• 제목/요약/키워드: Enzymatic Hydrolysis

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Evaluation of Secondary Acid and Enzymatic Hydrolysis of Hemicellulose in Hot Water Pre-Pulping Extract of Mixed Hardwoods

  • Um, Byung-Hwan
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권2호
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    • pp.123-132
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    • 2012
  • Pre-pulping extracts were found to contain a dilute amount of xylo-oligosaccharides and acetic acid as the major components, and many minor components including other organic acids, lignin-derived phenolics, and sugar degradation products. Once separated from the pulp, a secondary hydrolysis step was required to hydrolyze oligomeric hemicellulose sugars into monomeric sugars before fermentation. The following study detailed the extent of hemicellulose recovery by pre-pulping using hot water extraction and characterized the hydrolysis of the extract with respect to comparing acid and enzymatic hydrolysis. The secondaryhydrolysis of hot water extracts made at an H-Factor of 800 was tested for a variety of acid and enzyme loading levels using the sulfuric acid and xylanases. The maximum fermentable sugar yield from acid and enzyme hydrolysis of the extract was 18.7 g/${\ell}$ and 17.7 g/${\ell}$ representing 84.6% and 80.1% of the maximum possible yield, respectively.

Enzymatic Hydrolysis of Egg Yolk Protein in Continuous Packed Column Operation

  • Kang, Byung-Chul;Lee, Sang-Uk
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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    • pp.485-489
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    • 2003
  • Enzymatic hydrolysis of egg yolk Protein was carried out in continuous packed column reactor Five supports for enzyme immobilization were evaluated in this study. We investigated the optimum operation variables - pH, temperature, and flow rate in continuous reactor operation.

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Biomass의 고효율 효소당화에 의한 적합한 Attrition Coupled Bioreactor개발에 관한 연구 ; Agitated Bead Type Bioattritor를 활용한 섬유소 당화 (Development and Evaluation of the Attrition Coupled Bioreactors for Enzymatic Hydrolysis of Biomass; Agitated Bead Type Bioattritor for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose)

  • 이용현;박진서;윤대모
    • 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.

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구멍갈파래의 효소 가수분해 증진을 위한 마이크로파 이용 열수 전처리 (Hydrothermal Pretreatment of Ulva pertusa Kjellman Using Microwave Irradiation for Enhanced Enzymatic Hydrolysis)

  • 김정민;하성호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.570-575
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    • 2015
  • 녹조류는 cellulose가 세포벽의 주요 구성성분이며 그 양이 다른 해조류에 비해 월등하고, 세포벽에 lignin이 없어 lignin 제거공정을 거치지 않고 cellulase를 사용하여 쉽게 당화시킬 수 있을 뿐만 아니라 저장산물인 전분도 당 성분으로 사용할 수 있다. 이에 바이오에너지 생산을 위한 좋은 바이오매스가 될 것으로 기대되는 녹조류인 구멍갈파래(Ulva pertusa Kjellman)를 사용하여 마이크로웨이브 장치를 통한 열수 전처리 효과가 cellulase를 사용한 가수분해 효율에 미치는 영향을 알아보았다. 열수의 온도에 따른 전처리 효과를 확인하기 위해 $100{\sim}150^{\circ}C$에서 전처리를 수행하였으며, $140{\sim}150^{\circ}C$에서 가장 높은 전처리 효과를 얻었다. 또한 전처리 최적조건인 마이크로웨이브 장치의 출력 50W와 온도$150^{\circ}C$에서 열수 전처리한 구멍갈파래에 포함되어 있는 탄수화물의 효소적 가수분해 효율을 높이기 위해 cellulase 외에 ${\alpha}$-amylase와 ${\beta}$-glucosidase를 함께 사용하여, 효소 혼합의 효과를 확인하였다. 전처리한 구멍갈파래 시료에 cellulase와 ${\alpha}$-amylase 그리고 ${\beta}$-glucosidase 활성을 가지는 Novozyme 188을 사용하여 가수분해하였을 경우 전처리하지 않은 구멍갈파래 시료와 비교하면 초기 가수분해속도가 6배 이상 월등히 높았고, 3시간 만에 구멍갈파래에 포함되어 있는 탄수화물의 96 wt%에 해당할 정도의 환원당이 생성되었으며, 이 양은 전처리하지 않은 구멍갈파래 시료를 24시간동안 효소적 가수분해해야 얻을 수 있는 환원당의 양으로 열수 전처리한 효과가 월등함을 보여주었을 뿐만 아니라 대부분의 탄수화물이 전환되는 최대 당화 효율을 얻을 수 있음을 보여준다.

Developement of Quantitative Extraction Method of Amygdalin without Enzymatic Hydrolysis from Kyonin(Armeniacae Semen) by High Performance liquid Chromatography

  • Kim, Dong-Min;Hong, Seon-Pyo
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.388.3-389
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    • 2002
  • Kyonin(Armeniacae Semen)is the herb medicine that contains amygdalin as a major ingredient. Amygdalin in water is decomposed into benzaldehyde. HCN. and glucose by emulsin. a hydrolysis enzyme in kyonin. A useful and practical method for the optimum extraction condition of amygdalin without enzymatic hydrolysis is required. The extraction yield of amygdalin of natural formula kyonin was 0.5% from crude powers. 0.7% from small pieces. 1.2% from half pieces and 2.7% from whole pieces. (omitted)

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Immobilization of Lipase using Alginate Hydrogel Beads and Enzymatic Evaluation in Hydrolysis of p-Nitrophenol Butyrate

  • Zhang, Shuang;Shang, Wenting;Yang, Xiaoxi;Zhang, Shujuan;Zhang, Xiaogang;Chen, Jiawei
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권9호
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    • pp.2741-2746
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    • 2013
  • The immobilization of enzyme is one of the key issues both in the field of enzymatic research and industrialization. In this work, we reported a facile method to immobilize Candida Antarctica lipase B (CALB) in alginate carrier. In the presence of calcium cation, the enzyme-alginate suspension could be cross-linked to form beads with porous structure at room temperature, and the enzyme CALB was dispersed in the beads. Activity of the enzyme-alginate composite was verified by enzymatic hydrolysis reaction of p-nitrophenol butyrate in aqueous phase. The effects of reaction parameters such as temperature, pH, embedding and lyophilized time on the reactive behavior were discussed. Reuse cycle experiments for the hydrolysis of p-nitrophenol butyrate demonstrated that activity of the enzyme-alginate composite was maintained without marked deactivation up to 6 repeated cycles.

산업적 응용을 위한 홍조류 당화 기술 (Industrial Applications of Saccharification Technology for Red Seaweed Polysaccharide)

  • 홍채환;김세원;김용운;박현달;신현재
    • KSBB Journal
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    • 제29권5호
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    • pp.307-315
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    • 2014
  • Recently seaweed polysaccharides have been extensively studied for alternative energy application. Because their producing cost is high and efficiency low, their industrial applications have been limited. The main component of cell wall of red algae represented by Gelidiales and Gracilariales is agar. Red-algae agar or galactan, consisting of D-galactose and 3, 6-anhydro-L-galactose, is suitable for bio-product application if hydrolyzed to monomer unit. For the hydrolysis of algae, chemical or enzymatic treatment can be used. A chemical process using a strong acid is simple and efficient, but it generates together with target sugar and toxic compounds. In an enzymatic hydrolysis process, target sugar without toxic compounds generation. The objective of this review is to summary the recent data of saccharification by chemical and enzymatic means from red seaweed for especially focused on automobile industry.

자기소화와 효소가수분해 방법을 병용한 효모 추출물의 제조 (Production of Yeast Extract by a Combined Method of Autolysis and Enzymatic Hydrolysis)

  • 인만진;채희정
    • KSBB Journal
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    • 제19권4호
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    • pp.245-249
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    • 2004
  • 천연 식품 소재로 널리 사용되는 효모 추출물을 제조하는 공정의 개선을 위하여 제빵용 효모를 이용하여 자기소화법과 효소처리법을 병용하여 효모 추출물을 제조하였다. NaCl과 에탄올이 효모의 자기소화에 영향을 미치는 인자이었으며 최적 첨가량은 각각 3%와 1%이었다. 효모의 열처리와 효모 세포벽 분해효소의 사용은 유의하지 않았다. 효모를 자기소화 시킨 후 단백질 분해효소와 핵산 분해효소를 처리하고 Maillard 반응과 debittering 공정을 거쳐 효모 추출물을 제조하였다. 최종적으로 얻어진 효모 추출물의 수율은 고형분 기준으로 76%, 총 질소 기준으로 59%이었다. 맥주 효모를 이용한 결과와 비교하면 제빵용 효모를 이용하는 것이 맥주 효모를 이용하는 것보다 수율면에서도 유리하였다.

효소당화 효율 향상을 위한 섬유소계 바이오매스의 고농도 유기용매 전처리 공정 (Enhancement of Enzymatic Hydrolysis of Cellulosic Biomass by Organosolv Pretreatment Using High Concentration of Ethanol)

  • 김준석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권1호
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    • pp.54-59
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    • 2021
  • 섬유소계 바이오매스는 전분질계 바이오매스에 비해 리그닌이 많아 전처리가 필수적으로 요구된다. 섬유소계 바이오매스를 전처리하기 위한 용매인 에탄올은 효소당화(enzymatic hydrolysis)에 저해가 되는 물질을 분별하기 쉬우며, 증류를 과정을 통해 쉽게 재사용이 가능하다. 침출식 전처리 공정은 반응기 내에서 연속적으로 성분을 분별하여 고-액 분리가 용이하며 향후 스케일업에서도 유리하다. 본 연구에서는 이러한 장점들을 활용하여 대표 섬유소계 바이오매스인 옥수수대(corn stover)로 전처리를 진행하였으며 해당 공정을 밀대(wheat straw)와 거대억새(miscanthus)에 적용하여 추가적인 바이오매스의 적용 가능성을 확인하였다.

Effects of Dilute Acid Pretreatment on Enzyme Adsorption and Surface Morphology of Liriodendron tulipifera

  • Min, Byeong-Cheol;Koo, Bon-Wook;Gwak, Ki-Seob;Yeo, Hwan-Myeong;Choi, Joon-Weon;Choi, In-Gyu
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권2호
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    • pp.187-195
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    • 2011
  • In this study, dilute acid pretreatment of $Liriodendron$ $tulipifera$ was performed for enzymatic hydrolysis. As the pretreatment temperature was increased, enzymatic hydrolysis and enzyme adsorption yield also increased. The highest enzymatic hydrolysis yield was 57% (g/g) and enzyme adsorption was 44% (g/g). Enzymatic hydrolysis yield was determined with weight loss of pretreated biomass by enzyme, and enzyme adsorption was a percentage of enzyme weight attaching on pretreated biomass compared with input enzyme weight. When $L.$ $tulipifera$ was pretreated with 1% sulfuric acid at $160^{\circ}C$ for 5 min., hemicellulose was significantly removed in pretreatment, but the lignin contents were constant. Other changes in surface morphology were detected on biomass pretreated at $160^{\circ}C$ by a field emission scanning electron microscope (FESEM). A large number of spherical shapes known as lignin droplets were observed over the entire biomass surface after pretreatment. Hemicellulose removal and morphological changes improved enzyme accessibility to cellulose by increasing cellulose exposure to enzyme. It is thus evidence that enzyme adsorption is a significant factor to understand pretreatment effectiveness.