• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권4호
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• pp.430-436
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• 1992

수소 생성능이 있는 Clostridium butyricum과 이 균주의 대사산물을 이용하여 수소를 생성할 수 있는 광합성 세균의 혼합 배양에 의하여 수소 생성을 할 수 있는 양 균주의 혼합 배양 동력학적 연구를 수행하였다. 혐기성 Clostridia의 발효에서 생성되는 아세트산염과 부티르산염은 Rhodopseudomonas sphaeroides에 의해 이용되어 수소를 생성하게 되었고, 이들 양 균주를 혼합 배양한 결과 수소 생성을 저해하는 아세트산염과 부티르산염의 배지내 농도는 점차 감소하였다. 이들 두 균주의 혼합 배양에서의 균체의 혼합 비율, 혼합시기, 접종량을 조사함으로써 단독 배양시와 비교하면서 최적 조건을 조사하였고, 혼합시 균체량의 비율 Clostridium 속 세균1부에 대하여 Rhodopseudomonas 속 세균 6부의 비율로 혼합할 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1571-1586
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• 2012

지구상에는 약 5,400여 종의 포유동물이 있고 그 중 약 1,000여 종은 풀을 뜯어 먹고 사는 초식동물이다. 초식동물 중에서 약 250여 종이 반추동물로 알려져 있다. 반추동물인 소와 양은 반추위에서 주로 발효가 일어나지만 비반추동물인 돼지와 사람은 맹장과 결장, 직장에서 주로 발효가 일어난다. 반추위 미생물의 종류와 우점도 Bacteroidetes 51%, Firmicutes 43% 존재하며, 사람의 대장미생물의 우점도Firmicutes 65%, Bacteroidetes 25%로 존재한다. 풀의 세포벽 구성성분은 미생물에 의해 분해, 발효에 의해 SCFA (short chain fatty acid)를 생성하게 되고 acetate, propionate, butyrate 생성비율은 60:25:15이다. 장내 primary butyrate transporter인 MCT1(monocarboxylatetransports-1)에 의해서 흡수된 butyrate는 SCFA receptor GPR43과 GPR41을 활성화시킨다. Butyrate는 강력한 anti-tumorigenic 기능을 가지고 있다. Butyrate는 다양한 cancer cell에 효과를 나타내며 세포내의 기능 조절에 기여하고, 암세포사멸을 유도하는 특성이 있다. Butyrate는 caspase의 활성화, HDAC (histone deacetylase) 활성을 억제하여apoptosis를 유도하고, p53 발현증가로 cell cycle arrest와 apoptosis를 유도한다. SCFA의 항 염증작용으로는 장 상피세포에서 IL-8 발현 감소, NO합성과 NF-${\kappa}B$ (nuclear factor ${\kappa}B$)의 활성을 억제하여 염증으로 인한 암 발생을 억제한다. Butyrate는 장 점막의 생리적 기능을 유지하는데 중요한 역할을 하며 IBD (inflammatory bowel disease) 치료법으로 이용되고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권1호
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• pp.6-11
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• 1990

Clostridium 속 세균에서 biomass의 생물학적 전환에 의한 수소 생성에 관하여 조사하기 위해 4균종을 대상으로 biomass를 구성하는 당류 이용도 및 그로부터의 수소 생성을 검토하였다. 효율적인 수소 생성 세균은 Cl.butyricum과 Cl.pasteurianum으로 xylose, cellobiose를 포함한 그외 단당, 이당류에서 높은 수소 생성능을 나타내었으며, 특히 Cl.butyricum의 경우, starch, xylan외에도 pectin의 이용성이 비교적 우수한 것으로 관찰되었다. 포도당(1) 이용시 회분 발효를 통하여 Cl.butyricum이 생성하는 유기산 (acetate와 butyrate)의 molar ratio(A/B)는 0.7-0.8을 나타내었다. Cl.butyricum의 회분 발효시 수소 생성에 영향을 미치는 배양조건을 검토하기 위해 pH, phosphate의 농도, glucose의 농도 및 배양 초기 대사산물(acetate, butyrate)의 영향을 관찰하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.533-539
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• 2016

This study was performed to evaluate the characteristics of start-up of anaerobic digestion from food waste with different inoculum ratios. The hydrogen yield was similar with different inoculum ratios. The hydrogen production rate increased with increasing inoculum ratio. But the specific hydrogen production rate decreased with increasing inoculum ratio. Total volatile fatty acids composition analysis showed that butyrate and acetate were the prevalent products in all reactors, followed by lactate and propionate. The acetate was most prevalent product in reactors at $X_0/S_0=0.080$ and 0.159. But in reactors at $X_0/S_0=0.239$ and 0.318, butyrate accounted for greater than 50% of the total volatile fatty acids.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.136-142
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• 2010

Photobiological $H_2$ production was compared using purple non-sulfur bacteria Rhodobacter sphaeroides KD131 in the medium containing various organic acids as the carbon source and electron doner under illumination of $110\;W/m^2$ using halogen lamp at $30^{\circ}C$. The organic acids used were 0~120 mM acetate, butyrate, lactate and malate. Initial pH 7.0 and cell concentration 1.0 at 660nm were increased to pH 8 and 4.4~5.1, respectively during 24hrs of photo-fermentation when lactate and malate were used. However, acetate and butyrate increased pH to 9 and cell concentration to 3.2~3.9 of malate at the same experimental conditions. Optimum ranges of organic acids concentration and carbon/nitrogen ratio were 30~60 mM and 10~20, respectively. When malate was used as the substrate, maximum $H_2$ production 1.1 ml $H_2$/ml broth, which is equivalent to 1.97 mol $H_2$/mol malate was observed.

• 농업과학연구
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• 제48권4호
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• pp.957-963
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• 2021

The study aimed to investigate the effects of supplemented sodium butyrate on the in vitro rumen fermentation and growth performance of Hanwoo calves. In total, four treatments were employed according to the sodium butyrate levels: no addition (control), an addition of 0.1% (treatment 1), an addition of 0.3% (treatment 2), and an addition of 0.5% (treatment 3). After 48 hours of fermentation, the ruminal pH was found to be higher in T1 than in C. Total volatile fatty acids were significantly higher in T2 and T3 than in C. The ratio of acetate and propionate was significantly lower in T1 and T3 than in C. In this study, the optimal concentration to promote rumen fermentation was found to be 0.3%, i.e., T2, and an experiment on Hanwoo calves at a farm was conducted. However, there were no significant differences between the treatment groups in terms of the daily weight gain, feed conversion ratio, and final body weight in the feeding experiment. Also, there were no significant differences in the body length, withers height, and height at hip cross between the control and the treatment groups. The addition of 0.3% sodium butyrate was most effective at promoting in vitro rumen fermentation, but it did not significantly affect the growth performance when fed to Hanwoo calves. This indicates that the addition of sodium butyrate improved rumen fermentation but did not have a growth-promoting effect. Future studies need to compare growth and carcass performance outcomes to confirm long-term effects.

• 한국환경보건학회지
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• 제30권2호
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• pp.149-153
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• 2004

연속반응조에서의 수소생산에 대한 pH의 영향을 HRT 10시간으로 유지하고, pH 4.1부터 8.0까지의 범위에서 조사하였다. 실험조건에서의 생성된 수소가스 성분은 41-71% 범위로 발생되었다. $H_2$/$CO_2$ 비율은 pH 6.0 이상에서는 크게 변화가 없었으나, 대체적으로 pH가 증가함에 따라 $H_2$/$CO_2$ 비율도 증가하였다. 최대 수소생성수율은 pH 5.0에서 3.16$\ell$/g sucrose이었다. Acetate 생성은 pH 증가에 따라 증가하였으나, butyrate 생성은 pH 증가에 따라 감소하였다. 미생물량은 pH 증가에 따라 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.337-343
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• 2014

This study was conducted to evaluate the characteristics of dark fermentative $H_2$ production from microalgae (Chlorella vulgaris) using batch reactors under mesophilic (25, $35^{\circ}C$) and thermophilic (45, $55^{\circ}C$) conditions. The $H_2$ yield and $H_2$ production rate increased with increasing temperature. The maximum $H_2$ yield and $H_2$ production rate were 56.77 mL $H_2/g$ dcw, 3.33 mL $H_2/g\;dcw{\cdot}h$ at $55^{\circ}C$, respectively. The activation energy calculated using Arrhenius equation was 36.24 kcal/mol, which was higher than that of dark $H_2$ fermentation of glucose by anaerobic mixed culture. Although the concentration of butyrate was maintained, the concentrations of lactate and acetate increased with increasing temperature. The $H_2$ yield was linearly proportional to acetate/ butyrate ratio.

• 한국초지조사료학회지
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• 제34권2호
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• pp.94-102
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• 2014

본 연구는 사일리지 발효 특성에 있어 미생물제제와 유기산제제의 처리효과를 분석하고 비교하기 위한 목적으로 수행되었다. 사일리지 pH, 젖산, 초산, L/A비율, 프로피온산, 낙산, WSC, CP, $NH_3-N$, NDF 및 ADF 등을 발효 특성항목으로 조사하였고, 메타분석기술을 이용하여 분석을 수행하였다. 총 14편의 연구논문들을 분석에 사용하였다. 미생물제제 처리는 대조구에 비하여 pH, 젖산, 초산, L/A 비율, 프로피온산 및 ADF 함량 향상시키는 것으로 나타났다 (p<0.01). 이와는 반대로 낙산, WSC, CP, $NH_3-N$ 및 NDF는 대조구에 비하여 감소하는 것으로 나타났다 (p<0.001). 유기산제제의 처리는 ADF 결과를 제외하고 모든 조사 항목에서 대조구에 비해 처리구에서 높은 결과를 갖는 것으로 나타났다 (p<0.001). 미생물제제와 유기산제제의 처리효과 비교에서 유의적인 차이는 낙산, WSC, CP 및 $NH_3-N$에서 나타났고 (p<0.05), 미생물제제 처리가 유기산제제 처리에 비하여 낙산, WSC, CP 및 $NH_3-N$ 함량을 낮추는 것으로 나타났다 (p<0.05).

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.54-61
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• 2007

pH가 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해 배양기간 동안 pH를 $3\sim10$까지 일정하게 유지시킨 상태에서 수소생산 효율을 살펴보았다. 유입기질을 sucrose로 하여 생성된 가스는 이산화탄소와 수소였으며 메탄가스는 검출되지 않았다. 수정 Gompartz 방정식을 이용하여 수소가스 발생량$(P_h)$과 최대수소 생성율$(R_h)$을 회귀분석하였을 때 pH 5에서 수소가스 발생량$(P_h)$은 약 1182 mL이고 최대수소 생성율$(R_h)$은 112.46 mL/g dry wt biomass/hr이였다. 수소 전환율은 22.56%이였으며 butyrate/acetate 비가 pH 5에서는 1.63, pH 6에서는 0.38로 ratio값이 높은 pH 5에서 효율이 더 좋다는 것을 확인할 수 있었다. Haldane equation을 이용하여 비수소생산율을 산정해 본 결과 최대 비수소생산율은 119.61 mL/g VSS/hr이였고, 최대 비수소생산율을 나타내는 pH는 5.5로 판명되었다.