging due to the introduction of functional groups by post-functionalization method often jeopardize the framework integrity. Herein, we report the direct synthesis of acid-base bifunctional MOFs with tuning acid-base strength. Employing modulated hydrothermal (MHT) approach, microporous MOFs named $UiO-66-NH_2$ was prepared. Through the ring-opening reaction of 1,3-propanesultone with amino group, $UiO-66-NH_2-SO_3H-type$ catalysts can be obtained. The synthesized catalysts were well characterized and their catalytic performances were evaluated in one-pot glucose to 5-HMF conversion. Results revealed the acid-base bi-functional catalyst possessed high activity and excellent stability. This work provides a general and economically viable approach for the large-scale synthesis of acid-base bi-functional MOFs for their potential use in catalysis field.

• 한국식품영양학회지
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• 제28권5호
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• pp.745-751
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• 2015

본 연구에서는 숙성 온도와 기간에 따른 마늘의 품질특성변화를 살펴보기 위하여 통마늘을 $60^{\circ}C$에서 60일간, $70^{\circ}C$에서 40일간 숙성 처리하여 pH, 총산도, 갈변도, 5-HMF 함량, fructose 함량, SAC 함량, 총 폴리페놀 함량 및 DPPH radical 소거활성 측정하였다. 숙성 온도가 높고 숙성 기간이 길어질수록 마늘의 pH는 감소하고, 총 산도, 갈변도 및 5-HMF 함량은 증가하는 경향을 보였다. 특히, 5-HMF 함량은 $60^{\circ}C$ 숙성 처리 시 0.08~3.30 mg/100 g으로 증가량이 적은 반면, $70^{\circ}C$ 숙성 처리 시 0.05~106.07 mg/100 g으로 숙성 25일차부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. Fructose 함량은 $60^{\circ}C$의 숙성온도에서는 0.77~14.57%으로 지속적으로 증가한 반면, $70^{\circ}C$ 숙성 온도에서는 30일차까지 1.07~19.75%까지 증가 후 15.11%로 감소하는 것으로 나타났다. SAC 함량은 생마늘의 경우 48.11 mg/100 g이었으며, $60^{\circ}C$에서 20일 숙성 시 100.50 mg/100 g으로, $70^{\circ}C$에서 5일 숙성 시 85.55 mg/100 g까지 증가한 후 숙성 기간이 경과할수록 SAC 함량은 감소하였다. 생마늘의 총 폴리페놀 함량은 98.38 mg/100 g이었고, $60^{\circ}C$ 숙성 처리 시 591.82 mg/100 g까지, $70^{\circ}C$ 숙성 처리 시에는 665.22 mg/100 g까지 생마늘에 비해 각각 6.01배 및 6.67배 증가하였다. DPPH radical 소거활성의 경우, 숙성 온도가 높고 숙성 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 마늘 섭취가 용이하고 항산화 활성이 우수한 숙성 마늘 제조를 위해서는 $70^{\circ}C$에서 30일, 숙성 마늘의 유효성분인 SAC의 다량 생산을 위해서는 $60^{\circ}C$에서 15일간 숙성 처리하는 하는 것이 적합할 것으로 판단되며, 이상의 결과는 항산화 효과가 강화 및 SAC 함량 증진 등 선택적인 숙성 마늘의 제조에 활용이 가능할 것으로 기대된다.