• 한국환경과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1093-1100
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• 2021

The present study investigated the effect of ammonia load on microbial communities in mesophilic anaerobic digestion of propionic acid. A laboratory-scale continuous anaerobic digester treating propionic acid as a sole organic substrate was operated under non-inhibitory condition and inhibitory conditions with ammonia (1.5 g and 3.5 g ammonia-N/L, respectively), and bacterial and archaeal communities in the steady states of each ammonia condition were analyzed using high-throughput sequencing. Thirteen bacterial families were detected as abundant bacterial groups in mesophilic anaerobic digestion of propionic acid. Increase in ammonia concentration resulted in significant shifts in microbial community structures. Syntorophobacter, Pelotomaculum, and Thermovigra were determined as the dominant groups of (potential) propionate oxidizing bacteria in the non-inhibitory condition, whereas Cryptanaerobacter and Aminobacterium were the dominant groups of (potential) propionate oxidizing bacteria in the ammonia-inhibitory condition. Methanoculleus and Methanosaeta were the dominant methanogens. Acetate-oxidation coupled with hydrogenotrophic methanogenesis might be enhanced with increases in the relative abundances of Methanoculleus and Tepidanaerobacter acetatoxydans under the ammonia-inhibitory condition. The results of the present study could be a valuable reference for microbial management of anaerobic digestion systems that are exposed to ammonia inhibition and propionic acid accumulation.

• 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.

• 한국물환경학회지
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• 제29권3호
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• pp.377-382
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• 2013

Enriching anammox bacteria (AMX) in a lab-scale granular sequencing batch reactor using local digester centrate, we observed the significant enrichment of the filamentous-like bacterial population. These bacteria were revealed as novel bacterial species (termed CHL) belonging to Chlorobi/Bacteroidetes phyla via Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). Further, niche differentiation of AMX and CHL quantification was observed in granule and filament biomass, suggesting AMX was dominant in the granule and CHL was dominant in the filament. Therefore, it was confirmed the structural role of CHL was indeed to aid the granule formation of the AMX. In parallel, the physiological role of CHL was suspected to degrade biopolymers in the digester centrate using nitrate as an electron acceptor.

• 한국물환경학회지
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• 제36권3호
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• pp.220-228
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• 2020

Anaerobic ammonium oxidation (AMX) is a cost-efficient biological nitrogen removal process. The coexistence of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in an AMX reactor is an interesting research topic as a nitrogen-related bacterial consortium. In this study, a sequencing batch reactor for AMX (AMX-SBR) was operated with a conventional activated sludge. The AOB in an AMX bioreactor were identified and quantified using terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) and real-time qPCR. A T-RFLP assay based on the ammonia monooxygenase subunit A (amoA) gene sequences showed the presence of Nitrosomonas europaea-like AOB in the AMX-SBR. A phylogenetic tree based on the sequenced amoA gene showed that AOB were affiliated with the Nitrosomonas europaea/mobilis cluster. Throughout the enrichment period, the AOB population was stable with predominant Nitrosomonas europaea-like AOB. Two OTUs of amoA_SBR_JJY_20 (FJ577843) and amoA_SBR_JJY_9 (FJ577849) are similar to the clones from AMX-related environments. Real-time qPCR was used to quantify AOB populations over time. Interestingly, the exponential growth of AOB populations was observed during the substrate inhibition of the AMX bacteria. The specific growth rate of AOB under anaerobic conditions was only 0.111 d^-1. The growth property of Nitrosomonas europaea-like AOB may provide fundamental information about the metabolic relationship between the AMX bacteria and AOB.

• 대한미생물학회지
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• 제10권1호
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• pp.19-24
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• 1975

Anaerobic bacteria are the major residents of human skin and mucous membrane. The importance, as opportunistic pathogens, of anaerobic bacteria are well recognized because of more population. with decreased defense against bacterial invasion due to chemotherapy, rediation therapy, extensive surgical operation etc. are dealt at hospitals. An analysis of the anaerobe isolation results at Yonsei University Medical Center during the January 1974-May 1975 period was made and the following results were obtained. 1) From 118 patients 146 strains of anaerobes were isolated. Among these 81.3% were nonsporforming anaerobes. Most frequently isolated anaerobes were Pc. asaccharolyticus, Ps. anaerobius, Ps. intermedius, B. fragilis and Cl. perfringens. 2) Anaerobes were frequently isolated from wound, female genital, intraabdominal, and pleuropulmonary specimens. Fewer anaerobes were isolated from blood, spinal fluid and liver specimens. 3) The ratio of anaerobe isolation to total bacteria isolation were; liver 66.7%, intraabdominal 33.3%, pleuropulmonary 28.9%, spinal fluid 5.0% and blood 4.2%. 4) Among the 118 anaerobe isolated patients, 48.3% yielded anaerobes only and rest of them yielded anaerobes together with aerobes. 5) Most of the gram-positive anaerobes were susceptible to the antibiotics tested. Exception was to tetracycline to which appreciable number showed resistance. It was noteworthy that only 48% of B. fragilis was susceptible to tetracycline.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제32권4호
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• pp.375-381
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• 2007

교합안정장치는 턱관절장애의 관리를 위해 가장 많이 선택되어지는 치료방법이다. 교합안정장치는 치료목적을 달성하기 위해 구강 내에서 매일 수 시간씩 착용하며, 전체적인 치료기간은 적게는 6개월에서 길게는 2년 가량이 소요된다. 구강 내에서 교합안정장치는 틀니나 고정식 교정장치의 경우처럼 의도하지 않게 타액이나 산소로부터 세균을 보호하고, 세균의 저장고로서 역할을 수행할 수 있는 가능성이 있다. 이런 조건은 일반적으로 치주질환과 구취를 유발하는 주요 원인균인 혐기성 세균과 치아우식에 중요한 역할을 하는 S. mutans의 서식에 용이한 환경을 제공하게 되어 교합안정장치을 사용하게 되면서 발생되는 나쁜 맛이나 치주질환, 치태 형성 및 치아우식의 원인요소가 될 수 있다. 이 실험에서는 교합안정장치 사용 전후 구강 내 특정 치아에서 혐기성 세균과 S. mutans 수의 변화를 비교함으로써 교합 안정장치가 이들 세균 수 증가에 어떠한 영향을 끼치며, 그것이 임상적으로 어떤 의미를 가지는지에 대해 알아보고자 하였다. 총 4명의 남성(평균나이 27.5 세)이 참여하였고, 하루 9시간씩 상악교합안정장치를 취침시간 동안에만 사용하였으며, 총 5일 간 진행하였다. 5일 후 교합안정장치를 제거한 구강에서 상악좌측제2대구치, 상악좌측중절치, 하악좌측제2대구치를 각각 선택하여 치태와 타액이 혼재된 샘플을 정해진 규격으로 채취하였다. 각각의 샘플은 혐기성 세균 배양을 위한 혈액한 천배지와 S. mutans 선택배지에 각각 $100{\mu}{\ell}$씩 도말하여 $37^{\circ}C$ 10% $CO_2$ 조건으로 3일간 혐기 배양하였다. 각각의 배지에서 배양된 세균을 집락형성단위(CFU) 기준으로 육안으로 세어 최종적으로 CFU/ml로 환산해 기록하였다. 얻어진 자료를 통해 다음과 같은 결론을 내렸다. 1. 교합안정장치 사용에 따라 구강 내 혐기성 세균 수와 S. mutans 수의 변화가 생겼다. 2. 혐기성 세균의 경우 교합안정장치 사용에 따라 상악제2대구치(P=0.003)와 상악중절치(P=0.020)에서 모두 그 수가 유의하게 증가하였다. 3. 교합안정장치의 장착은 직접 피개되지 않은 대합치아의 혐기성 세균 수 증가에도 간접적인 영향을 끼쳤다. 4. S. mutans의 경우 교합안정장치 사용에 따라 상악제2대구치(P=0.043)와 상악중절치(P=0.049)에서 모두 그 수가 유의하게 증가하였다. 5. 교합안정장치의 장착은 직접 피개되지 않은 대합치아의 S. mutans 수에 어떤 영향도 끼치지 않았다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.26-35
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• 2020

BACKGROUND: Microbes that govern a unique biochemical process of oxidizing ammonia into dinitrogen gas, such as anaerobic ammonium oxidation (anammox) have been reported to play a pivotal role in agricultural soils and in oceanic environments. However, limited information for anammox bacterial abundance and distribution in the terrestrial habitats has been known. METHODS AND RESULTS: Phylogenetic and next-generation sequencing analyses of bacterial 16S rRNA gene were performed to examine potential anammox bacteria in paddy soils. Through clone libraries constructed by using the anammox bacteria-specific primers, some clones showed sequence similarities with Planctomycetes (87% to 99%) and anammox bacteria (94% to 95%). Microbial community analysis for the paddy soils by using Illumina Miseq sequencing of 16S rRNA gene at phylum level was dominated by unclassified Bacteria at 33.2 ± 7.6%, followed by Chloroflexi at 20.4 ± 2.0% and Acidobacteria at 17.0 ± 6.5%. Planctomycetes that anammox bacteria are belonged to was 1.5% (± 0.3) on average from the two paddy soils. CONCLUSION: We suggest evidence of anammox bacteria in the paddy soil. In addition to the relatively well-known microbial processes for nitrogen-cycle, anammox can be a potential contributor on the cycle in terrestrial environments such as paddy soils.

• 미생물학회지
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• 제30권6호
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• pp.495-500
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• 1992

Photosynthetic bacteria which can utilize ferulate as a sole carbon source for their metabolic activities were isolated from soils by liquid enrichment culture technique. The strain P-1 was selected by the highest capability of degrading ferulate in aerobic and anaerobic conditions. The strain P-1 was rod-shaped with its motility, strained gram negatively and could not utilize sulfur compounds. This strain has the bacteriochlorophyll a group I carotenoid and membrane structures like lamellae. As the results of physiological, morphological and cultural charactderistics, the isolate was identified as Rhodopseudomonas plaustris, one of the purple nonsulfer bacteria. The strain P-1 utilized 2mM/day in aerobic condition and 0.86 mM/day in anaerobic condition.

• Korean Journal of Hydrosciences
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• 제2권
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• pp.115-126
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• 1991

The anaerobic digester with sludge from sewage treatment plant was operated in the laboratory for two year to investigate the enumeration and activity of methanogenic microorganisms. In this experimental study, the effects of HRT on the degradation characteristics of organic materials and on the number of methanogenic bacteria produced were investigated. By making the media with the repeated wxperiment, the number and activity of methanogenic bacteria were measured. The increase of the removal rate of organic acid in the digester was oberved at HRT of 2 days. The total number of methane forming bacteria estimated by the MPN method showed 2.3 $\times$ $ at HRT of 3 days, 7$\times$$ of 5 days and 7.9$\times$$ $/ml of 10 days. The optimum incubation time for measuring the number of methanogenic bacteria was found as more than four weeks. The PMA revealed 161ml CH$/l day at HRT of 10 days and the PUA 290mg COD/l day. At the incubation time 4.3 days, the maximum value of CH$ *59.1%) was found. At this time, $ was found as 15.3% and $ 25.6%.

• 자원리싸이클링
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• 제26권1호
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• pp.59-68
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• 2017

본 연구는 항진 항균 작용이 보고되어진 고춧가루 함량(0% ~ 1%)에 따른 음식물쓰레기와 하수슬러지 혼합 물질(1 : 5 V/V%)의 혐기성통합소화 효과를 평가하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서 고춧가루 함량 변화가 혐기성미생물 중 가수분해균과 메탄생성균보다 산생성균에 영향을 더 큰 줄 수 있음을 보였으며, 고춧가루함량이 가장 낮은 CAP0 (Capsaicin 0)에서 실험적 누적 메탄수율(ECMY)과 실험적 바이오생산량(EBEP)이 각각 0.17 L $CH_4/g$ $VS_{fed}$와 1,465 cal/g $VS_{fed}$로 최고값으로 측정되어졌다. 그리고 고춧가루 함량이 증가함에 따라 정상운전 위하여 혐기성 미생물의 순응을 위한 기간이 필요함을 보였다.