• 자원환경지질
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• 제49권1호
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• pp.13-22
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• 2016

이 연구는 사문석군 광물을 산 처리하고, 용출액을 pH 조절 하여 사문석군 광물로부터 규소와 철산화물 회수와 광물탄산화에 대해 연구하고자 하였다. 연구에 사용된 암석시료는 홍성 구항면에서 채취한 사문암으로 안티고라이트와 자철석로 구성되며, $SiO_2$(45.3 wt.%), MgO(41.3 wt.%), $Fe_2O_3$(12.2 wt.%)의 화학조성을 보였다. 자원회수실험은 $75{\mu}m$ 이하의 크기로 분쇄한 사문암을 1 M의 염산, 황산, 질산으로 각각 용해시켜 잔류물을 추출(1 단계)하였고, 남은 용출액에 $NH_4OH$를 추가하여 pH=8.6까지 상승시켜 형성된 붉은색 침전물을 회수(2 단계)하였다. 광물탄산화 실험은 침전물이 제거된 상층액에 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5까지 상승시켜 형성된 백색의 침전물을 회수(3 단계)하였다. 각 단계에서 회수된 잔류물과 침전물의 광물학적 특성을 확인하기 위해 XRD, TEM-EDS 분석을 실시했고, 용출액과 침전물이 제거된 상층액에 함유된 원소(Si, Mg, Fe)의 농도 변화는 ICP-AES 분석을 통해 확인했다. 용출된 금속은 Si, Fe, Mg이었다. 안티고라이트는 산과 반응한 후에도 판상을 유지하나 비정질실리카로 변했다(1 단계). pH=8.6에서 회수된 침전물은 Fe, Si, O로 구성된 비정질광물로, 2~10 nm 크기의 구형 나노물질이었다(2 단계). 마지막으로 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5에서 회수된 침전물은 nesquehonite[$Mg(HCO_3)(OH){\cdot}2(H_2O)$]와 lansfordite[$MgCO_3{\cdot}H_2O$]로 $1{\sim}6{\mu}m$ 크기를 가진 주상의 결정질광물이었다(3 단계). 따라서 산 처리된 사문석군 광물에서 나노물질의 실리카(잔류물)과 철산화물(침전물)을 회수가능하며, $CO_2$ 반응과 pH 조절을 이용하여 탄산염광물을 형성하였다. 회수된 실리카와 철산화물은 다른 물질로 합성하는 전구체로 유용하게 이용될 수 있으며, 이산화탄소를 이용한 광물탄산화 반응은 대기 중 이산화탄소 고정에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.52-59
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• 2013

The nutritional requirements for the maximum production of lipopeptides by Bacillus subtilis N7 (B. subtilis N7) were investigated and optimized using response surface methodology (RSM) under shake flask fermentation. A one-factor-at-a-time experimental setup was used to screen carbon and nitrogen sources. A Plackett-Burman design (PBD) was employed to screen the most critical variables for lipopeptides production amongst ten nutritional elements. The central composite experimental design (CCD) was finally adopted to elucidate the composition of the fermentation medium. Statistical analyses (analysis of variance, ANOVA) of the results showed that KCl, $MnSO_4$ and $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ were important components and that their interactions were strong. Lipopeptide production was predicted to reach 709.87 mg/L after a 60 h incubation using an optimum fermentation medium composed of glucose 7.5 g/L, peanut oil 1.25 g/L, $MgSO_4$ 0.37 g/L, $KH_2PO_4$ 0.75 g/L, monosodium glutamate 6.75 g/L, yeast extract and $NH_4Cl$ (5:3 w/w) 10 g/L, KCl 0.16 g/L, $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ 0.24 mg/L, $MnSO_4$ 0.76 mg/L, and an initial pH of 7.0. Lipopeptide production ($706.57{\pm}3.70$ mg/L) in the optimized medium confirmed the validity of the predicted model.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제14권
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• pp.111-122
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• 1996

Streptomyces chibaensis J-59 xylanase는 CSL 배지(1% corn steep liquor, 0.15% glucose, 0.1% $MgSO_4{\cdot}7H_2O$, pH 7.0)에서 1% xylan을 효소생산 유도물질로 첨가하였을 경우에 생산(0.83 unit/ml) 되었으나, xylose를 비롯한 각 종 탄소원을 포함하는 배지에서는 효소가 생산되지 않았다. S. chibaensis로 부터 생산된 세포외 xylanase를 $(NH_4)_2SO_4$ 분획침전, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography, Sephadex G-200 gel filtration 과정으로 약 29%의 수율로 20배 정제하였다. 정제한 xylanase는 SDS-PAGE 및 Sephadex G-200 gel filtraion에서 분자량이 모두 25,000 Da으로 나타나 monomenc enzyme으로 확인되었다. 금속이온에 대한 영향은 $Fe^{3+}$, $Hg^{2+}$, $Cu^{2+}$, sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Mn^{2+}$, $Zn^{2+}$에서는 약간의 저해를 받았다. 반면에 $Mg^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. Xylanase에 의한 xylooligo 당의 생산양상을 TLC로 조사한 결과 xylobiose, xylotriose 및 xylotetrose가 주 생산물이었으며, 반응 1시간 이후부터 소량의 xylose가 생성되었다. 따라서 본 효소는 전형적인 endotype xylanase로 확인되었으며 새로운 기능성식품인 자일로 올리고당(xylooligo-saccharides)의 제조에 이용할 수 있을 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권10호
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• pp.1319-1326
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• 2014

Rapamycin, produced by the soil bacterium Streptomyces hygroscopicus, has the ability to suppress the immune system and is used as an antifungal, anti-inflammatory, antitumor, and immunosuppressive agent. In an attempt to increase the productivity of rapamycin, mutagenesis of wild-type Streptomyces hygroscopicus was performed using ultraviolet radiation, and the medium composition was optimized using glycerol (which is one of the cheapest starting substrates) by applying Plackett-Burman design and response surface methodology. Plackett-Burman design was used to analyze 14 medium constituents: M100 (maltodextrin), glycerol, soybean meal, soytone, yeast extract, $(NH_4)_2SO_4$, $\small{L}$-lysine, $KH_2PO_4$, $K_2HPO_4$, NaCl, $FeSO_4{cdot}7H_2O$, $CaCO_3$, 2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid, and the initial pH level. Glycerol, soytone, yeast extract, and $CaCO_3$ were analyzed to evaluate their effect on rapamycin production. The individual and interaction effects of the four selected variables were determined by Box-Behnken design, suggesting $CaCO_3$, soytone, and yeast extract have negative effects, but glycerol was a positive factor to determine rapamycin productivity. Medium optimization using statistical design resulted in a 45% ($220.7{\pm}5.7mg/l$) increase in rapamycin production for the Streptomyces hygroscopicus mutant, compared with the unoptimized production medium ($151.9{\pm}22.6mg/l$), and nearly 588% compared with wild-type Streptomyces hygroscopicus ($37.5{\pm}2.8mg/l$). The change in pH showed that $CaCO_3$ is a critical and negative factor for rapamycin production.

• 한국응용곤충학회지
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• 제16권4호
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• pp.199-208
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• 1977

수종의 식물병원균(흰비단병균, 균핵병균, 좀검은균 핵병균)이 생산하는 가수분해산소(Cellulase Cx, Invertase, $\beta-amylase$, Xylanase, PMG, PG, Phosphatase, Protease)를 균계체내의 효소 및 배양여액내의 효소와 균핵내의 효소(좀검은균핵병균은 제외)로 나누어 그의 생산량과 pH에 따른 활성의 변화를 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 배양 10일후의 Cx활성은 균핵병균이 다른 균에 비하여 활성이 높았고 흰비단병균과 균핵병균은 산성측(pH 3.0 부근)에서, 좀검은균핵병균은 중성측(pH6.0 부근)에서 활성이 높았다. 2. 흰비단병균의 Invertase는 다른균에 비하여 약 20배정도 높은 활성을 보였고 3균주 모드 배양여액과 균계체간에 효소활성의 차가 인정되지 않았다. 3. Xylanase의 활성은 3균주 모두 균계체, 균핵 및 배양여액에 따라 또 pH에 따라 아주 다양한 변화를 나타냈고 균핵내에서 활성이 높았다. 4. $\beta-amylase$의 활성은 공시균중 좀검은균핵병균의 균계체, 배양여액이 가장 높았다. (약 12.0ug/min) 흰비단병균과 균핵병균ㅇ서는 균계체나 균핵에서 보다 배양여액에서 높았는데 활성최적pH는 균계체, 균핵 모두 pH 6.2였으나 배양여액에서는 흰비단 병균과 균핵병균이 pH3.0이었는데 반해 좀검은균핵병균은 pH6.2였다. 5. PMG의 활성은 공시균 모두 배양여액에서 높았고 균계체에서는 균핵병균과 좀검은균핵병균이 높았으며 활성최적 pH는 균에 따라 또는 측정부분에 따라 다양하게 나타났다. 6. PG의 활성은 흰비단 병균과 균핵병균의 균계체에서 각각 9,1ug/min. 9.5ug/min으로서 가장 높았고 활성최적 pH는 흰비단병균이 pH4.5부근 균핵병균이 pH.3.0부근이었다. 7. 흰비단병균과 균핵병균의 Phosphatase는 산성측(최적 pH3.5)에서 활성이 높았고 좀검은 균핵 병균은 산성, 중성, 알카리측에서 각각 Peak가 나타났으나 최적 pH는 9.5였다. 8. 공시균주 모두 Protease는 pH 10.0에서 최고활성을 나타냈고 특히 좀검은균핵 병균의 배양여액내 효소활성이 높았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제21권3호
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• pp.150-184
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• 1978

합성배지(合成培地)에서 느타리 버섯균(菌)의 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)에 대한 영양적(營養的) 특성(特性)과 생리화학적(生理化學的) 제성질(諸性質)을 구명(究明)하고 볏짚과 톱밥 양(兩) 배지(培地)에서 느타리 버섯의 대량(大量) 생산(生産)을 위한 배양조건(培養條件)을 밝히고, 느타리 버섯 재배기간(栽培期間) 중 배지(培地)와 버섯중의 각종(各種) 성분(成分)의 추이(推移)를 알고자 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 탄소원(炭素源) 중 mannitol과 서은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 lactose와 rhamnose는 균사(菌絲) 조차도 생육하지 못하였다. 또한 구연산, 호박산, ethyl alcohol 및 glycerol에서는 자실체(子實體) 형성(形成)이 매우 빈약(貧弱)하였고, 식초산, 개미산, 푸마르산, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol 및 n-propyl alcohol은 균사생육(菌絲生育)을 저해(阻害)하였다. 2. 질소원(窒素源)중 peptone은 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)이 빠르고 자실체(子實體)의 수량(收量)이 많았으나 DL-alanine, asparagine, L-aspartic acid, glycine및 serine은 자실체형성(子實體形成)이 매우 빈약(貧弱)하였으며 아질산태질소(亞窒酸態窒素), L-tryptophan 및 L-tyrosine은 균(菌)의 생육을 저해(沮害)하였다. 또한 peptone에 무기태질소(無機態窒素)와 아미노산(酸)을 혼용(混用)한 결과 $(NH_4)_2SO_4$, $NH_4$-tartarate, DL-alanine및 L-leucine에서는 자실체(子實體)의 수량(收量)이 약 10% 증가되었고, L-aspartic acid는 약 15%. L-arginine은 약20%, L-glutamic acid와 L-lysine은 약 25%증가 되었다. 3. C/N율(率) 15.23에서 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었으며, C/N율(率) 11.42에서는 자실체형성(子實體形成)은 늦으나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 증가되는 경향이 있었다. 또한 동일 C/N율(率)에서도 mannitol과 peptone의 농도(濃度)가 높은 편이 수량(收量)이 증가되었다. 그러므로 자실체(子實體)의 수량(收量)과 자실체형성(子實體形成) 소요일(所要日)의 관점(觀點)에서 보면 C/N율(率) 30.46이 어느정도 적당(適當)한 것 같다. 4. Thiamine $50{\mu}g%,\;KH_2PO_4$ 0.2%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$는 $0.02{\sim}0.03%$일때 균사(菌絲)와 자실체(子實體) 생육(生育)이 우수(優秀)하였으며 미량원소(微量元素)로서는 $FeSO_4{\cdot}7H_2O$,\;ZnSO_4{\cdot}7H_2O$ 및 $MnSO_4{\cdot}5H_2O$가 공존(共存)하면 생육촉진(生育促進)의 상승효과(相乘效果)가 인정되었으나 3이원소(元素)중 Mn이 결핍(缺乏)하면 균사(菌絲)와 자실체(子實體)의 생육(生育)이 다소 저하되었다. 이들 염류(鹽類)의 최적농도(最適濃度)는 각각 0.02mg%이었다. 5. Cytosine $0.2{\sim}1mg%$와 indole acetic acid 0.01mg%에서 균사량(菌絲量)은 증가되었으나 자실체(子實體)의 수량(收量)에는 효과 없었으며 그밖의 purine염기(鹽基), pyrimidine염기(鹽基) 및 식물(植物) hormone은 영향이 없었다. 6. 광조사(光照射영)에 의해서 균사생육(菌絲生育)은 저해(沮害)되었으며 영양생장(營養生長)의 후기에 광(光)을 조사(照射)하면 원기형성(原基形成)이 유도(誘導)되었다. 광(光)의 최적조도(最適照度)는 $100{\sim}500lux$, 조사시간(照射時間)은 매일 $6{\sim}12$시간이었고, 이 이상(以上)의 조도(照度)에서는 오히려 저해(沮害)되었으며, 암소(暗所)에서는 원기(原基)가 형성(形成)되지 않고 영양생장(營養生長)만 계속되었다. 7. 균사생육(菌絲生育)과 자실체(子實體) 형성(形成)의 최적온도(最適溫度)는 각각 $25^{\circ}C,\;10{\sim}15^{\circ}C$이었고 최적(最適)의 pH범위(範圍)는 $5.0{\sim}6.5$이었으며 균사(菌絲)는 $7{s\im}10$일간 배양(培養)했을 때가 자실체(子實體) 형성(形成)이 제일 우수(優秀)하였다. 또한 배지량(培地量)이 적을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 빠르나 자실체(子實體)의 수량(收量)은 감소(減少)되었고 배지량(培地量)이 많을수록 자실체(子實體) 형성(形成)은 늦은반면에 그 수량(收量)은 증가 되었으며, 원기형성(原基形成)은 $CO_2$에 의하여 저해(沮害)되었다. 8. 볏짚과 톱밥 병 배지(培地)에서 균사생육(菌絲生育)의 최적(最適) 수분량(水分量)은 70%이상 이었으며 미강(米糠) 10%를 배지(培地)에 첨가(添加)했을 때는 균사생육(菌絲生育)과 자실체형성(子實體形成)이 우수(優秀)하였다. 그리고 양배지(兩培地)에 $CaCo_3$를 단독(單獨)으로 첨가했을 때는 유효(有？)하였으나 미강(米糠)과 함께 첨가했을때는 효과(？果)를 볼 수 없었다. 9. 재배(栽培) 실험(實驗)에서 느타리 버섯의 전체(全體) 수량(收量)은 볏짚배지(培地)에서 $14.99kg/m^2$, 톱밥배지(培地)에서 $6.52kg/m^2$이었고 양배지(兩培地) 모두 90%이상이 1,2주기(週期)에서 얻어졌으며 볏짚배지(培地)(dry matter $20.96kg/m^2$)의 전수율(全收率)을 톱밥배지(培地)(dry matter $20.83kg/m^2$)의 약 2.3배(倍)이었다. 10. 재배기간(栽培期間)중 양(兩) 배지(培地)의 일반 성분을 고형물(固形物) 기준(基準)으로 볼때 회분(灰分)의 변화는 적었으나 유기물(有機物)은 감소(減少)되었으며, 수분(水分)은 종균접종시(種菌接種時) 약 79%이던것이 균사번식기간(菌絲繁殖期間)중에 다소 감소(減少)되었고 그 이후부터는 큰 변화가 없었다. 11, 종균접종시(種菌接種時) 부터 4주기(週期) 수확(收穫) 후까지 배지(培地) 성분(成分)의 소실(消失)을 보면 볏짚배지(培地)는 고형물(固形物) 약 19.7%, 유기물(有機物) 약 19.3%, 질소(窒素) 약 40%가 소실(消失)되었으며, 톱밥 배지(培地)에서는 고형물(固形物) 약 7.5%, 유기물(有機物) 약 7.6%, 질소(窒素) 약 20%가 소실(消失)되었다. 버섯 1kg을 생산(生産)하기 위하여 볏짚 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 232g, 질소(窒素) 약 7.0g이 소실(消失)되었고, 톱밥 배지(培地)에서는 유기물(有機物) 약 235g, 질소(窒素) 약 6.8g이 소실(消失)되었으며, 버섯 1kg당(當) 함유된 유기물(有機物)은 각각 82.4g, 82.3g, 질소(窒素)는 각각 5.6g, 5.4g이었다. 12. 양배지(兩培地)의 전질소(全窒素)는 점차적으로 감소(減少)되었고 불용성질소(不溶性窒素)의 절대감소량(絶對減少量)은 수용성질소(水溶性窒素)보다 컸으며 아미노태(態) 질소(窒素)는 3주기(週期)까지는 계속 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. 13. 볏짚 배지(培地)에서는 재배기간(栽培其間)에 소실(消失)된 전(全) pentosan의 28%, ${\alpha}$-cellulose는 13.8%가 균사생육(菌絲生育)중에 소실(消失)되었고 톱밥배지(培地)에서는 전(全) pentosan의 24.1%, ${\alpha}$-cellulose는 11.9%가 소실(消失)되었으며 lignin은 양(兩) 배지(培地)의 2주기(週期) 수확(收穫)부터 다소 감소(減少)되었다. 환원당(還元糖), trehalose 및 mannitol은 계속 증가의 추세를 보였으며 C/N율(率)은 볏짚 배지(培地)에서 종균(種菌) 접종시(接種時) 33.2이었던 것이 폐상시(廢床時)에는 30.3이었고, 톱밥 배지(培地)는 61.3이었던 것이 60.0 이었다. 14. 양(兩) 배지(培地)에서 P, K, Mn, Zn은 감소(減少)되었고, Mg, Ca, Cu는 불규칙하게 변화되었으며, Fe는 증가되는 경향이었다. 15. 재배기간(栽培期間)중 각종효소(各種酵素)의 활성(活性)은 톱밥배지(培地)보다 볏짚배지(培地)가 월등히 높았다. 즉 CMC 당화활성(糖化活性)과 CMC액화활성(液化活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후부터 2주기수확(週期收穫)까지는 양배지(兩培地)에서 점차적으로 증가 되었으나 그 이후부터는 감소(減少)되었다. xylanase활성(活性)은 1주기(週期)보다 2주기(週期)에서 급격히 상승되었고 3주기(週期)가 되면서 볏짚 배지(培地)에서는 신속히 감소(減少)되었으나 톱밥 배지(培地)에서는 이와같은 감소(減少)를 볼 수 없었다. protease 활성(活性)은 균사번식(菌絲繁殖)후 최고의 활성도(活性度)를 보였다가 점차로 감소(減少)하였다. 또한 볏짚 배지(培地)의 pH는 종균접종시(種菌接種時) 6.3이던 것이 4주기(週期)후는 5.0이었고 톱밥배지(培地)의 pH는 5.7에서 4.9로 떨어졌다. 16. 볏짚 배지(培地)에서 생육한 버섯은 섬유소(纖維素)를 제외한 모든 성분량(成分量)이 톱밥배지(培地)에서 생육한 버섯보다 높은 경향이있었으며 양배지(兩培地)에서 버섯의 각주기별(各週期別) 성분(成分) 변화는 $1{\sim}3$주기(週期)까지는 거의 비슷하였으나 4주기(週期)에서는 다소 감소(減少)의 추세를 보였다.