• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.114.1-114.1
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• 2011

Bioenergy production from lignocellulosic biomass and agriculture wastes have been attracted because of its sustainable and non-edible source. Especially, canola is considered as one of the best feedstock for renewable fuel production. Oil extracted canola and its agriculture residues are reuseable for bioethanol production. However, a pretreatment step is required before enzymatic hydrolysis to disrupt recalcitrant lignocellulosic matrix. To increase the sugar conversion, more efficient pretreatment process was necessary for removal of saccharification barriers such as lignin. Alkaline pretreatment makes the lignocellulose swollen through solvation and induces more porous structure for enzyme access. In our previous work, aqueous ammonia (1~20%) was utilized for alkaline reagent to increase the crystallinity of canola residues pretreatment. In this study, significant factors for efficient soaking in aqueous ammonia pretreatment on canola residues was optimized by using the response surface method (RSM). Based on the fundamental experiments, the real values of factors at the center (0) were determined as follows; $70^{\circ}C$ of temperature, 17.5% of ammonia concentration and 18 h of reaction time in the experiment design using central composition design (CCD). A statistical model predicted that the highest removal yield of lignin was 54% at the following optimized reaction conditions: $72.68^{\circ}C$ of temperature, 18.30% of ammonia concentration and 18.30 h of reaction time. Finally, maximum theoretical yields of soaking in aqueous ammonia pretreatment were 42.23% of glucose and 22.68% of xylose.

• KSBB Journal
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• 제28권1호
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• pp.42-47
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• 2013

This study was performed to find cellulolytic strain of enzymatic saccharification for bioethanol production. Cellulolytic strains were isolated from 59 different feces of herbivores from Seoul Grand Park located in Gwacheon Gyeonggi-Do. The celluloytic strain was selected by congo red staining and DNS method. Among the isolated strains, H9-1 strain isolated from the feces of rabbit has the highest CMCase activity. H9-1 strain was identified as Bacillus sp. based on 16S rDNA gene sequencing. The optimal conditions for CMCase activity by Bacillus sp. H9-1 were at $40^{\circ}C$ and at initial pH 8.

• 한국산림과학회지
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• 제43권1호
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• pp.31-34
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• 1979

Trichoderma viride SANK 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)에 관(關)한 연구(硏究)로서 효소생산(酵素生產)은 액체진탕(液體振盪) 배양법(培養法)에 의(依)하였다. 이와같이 하여 생산(生產)된 조효소액(粗酵素液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석효소액(鹽析酵素液)을 공시용(供試用) 효소액(酵素液)으로 사용(使用)하였다. 그리고 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 1. 표고재배폐재(栽培廢材)의 일반적(一般的) 조성(組成)은 조단백질(粗蛋白質)이 2.26%, 조지방(粗脂肪)이 2.57%, 조섬유(粗纖維)가 44.6%, 회분(灰分)이 5.58%, 리그닌이 13.62%, 가용무질소물(可溶無窒素物)이 23.21%였다. 그리고 아미노산(酸)의 조성분(組成分)과 비타민의 성분(成分)은 (Table 1)과 같다. 2. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)은 Cellulase에 의(依)한 반응(反應)이 48시간(時間)이면 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 최대치(最大値)에 달(達)하였다. 3. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 후(後) 분쇄(粉碎)하여 사용(使用)한 기질(基質)은 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 11.5%이었다. 4. 열처리(熱處理)하지 않은 표고재배폐재(栽培廢材)의 기질(基質)은 cellulase 반응시간(反應時間)이 72시간(時間)에 환원당(還元糖) 생성물(生成物)이 최대치(最大値)에 달(達)하였으며 그 양(量)은 10.1%였다. 5. 각처리별(各處理別) 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 폐재(廢材)를 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)한 기질(基質)(11.5%)> 열처리(熱處理)하지 않은 기질(基質)(10.1%)> 분쇄후(粉碎後) 열처리(熱處理)한 기질(基質)(6.9%) 순(順)으로 나타났다. 6. 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)는 기질(基質)을 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)함으로서 더욱 가능(可能)하였다. 그리고 당생성량(糖生成量)이 증대(增大)될 수 있어 당질원료(糖質原料)로 가능(可能)할 것으로 본다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권6호
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• pp.840-844
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• 1988

효소를 이용하여 증자공정 없이 쌀가루를 분해시켜 고단백 쌀가루를 제조하고 그 이용성에 대하여 연구하였다. 증자하지 않은 쌀가루 slurry를 0.25% ${\alpha}-amylase$, 0.5% glucoamylase로 $55^{\circ}C$에서 24시간 동안 효소반응 시켰다. 가수분해된 전분용액은 원심분리하고 침전물은 열풍 건조시켜 단백질 함량이 20.8%인 고단백 쌀가루를 제조하였고 원심분리한 상둥액인 glucose용액은 고정화된 glucose isomerase를 이용하여 $60^{\circ}C$에서 100분간 이성화시켜 고과당 용액(high-fructose solution)을 제조하였다. 이때 제조된 고과당 용액의 조성은 glucose 56%, fructose 42%, oligosaccharide가 2%이었다. 고단백 쌀가루의 영양적인 질을 측정하기 위하여 우유단백질, 콩단백질, 쌀가루식이군과 동물실험을 통하여 체중증가량, FER, PER, liver weight 등을 비교하였다. 고단백 쌀가루, 우유단백질 및 대두단백질 식이군은 모든 항목에서 비슷하였으나 쌀가루식이군보다는 월등히 우수하였다. 이상의 결과로 보아 고단백 쌀가루는 성장기 아동들의 영양식품으로서 이용가능성이 크다고 볼 수 있으며, 부산물은 고과당으로 제조하여 감미원으로 이용될 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제39권1호
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• pp.57-63
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• 1978

Trichoderma viride SANK호(號) cellulase에 의(依)한 목재(木材) 가수분해(加水分解)에 관(關)한 연구(硏究)로서 재료(材料)는 산오리나무재(材)를 사용(使用)하였다. 그리고 당생성(糖生成)을 위한 cellulase의 최적(最適) 반응조건(反應條件)을 조사(調査)하였다. Trichoderma viride 조효소액(粗酵素液)은 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하여 생산(生產)하였고, 이것을 염석효소액(鹽析酵素液)을 조제(調製)하여 사용(使用)하였다. 기질(基質)은 산오리나무재(材) 톱밥을 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하여 탈(脫)리그닌 한것을 사용(使用)하였다. 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 최적(最適) pH는 5.0이며, pH 안정성(安定性)의 범위(範圍)는 4.0~6.0으로 나타났다. 2. 반응온도(反應溫度)는 $40^{\circ}C$가 최적(最適)이였으며, 온도(溫度)의 안정성(安定性)은 $40^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$ 범위(範圍)로 나타났다. 3. 효소농도(酵素濃度)는 높을수록 환원당(還元糖) 생성율(生成率)은 증가(增加)되었다. 4. 기질농도(基質濃度)는 높을수록 단위(單位) 기질(基質)에 대(對)한 환원당(還元糖) 생성율(生成率)은 감소(減少)되었다. 5. 당류중(糖類中) pructose가 가장 강(强)한 조해제(阻害劑)로 나타났으며, glucose의 조해작용(阻害作用)은 약(弱)하게 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.483-488
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• 2009

본 연구는 갈조류인 다시마, 모자반, 톳을 효소적 방법으로 가수분해하여 이를 이용한 바이오 에탄올 생산 가능성을 확인하고자 하였다. 가수분해 효소 분리 및 바이오 에탄올 생산 실험 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 효소는 해수 및 채취한 갈조류 시료에서 분리하였으며, 갈조류의 주요 다당류인 alginate와 laminaran에 대한 효소 활성을 측정하였다. 또한 다시마, 모자반, 톳에 대한 직접적인 갈조류 가수분해 효과를 확인 하였다. 조효소에 의한 가수분해는 alginate에서 특히 높게 나타났으며, laminaran에서도 일부 활성을 보였다. 갈조류의 전처리에서 환원당의 생성은 외분비 효소와 전체 조효소에서 크게 차이가 없었으며, 기질로는 다시마에서 최대 1.90 g/L로 가장 높게 확인되었다. 모자반과 톳에서의 가수분해가 12 h 안에 완료되는 것에 비해 다시마는 72 h 동안 반응이 지속적으로 일어났다. 에탄올 발효는 환원당 생성량과는 무관하게 나타났는데 이는 전처리 방법에 따라 갈조류 다당류의 가수분해에 미치는 영향이 다르기 때문으로 생각되며, 또한 전처리 과정에서 생성되는 부산물이 영향을 미치기 때문인 것으로 생각된다. 갈조류 에탄올 발효에서 기질로 다시마를 이용했을 때 에탄올 생산 수율이 가장 높았다. 다시마를 이용한 발효에서는 발효균주 및 효소처리에 따른 에탄올 생산량이 대략 0.90 g/L로 유사하게 나왔다. 모자반에서의 에탄올 생산은 발효균주를 Saccharomyces cerevisiae로 하였을 때 최대 0.14 g/L로 확인 되었으며, 톳에서는 Saccharomyces cerevisiae를 이용한 발효에서 에탄올생산이 전혀 확인되지 않았으며, Pachysolen tannophilus 에서만 0.09 g/L의 에탄올 생산이 생산되었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2011년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.167-177
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• 2011

Renewable energy resources and technologies have the potential to provide long-lasting solutions of the global energy-requirements faced by the economic and environmental sectors of a nation. Therefore, waste money bills were used as renewable energy source for the production of bio-ethanol. In this study, different concentrated NaOH 0.5%. 1.0%, 2.0%, 3.0% and 0.0% (as a control) were used for 10, 20 and 30 mins at $121^{\circ}C$/15 psi in an autoclave. Saccharification and fermentation (aerobic and anaerobic) were carried out through commercial enzyme Celluclast 1.5 L, Novozymes 188 and Saccharomyces cerevisiae KCCM 11304 respectively. The results of pretreatment showed that the NaOH pre-treated substrate enhanced enzyme action and released more amount of glucose. The amount of glucose was found with the increasing concentration of NaOH and time $44996.95{\pm}6.30$, $46763.10{\pm}3.56$, $53421.32{\pm}4.72$, $63431.25{\pm}6.95$ and $56850.98{\pm}6.75\;ng/{\mu}l$ for 30 min respectively. As for bioethanol, the conversion rate of NaOH resulted $1010.08{\pm}4.71$, $1050.25{\pm}4.37$, $1109.49{\pm}4.39$, $1139.25{\pm}3.26$ and $1020.77{\pm}3.89$ ppm for aerobic; $16730.54{\pm}6.67$, $17076.45{\pm}6.25$, $17516.17{\pm}4.49$, $19782.68{\pm}6.19$ and $17973.39{\pm}7.50$ ppm for anaerobic and $18935.02{\pm}4.59$, $19895.45{\pm}5.39$, $21912.95{\pm}4.83$, $24895.21{\pm}6.72$ and $18961.21{\pm}4.90$ ppm for anaerobic condition with benzoic acid for respective condition. Thus, the results of the present work clearly revealed that with the increasing of alkali concentration might be more effective for bio-ethanol production from waste money bill, which is economic and environmental friendly.

• KSBB Journal
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• 제5권4호
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• pp.383-390
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• 1990

주정공장에서 배출되는 쌀보리 주정증류 폐기물을 효소와 산으로 가수분해하여 구연산 발효를 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 폐기물을 농축하여 당의 농도를 50g / l로 하였을때 글루코오즈, 구연산 및 균체농도는 각각 5.7g / l, 0.8g / l 및 3.86g / l가 얻어졌고 $\alpha$- 및 $\beta$-amylase에 의한 폐기물의 효소 가수분해에 의해서 글루코오즈, 구연산 및 균체농도가 각각 81g / l, 1g / l 및 5.33g / l가 얻어졌으며 25% 염산에 의한 산가수분해에 의해서는 각각 21.5g / l, 1.75g / l 및 4.9g / l가 얻어졌다. 10시간동안 계속된 2차 산 가수분해를 행한 결과 글루코오즈의 농도가 3.44g / l로 장기간의 산 가수분해는 생성된 글루코오즈를 분해시키는 속도가 3당류 이상의 올리고 환원당의 분해속도보다 빨랐다. 폐기물내 균체 접종량을 0.5%에서 2%로 증가시킴에 따라 균체농도는 1.35g / l에서 3.71g / l 로 증가 하였으나 구연산 농도는 0.4g / l에서 0.12g / l로 감소하였으며 또한 질산암모늄을 3g / l를 첨가할 경우 균체 농도는 3.7g / l에서 7.3g / l로 증가하였으나 구연산 농도는 0.12g / l에서 0.08g / l로 감소되었다. $MnSO_4{\cdot}4~5H_2O$의 농도가 0.0125g / l 일때 구연산 생산량이 가장 많았으나 농도가 증가함에 따라 구연산 생산이 감소하였으므로 금속이온이 과다하게 존재할때는 구연산 생산이 저해됨을 알았다.

• 한국산림과학회지
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• 제38권1호
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• pp.13-18
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• 1978

Trichoderma viride 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 목재가수분해(木材加水分解)에 관(關)한 연구(硏究)로서 재료(材料)는 산오리나무재(材)를 사용(使用)하였다. 효소생산(酵素生産)은 액체(液體) 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하였다. 즉(即) 밀기울 추출액(抽出液)에 Pulp분말(粉末)(Toyo여지(濾紙) 60 mesh) 10, $KH_2PO_410$, $(NH_4)_2$ $SO_4$ 3, $NaNO_3$ 3, $MgSO_4$ $7H_2O$ 0.5g/1을 가(加)하였다. 이와 같이 하여 진탕배양(振盪培養)한 후(後) 배양액(培養液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석조효소액(鹽析粗酵素液)을 만들었다. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. (1) 탈(脫)리그닌은 외산(外山)(1970)의 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하였다. 여기서 과초산(過醋酸)의 농도(濃度)가 높을수록 단기간(短期間)에 Pulp수율(收率)은 감소(減少)하였다. 즉(即) 20% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 48시간(時間)에, 40% 및 6% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 24시간(時間)이면 충분(充分)한 탈(脫)리그닌이되었다. (2) 기질(基質)은 징세(徵細)할수록 효소(酵素)에 의(依)한 가수분해(加水分解)가 용이(容易)하였으며 환원당생성(還元糖生成)에 적합(適合)한 기질(基質)의 크기는 60-100mesh로 나타났다. (3) 기질(基質)의 건조온도(乾燥溫度)는 높을수록 환원당생성량(還元糖生成量)이 증가(增加)하였으며, 여기서는 건조온도(乾燥溫度)가 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 가장 많은 당생성(糖生成)이 나타났다. (4) 기질(基質)의 열처리시간(熱處理時間)이 가장 적당한 것은 45분(分)으로 나타났다. 그리고 45분(分)과 60분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)에는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.176-183
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• 2013

담수조류인 그물말 (Hydrodictyon reticulatum, HR)의 실용적 당화조건 확립을 위해 산 가수분해 방법으로서 one-step acid hydrolysis과 two-step acid hydrolysis, 그리고 산가수분해 후 효소가수분해를 병행하는 combined hydrolysis를 검토하였다. One-step acid hydrolysis의 경우, $120^{\circ}C$에서 HR 4% 고형분을 2% 황산 용액에 넣어 1시간 동안 반응시킬 경우가 적정하였다. Two-step acid hydrolysis의 적정조건은 1차 가수분해시 HR 건조중: 72% 황산을 1 g : 1.5mL로 하여 $60^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 다음, 증류수 23.5 mL를 첨가하고 $120^{\circ}C$에서 1시간 가수분해시키는 것이었다. Combined hydrolysis의 경우, 2% 염산에 25%의 HR 고형분을 넣고 $120^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 후, citrate buffer로 4% 고형분 함량이 되도록 희석하고 E1+E2 효소를 각각 1+0.2 mL g $DM^{-1}$ 수준으로 첨가하여 $50^{\circ}C$에서 1~2일 동안 반응시키는 것이 바람직하였다. Glucose 생성량, 발효억제물질(HMF, furfural) 생성량, 강산 사용제한 등을 종합적으로 감안할 때, combined hydolysis가 보다 유용할 것으로 판단되었다.