• 한국물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.807-813
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• 2007

Settling velocity is one of major parameters determining algal biomass in water quality modeling. In this study, the settling velocity of phytoplankton was measured in reservoir and stream sites of the Nakdong River, Korea. Settling velocities of various phytoplankton species were determined by measuring algal cell biomass settled in a sedimentation cylinder. Mean settling velocities were $0.22m\;day^{-1}$ in reservoir sites and $0.33m\;day^{-1}$ in stream sites, which were relatively higher compared with other default values suggested by water quality models (e.g. $0.1m\;day^{-1}$ in CE-QUAL-W2). The lower settling velocity in reservoirs than in stream implies the adaptation of phytoplakton to low turbulence in lentic environments. Cyanobacteria showed lower settling velocity ($0.2m\;day^{-1}$) than diatoms ($0.3m\;day^{-1}$), and this phenomenon may have resulted from buoyancy mechanisms of cyanobacteria. Cell volume did not show a significant correlation with settling velocity in this study, implying that conformation factors of colonies or other factors had large effects on settling velocity of algal cells as well as cell size. The result of this study may suggest proper coefficients of settling velocity of phytoplankton in the calibration of water quality model.

• 미생물학회지
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• 제21권3호
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• pp.163-169
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• 1983

Effects of temperature on the gorwth characteristics and the chemical composition of pseudomonas cells grown under glucose-or methanol-utilizing continuous culture were studied. In a glucose-utilizing continuous culture, optimum dilution rate, agitation, pH, and temperature, for the higher biomass yield were $0.45hr^-$, 7000rpm, pH 7.5, and $30^{\circ}C$, respectively. But in a methanol-utilizing continuous culture, they were $0.125hr^-$, 600rpm, pH 8, and $30^{\circ}C$, respectively. In methanol-utilizing continuous culture, the maximum production rate of the cells was 1.48g, dry wt./1/hr at a dilution rate of $0.45hr^-$, and the cell yield was 0.46g. dry wt./g. glucose. In the methanol-utilizaing continuous culture, the maximum production rate of the cells was 0.33 7g. dry wt./1/hr. at a dilution rate of $0.125hr^-$ and the cell yield was 0.44g dry cell/g. methanol. The contents of protein of the cells increase with the increase ingrowing temperature (from 15 to $30^{\circ}C$), more or less, while the contents of RNA nad carbohydrate of the cells decreased. However, DNA contents of cells growth under the various temperature ranges didn't change. As the temeprature of cultivation rises at a constant dilution rate, the efficiency of RNA in protein synthesis was increased, showing the decreases in the ratio of RNA to protein.

• 한국식품과학회지
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• 제47권3호
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• pp.281-285
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• 2015

아라키돈산(AA)은 포유동물에 식품을 통해 섭취되는 필수지방산으로써 동물조직에서 추출되어 이용되어 왔다. 경제적으로 AA를 생산하기 위하여 토양으로부터 AA를 다량으로 생산하는 모르티에렐라 종으로 확인된 M-12균주를 선발하였다. 균체로부터 지방질과 AA를 효율적으로 추출하기 위하여 전처리 공정, 공정 순서, 추출 용매, 추출 방식, 입자 크기 등을 달리하여 추출 효율을 분석하였다. M-12를 GY배지로 $25^{\circ}C$에서 7일 배양하여 동결건조한 시료를 사용하였을 때 지질방 중 47% 이상의 AA를 함유하고 있었다. 지방질 추출 효율은 균체의 젖은 상태와 건조 상태로 나눈 전처리 공정에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 클로로폼과 메탄올(2:1) 용액을 추출 용매로 사용하였을 때 가장 높은 추출율을 보였으며 헥세인이나 아이소헥세인도 우수한 추출 효율을 나타내었다. 균체를 분쇄하기 위하여 blending, ultrasonication, Ultra-turrex homogenization 등 기계적 분쇄방법을 사용하였으나 추출 효율은 큰 차이를 보이지 않았다. 균체 입자가 고울수록 유지의 추출 효율은 높게 나타났고 추출 시간보다는 추출 시 입자 크기가 추출 효율에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 그러나 추출된 유지를 분획하여 지방산 조성을 분석한 결과 neutral lipids 내에 AA의 함량이 65.3-68.9%로 가장 높게 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1450-1457
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• 2015

화석 연료의 고갈과 환경 문제를 극복하기 위하여 식물성 바이오매스를 이용한 바이오연료의 생산이 큰 주목을 받고 있는 가운데 화학적 전처리를 하지 않은 바이오매스를 직접 분해할 수 있는 그램 양성 초호열성 세균 Caldicellulosiruptor bescii에 대한 관심이 높아지고 있다. C. bescii는 식물 세포벽을 구성하는 셀룰로스, 헤미셀룰로스 등의 분해 뿐만 아니라 세포벽을 연결시켜주는 pectin도 효율적으로 분해할 수 있는데 최근 C. bescii의 genetic tool이 개발되면서 바이오매스 분해에 관여하는 효소의 특성 규명과 아울러 대사공학적 방법으로 바이오에탄올을 생산하는 통합바이오공정(consolidated bioprocessing; CBP)의 개발이 가능케 되었다. 본 총설에서는 초고온성 세균인 C. bescii를 이용한 식물성 바이오매스의 분해와 바이오에탄올의 생산에 대한 최신 연구결과를 소개하고 향후 전망에 대해 논하고자 한다.

• Ocean and Polar Research
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• 제33권1호
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• pp.21-34
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• 2011

We determined potential meso-scale benthic-pelagic ecosystem coupling in the north equatorial Pacific by comparing surface chl-a concentration with sediment bacterial abundance and adenosine triphosphate (ATP) concentration (indication of active biomass). Water and sediment samples were latitudinally collected between 5 and $11^{\circ}N$ along $131.5^{\circ}W$. Physical water properties of this area are characterized with three major currents: North Equatorial Current (NEC), North Equatorial Count Current (NECC), and South Equatorial Current (SEC). The divergence and convergence of the surface water occur at the boundaries where these currents anti-flow. This low latitude area ($5{\sim}7^{\circ}N$) appears to show high pelagic productivity (mean phytoplankton biomass=$1266.0\;mgC\;m^{-2}$) due to the supplement of high nutrients from nutrient-enriched deep-water via vertical mixing. But the high latitude area ($9{\sim}11^{\circ}N$) with the strong stratification exhibits low surface productivity (mean phytoplankton biomass=$603.1\;mgC\;m^{-2}$). Bacterial cell number (BCN) and ATP appeared to be the highest at the superficial layer and reduced with depth of sediment. Latitudinally, sediment BCN from low latitude ($5{\sim}7^{\circ}N$) was $9.8{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$, which appeared to be 3-times higher than that from high latitude ($9{\sim}11^{\circ}N$; $2.9{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$). Furthermore, sedimentary ATP at the low latitude ($56.2\;ng\;cm^{-2}$) appeared to be much higher than that of the high latitude ($3.3\;ng\;cm^{-2}$). According to regression analysis of these data, more than 85% of the spatial variation of benthic microbial biomass was significantly explained by the phytoplankton biomass in surface water. Therefore, the results of this study suggest that benthic productivity in this area is strongly coupled with pelagic productivity.

• 환경생물
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• 제24권1호
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• pp.81-88
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• 2006

열대 남태평양에 위치한 축 라군에서 flow cytometry와 HPLC를 이용 초미소 식물플랑크톤 조사를 하였다. Synechococcus, Prochlorococcus 그리고 picoeukaryotes의 풍도와 지시색소 분포 양상을 분석하였고 추정된 탄소 생체량에서의 기여율을 조사하였다. 남세균인 Synechococcus와 Prochlorococcus는 축 라군에서 대비되는 분포 특성을 보였다. Synechococcus는 웨노섬 주변 정점에서 높은 풍도를 보인 반면, 북동수로 쪽으로 멀어지며 풍도가 감소하였다. Prochlorococcus는 이와 반대의 분포특성을 나타냈으며, picoeukaryotes는 특정적인 수역별 변화를 보이지 않았다. Prochlorococcus의 지시색소인 divinyl chlorophyll a (Chl. $\alpha2$)는 $1.2\sim180.3\;ng\;L^{-1}$의 농도 범위를 보였으며, 웨노섬 주변 정점들보다 북동수로에 접한 정점들에서 높게 나타났다. 이는 Prochlorococcus의 풍도와 유사한 분포로서, chl. a2가 생체량의 좋은 지표임을 나타냈다. 반면 zeaxanthin은 $61.4\sim135.8\;ng\;L^{-1}$의 농도 범위로 정점별 변화가 풍도변화에 비해 작은 특징을 보였는데 이는 Prochlorococcus로부터 유래된 zeaxanthin의 영향으로 판단된다. Synechococcus의 추정된 탄소 생체량은 전체 초미소 식물플랑크톤 생체량의 68%를 차지하였다. Prochlorococcus와 picoeukaryotes는 각각 17.1%와 14.9%의 생체량을 나타냈다.

• ALGAE
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• 제33권1호
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• pp.127-141
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• 2018

Low efficiency in microalgal biomass production was largely attributed to the low density of algal cell cultures. Though mutations that reduced the level of chlorophyll or pigment content increased efficiency of photon usage and thus the cell-culture density under high-illumination growth conditions (e.g., >$500{\mu}mol\;photon\;m^{-2}\;s^{-1}$), it was unclear whether algae could increase cell-culture density under low-illumination conditions (e.g., ${\sim}50{\mu}mol\;photon\;m^{-2}\;s^{-1}$). To address this question, we performed forward genetic screening in Chlamydomonas reinhardtii. A pool of >1,000 insertional mutants was constructed and subjected to continuous subcultures in shaking flasks under low-illumination conditions. Complexity of restriction fragment length polymorphism (RFLP) pattern in cultures indicated the degree of heterogeneity of mutant populations. We showed that the levels of RFLP complexity decreased when cycles of subculture increased, suggesting that cultures were gradually populated by high cell-culture density (HCD) strains. Analysis of the 3 isolated HCD mutants after 30 cycles of subcultures confirmed that their maximal biomass production was 50-100% higher than that of wild type under low-illumination. Furthermore, levels of chlorophyll content in HCD mutant strains were similar to that of wild type. Inverse polymerase chain reaction analysis identified the locus of insertion in two of three HCD strains. Molecular and transcriptomic analyses suggested that two HCD mutants were a result of the gain-of-function phenotype, both linking to the abnormality of mitochondrial functions. Taken together, our results demonstrate that HCD strains can be obtained through continuous subcultures under low illumination conditions.

• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.191-195
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• 1995

Pseudomonas sp. CH-414를 이용하여 통기속도 빛 pH 변화에 대한 균체량 벚 인지질 생산 변화에 대한 실험을 수행하였다. pH를 7.0에서 8.0으로 변 화시켰을 때는 인지질의 생산량뿐만 아니라 균체량 이 동시에 급격하게 감소하였으나, pH를 7.0에서 6 6.0으로 낮추어 주였을 경우 pH 7.0과 비교하여 인 지질이 약 20% 정도 증가하였으며 균체량의 변화는 없었다. 통기속도가 증가할수록 균체량은 증가하였으나 인지질의 생산은 변화가 심하였으며 3vvm에서는 인지질 농도의 급격한 감소를 보였다. 이상의 결과를 토대로 배양 30시간까지는 pH 7.0, 3vvm으로 배양한 후 그 이후부터는 pH 6.0, 1 vvm 으로 변화를 주어 배양하였을 때 균체량은 약 18.5g d dry cell weight/$$\ell$ 이었고 인지 질의 양은 약 $0.83g/\ell$(45mg/g cell)이였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.523-527
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• 2012

본 연구는 담수미세조류의 일종인 클로렐라를 적색 발광다이오드를 이용하여 효율적으로 반연속 배양하기 위한 조건을 찾기 위해 수행되었다. 클로렐라 배양에 가장 효율적인 적색 LED를 사용하여 반연속배양을 실시하였으며, 배양 중 인과 질소가 급격히 감소하였으며 이는 클로렐라의 성장과 반비례의 관계를 보여 주었다. 효율적인 반연속 배양을 위해 인과 질소의 농도를 증가시킨 배지를 사용하여 배지교체 주기를 연장시켜 배양 효율성을 높였다. 배지교체 시 클로렐라의 셀 농도는 지속적으로 증가하였으나, 셀 크기는 감소하였다. 셀 농도와 셀 크기를 고려할 때 배양 전과정을 통해 생산되는 바이오매스의 양은 일정하게 유지되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.932-937
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• 2004

In situ extraction by organic solvent was studied in order to improve the recovery yield of hydrocarbon from the culture of Botryococcus braunii, a green colonial microalga. When the solvent mixture of octanol as an extractive solvent and n-octane as a biocompatible solvent was added to a two-phase column, the algal growth was seriously inhibited, even at a low concentration of polar octanol. Therefore, a two-stage cell-recycle extraction process was proposed to improve the contact area between the organic phase and the aqueous phase. The hydrocarbon recovery with in situ cell-recycle extraction showed a three-fold increase (57% of cell) in yield over that with two-phase extraction. In addition, over 60% of the hydrocarbon could be recovered without serious cell damage by downstream separation when this process was applied to the culture broth after batch fermentation.