• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.768-774
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• 2009

본 연구는 통성 혐기성 미생물인 K. pneumoniae DSM4799을 이용하여 순수 글리세롤과 국내 바이오디젤 생산공정에서 발생된 폐글리세롤로부터 1,3-PD을 생산하기 위한 연구로서, 혐기 및 호기 조건, 배양온도, 글리세롤 농도, pH에 따른 1,3-PD 생산성 비교를 통해 최적 배양조건을 찾고자 하였다. K. pneumoniae DSM4799를 혐기조건과 호기/혐기 2단계 배양을 한 결과, 혐기조건에서 더 효율적인 1,3-PD 생산이 이루어졌다. 배양 온도를 $26{\sim}37^{\circ}C$로 변화시키면서 배양한 결과, $30{\sim}33^{\circ}C$에서 높은 1,3-PD 생산성을 나타내었고, 글리세롤 농도는 글리세롤의 종류에 상관없이 60 g/L 이상에서 균주의 성장 및 1,3-PD 생산이 저해되는 현상을 관찰할 수 있었다. 폐글리세롤 사용시 순수 글리세롤에 비해 초기 1,3-PD 생산은 감소하였으나, 48시간 후에는 오히려 더 높은 농도의 1,3-PD를 생산하였다. 유가식 배양으로 글리세롤 농도를 40 g/L 이하로 조절하면서 pH 조절유무에 따른 1,3-PD 및 부산물의 변화를 살펴본 결과, pH를 7.0으로 유지시켰을 때 pH 조절을 하지 않은 경우보다 25% 향상된 1,3-PD 수율을 나타내었다(0.56 g/g vs. 0.45 g/g). 본 연구를 통해 K. pneumoniae DSM4799를 이용하여 1,3-PD 생산시 혐기조건, 온도 $30^{\circ}C$, 순수 또는 폐글리세롤 40 g/L 이하, pH 조절 등의 배양조건이 적합함을 알 수 있었으며, 최적화된 배양조건을 통해 보다 가격경쟁력이 있는 생물학적 1,3-PD 생산이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권5호
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• pp.435-441
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• 1998

Red beet(Beta vulagris L.) 모상근의 회분배양을 이용한 천연색소인 betacyanin 생산 최적화를 위해 광도, C/N ratio, 인산의 농도를 각각 변화시켜 세포생육과 색소 생산성에 관한 동력학적 분석을 실시했다. 광도변화에 따른 배양 결과 3 klux의 경우 0.3(1/day)의 최대 비 생육속도와 0.11(mg/g-dry cell/day)의 최대 비 생산속도 그리고 14 k1ux에서 0.242(1/day)의 최대 비 생육속도와 0.125(mg/g-dry cell/day)의 최대 비 생산속도를 나타냈다. 광도와 균체의 생육관계를 검토한 결과 광도에 따른 세포 생육은 photoinhibition model이 적용됨이 확인되었다. Red beet 모상근으로부터 betacyanin의 생산은 partially growth related process임이 입증됐다. 이에 따른 세포당 최대 betacyanin 생산을 나타내는 $\alpha$는 0.3756 (mg/cell)이며, 최대 생산속도를 나타내는 $\beta$는 0.001 (mg/g-cel1/day)로 측정됐다. C/N ratio에 따른 실험결과 42.1(w/w)에서 0.26(1/day)의 최대 비생육 속도를 나타내었으나 최대 비 생산속도는 31.6(w/w)에서 0.075(mg/g-cell/day)를 나타냈다. 인 농도에 대한 균체의 생육 및 물질 생산성의 관계를 검토한 결과 1.25mM에서 0.31(1/day)의 비생육 속도와 0.134(mg/g-dry cell/day) 비생산 속도를 나타내었다. 최적 조건을 결정하기 위한 response surface methodology(RSM)결과 세포 생육과 betacyanin의 최대 생산을 위한 최적 광도는 5.5 (klux),최적 C/N ratio와 인의 농도는 27(w/w), 1.25 (mM)로 결정됐다. 그리고 0.1 $\mu$M kinetin 첨가시 대조구에 비해 비생산성이 0.085(mg/g-dry cell/day)로 증가함이 입증됐다. Normal조건과 optimum조건의 비교결과 세포의 농도인 X(g-dry wt./L)가 8와 16, betacyanin의 생산량인 P(mg/L)가 4.48과 12.5, 그리고 optimum 조건에서 최대비 생육속도인 $\mu$$_{max}$ 가 0.375와 그리고 최대비 생산속도인 q$^{max}$ $_{p}$ 는 0.134로 약 2배로서 최적화가 되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권1호
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• pp.22-31
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• 2019

에케베리아 라우이(Echeveria laui)와 엘레강스(Echeveria elegans)의 기내 식물체 대량생산을 위하여 캘러스와 신초 유도, 신초생장과 발근에 영향을 미치는 생장조정제 종류 및 농도를 구명하고 형성된 식물체의 기외 순화조건을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 캘러스 유도에 적합한 부위를 구명하기 위해 잎을 상부, 중부, 하부로 나누어 NAA와 BA의 농도별로 치상한 결과, E. laui는 엽상중부를 이용 하였을 때 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;1\;mgL^{-1}$의 혼용처리에서 캘러스가 100% 형성되었으며, E. elegans는 엽중부에서 $NAA\;2\;mgL^{-1}+BA\;4\;mgL^{-1}$ 혼용배지가 83.3%로 가장 높은 캘러스 형성을 보여 캘러스 형성에 효율적일 것으로 생각된다. 캘러스로부터 신초 형성율은 E. laui에서는 $NAA\;0.1\;mgL^{-1}+BA\;3\;mgL^{-1}$ 혼용배지, E. elegans는 $NAA\;0.3\;mgL^{-1}$ 단용배지에서 가장 높았다. 또한 신초의 증식에 적합한 배지는 E. laui는 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;1\;mgL^{-1}$ 혼용배지에서 신초가 10.4개, E. elegans는 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;0.1\;mgL^{-1}$ 혼용배지에서 12.0개로 신초가 가장 많이 형성되었으며, 형성된 재분화체는 정상적인 식물체로 생장하였다. 기외 순화조건의 경우, 용토에 따라 생육은 큰 차이를 보이지 않았으며, 관상가치를 고려하여 차광막 35 ~ 55%에서 순화 처리하는 것이 적합할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 최적의 기내 배양 조건 및 재분화 식물체 순화조건 체계확립을 통해 고부가 다육식물인 E. laui와 E. elegans의 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권2호
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• pp.127-135
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• 2019

하월시아 옥선(Haworthia truncata)의 기내 대량생산을 위하여 캘러스 유도에 적합한 부위와 기내 재분화 조건을 확립하고, 형성된 식물체의 기외 순화조건을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 캘러스를 유도에 적합한 식물 부위를 구명하기 위해 잎, 화뢰, 화경을 이용하여 NAA와 TDZ의 농도를 달리하여 MS배지에 배양한 결과, 잎은 NAA $1{\sim}2mgL^{-1}$ 단용 배지, 화뢰 NAA $1mgL^{-1}$ + TDZ $2mgL^{-1}$혼용처리에서 100% 캘러스 형성율을 보였으며, 화경 NAA $2mgL^{-1}$ + TDZ $2mgL^{-1}$혼용처리에서 75% 캘러스 형성율을 나타냈으며 이 중 가장 많은 배양 절편체 확보가 가능한 잎이 옥선(H. truncata)의 대량 증식에 가장 효율적일 것으로 판단되었다. Shoot 유도 배지로는 NAA $0.1mgL^{-1}$의 단용 처리구에서 다른 처리에 비해서 shoot가 24.2개로 shoot 발생이 가장 많았으며, shoot 증식(multiple shoot)은 NAA $1mgL^{-1}$ + BA $0.1mgL^{-1}$ 혼용 처리구에서 multiple shoot가 66.3개로 가장 많이 형성되었다. 재분화 식물체의 기외 순화조건은 용토에 따라 생육에 큰 차이를 보이지 않았으나 식물체의 고유 엽색 유지, 엽장, 생존율을 고려하여 차광막 95%에서 순화 처리하는 것이 적합할 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 최적의 기내 배양 조건 및 재분화 식물체 순화 조건 구명을 통해 번식이 어려운 옥선(H. truncata)의 균일하고 안정적인 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.289-296
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• 2006

경제적으로 중요한 식용작물인 콩(Glycine max)의 초기형 질전환 효율증대를 위하여 연구를 수행하였다. 높은 초기형 질전환 조건 확립을 위하여 기초실험으로 Agrobacterium 감 염에 순응적인 국내 콩 품종을 스크린 하였으며, 적정한 agar 농도와 선발항생제 hygromycin 농도 규명, 상처방법, explant의 치상방향, 호르몬 전처리, 액체배지 선발 등 형질 전환 초기효율에 미치는 영향을 transient GUS 분석을 통하여 알아보았다. Agrobacterium 감염에 순응적인 품종을 선발하기 위하여 32개의 국내 콩 장려품종을 스크린한 결과, 일품검정콩, 은하콩, 만리콩, 대원콩 등 14개의 순응형 품종을 선발하였으며, 효율적인 제균제로는 cefotaxime이, 효율적인 선발항생제로서는 hygromycin이 선택되었다. Hygromycin 농도는 10-15 ppm이 효율적이었고, agar 농도 0.6-0.8%, explant의 치상방향은 향배축(adaxial side)을 down하여 치상하였을 때가 높은 GUS ($\beta$-glucuronidase)발현빈도를 나타냈고 상처방법은 scalpel보다. 동양침을 사용하였을 때 높게 나타났다. 형질전환 체계확립을 위하여 호르몬 전처리를 한 결과, BA 5 ppm 과 10 ppm을 처리하였을 때 후기 선발에서 높은 생존율을 보였고, 전처리 후에 액체배지에서 선발을 하였을 때 비형질 전환체(escape)의 빈도를 크게 낮출 수 있었다. 또한 여러 조건의 결과를 비교하여 볼 때, 국내 콩 품종 중에서 형질전환을 위한 재료로써는 은하콩이 가장 적합한 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제34권1호
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• pp.60-73
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• 1989

수도재배에 있어서 수량은 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 나타난 반응의 산물이다. 수도의 적정재배조건을 구명하기 위하여 지금까지는 제한된 요인 및 수준에서 시험연구가 수행되어 왔는데, 처리요인수 및 각 요인당 처리수준이 증가될 경우 전체 처리수의 급증으로 시험수행이 어렵게 된다. 본 연구는 이를 극복하고자 조생량 벼 품종 '운봉벼'의 재식주수, 주당본수, 질소시비량, 이앙일, 육묘일수 등 5가지 계량적 재배요인의 최적조건을 구명하기 위한 시험을 수행하고 수량을 Box와 Wilson의 중심합성계획법에 따라 분석하였으며(시험 1), 같은 품종을 공시하여 실험 1과 같은 요인을 Finney의 부분실시법(FFD)과 비교함으로써(시험 2) CCD의 농사시험연구에의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 1. 재배조건에 따른 수량반응 수량은 5요인중 4요인의 수준을 중심수준에서 통제하였을 때 각 요인별 최대수량은 중심수준(재식주수, 90수/3.3$m^2$ ; 주당본수, 5본 ; N시비량, 11kg/10a ; 이앙일, 6월 25일 ; 육묘일수, 35일) 부근이었고 각 요인이 양극단수준으로 갈수록 감수하였으며 5요인중 3요인을 중심수준에서 통제하고 난 뒤에 2요인들 간의 상호작용에 의한 수량은 가 수준의 중심부에서 최고치를 보였다. 전체 5개 요인의 상호작용에 의해 나타난 수량의 정상점은 안부점이었다. 2. 두 계획법의 비교 가. CCD에서 수량에 대한 각각의 정상점에서의 재배조건은, 재식주수 107주/3.3$m^2$, 주당본수 4본, 질소시비량 10kg/10a, 이앙일 6월 26일, 육묘일수 33일이었고, 정상점에서의 수량은 439kg/10a으로서 FFD에서의 그것들과 비슷하였다. 나. CCD에 의하면 요인수와 수준수가 많아도 처리조합수를 획기적으로 줄일 수 있었고, 실험재료의 절적, 작업시간의 단축 및 작업의 간편화를 가져왔다. 다. CCD(각 요인별 5수준)는 FFD(각 3수준)에 비하여 수준수가 많았지만 결과를 도해화하기에 편리하였다. 라. 양 계획법에 있어서 수량의 정상점이 안부점인 것으로 보아 요인의 설정시 각 요인 상호간의 이질성을 고려해야 하며, 처리요인의 지나친 증가도 억제되어야 할 것이다. 마. CCD는 극한수준($\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2)의 처리가 없기 때문에 각 요인의 극한수준의 실험영역에 대해서는 적은 정보를 얻었으나. FFD보다는 많은 유익한 정보를 획득할 수 있었다. 따라서, CCD는 획기적으로 처리수를 줄였어도 유익한 정보를 제공하는 것으로 보아, 농사시험연구에 효율적으로 활용할 수 있는 계획적으로 확인되었다.적으로 확인되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권2호
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• pp.132-139
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• 2005

청국장의 대중화에 있어서 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 $2{\sim}3$개월의 짧은 유통기간과 유통기한 내의 제품에서 곰팡이가 번식하는 등 저장성 문제점들을 해결하고자 종균 배양 및 접종, 저온살균을 통한 위생적 제조/가공방법, 포장방법 개선 등의 연구를 수행하였다. 살균온도, 저장온도, 저장기간을 최적화하기 위한 각각의 조건에서 진균류, 생균수, 가스발생량, pH 및 아미노태 질소 등을 측정하고 SAS program의 반응표면분석법으로 monitoring하여 유통과정에서의 품질변화를 측정하였다. 진공포장과 일반포장 제품에서 진균류는 나타나지 않았으며 생균수는 진공포장과 일반포장 둘 다 살균온도에 따른 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 가스발생량에 대한 저장조건의 영향은 진공포장의 경우 살균온도에서 가장 큰 영향을 받았고, 일반포장이 진공포장보다 가스발생량이 훨씬 많았다. pH변화는 진공포장과 일반포장 모두 저장온도가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 아미노태 질소 함량에는 진공포장과 일반포장 모두에서 저장온도, 저장기간, 살균온도의 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났고 진공포장 한 것이 저장 중 아미노태 질소 함량 변화가 적었다. 진공포장 조건이 미생물에 의한 계속적인 분해 작용을 억제함을 알 수 있었다. 위 결과를 토대로 본 연구에서 종균배양 접종을 통한 위생적인 제조 방법으로 청국장을 제조하여, 진공포장하고, $70^{\circ}C$에서 60분간 살균하여, $10^{\circ}C$ 이하 저장조건에서 6개월 이상까지 저장이 가능한 제품을 생산할 수 있었으며, 제조 및 포장공정의 개선으로 청국장의 상품성을 크게 증가시키는 것이 가능할 것으로 사료된다.결정형태에는 크게 영향을 미치지 않으나 전분의 무정형 부분에 영향을 주어 쌀 전분의 팽윤력, 용해도 및 pasting property등의 물리화학적 성질에 변화를 주는 것으로 판단되었다.on 억제활성성분이 존재한다는 것을 시사한 것이다. 2004년과 같이 한발이 심한 해에는 이랑방향 $180^{\circ}$의 수량성이 대조구인 $120^{\circ}$보다 낮았으나 상대적으로 한발이 적은 2005년도에는 $180^{\circ}$가 대조구보다 높은 수량을 보였다.추출물은 87.15%의 높은 암세포 생육억제활성을 나타내었다. 동일 농도에서 발아 길이 5 mm인 시료의 경우 SNU-601에 대하여 85.33%의 억제효과를 보였다. 그러나 유방암세포인 MCF-7과 대장암세포인 Caco-2의 경우 최대농도의 시료를 첨가한 경우에도 세포증식을 억제하지 못하였다. 메밀의 발아 길이별 $IC_{50}$값을 살펴보면, Calu-6에서 발아 길이 5 mm 추출물에서 $301.06\;{\mu}g/mL$, SNU-601에서 2 mm 추출물이 $510.20\;{\mu}g/mL$로 탁월한 효과를 보였다. 즉, Calu-6와 SNU-601 세포주에 대한 $IC_{50}$은 대조군에 비해 발아에 의하여 세포독성 효과를 증가되었지만, MCF-7와 Caco-2에 대한 항암효과는 없음을 알 수 있었다.것으로 사료된다.높게 인식할수록 재방문의도 및 추천의도가 커지는 것을 알 수 있었다. 대학교 급식소 운영주체에 대한 소비자 인지도 조사결과 향후 대학교 급식소를 운영하는 위탁급식 전문업체의 경우 그들의 브랜드를 알리기 위한 홍보전략이

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권3호
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• pp.231-237
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• 2009

재조합 대장균으로부터 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 회수하기 위한 추출정제 방법을 개발하기 위하여 세포파쇄의 유무, 추출온도, 추출용매의 종류, 세포 대 추출용매의 비율 및 결정세척 용매의 선정이 베타-카로틴 추출수율과 순도에 미치는 영향을 조사하였다. 세포파쇄의 유무는 베타-카로틴 추출수율에 영향을 미치지 않았으므로 별도의 물리적 세포파쇄 단계가 생략되었다. 테스트된 용매 종류에 관계없이 $50^{\circ}C$에서 베타-카로틴의 추출수율은 $30^{\circ}C$에서보다 월등히 높았다. 아이소부틸 아세테이트에 의해 추출되는 베타-카로틴의 양은 추출성능이 제일 낮은 아세톤을 사용한 경우에 비해 7.6배 높았다. 0.4g의 동결건조세포로부터 베타-카로틴을 최대로 추출하기 위해 필요한 아이소부틸 아세테이트의 최적양은 10mL였고, 이는 단위 건조 세포(g-dry cells)당 25mL의 아이소부틸 아세테이트가 필요함을 의미하였다. 아세톤과 올리브오일을 동일비율로 혼합한 용액에 의한 추출양은 아세톤만을 사용한 경우보다 훨씬 높았고 가장 높은 값을 나타낸 아이소부틸 아세테이트에 의한 값과 비슷한 수치를 나타내었다. 추출액에 용해되어 있는 베타-카로틴의 결정 생성을 촉진시켜 베타-카로틴을 추출용액으로 분리하여 얻어진 베타-카로틴 결정의 순도는 89%으나 이를 에탄올로 세척 시 순도가 98.5%로 향상되었다. HPLC, 분광광도계 분석외에 추가적으로 질량분석을 수행함으로써 회수된 결정이 베타-카로틴임을 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 연구팀에서 개발한 방법으로 식품의약 안전청에서 고시한 화장품 및 식품의 첨가물 기준을 만족시키는 고순도 베타-카로틴을 효율적으로 생산할 수 있음을 시사한다.