• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권4호
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• pp.439-447
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• 2015

The objective of this study was to isolate and identify the chemical structure of a biosurfactant produced by Nocardia farcinica strain BN26 isolated from soil, and evaluate its in vitro antitumor activity on a panel of human cancer cell lines. Strain BN26 was found to produce glycolipid biosurfactant on n-hexadecane as the sole carbon source. The biosurfactant was purified using medium-pressure liquid chromatography and characterized as trehalose lipid tetraester (THL) by nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry. Subsequently, the cytotoxic effects of THL on cancer cell lines BV-173, KE-37 (SKW-3), HL-60, HL-60/DOX, and JMSU-1 were evaluated by MTT assay. It was shown that THL exerted concentration-dependent antiproliferative activity against the human tumor cell lines and mediated cell death by the induction of partial oligonucleosomal DNA fragmentation. These findings suggest that THL could be of potential to apply in biomedicine as a therapeutic agent.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권3호
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• pp.390-396
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• 2013

Biosurfactants have versatile properties and potential industrial applications. A new producer, B. subtilis TU2, was isolated from the underground oil-extraction wastewater of Shengli Oilfield, China. Preliminary flask culture showed that the titer of biosurfactant obtained from the broth of TU2 was ~1.5 g/l at 48 h (718 mg/l after purification), with a reduced surface tension of 32.5 mN/m. The critical micelle concentration was measured as 50 mg/l and the surface tension maintained stability in solution with 50 g/l NaCl and 16 g/l $CaCl_2$ after 5 days of incubation at $70^{\circ}C$. FT-IR spectra exhibited the structure information of both glycolipid and lipopeptide. MALDI-TOF-MS analyses confirmed that the biosurfactant produced by B. subtilis TU2 was a blend of glycolipid and lipopeptide, including rhamnolipid, surfactin, and fengycin. The blended biosurfactant showed 86% of oil-washing efficiency and fine emulsification activity on crude oil, suggesting its potential application in enhanced oil recovery.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권2호
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• pp.313-319
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• 2007

The nutritional medium requirement for biosurfactant production by Bacillus licheniformis K51 was optimized. The important medium components, identified by the initial screening method of Plackett-Burman, were $H_3PO_4,\;CaCl_2,H_3BO_3$, and Na-EDTA. Box-Behnken response surface methodology was applied to further optimize biosurfactant production. The optimal concentrations for higher production of biosurfactants were (g/l): glucose, $1.1;NaNO_3,\;4.4;MgSO_4{\cdot}7H_2O,\;0.8;KCl,\;0.4;CaCl_2,\;0.27;H_3PO_4,\;1.0ml/l;\;and\;trace elements\;(mg/l):H_3BO_3,\;0.25;CuSO_4,\;0.6;MnSO_4,\;2.2;Na_{2}MoO_4,\;0.5;ZnSO_4,\;6.0;FeSO_4,\;8.0;CoCL_2,\;1.0;$ and Na-EDTA, 30.0. Using this statistical optimization method, the relative biosurfactant yield as critical micelle dilution (CMD) was increased from $10{\times}\;to\;105{\times}$, which is ten times higher than the non-optimized rich medium.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권1호
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• pp.106-117
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• 2013

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) is one of the most economical and efficient methods for extending the life of production wells in a declining reservoir. Microbial consortia from Wafra oil wells and Suwaihat production water, Al-Wusta region, Oman were screened. Microbial consortia in brine samples were identified using denaturing gradient gel electrophoresis and 16S rRNA gene sequences. The detected microbial consortia of Wafra oil wells were completely different from microbial consortia of Suwaihat formation water. A total of 33 genera and 58 species were identified in Wafra oil wells and Suwaihat production water. All of the identified microbial genera were first reported in Oman, with Caminicella sporogenes for the first time reported from oil fields. Most of the identified microorganisms were found to be anaerobic, thermophilic, and halophilic, and produced biogases, biosolvants, and biosurfactants as by-products, which may be good candidates for MEOR.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권5호
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• pp.1219-1228
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• 2021

친환경적 바이오 계면활성제의 하나인 람노리피드(rhamnolipid)의 제조는 Pseudomonas aeruginos 계열의 박테리아가 가장 많이 사용되며, 바이오 공정을 통해 생산된다. 람노리피드의 화학구조는 rhamnose당과 𝛽-hydroxylated fatty acid의 결합으로 이루어져 있으며, 바이오 공정을 통해 동질체 혼합물 형태로 생산된다. 발효(fermentation)공정 중 거품 제어가 수율을 결정하는 가장 중요한 요인으로 알려져 있다. 본 논문에서는, 박테리아 내부에서 일어나는 람노리피드 합성 메카니즘을 소개하였고, 발효공정에서 문제점으로 인식되었던 거품 제어 방법에 대한 최근 시도들을 살펴보았다. 10년 전과 비교하여, 람노리피드 양산화 가능성은 빠르게 높아지고 있다. 특히, 람노리피드와 같은 바이오 계면활성제는 의약품과 같은 고부가가치 제품으로 응용된다면, 시장의 요구가 더 커질 것으로 기대한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.181-187
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• 2018

오일분산제가 가장 많이 사용된 사고는, 2010년에 발생한 멕시코만의 기름유출 사건을 들 수 있다. 사용된 오일분산 제로는 Corexit 9500라는 제품이 사용되었으며, 아직도 이 오일분산제가 끼친 생태계의 부정적인 평가는 계속해서 보고되고 있다. 그러함에도 US EPA에서는 아직도 이 오일분산제를 향후에도 사용가능한 제품으로 인정하고 있다. 새로운 대체 오일 분산제 개발을 위해서는 특히 미생물학, 생태학, 환경, 화학, 그리고 화학공학 연구자들의 융합기술을 필요로 하고 있다. 본 논문에서는 Corexit 9500의 주성분들을 찾아 화학구조와 물성을 나타내었다. 그리고, 분산된 오일의 생분해 과정과 바이오계면활성제에 대해서도 소개하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제34권4호
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• pp.317-323
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• 2008

바이오계면활성제는 생물학적으로 박테리아나 효모 등에 의해 많은 기질로 부터 생산된다. 바이오계면활성제는 많은 다른 합성 계면활성제에 비해서 환경친화적이고 보다 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Candida bombiocola로부터 생성된 소포로리피드의 항균효과를 다양한 균에 대해서 시험하였다. 소포로리피드의 치아우식 원인균(S. mutans), 액취균(C. xerosis) 및 여드름균(P. acnes)에 대한 최소억제농도(MIC)는 각각 0.005, 0.05, 0.005% (w/v)이였다. 이러한 항균효과는 합성 계면활성제인 SLS나 APG에 비해 우수한 항균효과를 보였다. 소포로리피드를 함유한 제형에서의 각질박리와 보습 효과를 측정하였다. 0.25% 수용액의 소포로리피드는 5.0% 젖산 수용액과 동등한 수준의 각질박리효과를 보였으며 보습효과는 소포로리피드를 함유한 에멀젼 제형에서 농도 의존적인 경향을 보였다. 이러한 결과는 소포로리피드을 항균제나 보습 또는 각질박리제로서 화장품에 대한 사용 가능성을 제시한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.13-22
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• 2002

본 연구에서는 토양에 오염된 디이젤 성분을 제거하기 위한 토양세척 기술 중에서 적절한 계면활성제를 사용하여 토양입자에 결합되어 있는 유해 유기물질의 표면장력을 약화시켜 제거하는 기술을 이용하기 위해 생분해성이 우수하고 2차 오염문제가 없는 생물계면활성제를 생산하였다. Peudomonas aeruginosa ATCC 9027를 이용하여 생산된 생물계면활성제인 rhamnolipid와 기존에 사용되고 있는 화학계면활성제와의 디이젤 세척효능을 비교분석하였다. 회분식, 연속식 세척실험 결과 디이젤 오염토양 초기농도 5,000ppm에서 계면활성제 1%, 세척시간 24시간 경과 후 본 연구에서 생산된 rhamnolipid의 세척효율이 모두 약 95%로 사용된 계면활성제 중에서 가장 우수한 세척효율을 보였다. 화학계면활성제들은 대부분 50∼80% 미만의 세척효율을 나타내었으며, HLB값이 8에서 15사이에서의 화학계면활성제의 경우 75%이상의 분해효율을 나타내었다. 그러나, HLB값이 8이하이거나 15이상에서는 60%이하의 낮은 디이젤 분해효율을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.524-532
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• 2018

본 연구에서는 천연 유래의 코코넛 오일을 원료로 사용하여 2종류의 아미노산계 음이온 생체계면활성제 포타슘 코코일 글루타메이트(potassium cocoyl glutamate, CTK)와 소듐 코코일 글루타메이트(sodium cocoyl glutamate, CTN)를 합성하였으며, 합성한 계면활성제의 구조를 FT-IR, $^1H-NMR$ 및 $^{13}C-NMR$ 분석을 통하여 규명하였다. 합성한 계면활성제에 대하여 정적 및 동적 표면장력과 유화력 등의 계면 물성을 측정한 결과, CTK와 CTN 모두 계면 활성이 우수하고 계면 에너지를 낮추는데 효과적임을 알 수 있었다. 특히, CTK 계면활성제가 CTN 계면활성제와 비교하여 계면 에너지를 낮추는데 보다 효과적이었는데 이는 CTK가 소수성이 더 크고 계면활성제 단분자가 벌크 용액으로부터 공기와 수용액의 계면으로 이동하는 속도가 빨라서 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 더 짧은 시간에 포화되기 때문임을 알 수 있었으며, 생활용품이나 화장품 제조에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권3호
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• pp.283-291
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• 2012

Bioremediation efforts often rely on the application of surfactants to enhance hydrocarbon bioavailability. However, synthetic surfactants can sometimes be toxic to degrading microorganisms, thus reducing the clearance rate of the pollutant. Therefore, surfactant-resistant bacteria can be an important tool for bioremediation efforts of hydrophobic pollutants, circumventing the toxicity of synthetic surfactants that often delay microbial bioremediation of these contaminants. In this study, we screened a natural surfactant-rich compartment, the estuarine surface microlayer (SML), for cultivable surfactant-resistant bacteria using selective cultures of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB). Resistance to surfactants was evaluated by colony counts in solid media amended with critical micelle concentrations (CMC) of either surfactants, in comparison with non-amended controls. Selective cultures for surfactant-resistant bacteria were prepared in mineral medium also containing CMC concentrations of either CTAB or SDS. The surfactantresistant isolates obtained were tested by PCR for the Pseudomonas genus marker gacA gene and for the naphthalene-dioxygenase-encoding gene ndo. Isolates were also screened for biosurfactant production by the atomized oil assay. A high proportion of culturable bacterioneuston was tolerant to CMC concentrations of SDS or CTAB. The gacA-targeted PCR revealed that 64% of the isolates were Pseudomonads. Biosurfactant production in solid medium was detected in 9.4% of tested isolates, all affiliated with genus Pseudomonas. This study shows that the SML is a potential source of surfactant-resistant and biosurfactant-producing bacteria in which Pseudomonads emerge as a relevant group.