• 신재생에너지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.20-26
• /
• 2023

Emitted CO₂ is an attractive material for microbial electrochemical CO₂ reduction. Microbial electrochemical CO₂ reduction (i.e., microbial electrosynthesis, MES) using biocatalysts has advantages compared to conventional CO₂ reduction using electrocatalysts. However, MES has several challenges, including electrode performance, biocatalysts, and reactor optimization. In this study, an MES system was investigated for optimizing reactor types, counter electrode materials, and CO₂-converting microorganisms to achieve effective CO₂ upcycling. In autotrophic cultivation (supplementation of CO₂ and H₂), CO₂ consumption of Rhodobacter sphaeroides was observed to be four times higher than that with heterotrophic cultivation (supplementation of succinic acid). The bacterial growth in an MES reactor with a single-chambered shape was two times higher than that with a double chamber (H-type MES reactor). Moreover, a single-chambered MES reactor equipped with titanium mesh as the counter electrode (anode) showed markedly increased current density in the graphite felt as a working electrode (cathode) compared to that with a graphite felt counter electrode (anode). These results demonstrate that the optimized conditions of a single chamber and titanium mesh for the counter electrode have a positive effect on microbial electrochemical CO₂ reduction.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.29-34
• /
• 1981

대장균으로부터 페니실린 아미다제의 생산을 최적화하기 위하여 배지조성 및 발효 중 효소생산에 미치는 제반영향들에 대하여 연구하였다. 최적배지조성은 3.5% 트립톤, 1.5% 글루타민산 소듐, 0.5% 이스트추출물 그리고 0.15%의 페닐초산이었다. 효소생산 유도물질로서 0.15%의 페닐초산을 발효초기에 가해줄 때 효소생산성이 약5배 증가하였다. 최적화된 배지 및 발효조건에서 발효 16시간만에 최대의 효소생산을 나타내었고 이때의 생산성은 약 102.5 units/l 발효액이었다. 이러한 최적조건에서 발효할 때 현재까지 보고된 효소생산성과 비교하여 상당한 생산능력의 향상을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 2008

Fermentative $H_2$ production was studied using microbial consortia isolated from heat-treated ($90{\circ}C$, 20 min) sewage sludge. Important parameters investigated were carbon(C) and nitrogen(N)-sources, C/N ratio, phosphate concentration, pH and temperature during anaerobic cultivation in serum bottles. Starch, ribose, sucrose and glucose were good C-sources for the culture growth and $H_2$ production. Yeast extract was better N-source than $(NH_4)_2SO_4$ or peptone when individually added to the synthetic media, however the combination of above three N-sources exhibited the additional effect for cell growth and $H_2$ evolution. Addition of 100 mM phosphate as a buffering agent prevented the rapid pH drop during the cultivation. The optimum initial pH for the cell growth was at 7.0, whereas $H_2$ production was observed at pH 5.5. Optimum temperature for the cell growth and $H_2$ production was $37{\circ}C$. Initial C/N ratio of 1.22 in the media using glucose and yeast extract as the C- and N-sources, respectively, showed the $H_2$ yield 1.0 mol $H_2$/mol glucose.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제38권5호
• /
• pp.338-346
• /
• 2023

프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25℃(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86℃, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35℃, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는데 중요한 포인트를 제공할 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.978-984
• /
• 2024

Genome-scale metabolic model (GEM) can be used to simulate cellular metabolic phenotypes under various environmental or genetic conditions. This study utilized the GEM to observe the internal metabolic fluxes of recombinant Escherichia coli producing gamma-aminobutyric acid (GABA). Recombinant E. coli was cultivated in a fermenter under three conditions: pH 7, pH 5, and additional succinic acids. External fluxes were calculated from cultivation results, and internal fluxes were calculated through flux optimization. Based on the internal flux analysis, glycolysis and pentose phosphate pathways were repressed under cultivation at pH 5, even though glutamate dehydrogenase increased GABA production. Notably, this repression was halted by adding succinic acid. Furthermore, proper sucA repression is a promising target for developing strains more capable of producing GABA.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.290-293
• /
• 2001

본 연구는 Bacillus sp.의 고농도 생산을 위한 최적배지 조건의 확립과 배양중 발생하는 foam control에 대해 알아보았다. PBD와 “one factor at a time", BBD로 이여지는 배지 최적화 과정을 통해 최초 생산 배지에서의 균체량보다 100% 이상의 향상된 균사체량을 볼 수 있었다. 또한 scale-up 과정에서 발생하는 foam control를 위해 각기 다른 type의 antifoam을 사용하였는데, 적당한 농도에서 좋은 생장을 보이고 있었고, vegetable oil은 foam control과 값비싼 탄소원인 soluble starch을 대신할 수 있는 좋은 기질임을 알 수 있었다. 또한 배양액 내의 산소를 잡고 있으면서 좋은 전달자의 역학을 하여 급격한 DO의 감소를 막아주었다.

• 한국버섯학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.20-26
• /
• 2008

흰목이버섯 균주와 공생균을 수집하고 ITS 5.8S rDNA sequencing을 하여 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search 결과 분리된 균의 rDNA 서열이 이 Tremella fuciformis AF042409의 rDNA 서열과 99% 일치하는 것으로 확인되었다. 그리고 함께 분리된 공생균은 같은 방법으로 Annulohhypoxylon stygium 으로 확인하였다. 분리된 T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201 균주는 PD배지에서 각각 14 mm/14 days과 85 mm/14 days의 균사생육을 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균주의 생육최적온도는 $25^{\circ}C$ (14mm/14days) 이었으며, $35^{\circ}C$ 고온과 $15^{\circ}C$이하 저온에서 균사 생장이 억제되었다. A. stygium KG 201은 흰목이버섯균과 유사한 최적온도를 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균의 생육 최적 pH는 5.0이었으며, A. stygium KG 201도 pH 5.0에서 생육이 가장 왕성하였다. 흰목이버섯 종균용 최적 배지로 참나무톱밥 77.5%, 미강 20%, 석고 1.5%, 황백당 1%가 선정되었다. T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201혼합 종균을 제조하고 흰목이버섯 자실체생산을 위한 병속재배 방법을 확립하였다. 콘코브(Corn cob) (77%와 52%)가 사용한 재료 중 최적의 자실체 성장률을 나타냈으며, 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조하였다. 면실박과 참나무톱밥은 단독 사용시 생육이 저조하였고, 콘코브를 첨가시 수율이 증대되었다. 최적수분농도는 55%로 결정되었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.399-404
• /
• 2009

B. subtilis 균주와 L. plantarum 균주를 혼합배양하여 청국장을 제조할 때 나타나는 여러 가지 품질에 영향을 주는 인자들을 분석하고 평가하였다. B. subtilis 균주와 L. plantarum을 혼합배양할때 L. plantarum의 생육은 잘 되지 않는다. 따라서 혼합배양시 L. plantarum의 생육을 증가시키기 위하여 먼저 L. plantarum을 배양하고, 일정시간이 경과된 후에 B. subtilis를 접종하면 L. plantarum의 생균수가 $2{\times}10^7$ CFU/g에서 48시간 후에 $6{\times}10^8$ CFU/g까지 증가하였다. 혼합배양시 L. plantarum의 생육을 촉진시키는 또 다른 방법으로 B. subtilis의 초기 접종량을 $3.9{\times}10^2$CFU/g, L. plantarum의 접종량을 $2{\times}10^7$ CFU/g으로 조절하여 동시에 접종하였을 때 24시간 배양 후 B. subtilis의 생균수는 $9{\times}10^8$ CFU/g까지 증가하였으며 L. plantarum의 생균수도 $2{\times}10^7$ CFU/g에서 $6{\times}10^8$ CFU/g으로 증가하였다. 즉, 배양방법의 최적화를 통하여 B. subtilis균주와 L. plantarum 균주의 생육을 성공적으로 유도할 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 L. plantarum의 생균수가 증가된 청국장의 아미노태 질소함량은 단일균주를 사용하여 제조한 청국장과 유사하였으며, 암모니아 불쾌취가 적었으며, 풍미와 전체적인 기호도에서 높은 점수를 얻었다. 이러한 결과를 바탕으로 청국장 제조시 L. plantarum 균주를 혼합배양함으로써 기존 청국장의 이취 개선과 품질향상에 기여할 것으로 생각된다.

• Mycobiology
• /
• 제49권5호
• /
• pp.491-497
• /
• 2021

An endolichenic fungus Xylaria grammica EL000614 produces grammicin, a potent nematicidal pyrone derivative that can serve as a new control option for root-knot nematodes. We optimized an Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT) protocol for X. grammica to support genetic studies. Transformants were successfully generated after co-cultivation of homogenized young mycelia of X. grammica with A. tumefaciens strain AGL-1 carrying a binary vector that contains the bacterial hygromycin B phosphotransferase (hph) gene and the eGFP gene in T-DNA. The resulting transformants were mitotically stable, and PCR analysis showed the integratin of both genes in the genome of transformants. Expression of eGFP was confirmed via fluorescence microscopy. Southern analysis showed that 131 (78.9%) out of 166 transformants contained a single T-DNA insertion. Crucial factors for producing predominantly single T-DNA transformants include 48 h of co-cultivation, pretreatment of A. tumefaciens cells with acetosyringone before co-cultivation, and using freshly prepared mycelia. The established ATMT protocol offers an efficient tool for random insertional mutagenesis and gene transfer in studying the biology and ecology of X. grammica.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제17권11호
• /
• pp.1868-1874
• /
• 2007

We have developed a robotic system for an automated parallel cell cultivation process that enables screening of induction parameters for the soluble expression of recombinant protein. The system is designed for parallelized and simultaneous cultivation of up to 24 different types of cells or a single type of cell at 24 different conditions. Twenty-four culture vessels of about 200 ml are arranged in four columns${\times}$six rows. The system is equipped with four independent thermostated waterbaths, each of which accommodates six culture vessels. A two-channel liquid handler is attached in order to distribute medium from the reservoir to the culture vessels, to transfer seed or other reagents, and to take an aliquot from the growing cells. Cells in each vessel are agitated and aerated by sparging filtered air. We tested the system by growing Escherichia coli BL21(DE3) cells harboring a plasmid for a model protein, and used it in optimizing protein expression conditions by varying the induction temperature and the inducer concentration. The results revealed the usefulness of our custom-made cell cultivation robot in screening optimal conditions for the expression of soluble proteins.