• Environmental Engineering Research
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• 제20권2호
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• pp.149-154
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• 2015

In recent years, immobilization agents were introduced into organic contaminated soil remediation and more and more materials were screened and used as the immobilizing carrier. However, effect of the decomposition of the immobilizing carrier on the bioremediation was rarely concerned. Therefore, the decomposition experiment of immobilizing carrier -corncob was carried out in the lab with the efficient degradation fungi - Mucor mucedo (MU) existing, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) residues E4/E6 of the dissolved organic matter and microbial diversity during the decomposition process were studied. The results showed that: a) during the decomposition, the degradation of pyrene (Pyr) was mainly in the first 28 d in which the content of extractable Pyr decreased rapidly and the highest decrease was in the treatment with only MU added. b) Anslysis of E4/E6 changes showed that rich microorganisms could promote aromatization and condensation of humus. c) From the diversity index analysis it can also be seen that there is no significant difference in effects of PAHs on the uniformity of microorganisms. These results will not only be useful to have a better understanding of the bioavailability of contaminants adsorbed to biodegradable carriers in PAHs contaminated soil remediation, but also be helpful to perfect the principle of immobilized microbial technique.

• Mycobiology
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• 제42권3호
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• pp.249-255
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• 2014

We evaluated a more practical and cost-effective immobilization carriers for ethanol production using the yeast Saccharomyces cerevisiae. Three candidate materials-rice hull, rice straw, and sawdust-were tested for their cell-adsorption capacity and operational durability. Derivatizations of rice hull, rice straw, and sawdust with the optimal concentration of 0.5 M of 2-(diethylamino)ethyl chloride hydrochloride (DEAE HCl) resulted in > 95% adsorption of the initial yeast cells at 2 hr for DEAE-rice hull and DEAE-sawdust and in only approximately 80% adsorption for DEAE-rice straw. In addition, DEAE-sawdust was found to be a more practical carrier for immobilizing yeast cells in terms of operational durability in shaking flask cultures with two different speeds of 60 and 150 rpm. Furthermore, the biosorption isotherms of DEAE-rice hull, -rice straw, and -sawdust for yeast cells revealed that the $Q_{max}$ of DEAE-sawdust (82.6 mg/g) was greater than that of DEAE-rice hull and DEAE-rice straw. During the 404-hr of continuous column reactor operation using yeast cells immobilized on DEAE-sawdust, no serious detachment of the yeast cells from the DEAE-sawdust was recorded. Ethanol yield of approximately 3.04 g/L was produced steadily, and glucose was completely converted to ethanol at a yield of 0.375 g-ethanol/g-glucose (73.4% of the theoretical value). Thus, sawdust is a promising practical immobilization carrier for ethanol production, with significance in the production of bioethanol as a biofuel.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권12호
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• pp.1673-1680
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• 2012

In this study, DEAE-corncobs [delignified corncob grits derivatized with 2-(diethylamino)ethyl chloride hydrochloride ($DEAE{\cdot}HCl$)] were prepared as a carrier to immobilize yeast (Saccharomyces cerevisiae) for ethanol production. The immobilized yeast cell reactor produced ethanol under optimized $DEAE{\cdot}HCl$ derivatization and adsorption conditions between yeast cells and the DEAE-corncobs. When delignified corncob grit (3.0 g) was derivatized with 0.5M $DEAE{\cdot}HCl$, the yeast cell suspension ($OD_{600}$ = 3.0) was adsorbed at >90% of the initial cell $OD_{600}$. This amount of adsorbed yeast cells was estimated to be 5.36 mg-dry cells/g-DEAE corncobs. The $Q_{max}$ (the maximum cell adsorption by the carrier) of the DEAE-corncobs was estimated to be 25.1 (mg/g), based on a Languir model biosorption isotherm experiment. When we conducted a batch culture with medium recycling using the immobilized yeast cells, the yeast cells on DEAE-corncobs produced ethanol gradually, according to glucose consumption, without cells detaching from the DEAE-corncobs. We observed under electron microscopy that the yeast cells grew on the surface and in the holes of the DEAE-corncobs. In a future study, DEAE-corncobs and the immobilized yeast cell reactor system will contribute to bioethanol production from biomass hydrolysates.

• 자원환경지질
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• 제48권3호
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• pp.247-253
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• 2015

천연 할로이사이트는 대부분 지름 15-125 nm범위의 내강으로 이루어진 튜브 구조의 형태를 가진다. 이러한 튜브형 할로이사이트는 액체 성분의 화장품을 내부에 담지하거나 고체상의 무기물 성분을 고정화하는데 사용될 수 있다. 이 논문에서는 기능성 화장품 성분의 담지기술과 고정화기술을 소개하고 할로이사이트가 화장품용 기재로 유용하게 활용된 두 가지 연구 사례를 기술하였다. 이 논문이 천연 할로이사이트를 응용한 화장품 연구에 많은 관심을 불러모을 수 있기를 기대한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-8
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• 1979

혈액 및 생체반응물질등에 함유된 미량의 glucose를 효소적으로 간편하게 측량하기 위하여 먼저 고가의 glucose oxidase를 고정화 시켰다. 전리 방사선조사에 의하여 이 효소를 쉽게 고정화 시킬수 있는 방법과 그 알맞는 조건 및 높은 잔여 활성에 관한 결과는 다음과 같다. 1) 여러가지 monomer 및 polymer의 combination 중에서 AA-Bis, NK ester 23G, 물 (1:1:2)에 가용성 효소 1ml를 고정화 시켰을 경우를 비롯하여 GOD의 잔여활성이 50%이상인 여러 monomer Combination 찾았다 2) Carrier의 방사선중합에 필요한 선량은 100 krad 이상 이였으나, 400~500krad가 적당하였고, solvent는 toluene, n-haxane, petoleum ether chloroform 등을 이용할 때 고정화된 GOD의 잔여 활성 및 이화학적 성장이 좋았다. 3) GOD 고정화에 이용될 수 있는 완충 용액은 tris-glycerol buffer (pH 7.0)가 phosphate (pH 7.0) 보다 높은 활성을 보여 주었다. 4) 고정화된 GOD의 최적 pH는 6.0~6.5 또 온도는 30~4$0^{\circ}C$로서 가용성 효소보다 작용범위가 넓었고, pH 및 온도의 변화도 완만하였다. The author acknowledges with gratitude financial assistance from International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria and also sincerely thanks Dr. K. Kawashima and his colleagues, National Food Research Institute, Tokyo, Iapan for encouragement and assistance.

• 동아시아식생활학회지
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• 제22권1호
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• pp.88-94
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• 2012

Histamine은 발효식품, 등푸른 생선 등 단백질이 많이 함유된 식품에서 잘 생성되는 물질로 이들 식품의 부패 시에는 다량의 histamine이 발생되어 이를 섭취하였을 때 독성을 일으킬 수 있기 때문에 histamine은 어육식품의 선도 저하 또는 부패의 지표로서 사용된다. 따라서 본 연구에서는 신속하며 정확한 histamine 검출을 위한 바이오센서 시스템을 구축하기 위하여 기능화된 MWCNT와 Prussian blue를 사용한 전극을 제작하였으며, 여러 불용성 담체에 효소를 고정화시켜 바이오센서 시스템에 적합한 불용성 담체를 확인하기 위한 연구를 수행하였다. MWCNT-$NH_2$와 Prussian blue가 도입된 전극의 과산화수소에 대한 감응도를 확인한 결과, 검출한계는 $0.1{\mu}M$으로 나타났으며, 각 담체의 효소 고정화도를 측정한 결과, CNBr-activated sepharose 4B는 48.5%, calcium alginate는 40.3%, controlled pore size glass beads는 51.0%를 보였다. 또한 CNBr-activated sepharose 4B, calcium alginate, controlled pore size glass beads로 제작된 효소반응기의 $100{\mu}M$ histamine에 대한 전극 감응도는 각각 120 nA, 110 nA, 140 nA로 나타났다. 따라서 담체의 coupling efficiency, 제작된 효소반응기의 전극 감응도, 선형 관계 등을 고려해 보았을 때 controlled pore size glass beads가 본 연구에서 구축된 바이오센서 시스템에서 가장 적합한 담체인 것으로 확인되었다. 이로써 이들 작업전극과 효소반응기로 구축된 바이오센서는 histamine을 감도 높고 신속하게 측정할 수 있는 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제26권4호
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• pp.222-230
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• 1983

본 연구에서는 저자등이 분리한 바 있는 Streptomyces griseolus가 분비한 xylose 이성화 효소(D-xylose ketol isomerase, EC 5.3.1.5, 포도당 이성화 효소)의 고정화 및 이 고정화 효소에 의한 파일롯트 규모의 이성화당 생산에의 응용을 시도하였다. 세포내 분비된 Xylose 이성화 효소를 함유한 미생물 균체를 호모 게나이저로 $500kg/cm^2$압력하에 파쇄한 결과 원 효소 역가의 98.8%가 얻어졌고, lysozyme으로 분해 했을 때는 54.7%가 얻어졌다. 이 효소의 고정화를 위한 담체로서는 Diaion HP 20, Duolite A-7, Amberlite IRA 93 및 94와 같은 포리스형 수지류가 효과적임이 밝혀졌고, Amberlite IRA 93에 대한 재생 형태는 $BO_4--$가, Diaion HP 20에 대해서는 $HCO_3-$가 효과적이었다. Amberline IRA 93에 대한 고정화 최적 조건은 pH 8.0에 $55^{\circ}C$로서 80.6%의 효소 고저오하 수율을 나타내었으며 효소 활성 반감기는 $65^{\circ}C$에서 24일 이상이었다. Amberlite IRA 93에 효소를 탈착(脫着) 실험한 결과, 담체는 재 사용이 가능 하였으며 2,3,4,5회째의 효소의 재 고정화율은 각각 98.2, 93.3, 90.7 및 87.5%를 나타내었다. 고정화 효소의 최적 반응 온도는 $60{\sim}70^{\circ}C$로 원효소의 경우에 비하여 다소 낮아지면서 폭이 넓어졌으며, 최적 pH는 $8.0{\sim}8.3$으로 알카리 쪽으로 이동하였다. 파일롯트 규모로 본 고정화 효소 충전탑(내경 30cm, 높이 85cm)에 의한 이성화당의 생산을 시도하였던바, 고정화 효소(350 IXIU/ml-R) 1리터가 30일동안에 약 293리터의 이성화당을 생산할 수 있는 것으로 나타났다.