효모를 이용한 에탄올 발효에서 세포 농도가 130g/L일 때 배양액은 약간의 가소성 유체의 성질을 보이며 세포 농도가 증가할수록 cell floc의 형성으로 인하여 세포 분리를 위한 막의 투과 성능은 향상되었다. 세포재순환 에탄올 발효에서 최적 세포농도를 발효액의 유변학적 성질, 막의 투과 성능, 그리고 에탄올 생산성을 고려하여 결정하였다. 또한 최적의 세포 농도에서 최대 에탄올 생산성과 최대 포도당 전환율을 위한 희석 속도를 최적화하였다. 최적의 세포 농도는 130g/L이었고 이 농도에서 최적의 희석 속도는 $1.3h^{-1}$이었다.
내당 내알콜성 균주인 S. cervisiae D1을 이용하여 알콜 발효를 할 때 ethanol 생산성을 증대시키기 위하여 발효시 $Ca^{2+}$을 첨가하여 발효에 미치는 영향에 관해서 연구한 결과 다음의 결론을 얻었다. 초기 glucose 농도를 400g/l로 하였을 때 $Ca^{2+}$에 의해 ethanol 생산성이 증가하였고 생균수도 증가하였으며 최적 첨가 농도는 0.8 mM이었다. 초기 glucose농도를 달리하고 발효하였을 때는 $Ca^{2+}$의 영향이 초기 glucose 농도가 높을수록 켰다. Ethanol 첨가에 의해 비증식 속도가 감소하였지만 $Ca^{2+}$을 0.8 mM 첨가시 비증식 속도의 저해가 감소되었다. 또한 ethanol을 첨가하지 많았을 때는 $Ca^{2+}$을 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우의 비증식 속도가 같았다. Ethanol 첨가 농도에 의해 사멸 속도가 증가하였으나 $Ca^{2+}$을 0.8 mM 첨가시 비사멸 속도가 감소하였다. Acidification curve에서도 ethanol 첨가시 final pH가 증가하였으나 $Ca^{2+}$을 0.8 mM 첨가하면 final pH가 감소하였다. 따라서 $Ca^{2+}$ 첨가시 ethanol에 대한 내성이 더 증가된다는 것을 알 수 있었다.
이 연구에서는 합성가스를 기질로 사용하는 Clostridium autoethanogenum 배양 공정에서 에탄올 생산성 향상을 위하여 배지 성분의 농도가 균주 성장과 에탄올 생산에 미치는 영향을 조사하였다. C. autoethanogenum 배양에 사용되는 기본 배지 구성 성분 중 비타민 종류인 D-Ca-pantothenate, vitamin B12와 황 공급원인 sodium sulfide를 조사 대상 성분으로 선정하여 이 성분들의 농도를 달리하였을 때 균주 성장과 에탄올 생산에 미치는 영향을 확인하였다. D-Ca-pantothenate는 0.5, 5, 50, 500 mg/L 농도를 시험하였으며 0.5 mg/L에서 에탄올 생산량이 약간 증가하는 경향을 보였지만 시험한 농도 범위에서 균주의 성장이나 에탄올 생산에 대한 주목할 만한 영향은 관찰되지 않았다. Vitamin B12는 0.1, 1.0, 10, 100 mg/L의 농도범위에서 균주 성장과 에탄올 생산에 미치는 영향을 관찰하였으며, 0.1 mg/L 농도에서 에탄올 생산농도가 일반적 기본배지 농도인 10 mg/L에서보다 245% 증가되는 것을 확인하였다. Sodium sulfide는 0.5, 5, 10 g/L 농도범위에서 균주 성장과 에탄올 생산에 미치는 영향을 분석하였으며, 기본배지의 사용농도인 0.5 g/L을 초과하여 과잉 공급하였을 때, 균주 성장 저해 현상이 관찰되었다. 결과적으로 연구에 사용된 세 가지 배지 성분 중, D-Ca-pantothenate와 sodium sulfide는 배지 내 성분 농도에 따른 에탄올 생산농도 향상을 이루지 못하였으나, vitamin B12는 기본 배지 내 일반적인 농도의 1/100을 사용함으로써 에탄올 생산농도 향상을 이룰 수 있었다.
Xylosw의 초기 농도가 2%, 4%, 8% 그리고 10%의 경우에 대하여 회분식 발효 실험을 하였다. 최대 ethanol수율은 2%, 4%, 8%과 10%의 xylose의 농도에 대하여 각각 0.46, 0.45, 0.43 그리고 0.42로 나타났다. Xylitol은 넓은 범위의 specific oxygen supply rate와 xylose 농도에서 거의 생성되지 않았다. 최대 specific productivity는 2-10%의 농도에 대하여 0.11, 0.11, 0.241, 0.0961g ethanol/hr-g DCW의 값을 보여주었다.
제주산 병귤을 침출주의 소재로 활용하기 위하여 $30{\sim}95%$ 주정농도에 건조과피를 각각 500 g/10 l(5%, w/v) 비율로 첨가하여 70일간 침출특성을 검토하였다. 주정농도 30%에서 pH는 $5.19{\sim}4.80$으로 가장 낮았으며, 침출 후 10일까지 주정농도가 낮을수록 감소하는 경향이었다. 주정농도가 높을수록 색도 a값이 낮아지고, b값이 증가하였다. 가용성고형물은 주정농도 $30{\sim}70%$에서 $2.00{\sim}2.19%(w/v)$로, 지속적으로 증가하는 경향이었다. 산함량은 주정농도 $30{\sim}70%$에서 $0.18{\sim}0.21%(v/v)$로 차이가 거의 없었으며, 주정농도 95%에서는 $0.13{\sim}0.15%(v/v)$였다. 주정농도 낮을수록 fructose와 glucose가 많았으며, 침출기간이 길어질수록 sucrose 함량은 낮았다. 병귤과피의 주요 flavonoid는 narirutin, hesperidin, nobiletin, 3,5,6,7,8,3'4'-methoxylated flavone, tangeretin이었고, 대부분의 flavonoids는 침출 후 $3{\sim}5$일에 80%이상 용출되었다. 총 폴리페놀 함량은 주정농도 $30{\sim}70%$로 20일 침출에서 $628.8{\sim}711.2$${\mu}g/ml$였으며, 주정원액에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 따라서 병귤과피를 침출주 원료로 사용하였을 때, 주정농도 $50{\sim}70%$에서 20일 동안 침출시키는 방법이 효과적이었다.
본 연구에서는 여성의 질염을 일으키는 칸디다증 병원균에 대한 항진균 성분을 한약재에서 조사하였다. 한약재에 ethanol을 이용하여 phenol 성분을 추출하고, 추출물의 phenol 함량을 출정하였다. Ethanol농도에 따른 phenol성 물질의 용출량은 시료마다 다른 양상을 보이고 있는데, 40% ethanol 농도에서 가장 높은 용출량은 어성초, 지모, 금은화 등이며, 60% ethanol에서 가장 높은 용출량은 포공영, 작약 등이다. 황련은 80% ethanol 농도에서는 낮은 용출량을 보이나 다른 농도에서는 비슷한 용출량을 보이고 있고, 연교는 80% ethanol에서 높은 용출량을 보였다. 전자공여능은 ethanol 농도별 추출물에 따라 다르게 나타나고 있는데, 포공영은 80% ethanol 추출물 이상에서 전자공여 능을 보이며, 황련, 지모, 금은화는 100%의 ethanol추출물에서 전자공여능을 보였다. 한약재 추출물의 항균활성은 C. albicans는 황련 추출물 $200{\mu}g/mL$농도로 주입하였을 때 3mm의 저해환을 나타내었으며, C. tropicalis는 포공영 추출물을 $200{\mu}g/mL$ 농도로 주입시 2mm, 어성초 추출물을 $200{\mu}g/mL$ 농도로 주입시 2mm, 작약 추출물을 $200{\mu}g/mL$ 주입시 3 mm 저해환을 나타내었다. 황련 추출물은 50, 100, 150, $200{\mu}g/mL$ 농도로 주입시 2, 3, 6, 9mm의 저해환을 나타내었다. 추출물을 이용한 C. glabrata, C. parapsilesis, C. utils 3개 종에 대한 항균활성은 나타나지 않았다. 황련 추출물에서 항균성분은 TLC와 HPLC 분석을 통하여 berberin인 것으로 나타났다.
본 논문에서는 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액 농도를 검출하기 위한 마이크로스트립 패치 센서 안테나를 제안하였다. 비유전율 변화에 대한 감도를 높이기 위해 패치의 방사 모서리에 직사각형 슬롯을 추가하였다. 높은 비유전율과 높은 손실 탄젠트를 가지는 극성 액체인 에탄올 수용액을 패치에 놓으면 발생하는 낮은 입력 저항을 개선하기 위해 1/4 파장 임피던스 변환기를 50 오옴 급전선과 패치 사이에 추가하여 0.76 mm 두께의 RF-35 기판에 안테나를 제작하였다. 원통형 용기를 아크릴로 제작하여 15 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액을 에탄올 농도 0% ~ 100%까지 20% 농도 간격으로 만들어 실험하였다. 실험 결과, 에탄올 수용액의 에탄올 농도가 0%에서 100%로 증가할 때 공진 주파수가 1.947 GHz에서 2.509 GHz로 증가하여 농도검출 센서로서의 성능을 입증하였다.
팽이버섯 추출물의 수율 및 전자공여작용, 총폴리페놀함량, tyrosinase 저해작용, 갈색도, 아질산염 소거작용에 대하여 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화 하였다. 팽이버섯 추출물의 수율변화는 에탄올 농도에 가장 큰 영향을 받았으며, 갈변도는 microwave power 보다는 에탄올 농도에 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 아질산염 소거작용의 경우 에탄올 농도가 증가할수록, microwave power가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 전자공여작용의 경우 에탄올 농도가 증가할수록 증가폭이 컸고, microwave가 증가할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 총 폴리페놀 함량의 경우 에탄올 농도가 증가할수록, microwave power가 클수록 추출물의 생리활성이 우수한 것으로 나타나 에탄올 농도가 추출시 중요한 공정인자임을 확인 할 수 있었다. 한편, tyrosinase 저해 작용의 경우 에탄올 농도보다는 microwave power에 영향을 받았는데 power가 작을수록 그 값은 크게 측정되었다. 따라서 팽이버섯의 최적 추출조건 범위는 microwave power $47.21{\sim}76.05$ watt, ethanol 농도 $10.25{\sim}43.56%$, 추출시간 5.72분으로 예측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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