Earticle

Alginate에 0.3% soluble starch, whey, insoluble starch, agar, locust bean gum, guar gum, gum arabic, pectin, gelatin과 0.15% xanthan gum등과 같은 biopolymers가 함유된 격자들의 유사위액 침투효과를 pH 변화로 측정하는 방법이 시도되었다. 이와 같은 biopolymer가 함유된 격자들의 산투과도와 이들 각각의 격자에 포집된 bifidobacteria의 유사위액에 대한 생존력을 조사한 결과 이들 격자들의 산투과 억제 정도에 따라 이들 격자에 포집된 bifidobacteria의 유사위액에 대 한 생존율 향상 정도가 일치하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 다양한 포집격자들의 산투과도를 pH 변화로 측정하는 방 법은 bifidobacteria의 생존율 증대를 위한 포집재료의 선별에 매우 유용한 방법으로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 가장 높은 산투과 억제효과를 나타낸 0.15% xanthan gum이 함유된 alginate 격자에 포집된 bifidobacteria는 담즙염, 과산 화수소에 대한 저항성이 포집되지 않은 free cell에 비하여 매우 높게 나타났으며, 또한 유기산으로 pH 4.5로 조정한 우유 에서 저장기간에 따른 생균수 변화도 거의 없는 것으로 조사되었다. 따라서 xanthan gum이 함유된 alginate를 세포포집재 료로 사용하여 bifidobacteria를 포집한 비드를 발효유제품에 적용할 경우 bifidobacteria의 생존력이 향상된 고부가가치적 상품화가 기대된다.

The diffusion effect of simulated gastric juices into the various alginate vessel containing each biopolymer such as 0.3% soluble starch, whey, corn starch, agar, locust bean gum, guar gum, gum arabic, pectin, gelatin and 0.15% xanthan gum was tested by measuring the change of pH in the vessel. The degree of viability of bifidobacteria entrapped in each bead containing biopolymers was corresponded with the degree of diffusion inhibition of hydrogen into the each vessel. Therefore, The determination of diffusion inhibition of simulated gastric juices into the various vessel by measuring the change of pH in the vessel may be effectively used as the simple method to select the optimal entrapment lattice for the improvement of bifidobacteria viability. Bifidobacteria entrapped in alginate bead containing 0.15% xanthan gum whose lattice showed the lowest hydrogen diffusion were more significantly tolerant against bile salts and hydrogen peroxide than untrapped bifidobacteria. It was also observed that the viability of bifidobacteria entrapped in bead was not nearly changed in milk adjusted pH 4.5 with organic acids at 4℃ for 10 days. Therefore, use of alginate containing 0.15% xanthan gum as a cell matrix for entrapping bifidobacteria was expected to improve the viability of bifidobacteria in fermented milk products and develop the high value-added products.

Cellulose 분해에 관련된 β-glucosidase 효소 활성의 특성 파악을 위하여, 송이균사(Tricholoma matsutake DGUM 26001)의 액체배양시 세포외로 분비되는 β-glucosidase 효소를 부분정제하여 그 특성을 조사하였다. 효소 활성에 미치는 적정 온도는 55-70℃이었고 최적 온도는 65℃이었다. 적정효소활성에 영향을 주는 적정 pH는 3.0-5.0 범위였으며 최적 pH는 4.0이었다. Salicin을 기질로 최적 조건하에서 β-glucosidase 효소의 비활성도는 18.7 unit/㎎ protein이었다. 열안정성은 60℃ 이하의 온도에 60분간 열처리시 약 90% 이상의 효소활성을 유지하였다. Fe++ 이온은 효소활성을 촉진하였으나, Hg++ 및 Cu++ 이온은 효소활성을 매우 억제하였다. Salicin에 대한 효소활성을 100으로 하였을 때, cellobiose는 48.6%의 상대적 효소활성을 나타내었으며, cellobiose에 대한 Km값 및 Vmax값은 각각 0.12 mM과 0.02 umol/min었다.

In order to determine the characteristics of β-glucosidase associated with cellulose degradation, the enzyme produced extracellularly by the mycelia of Tricholoma matsutake DGUM 26001 in culture broth was partially purified. The enzyme activity was maintained in the range of temperatures from 55 to 70℃ and its optimum temperature was 65℃. The β -glucosidase enzyme showed relatively high activity in the range of pH 3.0-5.0 and its optimum pH was 4.0. Under the optimal conditions, the specific activity of β-glucosidase for salicin as a substrate was 18.7 unit/mg protein. After thermal treatment of the enzyme at 55℃ for 60 min, more than 90% of the enzyme activity was still sustained. Iron(Fe++) stimulated enzyme activity, whereas mercury(Hg++) and copper(Cu++) inhibited. Compared to salicin as a substrate, the relative activity for cellobiose was observed to be 48.6%. The apparent Km and Vmax of the enzyme with cellobiose were 0.12 mM and 0.02 umol/min, respectively.

본 연구는 조류의 고농도 배양을 통하여 축산폐수로부터 질소, 인등의 영양염류를 효과적으로 제거하여 환경오염을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 조류성장의 환경적 요소인 질소/인 농도비에 대한 질소와 인의 제거효율분석 실험을 통하여 최적 질소/인 농도비를 결정하였다. 고농도 조류 배양을 위한 광도의 균일한 공급을 위하여 광섬유를 이용한 광생물반응기를 공정에 적용하였다. 제안된 광섬유를 이용한 광생물반응기는 광원으로부터 반응기 전체로 효과적인 광전달을 수행하는 것을 확인하였다. 조류 배양에서 조류의 성장과 질소, 인의 제거를 표현하기 위해서 구조적 속도식 모델을 제시하였다. 유전알고리즘을 이용한 자기구성 퍼지 제어기를 구성하여 반연속식 폐수처리공정의 제어를 수행하였다. 구성된 퍼지 제어기는 폐수의 유입량 조절을 통하 여 질소의 농도를 주어진 설정치로 유지되도록 운전하였다. 실험 결과에 의해 자기구성 퍼지 제어기는 원하는 질소의 농도를 잘 유지함은 물론 조류의 성장을 증진시킴을 알 수 있었다.

In this study, algae cultivation using the photobioreactor has been applied to remove the nitrogen and phosphorus compounds in the wastewater of the livestock industry. The optimal ratio of nitrate and ortho-phosphate concentration was found for the enhancement of removal efficiency. To achieve the high density culture of algae, the photobioreactor consisted of optical fibers was developed to get the sufficient light intensity. The light could be illuminated uniformly from light source to the entire reactor by the optical fibers. The structured kinetic model was proposed to describe the growth rate, consumption rate of nitrates and ortho-phosphates in algae culture. The self-organizing fuzzy logic controller incorporated with genetic algorithm was constructed to control the semi-continuous wastewater treatment system. The proposed fuzzy logic controller was applied to maintain the nitrate concentration at the given set-point with the control of wastewater feeding rate. The experimental results showed that the self-organizing fuzzy logic controller could keep the nitrate concentration and enhance algae growth.

Kraft lignin을 산분해한 후 HRP를 이용하여 다시 중합시키거나, phenol과 p-cresol과 공중합을 시도하였다. lignin은 구조가 복잡하고 여러 가지 단량체로 이루어져 있어서 그 변형이 용이하지 않기 때문에, 구조를 보다 단순하게 하기 위하여 산분해라는 화학적인 방법을 통하여 lignin을 분해하였다. 반응시간과 HCl의 농도를 조절하여 최적의 분해수율을 유지하였다. 산분해를 통하여 얻은 고분자와 p-cresol 및 phenol을 HRP를 이용하여 공중합하여 수평균 분자량이 8,500～14,000인 공중합체가 얻어졌다. DSC 검사 결과 새롭게 중합된 고분자들은 250℃ 근방에서 녹는점을 가지고 있었으며 열적 가공성이 용이함을 알 수 있었다.

Kraft Lignin which is produced abundantly in pulp industry, was chemically degraded into small oligomers and polymerized using horseradish peroxidase. Lignin acidolysis was optimized by controlling reaction time and HCl concentration. Acidolyzed lignin was polymerized and copolymers of acidolyzed lignin and phenol or p-cresol were synthesized. 70% of kraft lignin was degraded after acidolysis. Number average molecular weight of all lignin polymers were from 8,500 to 14,000 and did not show large difference. Differential scanning calorimeter analysis showed that acidolyzed lignin polymer and copolymer of acidolyzed lignin and phenol or p-cresol had glass transition and melting temperature while lignin did not show any melting temparature under 300℃, which indicates that newly synthesized lignin polymers can be used in industry under mild condition.

남해안 유류 오염지역으로부터 유류분해능이 우수한 균주를 선별하여 동정한 결과Pseudomonas aeruginosa로 동정되었으며, Pseudomonas aeruginosa BYK-2로 명명하였다. 균 성장 및 생물유화제 생산을 위한 최적배양온도, 시간, pH, NaCl 농도는 각각 25℃, 48시간, 7.0이었으며, NaCl은 첨가하지 않았을 때 가장 많은 양의 생물유화제가 생산되었다. 본 균주의 경우, 1%(w/v) arabian light 원유와 bunker C oil을 기질로 7일간 배양한 결과 92.1%(w/w)와 76.2%(w/w)가 생분해되었다. n-hexadecane에 대한 세포부착능의 실험에서는 탄화수소화합물들(arabian light 원유, kuwait 원유, bunker C 유, n-paraffine, n-hexadecane, n-tetradecane)을 기질로 배양했을때는 모두 80% 이상의 높은 세포부착능을 나타냈으며, 지방산들(oleic acid, olive oil, lecithin)중에는 lecithin을 기질로 배양했을 때 91.5%로 가장 높은 세포부착능을 나타내었다. 또한 당들(arabinose, trehalose, dextrose, galactose, lactose, fructose, maltose, sorbitol, sucrose)을 기질로 했을 경우 arabinose, galactose, sorbitol, sucrose를 제외하고는 대부분 70%이하의 세포부착능을 나타냈다

A marine bacterium having a high oil-degrading activity was isolated from the oil-polluted southern sea of Korea, and was identified as Pseudomonas aeruginosa and was named Pseudomonas aeruginosa BYK-2. The optimal temperature, culture time, pH and NaCl concentration for biosurfactant production and cell growth showed 25℃, 48h, 7.0 and 0%(w/v), respectively. After cultivation at 25℃, 180 rpm in 250 mL erlenmeyer flask for 7days, 1%(w/v) arabian light crude oil and bunker C oil which are considered to be hardly degradable compounds were degraded 92.1%(w/w) and 76%(w/w) respectively. And then, the cell adherence was measured on various carbon sources. The cell adherence indicated over 80% on hydrocarbons(arabian light crude oil, kuwait crude oil, bunker C oil, n-paraffine, n-hexadecane, n-tetradecane) as carbon sources. Lecithin among fatty acids(oleic acid, olive oil, lecithin) showed highest cell adherence of 91.5%. The cell adherence of sugars(arabinose, trehalose, dextrose, galactose, lactose, fructose, maltose, sorbitol, sucrose) observed to be less than 70% except for arabinose, galactose, sorbitol and sucrose.

Xylitol을 당수용체로하여 당알콜 올리고당 glucosyl-xylitol을 생산하기 위하여 캡슐고정화 전세포 CGTase를 제조하고자 하였다. CGTase를 생산하기 위하여 Bacillus macerans를 배양하는 경우 organic form의 질소원을 사용하는 경우가 inorganic form의질소원을 사용하는 경우보다 더 많은 CGTase를 생산하였고 배양도중 탄소원인 starch가 분해되는 동안 CGTase가 생성되었다. B. macerans에 의하여 생산되는 CGTase는 80% 이상이 extracellular enzyme이며 intracellular enzyme은 20% 이내이었다. E. coli, C. glutamicum, S. cerevisiae 등과 달리 캡슐내부에 B. macerans를 접종하고 캡슐내부에서 고농도로 배양할 수 없었다. 배양액속에 존재하는 CGTase는 다른 이온성 물질들로 인하여 활성탄, Ambolite, Sephadex 등의 흡착제에 흡착시킬 수 없었다. 미생물을 배양한 배양액 전체를 10배로 농축하여 캡슐내에 고정화함으로써 캡슐고정화 전세포 CGTase를 제조할 수 있었다. 농축배양액을 이용하여 제조된 캡슐고정화 전세포 CGTase는 hydrolysis, intermolecular transglycosylation을 수행하였으며 xylitol을 당수용체로 하고 dextrin을 당공여체로 하여 glucosyl-xylitol을 생산하였다.

We tried to prepare encapsulated whole cell cyclodextrin glucanotransferase(CGTase) in order to produce glycosyl-xylitol using xylitol as glucosyl acceptor. The organic nitrogen source was more effective for the production of CGTase from Bacillus macerans IFO 3490 than the inorganic one. Most of the CGTase which had been produced during cultivation was excreted to the growth medium. B. macerans cells inocculated in the capsule failed to grow to the high cell density. Adsorbents such as activated charcoal, Sephadex and Amberite resins could not adsorb efficiently the CGTase from the broth solution. We obtained successfully the encapsulated whole cell CGTase by immobilizing the concentrated broth solution in the calcium alginate capsules. The encapsulated whole cell CGTase carried out the transglycosylation reaction which converts xylitol into glucosyl-xylitol using dextrin as glucosyl donor.

본 연구에서는 고정화 UK를 이용한 융합단백질의 절단반응에 대해 UK의 고정화, 고정화 UK의 특성과 절단반응, 절단반응 후의 분리정제 그리고 고정화 UK의 재생에 대해 실험하였다. 고정화 수율은 99% 이상이였고 고정화 후의 효소활성은 80%를 유지하였다. 융합단백질 전단반응에서 액상 UK와 고정화 UK를 이용한 회분식 반응 모두 약 70%의 절단반응을 얻었고, 특히 고정화 UK의 사용시 부반응이 매우 낮은 이점이 있었다. 컬럼식 절단반응에서는 기질의 주입속도에 따라 절단수율은 크게 변화하였다. 최적의 유속은 50%의 절단수율을 얻은 1 bed volume/h로 설정하였다. 고정화효소반응의 이점인 안정성과 반복사용 측면에서는 액상 UK 대비 고정화 UK가 높은 열안정성을 보였고 낮은 pH에서는 10% 이상 높은 활성을 유지하였다. 반복사용을 위해 6MGuHCl을 사용하여 인위적으로 풀림, 재접힘을 한 경우 98%의 활성을 얻음으로 타당성이 있음을 제시하였다. 또한 목적단백질의 분리를 위하여 산침전 후 expanded bed adsorption 크로마토그래피를 이용함으로써 연속화된 고수율의 정제공정을 가능하게 하였다. 이러한 고정화 UK를 이용한 절단반응 및 정제시스템을 구축함으로써 융합단백질의 생산공정에 매우 유용하게 사용될 것으로 생각되어진다.

Urokinase (UK), a thrombolytic enzyme used to clear catheters obstructed by blood clots, can be also used industrially in the recombinant protein purification system to cleave a fusion protein linked with a certain fragment of GST. We have immobilized UK by covalent attachment to activated Sepharose 6B-Cl gels and evaluated its performance to cleave a fusion protein of hGH and GST. The Sepharose gels were activated by etherification with glycidol (2,3-epoxypropanol) and further oxidized with periodate resulting in glyceryl-Sepharose gels. After the activation treatment, surface density of the aldehyde groups was 7-30 μmol-aldehyde/mL-gel. Immobilization yield was higher than 99% at high pH (10.5), and the immobilized UK maintained ca. 80% specific activity of the soluble UK. In a column reaction the cleavage yield heavily depended on the feed rate, and it was nearly 86% of that from soluble UK. And the immobilized UK was successfully regenerated by unfolding and refolding with 6M GuHCl. After cleavaging reaction, the monomeric hGH was purified by using expanded bed adsorption chromatography.

1.0%(w/v)의 CMC 담체는 고정화를 유지할 수 있는 점도를 가지며 0.1 M 이하의 양이온과 이온가교결합을 할 수 있는 농 도이다. Luminometer tube내의 시료에 유동을 최소화함으로써 산소의 공급을 일정하게 하여 P. phosphoreum을 고정화 30분 후 bioluminescence intensity가 안정되어 바로 측정할 수 있는 장점을 가지고 있었다. 1%(w/v) CMC담체는 pH 6.92로 최적조건인 pH 7.0에 근접했으며, 발광기작에 필요한 산소전달(oxygen transfer)이 1.5%(w/v)～3.0%(w/v) CMC담체보다 뛰어나 Bioluminescence intensity의 안정성을 부여하였다. Cr-화합물인 Na2CrO4, K2CrO4, CrO3, CrK(SO4)2 및 CrCl3의 CMC담체에 대한 민감도는 γ값을 이용해서 EC50값으로 나타내었을 때 Na2CrO4, K2CrO4, CrK(SO4)2 및 CrCl3의 EC50값이 1.0%(w/v)CMC에서는 5.4～16.3 g/L으로 1.5%(w/v)～3.0%(w/v) CMC에서는 6.2～555.9 g/L의 범위로 나타났다. 이것은 1.0%(w/v) CMC가 낮은 독성 농도에서 bioluminescence intensity가 50% 감소함을 알 수 있고, 상관계수(R2)가 0.911～0.990으로 높게 산출되었다. 따라서 1%(w/v) CMC 담체가 P. phosphoreum의 bioluminescence에 안정성을 주었으며, 독성물질에 가장 민감하다는 것을 알 수 있었다.

Bioluminescence of Photobacterium phosphoreum has been used for the detection of pollutants in the environment. Immobilization method was used to maintain the stability of bioluminescence of P. phosphoreum. The carboxymethylcellulose was investigated to find out whether it was suitable for the immobilization of P. phosphoreum as a matrix without disturbing the bioluminescence emission. A maintenance of bioluminescence was determined from the P. phosphoreum immobilized on the various concentrations of carboxymethylcellulose. A relatively high bioluminescence intensity was shown with immobilized cells on 1%(w/v) carboxymethylcellulose. The effect of carboxymethylcellulose concentrations on the sensitivity of Crcompounds including Na2CrO4, K2CrO4, CrO3, CrK(SO4)2 and CrCl3 to the bioluminescence intensity. The calculated EC50 showed that the linear relations between such substances and bioluminesence intensity were established.

생난황으로부터 시알산 함유 올리고당을 직접 생산하기 위한 biphasic system(water-immiscible hexane system)의 최적 조건을 조사하였다. Biphasic system Ⅰ은 Ⅱ보다 생산수율이 높았으며, 온도, 함수율 및 반응 시간의 최적조건은 각각 30℃, 20%, 12시간이었다. Biphasic system Ⅰ에서, 난황을 가수분해하기 위한 3종류의 효소(protease A, corolase 7089, neutrase 0.5L)의 활성은 함수율과 온도에 강하게 영향을 받았으나, biphasic system Ⅱ에서는 온도(30℃와 50℃)의 영향을 거의 받지 않았다. 두 종류의 biphasic system에서 반응시간 12시간까지는 시알산 함유 올리고당의 생산량이 증가되었으나, 15시간 이후에는 거의 증가하지 않았다.

Protease-catalyzed liberation of sialyloligosaccharide from raw egg yolk was investigated in biphasic system, water-immiscible hexane system. Biphasic system Ⅰ, in which water was the continuous phase, was better than the opposite biphasic system Ⅱ in sialyloligosaccharide liberation. The optimal conditions of temperature, water content and reaction time were 30℃, 20% and 12 hours, respectively. Protease activity was strongly influenced by the amount of water present in the reaction mixture. The liberation of sialyloligosaccharide was accelerated by protease pre-treatment at 30℃ in 0.2 M NaCl solution, prior to addition of hexane (Biphasic system

크로마토그래피의 거동을 수치 모사하기 위하여, retention time method와 moment method에 의해 계산된 파라미터들을 흡착 등온선 모델식에 사용하였다. 이 경우, 이론치와 비교하기 위해서 등용매 조건하에 유기산 이온 크로마토그래피 실험을 수행하였고, 크로마토그램의 거동을 설명하는 수학적 모델로 equilibrium-dispersive model을 사용하였다. Moment method에서는 평균체류시간을 나타내는 1차 모멘트, m'1와 분배 계수 K의 관계로 나타낼 수 있으며, 실험을 통해 분배 계수는 쉽게 구해질 수 있다. 운전 변수의 변화에 따른 크로마토그램의 특성을 살펴보기 위해서 유기산의 농도, 이동상의 유속, 용리액의 이온 강도 그리고 용질의 주입량을 변화시켜 수치모사를 수행하였다. 각각의 조건에 대해서 크로마토그램은 용질의 농도가 증가할수록, 유속이 증가할수록, 이온 강도가 증가할수록 평균 체류 시간이 감소하고 날카로운 피크를 얻을 수 있었으며, retention time method에서 보다 moment method와 data fitting에 의해 계산된 파라미터들이 실험치와 더 잘 일치함을 볼 수 있었다. 본 연구를 바탕으로, gradient 조건에서 유기산에 대한 이온크로마토그래피의 거동 연구로 확장할 수 있다.

In order to predict the chromatogram for organic acid in ion chromatography, Langmuir isotherm parameters were obtained by Retention Time Method(RTM) and moment method. Ion chromatography analysis for formic acid was performed and compared with theoretically predicted profiles under isocratic condition. Band profiles were estimated with the equilibrium-dispersive model of chromatography using a PDEsolver MacsymaⓇ. The relationship between the characteristics of chromatogram and the variable operating condition in chromatography such as the flow rate, ionic strength and injection volume was studied. Satisfactory agreement was observed between the experimental and the estimated chromatograms with parameters obtained form the moment method.

Geotrichum candidum(KCTC 6195)를 이용하여 색도제거를 위한 최적조건은 초기 pH 6, 30℃, glucose 농도 30 g/L이었으며 빛은 세포성장과 색도제거에 영향을 주지 않았다. 한편, 세포성장과 색도제거를 위해서는 세포의 성장원(glucose)이 필수적이었다. 염료의 종류에 따라 색도제거량과 속도는 차이가 있지만 분산염료, 산성염료, 반응염료에 대해 색도제거가 고체배지와 액체배지에서 가능했으며 Acid orange 10 염료의 경우 배양 후 120시간 후에는 초기 100 ppm에서 91%로, 초기 500 ppm에서 84%까지 색도제거되는 것을 알 수 있었다. 색도제거에서 Acid red 1; 19.8%, Acid red 88; 73%, Acid orange 10; 12.1%, Reactive blue 19; 14.6%가 흡착으로 제거되었다. 이로서 효소에 의한 색도제거뿐만 아니라 흡착에 의해 색도제거됨을 알 수 있었다. 2일간 배양하고 glucose를 첨가하여 1일간 추가 배양한 경우 97%까지 색도제거 되었다.

The results for decolorization of various dyes by Geotrichum candidum (KCTC 6195) showed that optimal initial pH, temperature and glucose concentration were 6, 30℃, and 30 g/L. Light had no effect on the cell growth and decolorization efficiency. All the dyes - dispersive dyes, acid dyes and reactive dyes - used on the solid medium were also decolorized in a liquid medium, although the decolorizing rates varied depending on the dye structure. An energy source was essential for cell growth or decolorization because textile dyes did not support growth. The percentage of decolorization of Acid orange 10 was shown to be 91% for initial conc. 100ppm and 84% for initial conc. 500ppm. The biomass could adsorb the dyes such as Acid red 1; 19.8%, Acid red 88; 73%, Acid orange 10; 12.1%, Reactive blue 19; 14.6%. The dye removal was due to the sorption of dye to the fungal biomass as well as some extracellular enzymes. Color removal was enhanced up to 97% within 3 days by the addition of glucose after 2 days incubation.

Candida cylindracea 유래의 효소 Lipase-OF 360,000을 사용하여 물고기 기름을 구성하고 있는 각 지방산의 가수분해 특성을 규명하여 보았다. 물고기 기름을 구성하고 있는 다양한 지방산중 C14:0, C16:0 및 C18:0의 포화지방산과 이중결합이 하나인 C16:1, C18:1(n-7), C18:1(n-9), C20:1 및 C22:1의 불포화 지방산은 ω-3 다중불포화지방산에 비하여 쉽게 가수분해되었다. ω-3다중불포화지방산중 탄소수는 동일하나 불포화도가 상이할 경우 불포화도가 낮은 지방산이 불포화도가 높은 지방산보다 쉽게 가수분해되는 특성을 나타내었으며, 불포화도는 동일하나 탄소수가 다른 경우 탄소수가 적은 지방산이 탄소수가 많은 지방산보다 쉽게 가수분해되었다. ω-3 다중불포화지방산중 가수분해 반응 후 모노-, 디- 및 트리-글리세라이드 혼합물에 가장 많이 농축되는 지방산은 DHA로 물고기기름을 구성하는 총 ω-3 지방산의 31.87％에서 가수분해반응 120시간 후에는 글리세라이드 혼합물을 구성하는 총 ω-3지방산의 51.89％까지 증가하였다.

The hydrolysis characteristics of each fatty acid composing the fish oil by means of the lipase from Candida cylindracea was investigated. The saturated fatty acids, C14:0, C16:0 and C18:0, and the unsaturated fatty acids with one double bond, C16:1, C18:1(n-7), C18:1(n-9), C20:1 and C22:1 were more easily hydrolyzed than the ω-3 polyunsaturated fatty acids. When the number of carbon of the ω-3 fatty acids was same but that of double bond was different, the hydrolysis of the ω-3 fatty acids having lower number of double bond was more rapidly carried out. When the degree of polyunsaturation was same but the number of carbon was different, the lipase acted more rapidly upon the ω-3 fatty acids with lower number of carbon. Docosahexaenoic acid(DHA) was most highly concentrated in the glyceride mixture after 120hr hydrolysis among the various ω-3 polyunsaturated fatty acids. The weight percentage of DHA to the ω-3 fatty acids in the fish oil was 31.87% but that in the glyceride mixture after 120hr hydrolysis was 51.89%

효모 엑기스내에 존재하는 thiamine hydrochloride, riboflavin 그리고 pyridoxine hydrochloride의 분자량 분포 특성과 이온 특성을 GFC, IEC 그리고 HPLC를 이용하여 알아보았다. Sephadex G-10 젤을 충전한 칼럼을 사용한 GFC실험과 di-ol 칼럼을 사용한 HPLC실험을 통하여 효모 엑기스내의 thia mine hydrochloride, riboflavin 그리고 pyridoxine hydrochloride의 분자량 분포 특성을 연구하였고, CM-cellulose gel을 사용한 IEC실험과 HPLC실험을 통하여 각 비타민들의 효모 엑기스에서의 이온 특성을 연구하였다. 본 연구의 결과로서는 효모 엑기스내에 존재하는 thiamine hydrochloride와 riboflavin은 그 분자량이 각각 337, 376으로서, 중간 정도의 분자량 분포를 갖는 성분임을 알 수 있었고 205의 분자량을 갖는 pyridoxine hydrochloride는 작은 분자량 분포대에 나타났다. 또한 riboflavin은 pH가 6일 때에, 효모 엑기스내에서 양이온의 형태로 존재하고 thiamine hydrochloride는 CM-cellulose 양이온 교환젤에 흡착되지 않았다.

Complex, ill-defined mixtures of natural origin are often used as nutrients in the production of biological products through microbial fermentation. Product yields are affected by variation in these natural products. Yeast extract is a typical example of these natural products. Since it is a mixture of amino acids, peptides and nucleic acids, its composition is not well characterized. In this study, we investigated the properties of thiamine hydrochloride, riboflavin and pyridoxine hydrochlride in yeast extract by using a gel filtration chromatography, ion exchange chromatography and high performance liquid chromatography. Yeast extract solution was fractionated by gel filtration chromatography and ion exchange chromatography, and then, each fraction was analyzed by using a high performance liquid chromatography.

초임계 CO2를 이용하여 인삼으로부터 polyacetylene계 화합물들 중 panaxydol과 panaxynol을 추출하였다. 200～300 bar 구간에서 압력의 증가에 따라 panaxydol과 panaxynol의 추출율은 비례적으로 증가하였고, 300 bar에서 최대 추출율을 나타내었다. 또한 추출온도의 영향을 알아보기위해 45～75℃ 온도 구간에서 추출한 결과, panaxydol과 panaxynol은 각각 65, 55℃에서 최대 추출율을 나타내었다. 그러나 panaxynol의 경우 온도변화에 따른 추출율의 변화가 크지 않았으므로, panaxydol의 최대 추출율을 나타내었던 55℃를 최적 추출온도로 결정하였다. 이와 같이 결정된 최적 추출조건인 300 bar, 65℃에서 methanol을 보조용매로 사용하여 panaxydol과 panaxynol의 추출율을 조사한 결과, 10%(w/w)에서 각각 0.230, 0.054 mg/g-dry weight(건조시료)의 최대추출율을 나타내었다. 이 결과를 methanol에 의한 panaxydol과 panaxynol의 유기용매 추출결과와 비교할 경우, 각각 37.8, 55.1%의 회수율로 나타났다.

Polyacetylenes were extracted from Korean ginseng using supercritical CO2. Yield of extraction of panaxydol and panaxynol was increased as the pressure of supercritical CO2 increased at the range from 200 to 300 bar. The optimal yields of panaxydol and panaxynol was achieved at 65 and 55℃, respectively. Methanol was applied as a modifier. The highest yield of panaxydol and panaxynol were 0.230 and 0.054 mg/g-dry weight at modifier concentration of 10%(w/w), 300 bar, and 6 5℃. When these results were compared to that of methanol-extraction, the recoveries of panaxydol and panaxynol by supercritical CO2 extraction in SFE were 37.8 and 55.1%, respectively.

한국산 재배인삼과 장뇌산삼 그리고 중국산 장뇌산삼에 포함되어 있는 총 페놀성 성분 함량에는 큰 차이가 없었다. 그러나 개별적인 페놀성 성분들의 함량에서는 몇 가지 특징적인 경향을 나타내었다. Cinnamic acid와 p-hydroxybenzoic acid는 재배인삼보다 장뇌산삼에서 각각 3～4배, 2～3배 더 높은 함량을 나타내었다. Esculetin은 한국산 재배인삼과 장뇌산삼에서 중국산 장뇌산삼보다 더 높은 함량 수준을 나타내었는데, KM-1의 경우 47.2㎍/g으로 가장 높았다. Ferulic acid와 caffeic acid의 경우 KM-2에서 가장 높은 수준을 나타내었는데, 인삼의 적변현상에 관련된 성분으로 사료된다. Ester 상태의 총 페놀성 성분 함량은 장뇌산삼에서 재배인삼보다 3～4배 더 높았다. Panax ginseng에 포함되어 있는 페놀성 성분들은 완전한 성장연령이 지난 후에는 총 함량에 있어서 큰 차이를 나타내지 않았지만, 개별적인 페놀성 성분 함량과 존재 형태에 있어서는 서식지별 또는 재배방법 등에 따라 구분되는 함량차이를 나타내었다.

Differences in phenolic compounds were observed between cultured and mountain ginsengs. Cinnamic acid and p-hydroxybenzoic acid in Korean mountain ginseng and Chinese mountain ginseng were much higher than those in Korean ginseng. Contents of the esculetin in Korean cultured ginseng and Korean mountain ginseng were higher than that in Chinese mountain ginseng. The highest contents of esculetin in Korean mountain ginseng was 47.2 μg/g. Contents of the ferulic acid and caffeic acid in red colored Korean mountain ginseng were higher than any other ginseng.

포항 선형 가속기로부터 얻은 ultrasoft X-선이 대장균의 돌연변이 유도와 plasmid DNA 변이에 주는 영향을 알아보았다. 빔을 조사함에 따라 supercoil 형태의 plasmid DNA가 relaxed 형태로 변하고, 그후 선형으로 변해 감을 확인하였다. 빔을 조사한 plasmid DNA를 E. coli에 형질전환하여 β-galactosidase의 돌연변이 균을 분리하였고, 빔을 직접 조사한 E. coli균으로부터도 β-galactosidase의 돌연변이 균을 얻었다. 변이된 plasmid DNA와 변이 대장균들의 plasmid DNA의 염기 부분을 변화를 확인하였으며 이 빔에 의해 주로 변이가 일어나는 부분이 있음을 알았다.

We studied the effect of ultrasoft X-ray obtained from the Pohang Light Source (PLS), on the mutation of E. coli and the damage of plasmid. After irradiation, the supercoiled plasmid DNA converted to the relaxed-form, and then to the linear-form. We transformed the irradiated plasmid DNA and isolated β-galactosidase mutants. We also isolated β-galactosidase mutants from the directly irradiated cells. There were preferred mutational sites on DNA induced by ultrasoft X-ray.

5%(w/v)의 설탕과 2.5%(w/v)의 녹말로 구성된 혼합기질용액을 1.5 mL/min으로 공급하였을 때 dextransucrase와 α-amylase의 혼합효소를 함께 고정화한 비드를 이용한 방법이 두 효소를 따로 고정화한 비드를 혼합한 방법보다 올리고당 수율이 충전형 반응기에서는 12%, 교반형 반응기에서는 11% 높았다. 혼합효소를 함께 고정화한 비드를 200시간 이상 사용하였을 경우 교반식반응기에서는 파괴되었으나, 충전형 반응기에서는 안전하였다. 따라서 올리고당을 연속적으로 생산하는데는 충전형 반응기가 더 적합하였다. 충치균인 S. mutans를 새로운 구조의 올리고당이 함유된 배지에서 배양하였을 때 pH가 5이하로 떨어지지 않았다. 식중독균인 S. aureus를 새로운 구조의 올리고당이 첨가된 배지에서 배양한 결과, glucose와 설탕이 첨가된 배지보다 균 성장정도가 현저히 떨어졌다.

We have produced new-structured oligosaccharides using immobilized mixed-enzyme reactor of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides B-512FMCM and α-amylase from Aspergillus oryzae. The reactors of immobilized mixed-enzyme beads were more efficient for the production of oligosaccharides than that of each immobilized enzyme bead in stirred-tank reactior(STR) or in packed-bed reactor(PBR). In continuous flow reactor, the immobilized mixed-enzyme bead in PBR was more stable than in STR, and 52% of initial yield was maintained for 200 hr. New structured-oligosaccharides (NOS) reduced the change of pH in the culture of Streptococcus mutans. It also showed an inhibitory effect on the growth of Staphylococcus aureus.

Octadecylamine으로 수식된 아미노산을 DPPC 혹은 DSPC와 혼합하여 리포솜-아미노산 결합체를 제조하였다. 리포솜의 크기는 100nm이고 구형이었다. DPPC와 글루탐산을 혼합하여 제조한 리포솜-아미노산 결합체가 글루타민이나 아스파라긴을 사용했을 때보다 포도당과의 친화성이 컸다. 제조한 리포솜의 안정성 면에서도 DPPC와 glutamic acid으로 구성된 리포솜-아미노산 결합체의 안정성이 높았다. 결국 포도당 친화성과 안정성을 갖춘 리포솜은 DPPC 와 글루탐산의 비가 7 : 3 으로 제조된 리포솜이었다.

Liposome-amino acid conjugates were prepared using phospholipid (dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) or distearoylphosphatidylcholine(DSPC)) and hydrophobically modfied amino acids (glutamic acid(glu), glutamine(gln) or asparagine(asn)). The size of liposomes was about 100 nm. According to the glucose-induced turbidity changes, liposomes composed of DPPC and glutamic acid have higher glucose binding affinity than liposomes of DPPC-glutamine or DPPC-asparagine. Also, the liposomes were more stable in terms of aggregation or fusion than the others (DPPC-glutamine, DPPC-asparagine and DSPC-amino acids). As a result, stable liposomes with an affinity for glucose could be prepared with DPPC and glutamic acid

국내에서 서식하고 있는 곤충병원성 선충 Steinernema carpocapsae로부터 분리․동정된 Xenorhabdus nematophilus를 대상으로 최적배지조성과 배양조건, 상변화 특성 및 곤충 독성물질 역가를 조사하였다. 균주의 최적배지 조성은 50-70 g/L yeast extract, 3 g/L K2HPO4, 1 g/L NH4H2PO4, 2 g/L MgSO4․ 7H2O, 10 g/L NaCl이였으며, yeast extract의 농도가 균주성장 제한인자로 작용하였다. Yeast extract 농도에 대한 비성장속도의 의존도를 Monod equation을 가정하여 비교해 본 결과, 최대 비성장속도는 0.13 hr-1이고 Monod 상수값은 20 g/L였다. 배양 배지의 pH는 초기 6-7에 관계없이 성장이 진행됨에 따라서 약 8.5-9.5까지 증가하였으며, 7L fermentor배양에서는 균주의 비성장속도가 약 0.18 hr-1로 flask배양보다 1.4배 더 증가하였다. 상변화의 경우 정지기에서도 fermentor배양과 flask배양 모두 약 90% 이상 phase I이 유지되었다. 한편 꿀벌부채명나방에 대한 구강독성을 시험해 본 결과, X. nematophilus 균주를 유충사료에 첨가하면 꿀벌부채명나방 유충의 정상적인 성장을 저해하였으며, 20여일 경과 후 완전히 유충을 사멸시키는 것을 확인하였다. 배양 상등액을 유충에 직접 주사하였을 때 배양 24 시간인 지수성장기 초기에 가장 독성이 강하 였으며, 배양시간이 경과함에 따라 독성이 점차 감소하였다.

Optimal medium composition, culture conditions, characteristics of phase variation and activity of insecticidal toxin by Xenorhabdus nematophilus isolated and identified from Korean entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae were examined. Optimal medium composition of this strain was 50-70 g/L yeast extract, 3 g/L K2HPO4, 1 g/L NH4H2PO4, 2 g/L MgSO4․7H2O, 10 g/L NaCl and, among these, yeast extract was found as a limiting nutrient for cell growth. When Monod equation was applied, maximum specific growth rate and Monod constant were estimated as 0.13 hr-1 and 20 g/L, respectively. The pH of culture medium increased up to 8.5-9.5 regardless of initial pH 6-7 as the cells continued to grow. The specific growth rate in a 7 L fermentor was 0.18 hr-1, which was enhancement 1.4 fold compared to a flask culture. In case of phase variation, phase I fraction was maintained above 90% at the stationary phase for both flask and fermentor cultures. According to oral toxicity test of Galleria mellonella by Xenorhabdus nematophilus, the addition of cell pellets into feed inhibited normal growth of insect larvae and killed completely then after 20 days cultivation. When culture supernatant of this strain was injected into hemolymph of insect larva, the toxicity was strongest at 24 hr cultivation in the early exponential phase and gradually decreased as the culture time proceeded.

복숭아심식나방, 사과애모무늬잎말이나방 그리고 왕풍뎅이는 전국에 퍼져있는 주요 사과원 해충들이다. 본 연구에서는 국내에서 분리된 곤충병원성 선충인 Steinernema carpocapsae 와 Steinernema glaseri종을 이용하여 이들 사과원 병해충에 대한 방제효과를 조사하였다. 복숭아심식나방의 경우 S. carpocapsae를 유충 한 마리당 80마리의 농도로 처리했을 때 24시간 후에 100%의 치사율을 보였으나 S. glaseri의 경우 유충 한 마리당 50마리의 농도로 처리했을 때 48시간 후에도 83.3±5.8%의 치사율을 보였다. 사과애모무늬잎말이나방의 경우 50마리/mL 선충농도로 처리하였을 때 48시간 후에 S. carpocapsae와 S. glaseri의 처리구는 각각 100%와 43.3±5.8%의 치사율을 보였다. 그러나 왕풍뎅이 5～6령충의 경우 유충 한 마리당 200～800마리까지 S. carpocapsae와 S. glaseri를 처리하였으나 병원성이 없는 것으로 나타났다. 선충의 토양 침투력은 유충 한 마리당 선충 접종농도가 증가할수록, 그리고 온도가 높을수록 증가되어 25℃, 50마리/mL 처리구에서 S. carpocapsae가 10 cm 깊이까지는 100%의 치사율을, 16～15cm 깊이에서는 56.7±5.8%의 치사율을 보였다.

Peach fruit moth, smaller tea tortrix, and Melotontha incana are major pests of apple and apple trees throughout the country. In this work, we examined efficacies of entomopathogenic nematodes Steinernema carpocapsae and Steinernema glaseri against these apple pests. Steinernema carpocapsae showed 100% mortality after 24 hr against peach fruit moth when it was applied on the larva with the concentration of 80 nematodes per larva, but Steinernema glaseri caused 83.3±5.8% mortality after 24 hr at the concentration of 50 nematodes per larva. In the case of smaller tea tortrix, S. carpocapsae and S. glaseri caused 100%, 43.3±5.8% at the concentration of 50 nematodes per larva after 48 hr, respectively. However, 5～6 instar of Melotontha incana was not killed by treatments with S. carpocapsae and S. glaseri up to concentration of 200～800 nematodes per larva. The motility of nematodes in a soil increased as both inoculation concentration of nematode per larva and temperature increased. The mortality of G. mellonella by S. carpocapsae was 100% up to 10cm in depth and 56.7±5.8% at 10～15cm in depth when the temperature was 25℃ and 50 nematodes per larva were used.