미래의 친환경 에너지인 수소에너지 생산을 위해서 생물학적인 수소생산방법에 관한 관심이 증폭되고 있다. 생물학적인 수소생산 방법에는 여러 가지가 있으나 그중 유기물을 혐기발효하여 수소를 생산하는 방법에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구에서 혐기성 미생물인 Enterobacter asburiae SNU-1이 쓰레기 매립지 토양에서 분리되어 수소생산 조건의 최적화 실험을 수행하였다. 본 실험에 이용된 미생물의 경우는 기존에 연구 된 적이 없는 새로운 종으로써 다른 미생물과는 다른 특징을 나타내며 수소생산 능력도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 미생물을 이용한 수소생산에 영향을 미치는 인자로는 pH, initial glucose concentration 등이 있으며 각각의 조건에서 수소생산량을 비교하였다. 실험 결과 strain SNU-1의 최적 pH는 7이었으며 최적 initial glucose concentration은 25 g/1이다 이와 같은 최적 조건에서 strain SNU-1은 6.87 mmol/l/hr의 productivity를 나타내었다. 또한 다른 미생물과 달리 미생물이 더 이상 자라지 않는 정지기에서 더 많은 수소생산량을 나타내는 특이한 거동을 보이는 것이 관찰되었다.
한국미생물학회 2004년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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pp.101-104
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2004
Among biological hydrogen production processes, fermentative processes have some advantages. In this research, the hydrogen producing bacterium was isolated from domestic landfill area and identified as Enterobacter sp. The strain was named Enterobacter sp. SNU-1453. Important parameters for the hydrogen process include pH, temperature, concentration of initial glucose, and kind of sugars. The pH of the culture medium significantly decreased as fermentation proceeded due to the accumulation of various organic acids, and this inhibited the $H_2$ production seriously. When pH was controlled at pH 7.0, hydrogen production was 2614.5 m1/1 in 17 hours. The increase of glucose concentration resulted in higher $H_2$ production. The productivity of this strain was 6.87 mmol $H_2/l$ per hi on concentration of 25g glucose/l. Enterobacter sp. SNU-1453 could utilize various sugars. These results indicate that Enterobacter sp. SNU-1453 has a high potential as a fermentative $H_2$ producer.
Enterobacter sp. BL-2 excretively produced a unique cationic polyglucosamine biopolymer PGB-1 comprised of more than 95% D-glucosamine in an acetate-mediated culture condition. The excretion of the biopolymer PGB-1 was closely associated with the cellular morphology of Enterobacter sp. BL-2, a feature highly dependable on the pH of the medium. The initially formed uneven and irregular surface cells were aggregated into the cell-biopolymer network structure connected by the adhesion modules of the cell-bound biopolymer. The excretive production of the biopolymer PGB-1 coincided with the disruption of the cell-biopolymer network, most actively at the medium pH of 8.0.
One hundred and twenty seven strains of Gram-negative rods (72 E. coli, 45 Klebsieila pneumoniae, 8 Enterobacter spp. and 2 Pseudomonas aeruginosa) isolated from bovine mastitis were examined for resistance to ampicilin, carbenicillin and cefazolin, ${\beta}$-lactamase activity and transferable ${\beta}$-lactamase plasmids. Stains resistant to ampicillin were 13.9% in E. coli, 93.3% in Klebsiella pneumoniae, 87.5% in Enterobacter. spp. and all in Pseudomonas aeruginosa, Resistance of E. coli, Klebsiella pneumoniae and Enterobacter spp. to ampicillin was due to the ${\beta}$-lactamases, but all Pseudomonas aeruginosa exhibited a high level of the non-enzymic resistance. Transferable plasmid-mediated ${\beta}$-lactamase synthesis was demonstrated in 61.9% of Klebsiella pneumoniae, 50% of E. coli and 42.9% of Enterobacter spp. The same ${\beta}$-lactamase plasmids specified different resistance levels to various ${\beta}$-lactam antibiotics in different recipients.
대구시내 중 소형병원의 영상의학과 촬영실의 촬영테이블, 에어프론, 각종 손잡이, 이동형 촬영장치의 손잡이 및 방사선사의 손 등에서의 미생물의 분포를 조사하였다. 그 결과 이동형 촬영장치의 손잡이와 에어프론에서 비교적 많은 세균이 검출되었으며, 분리된 세균 중 Acinetobacter baumanni (7.3%), Klebsiella pneumoniae (6.7%), Staphylococcus aureus (3.9%), Serratia liquefaciens (1.7%), Enterobacter cloaceae (0.6%), Providenica rettgeri (0.6%)는 원내감염의 원인균으로 알려져 있다. 그리고 방사선사 손에서도 위와 유사한 집락들이 나타났는데, Klebsiella pneumoniae (8.4%), Staphylococcus aureus (6.6%), Yersinia enterocolotica (5.4%), Acinetobacter baumanni (4.2%), Enterobacter cloaceae (2.4%), Serratia liquefaciens (1.8%), Yersinia pseuotuberculosis (1.8%), Enterobacter sakazakii (1.2%), Escherichia coli (0.6%) 등의 세균이 분리되었으며, 특히 Staphylococcus aureus 와 Escherichia coli 는 강력한 병원성을 나타내기에 임상적 의의가 크다고 할 수 있다. 따라서 방사선사에게 구체적인 원내 감염에 관한 지속적인 예방교육이 필요할 것으로 사료된다.
식품공전에 Cronobacter sakazakii 분리배지로 등재되어 있는 3종의 분리배지에 대한 평가실험을 실시하였다. Chromogenic Enterobacter sakazakii agar, Enterobacter sakazakii agar가 VRBG agar에 비하여 뚜렷한 색택과 모양의 집락을 생성하였다. 3종의 분리배지 모두 30종의 Cronobacter sakazakii에 대한 sensitivity가 100%로 측정되었지만 Cronobacter sakazakii 이외의 Enterobacteriaceae 균주를 이용한 specificity 실험에서는 Chromogenic Enterobacter sakazakii agar, Enterobacter sakazakii agar가 100%로 측정되었지만 VRBG agar는 0%로 측정되었다. 인위적으로 접종한 식품에서의 회수율은 실험에 공시된 3종 배지에서 커다란 차이가 없었다.
다양한 환경으로부터 음식물류폐수에 응집특성을 보이는 미생물 6종을 분리하였다. 동정한 결과, 이들은 각각 Bacillus pumilus, Enterobacter sp., Pantotea agglomerans, Bacillus licheniformis, 그리고 두 종류의 Bacillus sp. 균주들로 밝혀졌다. 분리된 미생물중 Enterobacter sp.(YK102), Bacillus sp.(YK103), Pantotea agglomerans (YK104) 등, 3균주의 경우, 대조군으로 사용된 분양균주 Zoogloea ramigera와 비교하여 카올린에 대한 응집율이 모두 8배 이상 높은 것으로 나타났다. 음식물류폐수에 대한 응집실험에서는 Enterobacter sp.(YK102) 균주가 가장 높은 응집능을 보였으며, 대조군으로 사용된 Pseudomonas fluorescens보다 약 2.5배 높은 것으로 나타났다.
오염된 인삼분말로부터 1 종의 세균을 순수분리하여 API kit 및 전자현미경을 이용하여 형태적, 생리적 특성을 조사하였다. 분리균은 직경 0.6-1.0 $mu extrm{m}$, 길이는 1.2-3.0 $\mu\textrm{m}$ 이었고 세포표면에 편모를 가진 간균이었다. 분리균은 $\beta$-galactosdase, arginine dihydrolase, omithin decarboxylase를 가지고 있으며 탄소원으로 citrate를 이용할 수 있지만 H$_2$S는 생성하지 못하였다. 또한 glucose, manitol, sorbitol, rhamnose, sucrose, melibiose, arabinose 등의 당 및 amygdalin을 탄소원으로 이용할 수 있었다. 이상의 API kit를 이용한 생리적 특성분석 및 전자현미경을 이용한 미세 형태적 특성 관찰결과에 의해 본 균주는 장내세균과(Enterobacteriaceae) 에 속하는 Enterobacter sp.로 동정되었다. 한편 분리균주 Enterobacter sp.의 생육에 미치는 인삼사포닌의 영향을 조사한 결과 사포닌은 농도의존적으로 균의 생육을 억제하는 경향을 나타내었다. 즉, 사포닌을 0.05, 0.5, 2.0, 4.0% 첨가하고 38$^{\circ}C$에서 3일 동안 배양한 후 사포닌 비첨가군과 비교한 결과 균의 상대적 성장률은 각각 75.0, 37.5, 7.5, 0.5%로 나타났다. 사포닌의 미생물 생육 억제작용은 비교적 고농도인 4.0%사포닌 첨가시에도 초기의 6.0$\times$$10^{6}$에서 2.0$\times$$10^{7}$ CFU/g 으로 완만한 증가경향을 나타내어 사멸작용보다는 정균작용일 것으로 추측된다.
Triphenylmethane계 염료 탈색균인 E. cloacae MG 82를 이용한 crystal violet의 탈색 특성을 조사하였다. 배지내의 용존산소의 양이 많을수록 crystal violet의 탈색과 E. cloacae MG82의 균생장이 좋았다. 균생장 중기의 세포 군에서 crystal violet의 탈색능이 가장 활발하였고 염료의 농도가 높아짐에 따라 균생장과 탈색능이 억제되었으며, 균생장이 가능한 crystal violet의 최고 농도치는 375 $\mu$M이었다. E. cloacae MG82는 crystal violet을 유일한 탄소원으로 이용할 수 없었고, 균생장 및 염료의 탈색에 또 다른 에너지원을 필요로 하였다.
한국에서 자생하는 125종의 식물에서 추출한 141가지 메탄을 추출물들에서 식품부패미생물인 Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes 그리고 Pseudomonas aeruginosa에 대한 항균 활성도를 조사하였다. Bacillus subtilis에 대해 가장 강한 항균력을 보인 것은 오미자였으며 Staphylococcus aureus에 대해서 대황이, Pseudomonas aeruginosa에 대해서는 산사가 가장 강한 항균력을 나타냈다. 금은화는 Bacillus subtilis를, 산사는 Staphylococcus aureus를, 모과와 황금은 Pseudomonas aeruginosa를, 모감주나무꽃, 밤나무꽃, 장미꽃과 파꽃은 Enterobacter aerogenes를, 오미자는 Escherichia coli를 제외한 나머지 4가지 균주에 모두 항균력이 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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