• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권3호
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• pp.626-632
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• 2005

A new bacterium BL-2 excreting a novel cationic polyglucosamine biopolymer was isolated from the spoiled leaves of Chinese cabbage and identified as Enterobacter sp. BL-2. The isolated Enterobacter sp. BL-2 was cultivated in pH-stat fed-batch culture using acetic acid as the feeding stock at pH 8.0, resulting in 17.11 g/l of cells and 1.53 g/l of an extracellular biopolymer after 72 h. The excreted biopolymer was purified by a three-step procedure, involving ethanol precipitation and deproteinizations, to a nearly homogeneous state, and its molecular weight was found to be 106 kDa. It was composed of glucosamine, rhamnose, and galactose at a molar ratio of 86.4:1.6:1.0, respectively, indicating a rarely found novel high-glucosamine-containing biopolymer. The FT-IR and $^{13}C-NMR$ spectra of the novel cationic polyglucosamine biopolymer PGB-l revealed a close identity with chitosan from crab shell. It can effectively flocculate various suspended solids, including kaolin clay, $Ca(OH)_2,\;Al_{2}O_3$, active carbon, microbial cells, and acidic dyes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권1호
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• pp.104-106
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• 2008

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.

• KSBB Journal
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• 제25권5호
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• pp.409-420
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• 2010

Biopolymer-based materials recently have garnered considerable interest as they can decrease dependency on fossil fuel. Biopolymers are naturally obtainable macromolecules including polysaccharides, polyphenols, polyesters, polyamides, and proteins, that play an important role in biomedical applications such as tissue engineering, regenerative medicine, drug-delivery systems, and biosensors, because of their inherent biocompatibility and biodegradability. However, the insolubility of unmodified biopolymers in most organic solvents has limited the applications of biopolymer-based materials and composites. Ionic liquids (ILs) are good solvents for polar organic, nonpolar organic, inorganic and polymeric compounds. Biopolymers such as cellulose, chitin/chitiosan, silk, and DNA can be fabricated from ILs into films, membranes, fibers, spheres, and molded shapes. Various biopolymer/biopolymer and biopolymer/synthetic polymer composites also can be prepared by co-dissolution of polymers into IL mixtures. Heparin/biopolymer composites are especially of interest in preparing materials with enhanced blood compatibility.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.485-496
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• 2019

Sealing of leakage in waterfront or water-retaining structures is one of the major issues in geotechnical engineering practices. With demands for biological methods as sustainable ground improvement techniques, bioclogging, defined as the reduction in hydraulic conductivity of soils caused by microbial activities, has been considered as an alternative to the chemical grout techniques for its economic advantages and eco-friendliness of microbial by-products. This study investigated the feasibility of bioaugmentation and biostimulation methods to induce fermentation-based bioclogging effect in coarse sands. In the bioaugmentation experiments, effects of various parameters and conditions, including grain size, pH, and biogenic gas generation, on hydraulic conductivity reduction were examined through a series of column experiments while Leuconostoc mesenteroides, which produce an insoluble biopolymer called dextran, was used as the model bacteria. The column test results demonstrate that the accumulation of bacterial biopolymer can readily reduce the hydraulic conductivity by three-to-four orders of magnitudes or by 99.9-99.99% in well-controlled environments. In the biostimulation experiments, two inoculums of indigenous soil bacteria sampled from waterfront embankments were prepared and their bioclogging efficiency was examined. With one inoculum containing species capable of fermentation and biopolymer production, the hydraulic conductivity reduction by two orders of magnitude was achieved, however, no clogging was found with the other inoculum. This implies that presence of indigenous species capable of biopolymer production and their population, if any, play a key role in causing bioclogging, because of competition with other indigenous bacteria. The presented results provide fundamental insights into the bacterial biopolymer formation mechanism, its effect on soil permeability, and potential of engineering bacterial clogging in subsurface.

• 한국식품조리과학회:학술대회논문집
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• 한국식품조리과학회 1987년도 추계 학술 Seminar
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• pp.115-124
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• 1987

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권12호
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• pp.1983-1990
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• 2007

Antidiabetic effects of a novel microbial biopolymer (PGB) 1 excreted from new Enterobacter sp. BL-2 were tested in the db/db mice. The animals were divided into normal control, rosiglitazone (0.005%, wt/wt), low PGB1 (0.1%, wt/wt), and high PGB1 (0.25%, wt/wt) groups. After 5 weeks, the blood glucose levels of high PGB1 and rosiglitazone supplemented groups were significantly lower than those of the control group. In hepatic glucose metabolic enzyme activities, the glucokinase activities of PGB1 supplemented groups were significantly higher than the control group, whereas the PEPCK activities were significantly lower. The plasma insulin and hepatic glycogen levels of the low and high PGB1 supplemented groups were significantly higher compared with the control group. Specifically, the insulin and glycogen increases were dose-responsive to PGB1 supplement. PGB1 supplement did not affect the IPGTT and IPITT compared with the control group; however, rosiglitazone significantly improved IPITT. High PGB1 and rosiglitazone supplementation preserved the appearance of islets and insulin-positive cells in immunohistochemical photographs of the pancreas compared with the control group. These results demonstrated that high PGB1 (0.25% in the diet) supplementation seemingly contributes to preventing the onset and progression of type 2 diabetes by stimulating insulin secretion and enhancing the hepatic glucose metabolic enzyme activities.

• KSBB Journal
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• 제7권3호
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• pp.166-171
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• 1992

생물응집체 개발을 목적으로 Zoogloea ramigera115를 이용하여 균주배양 및 생물고분다 생성실험을 시시하였다. 다당류 최고 생성률을 얻을 수 있는 최적기질로 탄소원으로는 glucose, 질소원으로는 $NaNO_3$ 유기영양원으로는 yeast extract가 선택되었다. 초기 pH가 6일 때 가장 높은 세포성장과 점성을 나타내었다. 생성돈 생물고분자는 ultrasonication과 고속 원심분리를 거친 후 propanol 첨가에 의해 효율적으로 추출되었다. 생물고분자는 jae test에 의한 응집실험에서 높은 침강성을 보여 응집제 사용가능성을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권2호
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• pp.196-202
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• 1992

Zooloea ramigera 115를 사용하여 생물응집제로서 사용되는 생물고분자생산 실험을 하였다. 생물고분자 생산을 높이기 위하여 회분식, 유가배양, 연속배양방법을 사용하였다. 탄소원으로는 포도당, 유당, 당밀, 유청을 사용하였다. 기질이 포도당의 경우에는 C/N배 98일 때 생물고분자 생산 효과가 좋았으며, 유당의 경우에는 C/N비 30, 당밀과 유청의 경우에는 C/N비 60일 때 생물고분자 생산이 가장 좋았다. 유가배양 방법이 회분식 배양방법 보다 최종 생물고분자 생산이 우수하였다. C/N비를 달리한 2단계 연속 배양방법으로 생산성을 향상시켰다. 당밀의 경우 0.048$hr^{-1}$의 희석속도에서, 유청의 경우 0.096$hr^{-1}$에서 생산성이 가장 좋았다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권3호
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• pp.180-188
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• 2018

하천 제방의 토양 안정화 물질의 하나로, 미생물 유래 베타글루칸과 잔탄검 계열 바이오폴리머를 사용하고자 하는 연구가 현재 진행중이다. 본 연구의 목적은 바이오폴리머 신소재의 생태성 평가의 일환으로, 바이오폴리머가 국내 하천에 자생하는 식물의 씨앗 발아 및 생육에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 낙동강과 영산강에 자생하는 총 9종의 식물을 대상으로 시험한 결과, 발아율, 총 건중량, 지상부 건중량, specific leaf area 등 지상부 형질에서는 식물종 별로 다양한 바이오폴리머에 대한 반응을 나타냈다. 애기똥풀의 총 건중량과 지상부 건중량은 감소한 반면 타 식물종들은 건중량을 유지하거나 다소 증가시켰다. 반면 대상 식물종들의 뿌리 생장 (뿌리 길이, 지상부 대비 지하부 건중량)은 바이오폴리머가 처리된 토양에서 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과로 보아, 본 연구에서 시험된 바이오폴리머는 토양 강화 효과와 함께 자생 식물의 뿌리 생장을 촉진시켜, 제방을 강화시키는 역할을 할 것으로 기대된다. 그러나 화학물질들에 대한 식물 반응의 종 특이성을 고려할 때, 보다 광범위한 식물종을 대상으로 하는 연구가 필요할 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권4호
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• pp.304-313
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• 2019

미생물 유래 베타글루칸과 잔탄검 계열의 바이오폴리머는 식물 성장에 효과적이고 토양의 강도를 증진시키는 기능을 지니고 있어 하천 제방의 토양 보강 및 안정화 재료로서 활용이 가능하다. 본 연구의 목적은 분사 공법을 이용하여 바이오폴리머 신소재를 실규모 제방에 시공하는 경우 바이오폴리머에 의해 하천 제방 표면 토양의 강도 증진 및 식생 효과를 검증하는 것이다. 실규모 하천제방에서 바이오폴리머를 이용하여 제방 표면을 피복하였고, 혼합재료에 대한 강도 측정 결과 바이오폴리머를 처리한 구역에서 강도가 높게 나타났다. 그리고 큰김의털과 호밀풀을 대상으로 식물 생장을 조사하였으며, 두 식물종의 지상부 생장에 긍정적인 효과를 확인하였다. 반면 대상 식물종의 지하부 생장은 바이오폴리머가 처리된 토양에서 감소하는 경향을 보였다. 바이오폴리머를 처리한 토양에서는 토양이 수분을 보유하는 능력이 증가하여 바이오폴리머로 처리로 인해 오히려 지하부 성장을 더디게 하는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과에 따라 분사공법을 이용한 바이오폴리머 시공은 토양의 강도 증진 효과와 하천 제방의 녹화에 사용하기 충분한 것으로 판단된다. 그러나 하천 제방에 식재하는 광범위한 식물 종에 대한 바이오폴리머의 효과와 식물 종 별로 적정 바이오폴리머 농도에 대한 연구가 필요할 것이다.