분쇄마찰매체 함유 효소반응계에서의 Cyclodextrin 생성과 Cyclodextrin Glucanotransferase의 작용 Mechanism

한일근,이용현 한국산업미생물학회 1991 한국미생물·생명공학회지 Vol.19 No.2

생전분과 CGTase의 현탁액에 고형의 분쇄마찰매체(attrition-milling media)를 첨가하여 분쇄마찰 효과를 주면서 증자액화 하지 않고 생전분에서 직접 CD를 생성 시키는 효소반응계에 관하여 연구하였다. 분쇄마찰매체를 함유하는 불용성 생전분을 원료로 한 불균일상 효소반응계에서 효소반응은 액화전분을 기질로 한 기존의 CD 효소반응과 비교하여 거의 유사한 CD 생성속도 및 수율을 얻을 수 있었으며, 특히 malto-oligo 당의 축적이 거의 없는 고순도의 CD가 얻어졌다. 최대 CD 생성량인 54g/l는 기질의 농도가 200g/l일 때 얻어졌고, CD 생산 수율은 생전분의 농도에 반비례하였으며, 100g/l일 때 0.48이였다. 적정 CGTase 사용량(CGTase unit/g of substrate)은 6.0이였다. CGTase의 작용을 받은 전분입자의 구조를 SEM으로 관찰하였으며, CD 생성이 촉진되는 원인은 CGTase의 침식작용과 분쇄마찰매체의 기계적 작용의 보완효과에 따른 전분입자의 단편화 현상임을 알았다. 산·알칼리로 전처리하여 구조변형시킨 생전분, amylose, amylopectin을 기질로 한 CD 생성반응도 검토하였다. CGTase의 반응은 생성된 CD에 의해서 저해를 크게 받았으며, 저해 mechanism은 competitive inhibition이였고, 또한 kinetic constants를 평가하였다. Production of cyclodextrin (CD) directly from raw corn starch without liquefaction using cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was carried out in an agitated bead reaction system. Similar CD yield and production rate comparable with those of conventional method using liquefied starch were obtained. Especially high purity-CD in the reaction mixture without accumulation of malto-oligosaccharides was obtained. The maximum 54g/l of CD was obtained at raw starch concentration of 200g/l, CD yield was inversely proportional to raw starch concentration, and conversion yield was 0.48 at substrate concentration of 100g/l. The optimal amount of enzyme (CGTase unit/g raw starch) was found to be around 6.0. Granular structure of raw starch degraded by CGTase was observed by SEM in order to investigate the enhancing mechanism, along with those of acid or alkali pretreated raw starch, amylose, and amylopectin. Kinetic constants of CGTase on raw starch in an agitated bead reaction system were evaluated, and CGTase was competitively inhibited by CD.

Study on the Plants Planted in Rooftop and Their Damage by Insect Pests

한일근,하만릉,이총규 강원대학교 산림과학연구소 2017 Journal of Forest Science Vol.33 No.3

Plants planted in the green-roofed areas in Busan and Jinju were surveyed. The woody plants investigated in this study were classified into 52 families and 156 species, and the herbaceous plants were classified into 30 families and 97species. Woody plants mainly planted were Rhododendron yedoense var. poukhanense, R. indicum, C. kousa, P. mume, and E. alatus. However, Pinus spp. were planted in all areas. The main herbaceous species planted were Sedum kamtschaticum, S. takesimense, S. middendorffianum, T. quinquecostatus var. japonica, and A. spathulifolius Maxim. According to surveying the distribution of woody plant pests, they could be classified into six orders, 24 families, and 46 species that usually appeared from April to October but especially between June and September. We investigated 39 insect species in relation to pest damage to leaves, 21 insect species in relation to that of branches, and 39 insect species in relation to that of stems of woody plants.

Pullulanase의 Reverse Reaction을 이용한 Maltosyl-β-Cyclodextrin의 합성

한일근,이용현 한국산업미생물학회 1991 한국미생물·생명공학회지 Vol.19 No.5

pullulanase의 역반응능을 이용하여 maltose와 β-cyclodextrin으로부터 maltosyl-β-cyclodextrin을 중합합성하기 위한 최적효소반응조건을 검토하였다. Maltose와 β-CD를 기질로 maltosyl-β-CD을 합성하였을 경우, 기질의 농도 70%(w/w, 70g/100㎖ H_2O), malto-oligo당/β-CD의 혼합비 12.7, 그리고 사용효소량 350 units/100㎖일 때 최대전환율인 43%(w/w, g branched-CD/g CD)를 얻었고, 생성량은 2.31g/100㎖였다. Maltosyl-β-CD의 효소합성의 적정 pH 및 온도는 각각 4.9와 60℃였다. 또한 maltose와 α-, β-, 그리고 γ-CD 각각을 기질로하여 maltosyl-α-, β-, 그리고 γ-CD를 합성하였을 경우 전환율은 51.8, 42.6, 그리고 48.1%로써, 생성량은 각각 2.8, 2.3, 그리고 2.6 g/100㎖였다. 한편 각종 malto-oligo당(G_1∼G_6)과 β-CD를 기질로 malto-oligo당에 상응하는 branched-β-CD를 합성하였을 경우 전환율은 각각 0, 42.6, 25.9, 18.5, 14.8, 그리고 14.8%로서, 가장 전환율이 높은 malto-oligo당은 maltose(G_2)였다. pullulanase 중합효소반응에 미치는 alcohol류의 영향을 검토한 결과 amyl alcohol이 가장 우수하였으며, 수용액상과 동량의 amyl alcohol을 첨가반응시킬 경우 maltosyl-β-CD로의 전환율은 83%로 증가하였다. Amyl alcohol 존재하에서의 pullulanase의 중합효소반응 양상에 관하여도 검토하였다. Synthesis of maltosyl-β-cyclodextrin using maltose (G_2) and β-cyclodextrin(β-CD) as substrates through the reverse reaction of pullulanase was investigated. The optimal conditions for the condensation reaction were as below; mixing ratio of maltose to β-CD of 12.7, mixed substrate concentration of 70%(w/w, 70g/100㎖ H_2O), and amount of pullulanse of 350 units/100㎖. The concentration of synthesized maltosyl-β-CD concentration was reached up to 2.31 g/100㎖ at above reaction conditions, which corresponded the conversion yield of 43%(w/w, g of branched-CD/g of CD). The synthesis of maltosyl-α-, β-, γ-CD was also attempted, and conversion yield was in the order of α>γ>β-CDs. Condensation reaction between various maltooligosaccharides (G_1∼G_6) showed that maltose was the most effective oligomer for condensation reaction with β-CD. To increase the conversion yield various alcohols were added into the reaction mixture, amyl alcohol was found to be the most acceptable alcohol for increasement of convesion yield which increased from 43.0 to 83.0% upon addition of same volume of amyl alcohol into the reaction mixture.

[식품·농학]두류와 콩나물에서의 BENOMYL의 검색과 그 분리에 관한 연구

한일근(Ilkeun Han),채정영(Jeungyoung Chai),이자영(Jayoung Lee),여익현(Ikhyun Yeo) 한국분석과학회 1994 분석과학 Vol.7 No.3

Water-Activity Depressor가 Pullulanase의 역반응에 의한 Maltosyl-β-Cyclodextrin의 합성에 미치는 영향

이용현,한일근 한국산업미생물학회 1992 한국미생물·생명공학회지 Vol.20 No.4

Maltosyl-β-cyclodextrin는 β-cyclodextrin에 maltose가 α-1,6 glycosidic bond로 결합된 분지환상결합체로서 pullulanase의 역반응(축합반응)을 이용하여 β-cyclodextrin과 maltose로부터 합성된다. Maltosyl-β-cycloextrin의 합성수율을 증가시키기 위하여 각종 water activity depressor인 각종 polyol, sugar, 그리고 polyethylene glycol(PEG) 등의 첨가의 영향을 검토하였다. 가장 적절한 water activity depressor는 PEG 6000로서, 첨가량 10%(w/w)의 경우 maltosyl-β-cyclodextrin 생성량과 합성수율은 크게 증가하여 3.02 g/100㎖ H_2O와 55.9%(w/w)로서, 첨가하지 않았을 경우보다 약 1.3배 증가하였다. Water activity는 PEG 6000을 20%(w/w) 첨가할 때 원래의 0.966에서 0.914로 감소하였으며, maltosyl-β-cyclodextrin 합성수율은 water activity에 반비례하여 증가하였다. Pullulanase의 역반응을 이용한 maltosyl-β-cyclodextrin 합성반응의 각종 열역학적 상수를 평가하였으며, ΔH^o는 36.788 kJ/mole, ΔS^o는 0.067 kJ/moleK, 그리고 ΔG^o는 14.433 kJ/mole이였다. PEG 6000의 분리회수에 적절한 ultrafiltration membrane의 pore size는 3K dalton이었으며, 여과액과 농축액의 적정 분획비는 1.0:9.0였다. Maltosyl-β-cyclodextrin 합성수율의 증가는 첨가한 PEG가 water activity를 감소시켜 합성된 maltosyl-β-cyclodextrin이 재분해되는 pullulanase의 정반응인 hydrolysis reaction을 억제하여 equilibrium state에 변화를 주기 때문인 것으로 유추된다. The effect of various water-activity depressors, such as polyols, sugars, and polymers, on the conversion yields of the enzymatic synthesis of maltosyl-β-cyclodextrin from β-cyclodextrin and maltose through reverse reaction of pullulanase was investigated. PEG 6000 of concentration of lO% (w/w) was found to be the most acceptable water-activity depressor resulting for increment of conversion yield from 43.0% to 55.9%, corresponding maltosyl-β-cyclodextrin concentration of 3.02 g/100㎖ H_2O. Water activity was changed from initial 0.966 to 0.914 upon addition of 20%(w/w) of PEG 6000. The conversion yields were inversely proportional to the water activities, and the increased conversion yield was caused by water activity depression which inhibited the hydrolysis reaction of maltosyl-β-CD to maltose and β-cyclodextrin. The changes of enthalpy (△H^o), entropy (△S^o), and Gibbs free energy (△G^o) were calculated to be 36.788 kJ/mole, 0.067 kJ/mole K, and 14.433 kJ/mole, respectively. The synthesis of maltosyl-β-CD could be increased substantially by the intermittent feeding of β-cyclodextrin. PEG 6000 could be separated effectively from reaction mixture using ultrafiltration membrane for reutilization.

2단계 고정화 효소반응기를 활용한 Cyclodextrin의 연속생산

이용현,이상호,한일근 한국산업미생물학회 1991 한국미생물·생명공학회지 Vol.19 No.2

Amberite IRA 900에 흡착 고정화시킨 CGTase가 충진된 2단계 고정화 효소반응기를 활용한 CD의 연속생산에 적합한 공정을 확립코져 각 단계의 조작조건이 CD생산에 미치는 영향을 검토하였다. 1.5l 주고정화 효소반응기에서는 5%(w/v) 가용성 전분을 10%(w/w) CD를 포함하는 수준으로 부분환화시킨 용액을 기질로 하였으며, 고정화된 효소량이 0.47 unit/g carrier이고 retention time이 2.8∼4.2hr사이일 때, 최대 CD전환율인 39%를 얻을 수 있었다. 1단계 부분환화용 고정화 효소반응기의 용량, 고정화효소 사용량, 그리고 반응액의 retention time을 변화시킴으로써 주 고정화 효소반응기의 주입에 적절한 10%(w/w) CD를 포함하는 부분환화된 가용성 전분액을 얻을 수 있었다. 기질의 사용효율을 증가시키기 위하여 ultrafiltration membrane으로 미반응 전분류를 분획하여 주 고정화 효소반응기에 재순환시켰다. 분획에 적절한 membrane의 pore size는 5K dalton이었고, 적정 분획비(농축액:여과액)는 4:6이였다. Debranching enzyme인 pullulanase를 CGTase와 동시 고정화 함으로써 CD전환율을 3∼4% 증가시킬 수 있었다. 또한 Amberite IRA 900 담체는 3회까지 재생하여 CGTase이 고정화에 반복사용할 수 있었다. The two-stage enzyme reactor, packed with cyclodextrin glucanotransferase (CG-Tase) immobilized on Amberite IRA 900, coupled with ultrafiltration membrane was investigated for continuous production of cyclodextrin (CD). 5%(w/v) of soluble starch was partially cyclized, in the 0.1l first-stage immobilized enzyme reactor, up to CD conversion yield of 10%(w/w) at retention time of 0.56 hr and 1.5 units of immobilized CGTase/1g of carrier. In the second-stage main immobilized enzyme reactor capacity of 1.5l, the maximum CD conversion yield of 39%(w/w) was achieved at retention time of 2.8hr and 0.47 unit of CGTase/1g of carrier. Unreacted residual dextrin was fractionated with ultrafiltration membrane, and then, recycled into the second-stage main bioreactor to increase the CD conversion yield. The most suitable membrane size and the volume concentration ratio (concentrate: filterate) for recycling of unreacted residual dextrin were found to be 5K dalton and 4:6, respectively. CD conversion yield was increased about 3∼4% upon co-immobilization of pullulanase along with CGTase. Spent Amberite IRA 900 can be reutilized consecutively more than 3 times for immobilization of CGTase after regeneration.

배추에 살포된 몇 가지 농약제제에 따른 성분의 휘산과 비산

이서래,이장영,한일근,이상윤,여익현 한국환경농학회 1997 한국환경농학회지 Vol.16 No.4

배추 재배시 살포된 농약의 비산 휘산정도를 알아보기 위해 유기인계인 chlorpyrifos, EPN, pirimiphos-methyl, phenthoate, 유기염소계인 tetradifon, dicofol, 피레스로이드계인 bifenthrin 농약을 이용하여 포장실험을 수행하였다. 이들의 잔류량 분석은 다성분 분석법을 이용하였는데 농약성분에 따라 다르나 회수율은 78∼92%로 우수하였으며 표준편차도 ±0.68∼3.52%로서 재현성이 있었다. 농약의 살포량은 농약사용지침서에서 권하는 량으로 하였으며, 1차실험시에는 바람이 불어오는 첫 구간에 농약을 살포하였고, 2차 실험시에는 풍향에 관계없이 정중앙에 살포하고 방사형으로 시료를 채취하였다. 실험결가 살포농약 대부분이 비산이나 휘산으로 인해 인접 작물에 전이 잔류하는 것을 확인하였다. 살포 중 비산되는 양은 농약성분과 풍향, 거리에 따라 달리 나타났으며 살포구간의 농작물 중 농약잔류량에 비하여 비살포구에서의 농작물 중 농약잔류량 비율은 3m거리에서 평균 0.66%, 6m 거리에서 0.10%, 9m 거리에서 0.05%이었고 근접지역에서는 최고 1.83%에 이르렀다. In order to investigate the drift of pesticides sprayed on Chinese cabbage, 7 pesticides chlorpyrifos, EPN, pirimiphos-methyl, phenthoate, tetradifon, dicofol and bifenthrin were applied in two sets of field tests. The pesticide residues were quantified bar multiple-residue analysis, in which the recovery rate was 78-92% and standard deviation was ±0.68-3.52%. It was found that most of the tested pesticides were spread by drift to neighbouring area and brought about the contamination of the unsprayed crops. The extent of drift varied depending upon the pesticide, distance and wind direction. The mean residue levels on unsprayed crops were 0.66% at 3 meter distance, 0.10% at 6 m distance and 0.05% at 9 m distance from the applied area and the maximum level was 1.83% of the residue on sprayed crops.

[식품] GC/MSD를 이용한 콩나물에서의 Indole-3-acetic acid 분석

이자영(Jayoung Lee),한일근(Ilkeun Han),이상윤(Sangyun Lee),허우덕(Wooderck Hawer),여익현(Ikhyun Yeo) 한국분석과학회 1995 분석과학 Vol.8 No.3

[식품]고추의 매운맛 성분 함량과 관능 검사와의 상관관계

채정영(Jeungyoung Chai),김민선(Minsun Kim),한일근(Ilkeun Kan),이상윤(Sangyun Lee),여익현(Ikhyun Yeo) 한국분석과학회 1994 분석과학 Vol.7 No.4

학교정원에 대한 초등학생의 인식 조사

정나라(Jeong, Na Ra),정명일(Jeong, Myeong Il),한승원(Han, Seung Won),김재순(Kim, Jae Soon),한일근(Han, Il Geun) 인간식물환경학회 2016 인간식물환경학회 학술대회 Vol.2016 No.추계