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  • 추출법에 따른 유용물질 수율의 변화(폴리페놀)
    REPORT제목 : 추출법에 따른 유용물질 수율의 변화수강과목 : 생물공학실험담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제출일자 : 20222. 11. 28Theme : 추출법에 따른 유용물질 수율의 변화 (폴리페놀)2. Date : 2022. 11. 213. Name :4. Purpose : 추출법을 이해하고 서로 다른 용매에 따른 유용물질의 수율을 확인해보고자 한다.5. Principle : 원리● 유용물질의 추출 단계1) 유용물질의 선정 : 부가가치, 경제성 등을 고려하여 결정① 소재로부터(포도)② 유용물질로부터 소재탐색(폴리페놀함유 식물)2) 유용물질의 이해 : 구조정보, 물리적 성질, 화학적 성질3) 분리방법 선정 및 추출 : 용매선정, 추출법 선정4) 추출액 분리 : 여과, 원심분리5) 물질확인 : 비색법(분광광도계), HPLC, GC● 홍차백차, 녹차, 우롱차보다 더 많이 산화된 차의 일종으로 향이 강하며 붉은 빛의 찻무루이다. 아무것도 넣지 않은 홍차에는 탄수화물, 단백질, 나트륨 등의 영양 성분은 거의 들어 있지 않기 때문에 칼로리도 거의 없다. 카페인 100g 당 20mg이 있다. 성분은 폴리페놀, 카테킨, 카페인, 아미노산 등이 함유되어 있다.● 폴리페놀식풀에서 발견된 방향족 알코올 화합물의 일종이다. 일반적으로 타닌, 페닐프로파노이드(플라보노이드, 리그린 등)으로 분류된다. 종류로는 식물종에 널리 분포되어 수천 가지가 넘지만 대표적으로 녹차에 든 카테킨, 포도껍질의 레스베라트롤, 사과와 양파에 든 퀘르세틴 이외에도 안토시아닌 프로안토시아닌 등이 알려져 있다. 노화를 방지하는데도 도움을 준다.폴리페놀은 광합성에 의해 생성된 식물의 색소와 쓴맛의 성분이므로, 포도처럼 색이 선명하고 떫은 맛 이나 쓴맛이 나는 식품에 많이 들어있다.● 추출법: 서로 혼합되지 않는 두 종류의 용매를 접촉하여 액과 액의 분배의 차를 이용하여 목적하는 용질을 분리하는 방법- 용매를 사용하여 유용성분인 용질을 분리하는 조작을 추출함① 추출에 사용하는 원료 : 추재(raw material)② 추출하여 나오는 액 : 추출액(extract)③ 추출하고 남는 물질 : 추잔물(raffinate) 또는 폐기물(waste)1) 용매추출법: 배양액에 용매를 가하여 목적하는 성분을 용해시킨 후 분리하는 방법< 용매 선정 시 고려사항 >① 각종 용매에 따른 목적하는 성분의 용해특성 등을 검토하여 결정② 유용성분이 극성 또는 비극성인가에 따라서 용매를 선택③ 추출에 사용되는 용매는 유용물질을 잘 녹일 수 있는 것을 선택해야 배양액이 극성인 물인 점을 고려하여 비극성인 hexane, benzene, ether 등 이용보통 2개 이상의 추출단을 사용하여 다단추출방식에 의해 회분식 추출기 또는 연속식 추출기를 이용함2) 열수추출법: 용매와 용질을 혼합하여 용액을 만든 후 직접 가열방식으로 가열, 교반하여 유효성분을 추출하는 방법● 효소처리- 다당류가 구성되는 견고한 세포벽을 가진 세포의 경우에는 lysozyme, cellulase 등과 같은 효소로 세포를 처리함으로써 미리 세포벽을 제거세균 : lysozyme이 사용효모 :달팽이의 용균효소식물 잎의 세포는 pectinase, cellulase 등이 사용● 여과법다공성 여제(filter medium)를 사용하여 고체-액체 혼합물을 물리적으로 분리하는 조작공업적으로 대부분 가압여과기(filter press), 감압여과기(rotary vacuum filter)1) 막여과법: 일정한 크기의 구멍을 가진 막을 이용하여 대상물질의 크기에 따라 체질하듯 분리하는 방법 -> 균체분리용 MF(Micro Filtration)2) Paper filter사용방법① 1/4으로 접어 원뿔 모양으로 만든다.② 깔때기 위에 끼워 천천히 혼합물 용액을 흘려보낸다.③ 용액은 밑으로 빠져나오고 불순물만 위로 걸러진다.● 원심분리: 원심력으로 시료 중의 각종 물질의 밀도차에 따라 생기는 침강속도의 차이를 이용하여 입자를 분획하는 방법으로 속도가 높아질수록 저분자 물질 분리도 높아짐비색법: 미지 시료 용액의 색을 표준 용액의 색과 견주어 농도를 결정하는 분석법으로 광전법, 분광광도법 등이 있다.1) 분광광도법의 원리일반적으로 빛(백색광)이 물체에 닿으면 그 빛은 ① 물체의 표면에서 반사 ② 물체의 표면에서 조금 내부로 들어간 후 반사 ③ 물체에 흡수 ④ 물체를 통과하는 빛으로 나누어지는데 물체에 의하여 흡수되는 빛이 향은 그 농도에 따라 다르다. 그러므로 이와 같은 빛의 흡수현상을 이용하면 시료용액 중의 빛을 흡수하는 화학물질의 양을 정량할 수 있다. 이와 같이 시료용액, 또는 적당한 시약을 넣어 발색시킨 용액을 흡광도법이라고 하는데 주로 자외선(ultraviolet, 180~320nm) 및 가시광선(visible, 320~800) 영역에서 빛의 흡수를 이용한다.2) Microplate Reader: 물질의 광합적 성질(흡광, 형광, 발광)을 이용하여 Sampel 내에 있는 화합물의 양을 측정하는 분석장비3) 96 well plate- High Throughput Screening(HTS)시료의 저장다양한 샘플을 한꺼번에 cell culture, DNA extraction 용이6. Reagents & Equipments: 홍차, 70% 에탄올, 증류수, 원심분리기, 시험관, 전자저울, 바틀, 항온수조, Paper filter, Microplate reader, 96 well plate7. Method추출물 제조① 홍차 5g + 용매(70%에탄올, 증류수) 100mL을 혼합했다.② 50°C에서 30분간 항온수조에서 열수 추출했다.③ 시료 1mL + 용매(70%에탄올, 증류수) 9mL 혼합했다. -> 비색법 (각 10배 희석)④ 10배 시료 각 100 mu L 2개를 folin 50 mu L 혼합 후 4분간 반응했다.⑤ 혼합액에 20% Na _{2} CO _{3} 용액 1.5mL 혼합 후 2분간 반응했다. (다른 두 개에는 증류수)⑥ 96 well plate를 이용하여 760nm에서 흡광도 측정했다.폴리페놀 정량실험① Chlorogenic acid 표준물질(1000, 500, 250, 125, 62.5ppm)을 제조했다.② 시료 100 mu L(표준물질, 공시험구-증류수)과 Folin-Ciocalteu reagent 50 mu L 혼합 후 4분간 반응했다.③ 혼합액에 20% Na _{2} CO _{3} 용액 1.5mL 혼합 후 2분간 반응했다.④ 96 well plate를 이용하여 760nm에서 흡광도 측정했다.⑤ 표준물질 흡광도 값을 이용하여 농도 vs 흡광도 그래프로 검량선을 작성하여 상관관계식 도출했다.⑥ 각 추출물의 흡광도 값을 ⑤ 상관관계식에 대입하여 폴리페놀 함량 계산했다.8. Result표준물질 색변화1,2조 증류수/에탄올 추출표준물질 흡광도 그래프폴리페놀 함량 계산y = 0.357x 0.4304x : 농도y : 흡광도x = (y 0.4304) / 0.357=> 추출물 흡광도 값을 y에 대입하여 폴리페놀 함량 산출흡광도 평균값폴리페놀 함량증류수0.7911.01170% 에탄올1.3382.5439. Discussion이번 실험에서는 서로 다른 용매에 따른 유용물질의 수율을 확인해보는 것을 목표로 실험을 진행하였다. 실험에 앞서 유용물질을 선택하는데 있어 부가가치, 경제성 등을 고려하여 폴리페놀의 일종인 카테킨 성분이 들어간 홍차로 선정하였다. 홍차는 건조된 홍차 잎의 20%정도는 폴리페놀 성분이며, 녹차에 비해 5~9% 많은 양으로 실험에 사용될 시료로 적합했다.
    자연과학| 2023.03.04| 7페이지| 2,000원| 조회(230)
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  • 효소의 반응특성 및 정량적인 활성측정
    REPORT제목 : 효소의 반응특성 및 정량적인 활성측정수강과목 : 생물공학실험담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제출일자 : 2022. 11. 21Theme : 효소의 반응특성 및 정량적인 활성측정2. Date : 2022. 11. 143. Name :4. Purpose : Lactose를 Glucose와 Galactose로 분해하는 촉매 효소인 beta -galactosidase를 이용하여 ONPG(2-nitropheny-beta -D-galactopyranoside)를 분해하여 효소의 농도에 따른 색의 변화를 흡광도를 측정하여 효소의 농도에 따른 활성과 생성물 등의 결과를 확인하고자 한다. 또한 효소 활성에 영향을 미치는 요인 중 pH와 온도를 조절하여 효소반응 특성을 확인해본다.5. Principle● 효소- 생물촉매 (biological catalyst)- 대부분 단백질로 분류- 촉매로서 기능 → 전이상태의 에너지를 낮춤 → 화학반응 속도증가- 효소는 촉매반응 동안 소모되지 않는 특성을 가짐- 효소 분자에서 촉매작용을 담당하는 특정부위 : 활성부위(기질과 결합하여 효소-기질 복합체를 형성 → 효소-산물로 진행 → 효소와 산물이 분리됨으로써 화학반응이 완료)- 기질 특이성- 일반적인 효소의 명명: 기질이름 뒤에 ase1) 효소의 구성물질- 단순단백질 효소 : 아미노산으로 구성- 복합단백질 효소 : 아미노산 + cofactor- 효소 단백질 크기 : 분자량 12,000-1,000,000- 효소 단백질의 형태 : 대부분 구형단백질= 단백질(apoenzyme) + 보조효소(coenzyme, 유기물질 NAD, FAD, CoA, thinamine 등) or 단백질(apoenzyme) + 보조인자 (cofactor,금속이온 - Mg ^{2+} ,`Ni ^{2+} ,`Zn ^{2} ,`Fe ^{2+} ,`Mn ^{2+}의 화합물)2) 특징화학반응에서 반응물질 외에 미량의 촉매는 반응속도를 증가시키는 역할을 함생물체 내에서 일어나는 화학반응도 촉매에 의해 빨라짐단순단백질로 구성된 주효소(단백질)와 보조효소(비타민,무기질)로 이루어짐3) 종류① 제 1군 산화환원 효소 : 산화환원 반응에 관여하여 모든 효소들을 포함함② 제 2군 전이 효소 : 어떤 분자에 작용기를 떼어 내어 다른 분자에 옮겨주는 효소들을 포함함③ 제 3군 가수분해 효소 : 고분자를 가수분해하여 저분자로 만드는 효소들을 포함함④ 제 4군 리아제 : 기질로부터 가수분해에 의하지 않고 어떤 기를 떼어 내어 기질분자에 이중결합을 남기거나 또는 이중결합에 어떤 기를 붙여주는 효소들을 포함함⑤ 제 5군 이성질화 효소 : 기질 분자의 분자식을 변화시키지 않고, 그 분자구조를 바꾸는데에 관여하는 모든 효소를 포함함⑥ 제 6군 리기아제 : 합성효소라고도 불리며, ATP 물질 또는 이와 유사한 물질로부터 인산기를 떼어내면서 방출되는 에너지를 이용하여 두 물질을 결합시키는 효소들을 총칭함● 효소 반응① 효소반응에 영향을 미치는 인자1) 온도> 온도에 따른 반응속도의 증가- 반응속도는 온도에 따라 최고속도에 도달할 때까지 증가함- 에너지 장벽을 넘어설 수 있는 충분한 에너지를 가진 분자의 수 증가함> 고온에서의 반응속도의 감소- 온도가 계속 증가하게 되면 반응속도의 감소가 나타남- 고온에 의하여 단백질의 변성이 나타나기 때문2) pH> 효소 활성화 부위의 이온화 정도에 대한 pH효과- 수소이온의 농도 : 반응 속도에 영향을 끼침- 촉매반응은 효소와 기질 간의 특이 화학 잔기들의 이온화된 상태 또는 비이온화된 상태가 서로 간의 반응에 요구되기 때문> 효소변성에 대한 pH의 영향- pH가 극단으로 가게 되면 효소의 변성을 초래할 수 있어 촉매 작용을 하는 활성부위의 분자구조가 변하게 됨> 개별 효소들에 따라 변화하는 적정 pH- 효소의 최대 활성을 나타내는 pH는 각각의 효소에 따라 다르게 나타남- 체내 효소 기능에 미치는 수소이온 농도의 영향을 의미3) 기질농도> 최대속도- 효소촉매반응의 속도는 기질의 농도 증가에 따라 증가[최대속도(Vmax)에 도달할 때까지 증가]- 높은 기질농도에서의 반응속도의 증가, 감소는 효소에 존재하는 모든 결합 가능 부위에 대한 기질의 포화상태를 의미> 효소 동역학 곡선의 쌍곡선형모양- 대부분의효소는 미하엘리스-멘텐 동역학 곡선을 보여줌- 초기반응속도 V0는 기질농도 [S]와 쌍곡선 형태의 반응 양상을 보임4) 조절 효소(Allosteric enzyme): 조절 부위에 특이적인 대사산물이 결합하면, 효소 단백질의 입체적인 구조(conformation)가 변화하여 저해되기도 하고 촉진되기도 하면서 효소의 촉매작용 속도가 조절되는 것5) 동위효소(Isozyme)반응 특이성이라든지 기질 특이성은 동일하지만 다른 분자 구조를 가지고 있는 경우● 억제제- 효소반응의 속도를 특이적으로 감소시키는 물질● 효소의 촉매작용 : 반응의 활성화에너지가 감소하여 반응이 빨라진다.- 효소의 반응속도상수 k와 Ea, T간의 관계식 : Arrhenius식 : k=Exp(-Ea/RT) (R:기체상수, T:절대온도)- 효소를 촉매로 사용한 경우 비해 약 3*10{}^{11}배 정도 빠른 반응속도● 효소의 활성단위- 효소 활성 : 효소의 촉매능력을 정량화시킨 수치- 1 unit는 1분당 1mu mole의 기질을 생성물로 전환시키는 효소량● 효소의 순도-비활성- 효소의 순도를 나타내는 기준 : 비활성- 정의 : mg 단백질당 효소의 국제단위(혹은 Katal)의 수로 표시- 상대적으로 효소 이외의 단백질이 많이 혼입되어 있는 조효소(crude enzyme)는 순수한 효소에 비하여 비활성이 낮게 나타남- 비활성은 효소를 정제할 때 중요함6. Reagents & Equipments : Lactose(유당) 대신 ONPG (2-nitropheny-beta -D-galactopyranoside) 사용, 0.05M Potassium phosphate 용액 (pH 4.5, 7, 10), beta -galactosidase, Na _{2} CO _{3}, 삼각플라스크, 항온수조, Microplate reader7. Method실험용액 준비① 기질 준비0.05M Potassium phosphate 용액 (pH 4.5)에 10mM ONPG를 용해하여 기질용액을 준비했다.② 효소 용액 준비- beta -galactosidase를 0.05M potassium phosphate 용액(pH 4.5)에 용해하여 효소용액을 준비했다.효소반응 실험방법① 시험관에 10mM ONPG 0.5ml과 0.05M Potassium phosphate 용액 1.5ml을 넣고 반응온도에서 10분간 반응했다.② 효소용액 0.5ml를 각각의 시험관에 넣고 혼합한 후, 다시 항온수조에 넣고 20분간 반응했다.③ 반응이 끝난 효소 반응액에 1M Na _{2} CO _{3}를 2ml씩 넣어 반응을 정지시키고 420nm에서 흡광도를 측정했다.● 실험군(효소의 반응특성-온도, pH)실험군12345온도30°C30°C4°C(냉장)60°CpH4.57104.5공시험구효소대신 동량의 버퍼용액 반응8. Result결과산출반응액중의 sigma -nitrophenol(생성물)의 mu mol계산반응종료 후, 흡광도(420nm) 측정흡광도로부터 sigma -nitrophenol 흡광도계수(=4500M ^{-1} cm ^{-1})를 이용[(A420-Ablank)/[4500(M(=mol/L){}^{-1}cm{}^{-1})*(1cm)]*0.0045(L)*10{}^{6}=mu mol]반응속도(효소활성)계산 : 생성된 sigma -nitrophenol의 농도(mu mol)를 반응시간 20분으로 나눔- unit 계산(1분간 1mu mol의 sigma -nitrophenol을 생성하는 효소량)● 효소흡광도(A)생성물(mu mol) (B)Unit(C)11.2791.2790.06420.5090.5090.02530.2950.2950.01540.6150.6150.03152.3982.3980.12< 30°C, pH 4.5/7/10>● buffer흡광도(A)생성물(mu mol) (B)Unit(C)10.1940.1940.0120.0870.0870.00430.0760.0760.00440.1350.1350.00750.3210.3210.016< 30°C, pH 4.5/7/10>9. Discussion이번 실험에서는 Lactose를 Glucose와 Galactose로 분해하는 촉매 효소인 beta -galactosidase를 이용하여 ONPG(2-nitropheny-beta -D-galactopyranoside)를 분해하여 효소의 농도에 따른 색의 변화를 흡광도를 측정하여 효소의 농도에 따른 활성과 생성물 등의 결과를 확인하는 실험을 진행하였다. 또한 효소 활성에 영향을 미치는 요인 중 pH와 온도를 조절하여 효소반응 특성을 확인해보는 실험을 진행하였다. 효소는 촉매 작용을 하는 생체 물질이다. 효소가 촉매 반응을 일으키기 위해서는 적어도 하나 이상의 반응물과 결합하여야 하는데 공유결합이 아닌 수소결합이나 이온결합 또는 반응물 분자의 소수성 부위에 부착되는 형태의 결합은 매우 약하다. 그렇기에 효소의 활동은 온도와 수소이온농도(pH)의 변화에 크게 영향을 받는다. 각각의 효소는 특정한 온도와 pH에서 가장 효과적으로 작용하며, 그보다 더 높거나 낮은 경우에는 그 활성이 감소하는 경우를 보여준다. 이번 실험에서는 beta -galactosidase를 효소로 이용하여 Lactose(유당) 대신 합성기질인 ONPG를 기질용액으로 사용하였다. ONPG는 효소에 의해 galactose와 노란색을 띠는 sigma -nitrophenol로 분해된다. 각 기질과 효소용액은 조교님께 제공받아 실험을 진행하였다. 효소시험관 5개, 버퍼 시험관 5개에 10mM ONPG 0.5ml과 0.05M Potassium phosphate 용액 넣고 미리 예열해둔 항온수조에 10분간 넣어준 후 효소용액, 버퍼용액를 각각의 시험관에 넣고 항온수조에서 20분간 반응시켰다. 반응이 끝난 반응액에 1M Na _{2} CO _{3}를 넣어 기질을 저해하여 반응을 정지키고, 발색반응이 일어나 노란색을 띠게 하였다. 마지막을 420nm에서 흡광도를 측정하였다.
    자연과학| 2023.03.04| 9페이지| 2,000원| 조회(291)
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  • 유산균 발효음료의 산도 및 유산균수 측정
    REPORT제목 : 유산균 발효음료의 산도 및 유산균수 측정수강과목 : 생물공학실험담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제출일자 : 2022. 11. 141. Theme : 유산균 발효음료의 산도 및 유산균수 측정2. Date : 2022. 11. 073. Name :4. Purpose : 유산균 시중 제품을 이용해 산도 및 유산균수를 측정해본다.5. Principle :● 발효유(젖산 발효)- 포도당 및 다른 6탄당들을 산소(O2)를 사용하지 않고 젖산으로 분해함- 젖산 발효는 일부 세균 및 근육세포와 같은 동물세포에서 일어나는 발효 반응- 세포내에서 포도당이 이용되려면 더 작은 당으로 분해되어야 함- 세포질에서 포도당을 반으로 잘라 두 개의 피루브산으로 만드는 과정● 발효유(젖산 발효) 효과구분효과영양학적 측면- 단백질, 지방의 소화 흡수성 증대- 인, 칼슘, 철의 흡수 증대- 비타민 B1, B2, B6, B12의 안정성 향상- 소화액의 분비 촉진- 성장 촉진효과생리적 측면- 정장효과- 혈중 콜레스테롤 감소- 장내 유해물질의 생성 억제- 위장장해 억제● 발효유 제조에 사용되는 미생물- Lactobacillus(간균)Lactobacillus balgaricus : 불가리아에서 유래L.acidophillus : 강한 내산성균, 장내 정착 가능L. casei : 강한 내산성균, 소장에서 활동- Streptococcus(구균)Streptococcus thermophilus : 유산생성, 고온에서 잘 자람- Bifidobacterium(간균)유산과 초산을 생성, 대장에서 활동● Phenolphthalein- 화학식C _{20} H _{14} O _{4}- 산-염기 적정에서 지시약으로 자주 사용됨- 산성 용액에서는 무색, 염기성 용액에서는 분홍색으로 변함● Burette- 액체, 특히 적정에서 시약 중 하나의 정확한 분배를 위해 사용되는 부피 측정 유리관- 긴 눈금이 있는 유리관으로 하단분에는 마개, 마개 출구에 테이퍼진 모세관이 있음● BCP 배지- 유산균수에서 호기 배양이 가능한 배지● 균수의 측정- 적절히 희석한 시료를 배지에 접종하여 형성되는 콜로니의 수를 측정하는 방법- 일정 부피 내에 존재하는 세균수의 측정법에는 혈구측정기 등을 이용하여 현미경 하에서 세균수를 직접 측정하는 방법- 시료 또는 배양액의 탁도를 측정하여 세균수를 계산하는 법● 평판계수법- 가장 보편적으로 쓰이는 방법- 평판배지상에 형성된 집락수는 시료 내에 포함되어 있는 집락 형성이 가능한 살아 있는 세균의 숫자에 비례함- 이 방법은 생존수 측정법라고도 함- 반면 직접계수법의 경우는 집락의 형성 여부에 관계없이 시료에 포함된 전체 세균의 숫자를 측정하는 방법으로 총세균수 측정법이라 함6. Reagents & Equipments :- Phenolphthalein 용액(1%), 0.1N NaOH, burette, 교반기, pH meter, 유산균 측정용 BCP배지(beef extract 6g, peptone 10g, glucose 20g, bromocresol puple solution 0.02g, agar 15g, pH 7.0)7. Method* 산도 측정① 10ml 증류수에 시료 10ml 섞은 후, 1% Phenolphthalein 용액 한 두 방울 첨가했다.② 교반기 위에서 burette을 이용하여 0.1N NaOH 용액을 한 방울씩 떨어뜨렸다.③ 시료가 분홍색으로 30초 변색을 유지시키는 NaOH양을 측정했다.산도(젖산%)= {alpha *f*0.009} over {10} *100alpha = 0.1N 수산화나트륨액의 소비량(ml)f=0.1N 수산화나트륨액의 역가 ->f=NaOH 채취량/(NaOH)당량*0.1*만드는 용액의 양/1000)* 유산균수 측정① 유산균 측정용 평판배지(BCP배지) 4개를 제조했다.② 시중제품을 멸균수에 단계적으로 희석했다. (10 ^{5} ,10 ^{6} ,10 ^{7} ,10 ^{8})③ 희석액을 평판배지에 1ml씩 분주하여 도말했다.④ 37°C 배양기에서 48시간 배양했다.⑤ 발생한 황색의 집락을 확인하여 유산균수를 계측했다.(CFU/ml)* CFU(Colony Forming Unit)로 나타냄: 세균은 매우 작기 때문에 하나씩 셀 수 없어 우리가 볼 수 있는 집락(colony)으로 계수8. Result* 산도측정산도(젖산%)= {alpha *f*0.009} over {10} *100alpha = 8.4mLf= 1.002산도(젖산%) = 8.4*1.002*0009/10*100 = 0.76% - 파스퇴르10 ^{5}10 ^{6}10 ^{7}10 ^{8} - RnB10 ^{5}10 ^{6}10 ^{7}10 ^{8} - RnB10 ^{5}10 ^{6}10 ^{7}10 ^{8}9. Discussion이번 실험에서는 유산균 시중 제품을 이용해 산도 및 유산균수를 측정해보았다. 우선 산도측정을 하기 위해 시료 10ml 원액에 걸죽해지는 것을 방지하기 위해 10ml 증류수를 넣고 섞은 후 1% Phenolphthalein 용액 한 두 방울 첨가를 해준 다음 교반기 위에서 뷰렛을 이용하여 0.1 NaOH 용액을 한 방울씩 떨어지게 하였다. 시료가 분홍색으로 30초 변색유지시키는 데 필요한 소비량은 8.4ml로 계산되었다. 산도 측정 계산을 하려면alpha = 8.4mL/f= 1.002 으로 8.4*1.002*0009/10*100 = 0.76%으로 측정된 것을 확인할 수 있었다.두 번째로 유산균수를 측정하기 위해서 유산균 측정용 평판배지를 제조하는데 BCP배지는 조교님께 제공받아 사용하였다. 파스퇴르를 멸균수에 단계적으로 희석하여 그 중에서10 ^{5},10 ^{6}만 사용하고 혼합(순수)유산균10 ^{7},10 ^{8}은 조교님께 제공받아 실험을 진행하였다. 희석액을 BCP배지에 1ml씩 분주하기 전에 Votexing을 통해 균질화를 시켜주어야 하는 것을 잊지말아야한다. 스프레딩을 해준 배지에는 parafilm을 감아 배양기에서 37°C, 48시간동안 배양해준다.BCP에서는 산성일 경우 노란색으로, 염기성일 경우 보라색으로 나타난다. 세균을 측정하기 위해서는 세균은 매우 작기 때문에 하나씩 셀 수 없어 우리가 볼 수 있는 집락(colony)으로 계수하여 CFU로 나타낼 수 있다. 희석 검체의 cfu/mL를 계산하려면 희석 계수와 집락수를 곱하면 계산이 가능하지만 이번 실험에서는 사진으로 결과를 확인할 수 있었기에 계산을 생략하였다. 육안으로 관찰해보았을 때 파스퇴르를 시료로 사용한 희석10 ^{5}과10 ^{6}에서 노란색의 산성이, 시료를 RnB로 사용한 3,4조에서도 노란 집락으로 나온 것으로 시중의 유산균이 들어있는 것은 확인할 수 있었다. 1,2조의 혼합유산균의10 ^{7}은 염기성을10 ^{8}에서는 산성과 염기성 둘 다를 확인할 수 있었다. 3,4조의 혼합유산균은
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  • 미생물의 성장지수의 평가 레포트
    REPORT제목 : 미생물의 성장지수의 평가수강과목 : 생물공학실험담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제출일자 : 2022. 10. 17Theme : 미생물의 성장지수 (비증식속도, 배가시간)2. Date : 2022. 10. 173. Name :4. Purpose : 균 배양방법을 통해 건조균체량 측정 및 Microplate reader를 이용한 균의 성장곡선을 그려보고 미생물의 성장속도를 평가할 수 있는 성장지수(비증식속도, 배가시간)를 구해본다.5. Principle : (1) 배양 방법 1) 회분배양 - 미생물을 일정량의 배지에 배양하는 방법- 닫힌 계내에서의 배양 - t=0에서 살균된 배지에 균주 접종하여 배양 시작, 배양이 진행되는 동안 설정된 물리적 변수(온도, 교반속도, 공기공급 속도) 일정- 배양이 진행되는 동안 부피 일정, 균체의 성장에 따라 세포수, 양분의 농도, 대사물질의 농도변화(2) 미생물의 생육곡선* 유도기 > 증식기 > 안정기 > 사멸기1) 유도기(적응기) - 처음 배양액에 접종 후 적응하는 기간 - 세포 수 증가 없음, 세포 질량이 약간 증가 - 새로운 구성성분의 함성 -> 신규 영양물질 사용에 필요한 효소 합성 -> 손상회복- 오래된 배지에 서 배양 후, 냉장보관 후 시간이 길어짐- 같은 조성의 배지는 짧거나 없음 2) 증식기(가속 성장기, 지수 성장기) - 세포들이 이미 새로운 환경에 적응한 상태 - 최고속도로 성장분열- 세포의 화학적 생리적 특징이 균일 -> 평형생장- 영양물질 농도에 따라 성장속도 증가 3) 안정기(감속기, 정지기) - 대수기 다음에 오는 것으로 생장이 늦추어지는 시기- 한 개 또는 그 이상의 필수영양소의 고갈- 세포가 살아남기 위해 구조변화를 일으킴- 생장속도=사멸속도- 대사적으로 활성을 가지며 2차대사물 생산- 에너지 소모현상(유지에너지) 4) 사멸기 - 정지기와 구분이 뚜렷하지 않음- 영양물질의 고갈, 독성산물의 축적으로 사멸- 생균수 감소 -> 대수적으로 감소(3) 미생물 증식 층정법종류특징직접법건생물 생장속도는 가능한 온도 범위 내에서 지수적으로 증가함- pH는 미생물의 증식 및 대사반응에 의해 영향이 크며 생산물의 생성속도에도 영향을 미침2) 배가시간 = 비증식속도의 반비례(5) 혈구계수기(haemacytometer) - 미생물의 세포수를 계산하는데 쓰임- 일정부피의 현탁액중의 생균수와 사멸균수의 측정을 현미경하에서 계수- 모눈종이처럼 칸이 그려진 슬라이드 사용1) 측정원리- 가로 세로가 각각 세줄로 된 큰 구역 안에는 가로 4칸, 세로 4칸으로 총 16칸으로 이루어짐-> 맨 윗줄 4칸에 존재하는 효모의 수를 센 후 가로 및 세로 선 위에 있는 효모는 왼쪽 및 위쪽 선에 있는 것만 측정함-> 다음 줄 4칸에 존재하는 효모의 수를 센 후 동일한 방법으로 4줄을 센 다음 측정값의 평균을 구함-> 이 수치에 4*106을 곱하면 효모배양액 1mL 중의 효모 수- 1구획의 부피 = 0.05*0.05*0.1=0.00025mm3- 1ml 당 미생물수 = 4*106*1구획의 미생물 수(6) 자외선 가시광선 분광법(UV-Visible Spectrometry)1) 분광광도법 정의- 액상의 시료가 빛을 흡수하는 정도를 파장의 함수로 나타낸 방법으로 자외선, 가시광선 및 적외선 영역의 빛과 물질의 상호작용을 기반으로 한 정량적 측정 방법임2) 원리- 빛이 물체에 의해 반사, 흡수, 혹은 통과되어 지나갈 때 흡수되는 빛의 양으로 물체의 농도 및 파장에 따라 측정됨- 일정 파장에서 빛을 흡수하는 시료 용액의 흡광도를 측정해 액상 내 물질의 양을 알 수 있음- 투과된 에너지의 세기는 표준으로 사용하는 계에 투과된 에너지의 세기와 비교하여 얻어 투과율을 흡광도로 환산하여 농도와의 관계를 그래프로 도식- 분광광도계들은 x선, 자외선, 가시광선, 적외선 마이크로파 등과 같ㅇ느 넓은 영역의 전자기파를 사용- 물질이 방출 또는 흡수하는 빛의 스펙트럼을 계측하는 장치로 분광분석에 쓰이는 외에 분해능이 높은 것을 물질의 미시적 구조를 해명하는데 유력한 수단으로 쓰임.- 적외선 분광광도법은고초균은 막대모양길이는 4~10μm, 직경은 0.25~1.0μm내성포자 형성, 통성혐기성청국장(고초균)/육류, 어육제품, 밥, 빵, 우유, 유제품의 부패Saccharomyces cerevisiae맥주나 빵 발효 시 사용치마제의 작용으로 발효시켜 알코올과 탄산가스 분리구균, 길이 5~10μm출아로 무성생식● 원심분리기중력대신 원심력을 이용하여 침전현상을 가속시키는 과정을 원심분리라고 함원심분리의 원리를 이용해 다른 물질을 분리 및 정체 농축하는데 쓰이는 기계원심분리 방법은 편차 원심분리, 밀도 기울기 원심분리 두 가지로 나뉨1) 편차 원심분리는 크기, 질량의 밀도가 큰 입자와 작은 입자를 분리함2) 밀도 기울기 원심분리는 속도침강은 균질 용액 대신에 밀도기울기를 이용함6. Reagents & Equipments : Nutrient broth, YM broth, Autoclave, Microplate reader, 증류수, Clean bench, 원심분리기, 삼각플라스크, 배양기, 도가니, Dry Oven, 전자저울, Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae7. Method .◆ 흡광도 및 건조균체량 측정1. 각 조별 도가니를 4개 준비(105~110°C Dry Oven에서 건조 후 데시케이터에 미리 넣어둠), 번호를 매겨 놓고 전자저울을 이용 하여 무게(a)를 측정했다.2. Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae 배양액을 희석했다.- 원액, 2배, 4개, 8배 희석액 사용 -> 15mL씩 (10mL : 건조균체량 측정, 5mL : 흡광도 측정)3. 튜브에 액체배지를 넣고 원심분리기로 분리된 배지를 피펫을 이용하여 제거하고 washing을 위해 증류수 5mL을 넣고 혼합했다.4. 다시 원심분리(3200rpm, 10min)하여 상등액 제거 후, 가라앉은 균체를 도가니에 넣고 105~110°C 에서 건조한 후, 데시케이터로 옮겨 함량이 될 때까지 완전히 건조시켰다(건조 후 중량 측정(b)) > - B.subtilis원액2배4배흡광도0.6446670.3490.088333건조균체량(g/10ml)0.00630.00390.0027건조균체량(g/1)0.630.390.27y = 0.6508x + 0.1953R^2값 = 0.9765시간(hr)1368101214흡광도0.02660.1060.2090.2990.3350.3950.455건조균체량(g/l)0.21261130.26428480.33131720.38988920.4133180.4523660.491414ln(건조균체량)-1.54829-1.330728-1.104679-0.941893-0.883583-0.793264-0.710468비례식 : y = 0.063x - 1.5309비증식속도 = 0.063배가시간 = LN(2)/0.0618 = 11.00234< 3,4조 > - S.cerevisiae원액2배4배8배흡광도0.7323330.4796670.2776770.128333건조균체량(g/10ml)0.01810.01060.00840.0065건조균체량(g/1)1.811.060.840.65y = 1.8834x + 0.3282R^2값 = 0.962시간(hr)810121425흡광도0.110.240.320.421.07건조균체량(g/l)0.5353740.7802160.9308881.1192282.343438ln(건조균체량)-0.62479-0.24818-0.071620.1126390.851619비례식 : y = 0.0806x - 1.1088비증식속도 = 0.0806 배가시간 = =LN(2)/0.0806 = 8.5998419. Discussion : 균 배양 방법을 통해 건조균체량 측정 및 Microplate reader를 이용한 균의 성장곡선을 그려보고 미생물의 성장속도를 평가할 수 있는 성장지수(비증식속도, 배가시간)을 구해보는 것이 이번 실험의 목적이다. 첫 단계로 드라이 오븐에서 105~110도로 건조시켜둔 도가니의 무게를 측정해주었다. 이때 도가니 집게를 사용해주었는데 그 이유는 도가니를 손으로 잡게 되면 손에 있던 미생물들이ing을 해주어야 하지만 이번 실험에서는 균이 너무 적어서 소멸할 가능성이 있었기에 washing 작업은 생략하였다. 다시 원심분리기에서 3200rpm으로 10분간 하여 상등액을 제거하는데 바닥에 붙어있는 균을 떨어뜨리기 위해 상등액을 조금만 남겨두고 제거해주었다. 가라앉은 균체를 도가니에 넣고 드라이오븐에서 105~110도에서 건조해준 후 데시케이터로 옮겨 항량이 될 때까지 완전히 건조시켜준 후 건조균체량 데이터를 계산해주었다. 건조시킨 도가니무게에서 도가니 초기무게를 빼주면 균체량을 계산할 수 있다. 그 결과 값으로 원액 : 0.0063, 2배 : 0.0039, 4배 : 0.004, 8배 : 0.0027로 나왔지만 2배와 4배 결과값에서 별다른 차이가 나지 않았기에 8배를 4배로 변경해주었다. 그 오차의 이유는 두 가지로 생각할 수 있었는데 희석액을 만드는 과정에서의 Vortexing을 했을 때와 하지 않았을 때의 차이의 오차와 흡광도 측정 시 피펫팅의 오류로 생각해볼 수 있었다. 다음으로 희석한 배양을 흡광도 660nm로 측정해주었다. 이번에 사용한 Microplate reader와 분광광도계의 차이는 한 샘플만 측정하는 분광광도계와는 달리 microplate reader는 96 well plate를 읽어 여러 샘플을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 96 well plate를 사용할 때는 밑 부분을 손으로 잡을 시 지문이 묻어남으로 측정하는데 오류가 발생할 수 있으므로 옆면을 잡고 이동해야 하며 반드시 밑 부분은 손이 닿지 않도록 주의해야 한다. 이후 측정된 값으로 그래프를 그려 y = 0.6379x + 0.1976 비례식을 구해주었다. 그런 다음 흡광도 값을 이용하여 건조균체량을 계산해주면 단위가 10ml 표시이기 때문에 L 단위로 표시하려면 *100을 하여 값을 구해주었다. 우리 조가 실험한 B.subtilis에서는 각 0.623, 0.39, 0.27(g/L)로 건조균체량을 확인할 수 있었고, 3,4조가 실험한 S.cerevisiae 건조균체량은 각 있었다.
    자연과학| 2023.03.04| 11페이지| 2,000원| 조회(359)
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  • 판매자 표지 GC에 의한 에탄올 함량 분석
    GC에 의한 에탄올 함량 분석
    REPORT제목 : GC에 의한 에탄올 함량 분석수강과목 : 기기분석 및 실습담당교수 :학 과 :학 번 :이 름 :제출일자 :Theme : 가스 크로마토그래피(GC)에 의한 에탄올 함량 분석2. Date : 2022.04.15(ESTD), 2022.05.13(ISTD)3. Name :4. Purpose : GC의 원리를 이해하고 물질분석의 두 가지 정량분석을 이용하여 시중에 판매되는 주류(매화수, 진로와인 등) 에 들어있는 에탄올 함량을 정량 분석한다.5. Principle◆ GC (gas chromatography)- 분해되지 않고 기화될 수 있는 화합물을 분리하거나 분석하기 위해 사용함- 특정 화합물의 순도 & 화합물의 성분 분리하여 각 성분의 상대량 확인 가능함- 휘발성 분석 물질의 정량 및 정성 분석 가능함- 열에 불안정한 물질 분석은 어려움1) GC의 종류- 기체-액체 크로마토그래피 (GLC : Gas-Liquid Chromatography): 불활성인 고체 지지체에 얇은 막으로 입혀진 액체를 정지상으로 사용함= 여러 가지 종류의 액체상을 쉽게 얻을 수 있다는 장점 때문에 GLC는 GSC보다 광범위하게 이용됨- 기체-고체 크로마토그래피 (GSC : Gas-Solid Chromatography): 고체 상태의 흡착제들을 고정상으로 사용함= GLC에 비해 선택성이 크기 때문에 동위원소의 분리, 무기가스, 저분자량 탄화수소 분리에 적합함2) GC의 장점- 단 시간에 분석이 가능함- 높은 분리능으로 다 성분 분석 가능함- 높은 감도- MSD, AED와 쉽게 연결 가능함- 높은 정량 재현성- 적은 시료 주입량으로 여러 번 주입 가능함3) GC의 구성- 운반 기체- 주입구- 컬럼- 검출기- 데이터 시스템4) HPLC(고성능액체크로마토그래피): 1개 이상의 혼합물(유기화합물)을 물리적으로 각각의 성분으로 분리하는 기술- 분리원리로는 흡착착용과 분자체작용으로 구분됨5) GC와 HPLC의 차이GCHPLC이동상기체액체시료의 성질휘발성용해성분자량 분리관 효율의 저하를 방관 컬럼으로 주입되는 방식)- Splitless mode : 미량성분 분석시 이용됨( 매우 묽은 시료에 대해서 적용되는 방식으로 주입속도가 매우 느림)- 0.1microL 주입분할비`=` {(분할`배출구`흐름`속도``+`칼럼`출구`흐름`속도)} over {칼럼`출구`흐름`속도}< Flow 종류 >- Total Flow Rate : GC에 주입되는 운반기체의 유량- Septum Purge Flow : 시료가 주입되는 동안 septum 아래로 유입되어 불순물을 제거하게 되며, 일반적으로 3-6ml/min 정도로 설정함- Split vent : Split ratio에 의해 GC 밖으로 vent되는 gas의 유량- Column flow rate : 컬럼으로 흐르는 gas의 유량③ 온 컬럼 주입구 (Programable Cool On-Column injection port): Capillary column 사용시 사용되며 column을 syringe needle 바로 아래에서 Install하여 Pressure와 Temperature를 Prgoram하여 사용함- 열에 의한 시료 분해 및 성분 차별 등을 개선하기 위해 고안된 방법- 미량성분 분석에 적합함- 컨트롤이 어려움으로 자동화 장치를 이용함- 주입기 함의 온도를 수십 초 내에 20-300°C까지 기울기 변화줌- 시료의 성분 차별이 없음- 시료의 열에 의한 변형이 없음- 가장 우수한 분석 정밀성을 제공함◆ GC 컬럼(Column)모세관 컬럼(Capillary Column)충전 컬럼(Packed Column)길이(m)5 ~ 1001 ~ 5내경(mm)0.1 ~ 0.82 ~ 4유속(cm ^{3}min ^{1})0.5 ~ 1010 ~ 100운반기체 압력(psig)3 ~ 4010 ~ 40이론단수(단수/m)5,000이상2,000 ~ 3,000컬럼 전체 이론단수150,000(50m)5,000(2m)피크당 최대 용질량(㎛)0.05 미만10고정상 필름두께(㎛)0.1 ~ 21 ~ 10* 모세관 컬럼(Capillary Column)- W과적임◆ 검출기(Detector)- 분리된 단일 성분들이 검출기에 이르러 전기적 신호를 변화시키는 부분1) 검출기 종류① 검용 검출기- 열전도도 검출기 (TCD)- 질량분석기 (MS & MSD)- 적외선 검출기 (IRD)- 불꽃 이온화 검출기 (FID)② 선택성 검출기- 질소/인 검출기 (NPD) & 열 이온화 검출기 (TID)- 전자포획 검출기 (ECD)- 불꽃 광도 검출기 (FPD)- 광이온화 검출기 (PID)- 전자전도도 검출기 (ELCD)- 펄스 방전 검출기 (PDD)▶ 농도 의존형 검출기 : 검출기 부피에 대한 용질 성분의 양에 비례=> TCD, PID, IRD 등▶ 질량감응 검출기 : 주어진 시간 동안 흘러간 용질 성분의 양에 비례=> FID, NPD, FPD, MSD 등2) 검출기 조건- 감응도(response)가 높을 것(낮은 수준의 성분 농도에도 감응할 것)- 잡신호(noise) 수준이 낮을 것(바탕선이 낮을 것)- 시료 농도 대비 감응 값의 직선범위(linear dynamic range)가 넓을 것(넓은 농도범위에서 직선성을 유지할 것)◆ 정량분석법- 면적 표준화법, 응답인지에 의한 표준화법, 외부 표준물질, 내부 표준물질 총 4가지 농도 계산방법- 위에 나열한 순서대로 정확도 증가함1) 외부 표준물법(External Standardization)- 절대검정법이라고도 불림- 선택적으로 특정 성분만의 검량선을 작성하므로 방해되는 성분들은 정량계산에서 배제됨- 필요한 가정의 수를 적게 하고 관심 있는 봉우리 이외의 모든 봉우리를 무시함으로써 측정과정을 간단히 해줌- 주입되는 시료의 양이 정확해야함- 기기의 안정성이 필수적임2) 내부 표준물법(Internal Standardization)- 외부 표준물법에서 나타나는 작동상의 문제들은 모두 표준물질과 시료가 각각 다른 시간에 따로 주입되는 점에서 비롯됨- 분석하고자 하는 성분이 일정량 존재하는 시료에, 분석시료 내에 존재하지 않는 성분(내부표준물질)을 첨가한 검량선 작성용 혼합물을 준비함- 미지 성피부를 자극하고 산화제와 격렬한 반응을 일으킴- 무색의 점성 액체- 물에는 미량이 녹고, 보통의 유기용매에 녹음- 분자식 C6H12O6. Reagents & Equipments① 표준물질 : Ethanol(HPLC grade), cyclohexanol(내표준물질)② 추출용매 : Ethylacetate(HPLC grade)③ 가스 : Nitrogen(질소), Hydrogen(수소), Air(산소)④ 원심분리기, vortex mixer, syringe, GC(Agilent 6890 N)⑤ 시료 : 매화수(12%), 진로와인(10%)1) Operating condition of GC① GC : Agilent 6890 N② Column : fused silica capillary column(30m, 0.25㎜, 0.25㎛ RTX-S)③ Carrier gas :N _{2}④ Flow rate : 1㎖/min, 7.6psi⑤ column temp. : 50(5min), 50~150(10°C/min), 150~200(20°C/min), 200(2min)⑥ Detector : FID(불꽃이온화검출기)⑦ Injection temp. : 250°C, Final temp. : 250°C⑧ split ratio : 10 : 17. Method[ESTD]① 시료[Sample, STD1,2,3]를 각각 5mL을 취하여 Ethyl acetate를 5mL 가하여 20분간 진탕추출한 후 3200rpm으로 10분간 원심분리를 실시하였다.(STD 1,2,3은 D.W.로 EtOH 1250ppm, 2500ppm, 5000ppm을 만들었다.)② 추출물에 cyclohexanol이 50ppm이 되도록 혼합 분석 sample로 하였다.(추출물 9mL + cyclohexanol 500ppm 1ml)③ Standard curve 작성STD 1STD 2STD 3SampleEtoH[ppm]125025005000ethyl alchol50505050[ISTD]① 시료[Sample]를 각각 5㎖을 취하여 Ethyl열림)④ 수소발생기 전원⑤ 기기 왼쪽 하단 전원⑥ online 클릭⑦ oven 설정⑧ Inlet->온도, 압력, 유량 설정 / Split rat 설정⑨ column 설정⑩ Detector 설정 후, FID 불꽃 이온화검출기 조건설정⑪ Signal 설정⑫ 분석 조건으로 기기가 모두 설정되었을 때, Status 확인(Not Ready -> Ready)⑬ Ready -> Runcontrol -> sample Info 설정⑭ Runcontrol -> Run method⑮ Injection 이후 바로 start? offline을 통해 Data 분석8. Resultppmarea*************851250519매화수 0.5%1291매화수 0.25%639매화수 시료9.8%y=0.321x+144.15R ^{2}=0.9969[ESTD 결과][ISTD 결과]ppmarea*************431250435와인 10배2730와인 20배1462와인 시료5.3%y=0.491x-261R ^{2}=0.98679. Discussion이번 실험은 GC 원리를 이해하고 물질분석의 두 가지 정량방법을 이용하여 시중에 판매되고 있는 주류인 매화수, 와인에 들어있는 에탄올 함량을 정량 분석하였다. GC는 시료를 주입 후 injector에서 시료를 연소시킨 뒤 연소된 이온들이 유속에 의해 흐르고 전류로 측정이 되어 Detector에서 검출이 되는 것이다. GC 사용에 있어 가장 처음으로 점검하여야 할 대상은 공급 가스의 순도 및 건조 정도이다.GC를 사용하는 방법은 가스 열기 -> 전원 on -> Run control -> sample info -> filename -> Run method -> ready -> 시료 주입 후 start로 크게 볼 수 있다. 이때 시료를 주입하고 바로 start를 누르지 않으면 injector의 내부 온도가 높기 때문에 시료가 휘발되어 주입량의 오차가 생길 수 있다. 그렇기에 주입 시 바로 눌러주는 것이 중요하다. 이 외에도 GC 분석 과정 중에서는 몇 가지다.
    자연과학| 2022.10.10| 13페이지| 2,000원| 조회(407)
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