• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.272-278
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• 2023

흡착을 이용한 오염물질 정화 방법에 많은 관심이 집중되고 있으며, 최근에는 바이오차를 이용하여 유기 및 무기오염물질 제거에도 이용할 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 특히 폐자원 바이오매스로 폐목재는 바이오매스 재활용 방안이 필요한 상황으로 폐목재를 이용하여 생성된 바이오차를 흡착용량을 증가하기 위한 방법이 필요하다. 저온고압을 이용하여 에너지 소비가 낮고 수분 제거 전처리가 필요없는 열수가압탄화(Hydrothermal Carbonization, HTC)를 이용하여 탄화하여 바이오차를 생성하고, KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품을 이용한 화학적 활성화법으로 생성된 바이오차를 약품별 활성화에 따른 요오드 흡착능, 비표면적, 세공크기, 세공부피, 세공분포 및 SEM을 분석하여 흡착특성을 파악하였다. HTC 300℃, 4 hr에서 생성된 바이오차를 KOH, NaOH, ZnCl₂ 약품별로 활성화로 생성된 바이오차 중 요오드흡착능이 높은 바이오차를 선정하여 비표면적, 세공부피, 세공크기 및 세공분포를 분석한 결과, 비표면적은 774~1.387 m²/g으로 활성탄과 같은 높은 비표면적을 나타냈으며, 평균세공크기 21~24 Å 범위의 미세공이 형성되었음을 확인하였다. 또한 SEM 관찰한 결과 활성화에 따라 표면이 일정한 형태의 균일한 세공이 발달되고 세공의 수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권12호
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• pp.1922-1929
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• 2007

A simple whole-cell-based sensing system is proposed for determining the cell mass of H. pluvialis using ultraviolet fluorescence spectroscopy. An emission signal at 368 nm was used to detect the various kinds of green, green-brown, brown-red, and red H. pluvialis cells. The fluorescence emission intensities of the cells were highest at 368 nm with an excitation wavelength of 227 nm. An excitation wavelength of 227 nm was then selected for cell-mass sensing, as the emission fluorescence intensities of the cell suspensions were highest at this wavelength after subtracting the background interference. The emission fluorescence intensities of HPLC-grade water, filtered water, and HPLC-grade water containing a modified Bold's basal medium (MBBM) were measured and the difference was less than 1.6 for the selected wavelengths. Moreover, there was no difference in the emission intensity at 368 nm among suspensions of the various morphological states of the cells. A calibration curve of the fluorescence emission intensities. and cell mass was obtained with a high correlation ($R^2=0.9938$) for the various morphological forms of H. pluvialis. Accordingly, the proposed method showed no significant dependency on the various morphological cell forms, making it applicable for cell-mass measurement. A high correlation was found between the fluorescence emission intensities and the dry cell weight with a mixture of green, green-brown, brown-red, and red cells. In conclusion, the proposed model can be directly used for cell-mass sensing without any pretreatment and has potential use as a noninvasive method for the online determination of algal biomass.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권12호
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• pp.2165-2172
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• 2017

Lignocellulose is now a promising raw material for biofuel production. However, the lignin complex and crystalline cellulose require pretreatment steps for breakdown of the crystalline structure of cellulose for the generation of fermentable sugars. Moreover, several fermentation inhibitors are generated with sugar compounds, majorly furfural. The mitigation of these inhibitors is required for the further fermentation steps to proceed. Amino acids were investigated on furfural-induced growth inhibition in E. coli producing isobutanol. Glycine and serine were the most effective compounds against furfural. In minimal media, glycine conferred tolerance against furfural. From the $IC_{50}$ value for inhibitors in the production media, only glycine could alleviate growth arrest for furfural, where 6 mM glycine addition led to a slight increase in growth rate and isobutanol production from 2.6 to 2.8 g/l under furfural stress. Overexpression of glycine pathway genes did not lead to alleviation. However, addition of glycine to engineered strains blocked the growth arrest and increased the isobutanol production about 2.3-fold.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.529-534
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• 2016

해조류 중 갈조류인 미역으로부터 분리당화발효(SHF)를 위한 전처리 및 효소당화를 검토하고, 기존의 분리당화발효(SHF)를 개선하기 위해 공배양발효(co-culture)를 수행하였다. 비순치 효모와 고농도 mannitol에 순치(adaptive evolution)한 효모를 이용한 공배양발효를 실시한 결과 발효 72시간에 12.2 g/l의 에탄올과 에탄올 수율($Y_{EtOH}$) 0.41을 나타내었다. 이러한 기존의 분리당화발효(SHF)를 개선한 공배양발효를 통해 에탄올 생산 수율이 0.23에서 0.41로 35.2% 증가하였으며, 에탄올 발효시간도 108시간에서 72시간으로 33.3% 감소하였다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오연료 생산과정에 있어 유용한 정보를 제공하는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.490-497
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• 2011

본 연구는 옥살산으로 전처리를 수행한 후 얻어진 옥수숫대를 이용하여 동시당화발효를 위한 최적조건을 탐색하였다. Pichia stipitis CBS 6054를 이용한 동시당화발효에서 독립변수인 반응온도($25.8{\sim}34.2^{\circ}C$)와 교반속도(80~220 rpm)에 대한 에탄올 생산량은 각각 99% 신뢰구간을 가졌다. 종속변수로 에탄올 생산량을 적용하였을 때 $30^{\circ}C$, 170 rpm에서 최대의 에탄올 생산을 예측할 수 있었다(22.5 g/L). 최적의 온도 및 교반속도에서 최적 질소원을 조사한 결과 yeast extract (1.25 g/L)와 urea (1.25 g/L)를 혼합하여 사용하였을 경우 에탄올 생산량은 증가하였으며 trace metal 성분과 비타민은 첨가하지 않았을 때 에탄올 생산이 촉진되었다. 동시당화 발효를 위한 $KH_2PO_4$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$의 최적 농도는 각각 1 g/L, 0.25 g/L로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권1호
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• pp.29-35
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• 2017

BACKGROUND: This study was carried out to assess a biochemical methane potential of giant miscanthus (Miscanthus sacchariflorus) which was a promising candidate energy crop due to a high biomass productivity, in order to utilize as a feedstock for the biogas production. METHODSANDRESULTS: Giant miscanthus was sampled the elapsing drying time of 6 months after harvesting. TS (Total Solid) and VS (Volatile Solid) contents were 94.7 and 90.8%. And CP (Crude Protein), EE (Ether Extracts), and CF (Crude Fiber) contents of giant miscanthus were 1.4, 0.46, and 46.12%, respectively. In the organic composition of giant miscanthus, the NDF (Neutral Detergent Fiber) representing cellulose, lignin, and hemicellulose contents showed 86.88%, and the ADF (Acid Detergent Fiber) representing cellulose and lignin contents was 62.91%. Elemental composition of giant miscanthus showed 47.75%, 6.44%, 41.00%, and 0.28% for C, H, O, and N, respectively, and then, theoretical methane potential was obtained to $0.502Nm^3kg^{-1}-VS_{added}$. Biochemical methane potential was assessed as the range of $0.154{\sim}0.241Nm^3kg^{-1}-VS_{added}$ resulting the lower organic biodegradability of 30.7~48.0%. CONCLUSION: Therefore the development of pretreatment technology of the giant miscanthus was needed for the improvement of anaerobic digestability.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권11호
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• pp.1819-1825
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• 2008

Degradation and glucose production from wood chips of white pine (Pinus strobus) and tulip tree (Liriodendron tulipifera) by several white rot fungi were investigated. The highest weight losses from 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera by the fungal degradation on yeast extract-malt extract-glucose agar medium were 38% of Irpex lacteus and 93.7% of Trametes versicolor MrP 1 after 90 days, respectively. When 4 g of wood chips of P. strobus and L. tulipifera biodegraded for 30 days were treated with cellulase, glucose was recovered at the highest values of 106 mg/g degraded wood by I. lacteus and 450 mg/g degraded wood by T. versicolor. The weight loss of 10 g of wood chip of L. tulipifera by T. versicolor on the nutrient non-added agar under the nonsterile conditions was 35% during 7 weeks of incubation, and the cumulative amount of glucose produced during this period was 239 mg without cellulase treatment. The activities of ligninolytic enzymes (lignin peroxidase, manganese peroxidase, and laccase) of fungi tested did not show a high correlation with degradation of the wood chips and subsequent glucose formation. These results suggest that the selection of proper wood species and fungal strain and optimization of glucose recovery are all necessary for the fungal pretreatment of woody biomass as a carbon substrate.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2017

본 논문에서는 나노셀룰로오스의 일종으로 최근 가장 주목을 받고 있는 소재인 마이크로피브릴화 셀룰로오스에 대하여 살펴보았다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 셀룰로오스에서 유래한 섬유로 풍부하고, 재생가능하며, 지속 가능한 천연 소재의 일종이다. 주로 물리적 전처리에 의해 생성되며, 나노미터에서 마이크로미터에 이르는 다양한 소섬유들의 결합으로 이루어져 있다. 이로 인해 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 높은 표면적과, 높은 aspect ratio, 그리고 특이적인 용해성을 가지게 되고, 이는 전통적인 목재 산업 뿐만 아니라, 최신식의 식품/바이오/화학/의료 산업에 이르는 다양한 영역에의 적용 가능성을 보여주는 주요한 원인이 된다. 한편 이러한 응용력에도 불구하고, 아직 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 제조 시 필요한 높은 에너지량과 반응성 조절의 어려움 때문에 상업적으로 많은 주목을 받지 못하고 있다. 따라서, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 기질에 대한 특성을 이해 및 구체화하고, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 피브릴화도를 선택하며, 표면의 개량을 선택적으로 조절할 수 있는 시스템을 개발하는 연구가 필요할 것이다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스가 향후 우리나라의 산업 전반에 걸쳐 활용될 수 있기를 기대해 본다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.135-145
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• 2019

자이모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis)는 수십 년 동안 생화학적 발효 기술을 통한 수송용 에탄올을 생산하기에 적합한 산업용 미생물로 각광을 받아왔다. 최근 이 균주의 포스트 게놈 시대 도래 및 미국 듀폰사(DuPont, USA)의 세계 최대 산업용 목질계 에탄올 생산 시설 완료 등은, 이 미생물을 이용한 산업적 에탄올 생산 공정 가시화를 위한 다양한 연구들을 파생시키고 있다. 특히, 산업용 셀룰로오스 에탄올 발효공정에 이용되는 미생물은 다양한 독성 발효 저해물질 및 물리적 스트레스에 보다 쉽게 노출 될 수 있다. 따라서 본 논문은 이 미생물이 보유한 최신 생리학적 이해와 관련 된 정보와 다양한 환경적 스트레스에 견딜 수 있는 산업적 강건성 및 산업용 균주 개발 방법에 대한 사례 및 이 균주를 이용한 가격 경쟁적인 목질계 에탄올 생산 공정 개발에 필요한 균주 개발에 대한 미래 지향적 연구 방향에 대하여 기술하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제80권2호
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• pp.202-209
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• 1991

약(藥), 음용수종(飮用樹種)으로 이용가치(利用價値)가 높은 두충(杜冲)나무의 종자발아(種子發芽), 생육밀도별(生育密度別) 묘목생장(苗木生長) 그리고 물질생산량(物質生產量)을 구명(究明)하기 위(爲)하여 종자처리방법별(種子處理方法別) 발아율(發芽率), 생육밀도별(生育密度別) 묘목(苗木)의 생장량(生長量), 월별묘목생장추이(月別苗木生長推移) 그리고 수령증가(樹齡增加)에 따른 엽(葉)과 수피(樹皮) 등(等)의 물질생산량(物質生產量)을 조사(調査)하였던 바, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1 종자발아촉진방법별(種子發芽促進方法別) 파종당년(播種當年)의 발아율(發芽率)은 냉습적처리(冷濕積處理)가 60.3%로서 가장 효과적(效果的)인 방법(方法)이었다. 2. 1-0묘(苗)의 생육밀도(生育密度)는 $m^2$당(當) 60본생립(本生立)이 육묘생산(育苗生產)에 적정(適正)하였으며, 묘목생장형질(苗木生長形質)은 생육밀도간(生育密度間)에 유의적(有意的)인 차이(差異)가 있었다. 3 묘목(苗木)의 신장생장형(伸長生長型)은 춘기(春期)부터 추기(秋期)까지 연속생장형(連續生長型)으로 종자발아(種子發芽) 후(後) 42일(日)째인 6월(月) 21일(日)-7월(月) 20일(日) 사이에 당년총생장량(當年總生長量)의 32.7%가 생장(生長)하여 가장 왕성(旺盛)한 생장량(生長量)을 보였다. 4. 엽(葉)과 수피생산량(樹皮生產量)은 수령(樹齡), 흉고직경(胸高直徑), 수고(樹高)가 증가(增加)할수록 증가(增加)되었으나 10년생(年生) 이후(以後) 부터는 증가폭(增加幅)이 현저(顯著)하게 둔화(鈍化)되었다. 5 총재적(總材積)에 대(對)한 수피율(樹皮率)은 수령(樹齡)10년생(年生)일때 12.42%로서 최대치(最大値)를 보여 가장 경제적(經濟的)인 수피채취(樹皮採取) 적기(適期)로 판단(判斷)되었다. 6. 흉고직경(胸高直徑)과 수고생장(樹高生長)에 따른 엽(葉), 수피건중량(樹皮乾重量), 수피재적간(樹皮材積間)에 유의적(有意的)인 정(正)의 관계(關係)가 인정(認定)되어 흉고직경(胸高直徑)이나 수고생장량(樹高生長量)으로 엽(葉) 및 수피생산량(樹皮生產量)을 추정(推定)할 수 있었다. 7. 수령(樹齡)이 증가(增加)할수록 엽면적(葉面積)은 감소(減少)하고 엽수(葉數)는 상대적(相對的)으로 증가(增加)하였다.