• 제목/요약/키워드: $Mn^{2+}$ ion

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Quenching of Ofloxacin and Flumequine Fluorescence by Divalent Transition Metal Cations

  • Park, Hyoung-Ryun;Oh, Chu-Ha;Lee, Hyeong-Chul;Choi, Jae-Gyu;Jung, Beung-In;Bark, Ki-Min
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권12호
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    • pp.2002-2010
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    • 2006
  • This study examined the quenching of ofloxacin (OFL) and flumequine (FLU) fluorescence by $Cuj^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Co^{2+}$ and $Mn^{2+}$ in an aqueous solution. The change in the fluorescence intensity and lifetime was measured at various temperatures as a function of the quencher concentration. According to the Stern-Volmer plots, the fluorescence emission was quenched by both collisions (dynamic quenching) and complex formation (static quenching) with the same quencher but the effect of static quenching was larger than that of dynamic quenching. Large static and dynamic quenching constants for both OFL and FLU support significant ion-dipole and orbital-orbital interactions between fluorophore and quencher. For both molecules, the static and dynamic quenching constants by $Cu^{2+}$ were the largest among all the metal quenchers examined in this study. In addition, both the static and dynamic quenching mechanisms by $Cu^{2+}$ were somewhat different from the quenching caused by other metals. Between $Ni^{2+}$ and FLU, a different form of chemical interaction was observed compared with the interaction by other metals. The change in the absorption spectra as a result of the addition of a quencher provided information on static quenching. With all these metals, the static quenching constant of FLU was larger than those of OFL. The fluorescence of OFL was quite insensitive to both the dynamic and static quenching compared with FLU. This property of OFL can be explained by the twisted intramolecular charge transfer in the excited state.

Zn 및 Cu 오염토양에서 담배에 의한 복원 탐색 (Feasibility of Tobacco(Nicotiana tabacum L.) for Phytoremediation of Soil Contaminated with Zn and Cu)

  • 이상각;강병화
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.211-217
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    • 2001
  • 본 연구는 경작지 중금속 오염지역의 식물복원을 위한 방안으로, Zn, Cu처리가 담배식물의 생리반응에 영향하는 형태적인 변화와 엽령에 따른 중금속 축적 양상 및 무기이온의 흡수관계를 분석한 결과는 다음과 같다. Zn, Cu에 따른 간장의 생장감소는 1.0 mM이하에서는 작았고, 지상부 건물중보다는 지하부의 건물중을 크게 감소시켰다. 특히 지하부의 건물중은 약 50%가 감소하였다. Zn, Cu처리시 지상 ${\cdot}$ 지하부의 축적은 처리농도가 증가함에 따라 완만히 증가하다가 2.0 mM이상에서는 급격히 증가하였다. 엽령에 따라 Zn은 노화엽에서, Cu는 생장엽에서 축적량이 많았다. 주당 축적량은 2.0 mM에서 Zn은 146,000 mg/kg, Cu는 20,500 mg/kg이었고, 식물수확시기는 Zn은 영양생장기에 Cu는 생식생장기가 적합하였다. Zn, Cu처리에 따른 Mg, Mn, Fe함량은 처리농도가 증가할수록 감소하였다. 지상 ${\cdot}$ 지하부 모두 Zn처리구에서는 Cu함량은 감소하고, Cu처리구에서는 Zn함량은 증가하였다.

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천연제올라이트와 제강전로슬래그를 이용한 세라믹 소재에 의한 산성폐수 내 중금속의 제거특성 (Removal Characteristics of Heavy Metals in Acid Wastewater by Ceramics Using Natural Zeolite and Converter Slag)

  • 김동희;임수빈
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.239-246
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    • 2012
  • 천연제올라이트와 제강전로슬래그를 혼합 소성한 펠렛형 세라믹 소재(ZS 세라믹)를 이용하여 산성폐수 내 중금속의 제거특성 및 제거기작을 연구하고자 하였다. 세라믹 소재의 최적의 소성온도는 $600{\sim}800^{\circ}C$로 파악되었으며 소성시간에 따른 중금속 제거효율의 변화는 거의 나타나지 않았다. ZS 세라믹의 최적의 투여농도는 2~5%임을 알 수 있었고 최대의 중금속 제거능은 중금속별로 Al 84.7 mg/g, Cd 37.3 mg/g, Cr 81.7 mg/g, Cu 55.6 mg/g, Fe 57.2 mg/g, Mn 32.1 mg/g, Ni 38.0 mg/g, Pb 71.6 mg/g, Zn 46.3 mg/g로 나타났다. pH는 ZS 세라믹의 중금속 제거에 큰 영향을 미치는 인자로 파악되었다. ZS 세라믹에 의한 중금속의 제거 기작 실험을 통해 ZS 세라믹은 천연제올라이트에 의한 이온교환 및 흡착의 기작과 제강전로슬래그의 알칼리 공급에 의한 중화침전의 기작이 동시에 발생하는 중금속 처리제임을 확인 할 수 있었다.

서울 성동구 지역 미세먼지의 화학적 조성에 관한 연구 (A Study on Chemical Composition of Fine Particles in the Sungdong Area, Seoul, Korea)

  • 조용성;이홍석;김윤신;이종태;박진수
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.665-676
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    • 2003
  • 본 연구는 서울지역의 PM$_{2.5}$의 화학적 조성을 조사하기 위하여 2000년 10월 1일부터 200l년 9월 26일까지 계절별(봄, 여름, 가을 겨울)로 PM$_{2.5}$ dichotomous air sampler를 이용하여 포집한 후, ICP-MS를 이용하여 검출한계 이상인 13가지의 중금속 성분(Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Si, V, Zn)과 IC를 이용하여 5가지의 수용성 이온성분($Na^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl ̄, NO$_3$$^{-}$ , SO$_4$$^2$ ̄)을 측정/분석하였다. 분석결과에 얻어진 PM$_{2.5}$의 농도와 화학적 성분의 농도를 계절별로 비교하였으며, 중금속 성분의 정성적인 발생원의 기여도를 파악하기 위하여 주성분 분석을 실시하였다.1) 조사기간 중 PM$_{2.5}$의 계절별 농도는 겨울(33.91 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 봄(28.79 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 가을(18.62 $\mu\textrm{g}$/㎥) >여름(14.92 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로 조사되어 주로 겨울철에 대기중 PM$_{2.5}$의 농도가 높은 것을 확인할 수 있었다. PM$_{10}$에 대한 PM$_{2.5}$의 기여도는 33.7~83.5 %로 나타났으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 평균비는 0.54로 조사되었고, 회귀분석에서 PM$_{10}$=4.20PM$_{2.5}$+.9.91, $R^2$=0.73 (p < 0.05)의 회귀관계식을 나타나 PM$_{2.5}$로 PM$_{10}$을 73% 수준에서 설명할 수 있었으며 통계적으로 유의한 값을 보였다. 2) PM$_{2.5}$의 중금속 성분은 Si > Fe > Al> Zn >Ca>Ba>V>Pb>As>Cu>Cr>Cd 순으로 높은 농도를 보였다. 중금속 성분의PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비는 인위적인 발생원에서 기인하는 Cd, Cr, Pb, V, Zn과 같은 중금속 성분의 비율이 높은 조사되었고, 자연적인 발생원에서 기인하는 Al, Ca, Fe, Mn, Si와 같은 중금속 성분의 비율이 낮게 조사되었다 특히 Al, Ca, Fe의 비율이 봄철에 높아 중국에서 발생한 황사의 영향을 받은 것으로 사료된다. 3) PM$_{2.5}$ 중 이온 성분의 농도는 NO$_3$ ̄ > SO$_4$$^2$ ̄ > Cl ̄ > NH$_4$$^{+}$ 순으로 조사되었으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비를 조사한 결과, NO$_3$ ̄,SO$_4$$^2$ ̄, Cl ̄의 비율이 높아 PM$_{10}$에 포함되어 있는 PM$_{2.5}$가 산성오염물질에 많은 영향을 받는 것으로 조사되었다 4) PM$_{2.5}$의 정성적인 발생원을 추정하기 위해 중금속 성분에 대한 주성분 분석의 결과 3개의 주성분으로 나누어 졌으며, 주요 발생원은 자연발생원인 토양성분과 석유연료 연소에서 배출되는 성분으로 추정되어 이 발생원이 중금속 성분 농도에 영향을 미치는 것으로 사료되며, PM$_{2.5}$의 화학적 성분은 지역여건과 기상조건, 계절변동에 많은 영향을 받는 것으로 사료된다. 이상의 연구결과에서 PM$_{10}$에 비해 인체에 유해한 화학적 성분(중금속, 이온 성분)이 포함되어 있는 PM$_{2.5}$에 대한 철저한 관리 및 규제 설정이 요구되며, 측정지점의 특성상 자동차 배기가스와 금속제련 및 가공에 의한 영향을 주로 받는 것으로 추정되었다 또한 지역여건과 기상조건에 영향을 많이 받는 PM$_{2.5}$에 대한 지속적인 연구와 자료축적이 요구되고 발생원에 대한 정량적인 기여도를 평가하기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.

Purification and Characterization of NAD-Dependent n-Butanol Dehydrogenase from Solvent-Tolerant n-Butanol-Degrading Enterobacter sp. VKGH12

  • Veeranagouda, Y.;Benndorf, Dirk;Heipieper, Hermann J.;Karegoudar, T.B.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권4호
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    • pp.663-669
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    • 2008
  • The solvent-tolerant bacterium Enterobacter sp. VKGH12 is capable of utilizing n-butanol and contains an $NAD^+$-dependent n-butanol dehydrogenase (BDH). The BDH from n-butanol-grown Enterobacter sp. was purified from a cell-free extract (soluble fraction) to near homogeneity using a 3-step procedure. The BDH was purified 15.37-fold with a recovery of only 10.51, and the molecular mass estimated to be 38 kDa. The apparent Michaelis-Menten constant ($K_m$) for the BDH was found to be 4 mM with respect to n-butanol. The BDH also had a broad range of substrate specificity, including primary alcohols, secondary alcohols, and aromatic alcohols, and exhibited an optimal activity at pH 9.0 and $40^{\circ}C$. Among the metal ions studied, $Mg^{2+}$ and $Mn^{2+}$ had no effect, whereas $Cu^{2+},\;Zn^{2+}$, and $Fe^{2+}$ at 1 mM completely inhibited the BDH activity. The BDH activity was not inhibited by PMSF, suggesting that serine is not involved in the catalytic site. The known metal ion chelator EDTA had no effect on the BDH activity. Thus, in addition to its physiological significance, some features of the enzyme, such as its activity at an alkaline pH and broad range of substrate specificity, including primary and secondary alcohols, are attractive for application to the enzymatic conversion of alcohols.

지리산지역 고로쇠나무 및 거제수(거자수) 나무의 수액성분에 관하여 -Mineral과 Sugar성분에 관하여- (A Study on the Ingredients in the Sap of Acer mono MAX. and Betula costata T. in Mt. Jiri Area -On the Components of Mineral and Sugar-)

  • 서화중;김충모;정두례
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.479-482
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    • 1991
  • 고로쇠 수액의 주된 양이온 함량분포는 $Ca^{++},\;K^{+},\;Mg^{++},\;Na^{+}$이 각각 3.19, 1.74, 0.37, 0.24mEq/l이고 그 중 Ca와 K가 major ion이다. 주된 음이온은 ${SO_4}^{--}$가 2.0mEq/l, $Cl^{-}$이 0.19mEq/l 검출 되었다. 거제수 수액은 $K^{+},\;Ca^{++},\;Mg^{++),\;Na^{+}$이 각각 3.89, 1.95, 0.47, 0.42mEq/l로서 $K^{+}$의 비율이 월등히 높고 다음은 $Ca^{++}$ 순위이다. 음이온은 ${SO_4}^{--}$가 1.84mEq/l, $Cl^{-}$이 0.45mEq/l로서 ${SO_4}^{--}$가 높다. 이 양수액의 $K^{+},\;Ca^{++}와\;{SO_4}^{--},\;Cl^{-}$농도 상호간의 비율을 비교시 거제수가 고로쇠보다 $K^{+}$의 비율이 높고 $Ca^{++}$량은 상대적으로 적은 반면 ${SO_4}^{--}$는 고로쇠와 거의 비슷한 값이다. Sugar함량에서 고로쇠가 sucrose 2.7%함유로 비교적 감미가 높고 거제수는 포도당과 과당이 각각 0.097%, 0.305%함유되어 있다. 미량원소는 Cu, Zn, Mn에서 고로쇠와 거제수가 각각 0.057~3.038mg/l, 0.483~1.584mg/l, 5.507~4.354mg/l이고 거제수에서 Fe가 2.511mg/l 검출되었다.

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Aspergillus niger S-1이 생산하는 Hesperidin 분해효소에 관한 연구 (Studies on the Hesperidinase of Aspergillus niger S-1)

  • 기우경
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.131-137
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    • 1976
  • 산업상 이용에 적합한 분리 선정된 Naringinase 생산 균주인 Asrpergillus niger S-1은 동시에 Hesperidinase를 강력히 생산함이 확인되었으며 이 균주가 생산하는 Hesperidinase의 효소학적 성질을 요약하면 다음과 같다. 1. PH 4.0에서 30분간 반응 시켰을때 최적 온도는 6$0^{\circ}C$ 이었으며 최적 작용 pH는 5.0이었으나 pH 3.0에서는 70% 활성을 보였다. 2. pH 4.0에서 30분간 열처리 하였을 경우 6$0^{\circ}C$로 열처리한 결과 90%, 7$0^{\circ}C$일 경우 70%, 8$0^{\circ}C$일 경우 65%의 활성을 가지는 비교적 내열성 효소이었다. 그리고 pH에 대한 안정성은 4$^{\circ}C$에서 24시간 보존한 결과 pH 5.0일 경우 가장 안정 하였다. 3. $Mg^{++}$ 이온은 1$\times$$10^{-2}$M 이하부터는 활성화하였으나 Cu$^{++}$ Mn$^{++}$ Pb$^{++}$ Mo$^{++}$ Ag$^{++}$ Hg$^{++}$등은 저go 하였다. 4. 효소를 Aceton 처리할 경우 60% Aceton 처리에서 배양 추출물의 경우 보다 11배 전제되었으며 35%가 회수 되었으며 40%의 Aceton 처리일 경우 10배 정제되었으며 5.6%가 회수 되었다. 5. 배양 추출 효소를 유안으로 염석할 경우 0.4.~0.6 분획 침전 시킬 경우 48배 정제되었으며 처음 효소의 13%가 회수되었고 0.6~0.8포화 분획에서도 19%가 회수되었고 25배 정제되었다. 6. Hesperidinase 생성은 약간량의 밀감 과피 추출물의 첨가로 현저히 증가 하였다.

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Shewanella putrefaciens DK-1의 Fe(III) 환원 특성 (Utilization of Various Electron Acceptors in Shewanella putrefaciens DK-l)

  • 조아영;이일규;전은형;안태영
    • 미생물학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.175-180
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    • 2003
  • Shewanella putrefaciens DK-1은 그람음성, 통성 혐기성 세균으로 $NO_{3}$, Fe(III), Mn(IV), humic acid와 같은 다양한 전자수용체를 이용한다. S. putrefaciens DK-1의 전자공여체의 이용능력은 제한적이며, lactate나 formate는 좋은 전자공여체로 이용되지만 acetate나 toluene은 이용하지 못하였다. 다양한 전자수용체간의 경쟁을 살펴보기 위해 전자수용체로 Fe(III)와 같이 $NO_{3}^{-}$, $NO_{2}^{-}$를 넣어 주었을 매 Fe(III)의 환원은 저해되었다. 또한 5. putrefaciens DK-1은 전자수용체로 토양에 광범위하게 존재하는 humic acid를 이용하였으며, 환원된 humic acid는 질산염에 의해서 다시 산화되었다. Fe(III) 환원능이 있는 환경 시료를 이용하여 탄소, 질소, 인과 같은 제한 요인이 Fe(III) 환원세균의 활성에 미치는 효과를 조사하였다. 천호지의 저질토와 대호의 농토에 각각 탄소원, 질소원, 인을 첨가해 주었을 경우 S. putrefaciens DK-1과 탄소원을 동시에 첨가해 주었을 때 가장 높은 철 환원능을 보여주었다.

메탄올로부터 Methylobacterium organophilum에 의한 Poly-$\beta$-hydroxybutyric Acid의 생산과 배지성분의 최적화 (Optimization of Growth Medium and Poly-$\beta$-hydroxybutyric Acid Production from Methanol in Methylobacterium organophilum)

  • Choi, Joon-H;Kim, Jung H.;M. Daniel;J.M. Lebeault
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.392-396
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    • 1989
  • Facultative methylotroph인 Methylobacterium organophilum을 유일한 탄소원으로 메탄올을 0.5% (v/v) 함유한 최소 합성배지를 이용하여 pH 6.8과 3$0^{\circ}C$에서 배양하였다. 세포의 증식은 배지 내의 여러 성분들에 의해 영향을 받았으며 이로부터 최대증식속도를 얻을 수 있는 최적 합성배지 조성을 확립하였다. 배지조성 중 질소원이 결핍되면 세포의 증식이 감소하며 Fe$^{+2}$ 또는 Mn$^{+2}$ 이온의 결핍은 세포의 비증식속도를 감소시켰다. 탄소원인 메탄올은 농도를 증가시킬수록 세포의 비증식속도가 감소하는 메탄올의 기질 저해성을 확인하였으며, 4%(v/v) 이상의 메탄을 농도에서는 세포의 증식이 완전히 저해되었다. 이러한 메탄올의 기질 저해성은 간헐식 유가배양법을 이용하여 극복하고 PHB의 축적을 촉진하는 영양분 제한(nutrient-deficiency) 실험을 수행하였다. 합성배지의 영양분 중 NH$_{4}^{+}$, SO$_{4}^{-2}$, $K^+$ 또는 PO$_{4}^{-3}$ 이온을 결핍시켰을 때 M. organophilum의 PHB 생산이 증가하였으며 칼륨이온을 결핍시켰을때 세포의 건조 중량에 대한 PHB 함량은 최대 58%를 얻었다.

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Bacillus amyloliquefaciens H41이 생산하는 Vibrio anguillarum 생육 저해인자의 정제 (Purification of Vibrio anguillarum Growth Inhibition Factor Produced by Bacillus amyloliquefaciens H41.)

  • 신현철;정경태;김광현;김병우;권현주;이은우;염종화;류은주;정유정;김영희
    • 생명과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.789-795
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    • 2008
  • 어류 질병 치료를 위한 probiont의 개발에 목적을 두고 어병균 Vibrio anguillarum NCMB1의 생육에 저해물질을 생산하는 Bacillus amyloliquefaciens H41균주를 분리하고 이 물질의 특성을 규명하기 위하여 정제를 시행하였다. 분리 균을 배양한 배양 상등액을 70% 염석, 투석하여 조 효소액으로 제작하고 조 효소액을 DEAE-sephadex, A-50 ion exchange chromatography, sephadex G-200 gel filtration column chromatography을 통하여 정제하고 SDS-PAGE 를 통하여 단일밴드를 확인하고 최종 회수율 2.9%을 얻을 수 있었으며 40.8배의 정제된 V. anguillarum NCMB1 생육저해물질을 얻을 수 있었다. 정제된 저해물질은 저해정도에 따라 단위를 설정하여 활성을 측정하였으며, 분자량은 48 kDa 로 확인되었으며 정제물질의 활성을 위한 최적 반응 pH와 온도는 pH 7.5와 $30^{\circ}C$로 확인되었다. 금속이온의 효과에 있어서는 $CoCl_2$, $HgCl_2$, $ZnSO_4$, $AgNo_3$에서는 완전히 저해되는 양상을 나타내었고 $MgSO_4$, $MnSO_4$에서 미미한 효소활성의 증가를 나타내었다. 그리고 염에 관한 안정성은 일반 해수의 농도인 3%의 농도에서도 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 정제된 저해물질을 현재 상업적으로 사용하고 있는 화학처리제나 항생제와 함께 효율성을 비교 해 보았을 때 저해물질은 약 78%의 저해 활성을 나타내는 것을 알 수 있었고 항생제보다는 효율성이 낮았으나 독성검사를 위해 정제물질을 살아있는 어류에 투여하였으나 어떤 해수어도 폐사하지 않는 것으로 보아 어류 자체엔 독성을 나타내지 않는 물질로 나타났다. 따라서 B. amyloliquefaciens H41 균주가 생산하는 정제 물질이 V. anguillarum 생육에 저해물질로 작용하는 것으로 밝혀졌으며 친환경적인 특성을 가진 물질로 밝혀졌다.