• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권12호
• /
• pp.3649-3653
• /
• 2013

As anode fabrication with different materials has been proven to be a successful alternative for enhancing power generation in the microbial fuel cells, a new approach to improved performance of MFCs with the use of menadione/carbon powder composite-modified carbon cloth anode has been explored in this study. Menadione has formal potential to easily accept electrons from the outer membrane cytochromes of electroactive bacteria that can directly interact with the solid surface. Surface bound menadione was able to maintain an electrical wiring with the trans-membrane electron transfer pathways to facilitate extracellular electron transfer to the electrode. In a single chamber air cathode MFC inoculated with aerobic sludge, maximum power density of $1250{\pm}35mWm^{-2}$ was achieved, which was 25% higher than that of an unmodified anode. The observed high power density and improved coulomb efficiency of 61% were ascribed to the efficient electron shuttling via the immobilized menadione.

• KSBB Journal
• /
• 제13권2호
• /
• pp.141-146
• /
• 1998

To remove the low concentration of methane biologically, a three phase fluidized bed bioreactor immobilized with Methylosinus trichosporium OB3b was used. Optimum pH, temperature and bed height for the operation were pH7.0, 30$^\circ C$ and 150cm, respectively. For the inlet methane concentration of 100-400ppm and flow rate of 2-4L/min, the removal efficiencies of the bioreactor using the activated carbon as a carrier were the range of 54-71%, whereas those using the biosand were the range of 45-56%. It was found that activated carbon was more efficient than the biosand for the removal of methane. When aeration tank was equipped with the bioreactor, the removal efficiency increased to 6-13% and maximum removal rate obtained in the experiment was 1184mg.CH$_4$/min.

• 한국축산식품학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.236-242
• /
• 2010

The objective of this study was to investigate the potential of the application of kimchi LAB as starter culture in the production of fermented sausages. For this, the solid-state model media composed to simulate the substantial conditions of meat mixtures were fermented for 120 h after the treatment with different concentrations of kimchi (0.5, 1.0, 1.5, 3.0, and 5.0%) and lyophilized kimchi-powder (0.2 % and 0.5%). During the fermentation period, the growth of total viable cells and LAB, and the changes of pH and titratable acidity were investigated. The initial LAB counts ranged from 7.18 to 8.34 Log CFU/ mL for kimchi media and from 6.93 to 6.94 Log CFU/mL for kimchi-powder media depending on the added concentrations. The kimchi LAB in this study were not influenced by the immobilized condition for their adaptation and growth by showing no lag phase and thus acted similar as in the submerged medium. The initially increased counts reached around 9 Log CFU/ mL in 12 h independent of the concentrations of a ded kimchi. However, the growth and metabolic activity of kimchi-powder LAB were influenced by the immobilized condition. Supposedly, as the nutrient supply in solid-state depended solely on diffusion, these differences in the souring properties were caused by the LAB topography in the medium matrix. Nevertheless, the differences in the numbers of LAB between two media were less than 0.5 Log units and the pH drop in the solidstate batches was quite rapid and reached low values. Therefore, it can be assumed that kimchi and kimchi-powder LAB showed the utility as the substitute of commercial starter culture even without a rehydrating pretreatment.

• 한국버섯학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.56-62
• /
• 2015

양송이 수확후 배지로부터 lipase 생산균을 분리하여 16S rDNA 유전자 분석을 통해 동정한 결과, Burkholderia cepacia ATCC와 99.8% 상동성을 나타냈다. 분리균 B. cepacia 배양여액 중에 함유된 효소단백질을 70% 황산암모늄으로 침전시켜 crude lipase를 회수하였다. 고정화 효소를 제조하기 위하여 crude lipase(CL)과 Novozyme lipase(NL)을 cross-linking 법에 의해 Silane화된 Silicagel에 고정화 시킨 결과, immobilized CL(ICL)은 61%, immobilized NL(INL)은 72%의 잔존활성을 유지하였다. 중성지방 Canola oil을 알칼리(NaOH) 촉매와 효소(CL 및 ICL) 촉매를 이용하여 지방산(fatty acid)으로 분해한 후, methanolysis에 의한 에스터전이반응(trans-esterification)을 통해 지방산으로부터 전환된 바이오디젤(fatty acid methyl ester, FAME)의 종류와 수율을 비교 하였다. 생성된 총 FAME 함량은 NaOH $781mg\;L^{-1}$, free lipase $681mg\;L^{-1}$, 고정화 lipase $598mg\;L^{-1}$순으로 높았으며, 지방산 조성별 FAME 함량은 linoleic acid(C18:1)가 약 50%로 가장 높았으며, stearic acid(C18:0)가 22%정도의 높은 수준이었다. 또한 반응시간이 증가함에 따라 CL과 ICL 모두 불포화지방산 FAME의 조성비는 감소하고, 상대적으로 포화지방산 FAME의 조성비는 증가하는 경향을 보여 lipase 효소가 transesterification 활성과 interesterification 활성을 동시에 가지는 것으로 여겨진다. 고정화효소의 잔여활성은 반복회수가 증가함에 따라 서서히 감소하여 4회 반복 후, 초기 활성도에 비해 ICL은 34% 와 INL은 21%까지 감소하였다.

• 미생물학회지
• /
• 제49권4호
• /
• pp.336-342
• /
• 2013

산업에서 널리 사용되고 있는 Trichloroethylene (TCE)은 토양 및 지하수의 오염을 일으키며, 암 유발물질로 환경에서 반드시 제거해야 하는 물질이다. 본 연구에서는 미생물 고정화 담체를 이용한 TCE로 오염된 지하수 처리 시스템의 세균 군집구조를 조사하고, 우점종을 분리 및 동정하고 TCE 제거특성을 확인하였다. TCE로 오염된 지하수 처리공정의 세균군집을 16S rRNA 유전자 라이브러리의 염기서열 분석방법을 이용하여 조사한 결과, 주요 개체군은 BTEX 분해세균으로 알려진 Pseudomonas 속이었으며 Pseudomonas putida 그룹이 가장 우점하였다. Pseudomonas putida 그룹의 우점은 높은 toluene과 TCE의 농도에서 기인한 것으로 생각된다. TCE로 오염을 제거하기 위한 미생물 반응기에서 toluene과 TCE 분해 세균을 분리 배양하였으며 Pseudomonas sp. DHC8로 명명하였다. 형태학적 특징, 생리 생화학적 특징, 16S rRNA 유전자 염기서열분석 결과 DHC8 균주는 P. putida 그룹에 속하는 것으로 확인되었다. Pseudomonas sp. DHC8을 이용하여 TCE (0.83 mg/L)와 toluene (60.61 mg/L)에 대해 분해실험을 실시하였을 때 12.5시간 동안 TCE는 72.3%, toluene은 100.0% 제거되었다. 또한, TCE와 toluene의 제거속도는 각각 0.02 ${\mu}mol/g$-DCW/h와 2.89 ${\mu}mol/g$-DCW/h였다. 본 연구 결과는 TCE의 생물정화를 위한 반응기의 최대 효율을 유지하기 위한 노력에 도움이 될 것이다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제46권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2003

본 연구는 폐수 중의 질소 제거를 위한 생물학적 처리용 미생물 개발을 위한 목적으로 질소의 산화 능력이 뛰어난 균주를 분리하였다. 분리된 세균 중에서 질소 산화능과 생육 속도가 뛰어난 CH-N 균주를 선별하였으며, 생리, 생화학적 특성 조사에 의해 Bacillus sp로 추정되어 Bacillus sp. CH-N이라 명명하였다. 분리 균주는 0.5% glucose가 포함된 초기 pH가 7,0인 암모니아 및 아질산성 질소 함유 배지에서 30시간 배양 후 각각 85%와 90%의 암모니아성과 아질산성 질소의 감소율을 나타내었다. 폐수 및 생활하수에 분리 균주를 이용한 결과, 수질 속의 암모니아성 질소가 단시간에 크게 감소시키는 효과를 확인하였다. 균주를 고정시킨 담체의 질소산화 효과를 시험하고자 Bacillus sp. CH-N을 고정시킨 세라믹 담체를 이용한 결과, 배양 2일 후에는 암모니아성 질소가 전부 제거되었다.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제15권2호
• /
• pp.71-78
• /
• 2010

To understand the effects of acclimation schemes on the formation of anode biofilms, different electrical performances are characterized in this study, with the roles of suspended and attached bacteria in single-chamber microbial fuel cells (MFCs). The results show that the generation of current in single-chamber MFCs is significantly affected by the development of a biofilm matrix on the anode surface containing abundant immobilized microorganisms. The long-term operation with suspended microorganisms was demonstrated to form a dense biofilm matrix that was able to reduce the activation loss in MFCs. Also, a Pt-coated anode was not favorable for the initial or long-term bacterial attachment due to its high hydrophobicity (contact angle = $124^{\circ}$), which promotes easy detachment of the biofilm from the anode surface. Maximum power ($655.0\;mW/m^2$) was obtained at a current density of $3,358.8\;mA/m^2$ in the MFCs with longer acclimation periods. It was found that a dense biofilm was able to enhance the charge transfer rates due to the complex development of a biofilm matrix anchoring the electrochemically active microorganisms together on the anode surface. Among the major components of the extracellular polymeric substance, carbohydrates ($85.7\;mg/m^2_{anode}$) and proteins ($81.0\;mg/m^2_{anode}$) in the dense anode biofilm accounted for 17 and 19%, respectively, which are greater than those in the sparse anode biofilm.

• 한국축산식품학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.278-283
• /
• 2003

식중독 세균 검출에 있어서 리포좀의 이용 가능성을 병원성 식중독 세균인 E. coli O157:H7을 대상으로 검토하였다. 리포좀의 표면에 E. coli O157:H7을 인식하는 항체를 공유결합시키고 리포좀의 내부 수용액상에는 형광 표지물질인 sulforhodamine B를 포집시켰다. 이렇게 합성된 면역리포좀이 진단시약으로써의 기능을 하는지 알아보기 위해 두 가지 분석 방법을 적용하였다. 첫번째 방법으로써, test-strip을 이용한 분석은 E. coli O157:H7의 존재 유무를 test-strip 상에 나타난 분석 신호을 육안으로 관찰하는 것으로써 E. coli O157:H7 존재시 분석 신호가 저하되는 것을 원리로하였다. 이 방법은 고가의 실험 장비가 필요하지 않아 현장적용성이 용이한 장점이 있다. 두번째 방법은, IMS 후 목표 세균에 결합되어 있는 리포좀을 파괴시켜 나오는 형광도의 세기를 측정하는 방법으로 이때는 형광도의 강도와 E. coli O157:H7 세균 수와 비례적 관계가 나타났다. 상기의 두 방법에서 얻은 결과는, 리포좀을 E. coli O157:H7 검출에 응용할 수 있는 가능성을 제시하며 추후에 식품 적용 실험이 요구된다.

• 멤브레인
• /
• 제32권1호
• /
• pp.23-32
• /
• 2022

세균은 분리막, 식품 포장 필름 및 바이오 의료 기기와 같은 다양한 미생물 막의 표면 위에서 자란다. 미생물 막의 성장은 엑소폴리사카라이드의 복잡한 구조 형성과 밀접한 관련이 있다. 미생물 막이 항균제의 대량 수송의 어려움으로 성장하게 될 경우 항균효과는 급격하게 감소한다. 항균 활동을 활성화하기 위해서 막의 표면은 살균 특성이 있는 기능성 물질들로 변형, 코팅 또는 고정한다. 한 가지 아이디어는 막 표면에 양전하 이온을 도입하는 것이다. 양전하 이온인 4차 암모늄 그룹의 존재는 마그네슘이나 칼슘같이 세균 세포벽에 존재하는 2가 금속이온을 대체할 수 있다. 세포막 파괴의 효능은 표면환경에서 사용 가능한 작용제들의 이동성에 달려있다. 이 리뷰에서는 4차 암모늄 그룹, 헬라민(helamine), 쌍성이온(zwitterion)과 같이 여러 살생물제를 포함하고 있는 막들을 다룬다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.585-595
• /
• 2019

Analysis of bacterial communities based on their 16S rDNA sequences revealed the predominance of Proteobacteria (Aeromonas sp., Acinetobacter sp. and Thaueraamino aromatica sp.) and uncultured bacterium in activated sludge from the effluent treatment plant (ETP) of Mother Dairy, Calcutta (India). Each isolate was used for bioremediation of dairy wastewater with simultaneous conversion of nitrogenous pollutants into ammonia. A consortium developed using seven of these isolates and three Bacillus strains from different environmental origins could reduce 93% nitrate with simultaneous production of ammonia (626 ㎍/100 ml) within 20 h in non-aerated, immobilized conditions as compared to 82% nitrate reduction producing 2.4 ㎍/100 ml ammonia in 96 h with extensive aeration in a conventional ETP. The treated ammonia-rich effluent could be used instead of freshwater and fertilizer during cultivation of mung bean with 1.6-fold increase in grain yield. The ETP with the surrounding agricultural land makes this process a zero liquid discharge technology for using the biofertilizer generated. In addition, the process requires minimal energy supporting sustained environmental health. This method is thus proposed as an alternative approach for small-scale dairy ETPs.