• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권2호
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• pp.151-159
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• 1999

지구규모의 대기-지표-생물권(Atmo-Geo-Bio-Sphere)간의 끊임없는 상호작용(Interaction)의 피드백(Feedback)의 결과로 야기되는 기상변화는 아직도 이해를 위한 우리의 노력이 더욱 요구되고 있는 자연현상이다. 지구상의 모든 생물은 궁극적으로는 환경변화에 순응하여 생태계의 안정을 유지하는 방향으로 진화할 것이므로 생물자원의 관리분야라 할 수 있는 농업생산도 결국 기상자원의 변화에 효율적으로 적응하기 위한 인간활동인 것이다. 최근 빈발하고 있는 세계적인 이상기상의 출현은 일시적인 현상이 아니라 과도한 인간활동에서 야기된 대기질의 악화에 기인하는 비가역적이고 비선형적인 현상이라는데 불확실성과 심각성이 매우 크다. 지구상의 모든 농업생태계는 기상의 영향을 크게 받을 뿐만 아니라 반대로 기상에 커다란 영향을 미치는 중요한 생물권의 일부로 인식되고 있다. 농업활동의 결과는 항상 크던 작던 간에 대기조성에 영향을 미치게 되고 이는 다시 상호작용과 피드백에 의해 기상과 기후를 변화시키는 동인이 될 수 있다. 지구환경변화와 농업과의 관계는 지금까지는 주로 "기후변화가 농업생산에 미치는 영향"에 대한 접근방법을 택하여 왔다. 여기에서는 이와는 달리 "농업활동이 기후변화와 변동에 미칠 수 있는 가능성과 잠재력"에 대한 접근방법을 이용하여 농업과 기상과의 상호작용과 피드백효과를 새로운 시각에서 조견하고자 하였다. 상호작용 중 먼저 기후학적 변화원인으로 관심대상이 되고 있는 농업생태계의 온실기체 방출과 고정의 측면에서 이와 연관성이 높은 농업활동별로 온실가스의 방출/고정에 미치는 영향을 소개하고, 다음으로 생물지리화학적 및 생물지리물리학적 해석 방법을 검토 소개하였다. 한편 농업활동에 따른 지표면 특성의 변화가 국지기상 변화에 미치는 영향에 대한 검토를 에너지수지와 수분수지 관점에서 소개하였으며, 끝으로 농업활동의 근거지인 농촌지역의 인문사회학적 변화와 농업활동간의 관계, 그리고 이들이 기후변화/변동에 미칠 수 있는 잠재적 영향력을 살펴보았다.수 있는 잠재적 영향력을 살펴보았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권2호
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• pp.95-102
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• 2003

미세포류는 다양한 서식환경, 분류군, 종조성 등의 특징을 갖는 미생물군이며 , 이들은 각종 유용물질을 생산하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 지금까지 유용물질 생산을 위하여 집중적으로 연구되었던 세균, 곰팡이 등과 함께 미래의 유용한 물질생산의 보고로 간주되고 있다. 미세조류 배양의 가장 큰 장점은 대부분의 작물생산에 적합하지 않는 높은 염도, 강한 알카리 등의 극한 환경에서도 성장하는 조류가 있다는 점이다. 최근 유용 미생물 탐색, 미생물 배양, 유용물질 탐색기술 등의 기반 기술이 크게 발달하면서 미세조류 배양 및 물질생산 비용은 점차 저렴해지고 있다. 또한 최근 급격히 발달된 생명공학기술을 이용한 유전공학적 조류주 개량 등으로 유용물질 생산 효율도 크게 증가시킬 수 있게 되었다. 한편 전 세계적으로 지구환경문제가 중요 쟁점으로 등장하였으며, 동시에 생물다양성협약 등 생물자원의 보존 및 확보가 무엇보다도 중요한 시점이라 할 수 있다. 미세조류의 대량배양 시 배지로서 축산폐수를 이용한다면 유용물질의 생산과 동시에 폐수의 고차처리, 대기 중 이산화탄소의 고정화 등 당면한 환경문제를 해결할 수 있는 환경친화적 기술로 평가되고 있다. 따라서 미세조류의 대량배양을 통하여 biomass로부터 건강보조식품, 천연색소, 의약용 물질 등의 고부가 유용물질을 생산하여 경제적 가치를 창출할 수 있다. 또한 미세조류의 대량배양은 부수적으로 생물학적 이산화탄소 고정화를 통한 대기 중 농도감소 등의 지구환경문제의 해결에도 기여할 수 있다. 즉, microalgal biotechnolog는 생물산업의 활성화와 함께 횐경산업의 발전을 도모할 수 있는 유망한 미래 산업으로서 앞으로 큰 발전이 기대된다. 수 있음을 보인다.옥천비변성대의 고생대 지층에서도 보고된 바 있기 때문에 옥천대에 광역적으로 일어난 것으로 생각된다.didn′t have purchase intention of apparel on Internet shopping malls were summarized and labeled as: difficulty of decision making due to virtual shopping environment, insufficiency of diverse apparels, users′ unease handling, risk of incredible apparel quality, unfamiliarity of Internet shopping and risks of unsecurity. Difficulty of decision making due to virtual shopping environment was determined as the most important factor of reasons that respondents didn′t have purchase intention of apparels in website.previous experience" in both cases. The rural housewives bought clothes when they had any "event" and urban housewives bought them when they had "extra money or sale".ng about the real environmental damage of the vehicles. In the paper we describe "how should the

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제25권3호
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• pp.235-239
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• 1997

Chlorococcum littorale has been grown in high $CO_2$ concentrations to utilize $CO_2$ gas in the polluted air. The effect of incident light intensity on the specific growth rate is expressed by a photoinhibition model, showing half- saturation constant, $K_0\;as\;8\;(W/m^2)$ and inhibition constant, Ki as 35 $(W/m^2)$. The maximum specific growth rate was also estimated as 0.095 (1/day) under this condition. This strain maintained the optimum growth rate in 20% of $CO_2$ gas but 50% of input $CO_2$ gas is the maximum concentration considering the economical efficiency. The maximum Specific $CO_2$ consumption rate, $qCO_2$ was measured as 17.48 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in batch cultivation, 11.2 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) in fed-batch cultivation and 10.87 (mg $CO_2/g$ dry wt./day) at 0.065 (1/day) of dilution rate in continuous cultivation. The chemical composition of the biomass obtained from this process showed 32.5% of protein, 27.5% of lipid, 16.5% of carbohydrate and ash 11.7%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.46-51
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• 2006

광합성 미생물을 이용하여 $CO_2$를 항산화성 카로티노이드를 다량 함유하고 있는 바이오매스로 전환하는 새로운 방법의 생물학적 $CO_2$ 저감 기술이 제시되었다. 본 연구에서 담수 녹색 미세 조류인 Haematococcus pluvialis가 광합성 미생물로 사용되었으며, 이 균주는 녹색의 성장 세포에서 적색의 포낭 세포로 전환될 때 2차 카로티노이드인 astaxanthin을 세포 내에 다량 축적하는 것으로 알려졌다. 균주의 이러한 특성을 이용하여 $CO_2$가 연속적으로 공급되는 광 반응기에서 자가 영양 배양 방식으로 $CO_2$ 고정화 및 그것을 통한 astaxanthin 생산 연구가 수행되었다. 녹색 성장 세포의 성장은 5％ $CO_2$ 공급 환경 및 기본 NIES-C 배지에서 최대로 이루어졌다. 적색 포낭 세포로 효과적인 전환을 위해 5％ $CO_2$ 주입과 강한 빛 조사로 이루어진 자가 영양 유도법을 적용하였으며, 이 공정을 통해 $9.6mg/L{\cdot}day$의 astaxanthin 생산성을 획득하였다. 이때 astaxanthin으로 전환되는 $CO_2$의 균주 내 고정화 속도는 $27.8mg/L{\cdot}day$로 나타났다. 본 연구를 통해 제시된 H. pluvialis를 이용한 자가 영양 배양, 유도 공정은 $CO_2$ 고정화뿐만 아니라 고부가 생리 물질 생산기능을 겸비하여 새로운 $CO_2$ 저감기술로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.598-606
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• 2013

본 연구에서는 실제 매립장에 매립되어 있는 슬러지 고화물을 대상으로 생광물화 미생물 종분석을 위한 기초 연구를 수행 하였고, 또한 분석된 미생물을 배양하여 일반적으로 알려진 생광물화균과의 대조 실험을 통해 토착 미생물의 carbonate 생성능을 기기분석을 통해 비교 평가하였다. 시료내 미생물 종분석을 16S rDNA 시퀀스 분석을 통해 수행해본 결과, 다양한 미생물종이 관찰되었으며, 특히 생광물화 기작에 관여한다고 알려진 호기성 토양 미생물의 한종인 Bacillus megaterium과 금속을 환원시켜 미네랄염 상태로 전환시키는 Alkaliphilus metalliredigens의 근연종을 확인 하였다. 복토재에서 분리 배양한 균주를 이용하여 실험을 수행한 결과, 생광물화 균주가 주입된 실험군에서 미생물이 주입되지 않은 대조군보다 이산화탄소의 감소량이 더 컸다. 이와 연계하여 반응후 열중량분석기(TG-DTA)를 이용하여 탄산염(carbonate minerals)을 정량한 결과, 미생물이 주입된 실험군에서 대조군에 비해 약 30% 정도 더 생성된 것을 확인 하였다. 이러한 실험 결과로 비춰 볼 때 열중량분석법(TG-DTA)은 이산화탄소의 생물학적 전환에 의해 생성된 탄산염물의 정략적 분석에 적합할 것으로 판단된다. 이를 종합해 보면 복토재로 현장 매립된 슬러지 고화물은 매립장에서 표면 발산되는 이산화탄소의 자연적인 탄산염 전환 매체로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2004

클로렐라는 생물화학적 성분들을 풍부하게 함유하고 있어서 영양학적으로 사료나 식품으로 이용되며 화장품, 의약품, 심지어 연료로도 이용되고 있다. 클로렐라는 보통 연못이나 호수 등 담수에서 생육하며, 구형 단세포이다. 생식은 무성생식으로 하루에 4-16배로 증식한다. 클로렐라의 대량생산을 위한 배양은 크게 옥외배양법과 발효조 배양법으로 나뉜다. 클로렐라는 필수 아미노산과 생체에 여러 가지 생리적 기능을 수행하는 지방산과 스테롤, 유산균 성장 촉진 원인 물질인 chlorella growth factor (CGF)의 함유되어 있으며, 생체 내에서 중금속 배출기능, 독성물질의 분해, 동맥경화 및 간장장애의 억제, 면역기능 강화, 항암 활성, 장내 유효세균의 증식 촉진, 식품의 풍미 향상 및 보습효과 등의 기능성을 가지고 있어 기능성 생물소재로 주목되고 있다. 클로렐라는 건강기능식품, 화장품, 의약품 소재로서 응용될 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소의 고정화와 수소가스의 생성 등 환경 및 에너지의 생산을 위한 수단으로서의 역할이 전망된다.