• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권3호
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• pp.444-448
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• 2002

A $CaCO_3$-alginate beads system was developed for high cell density cultivation of Bifidobacterium longum and the cost-effective media were also screened. In batch process with $CaCO_3$, beads, two strains of B. longum showed both the highest viable cells and optical density in TPY medium, resulting in maximum optical density and viable cell counts of 12.40, $2.22{\times}10^10$ cfu/ml for B. longum ATCC 15707 and 13.71, $3.93{\times}10^10$ cfu/ml for B. longum HLC 3742. Released size distribution, according to $CaCO_3$-alginate bead size preparation, was smaller than others. These results were also examined by observing their morphology. The skim milk-based medium was most adequate to cultivate B. longum as the cheapest medium, and $10\%$ skim milk supplemented with $2\%$ glucose and $1\%$ yeast extract was a suitable medium, supporting the growth to $5.57{\times}10^10$ cfu/ml for ATCC 15707 and $6.82{\times}10^9$ cfu/ml for HLC 3742. During the long-term storage at $4^{\circ}C\;and\;-20{\circ}C$, B. longum cultivated with $CaCO_3$ beads had the highest stability. Consequently, $CaCO_3$-alginate beads buffer was found to be useful not only to cultivate B. longum but also to preserve cultures.

• KSBB Journal
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• 제18권2호
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• pp.161-164
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• 2003

경구 투여가 비교적 어려운 단백질 약물을 생체적합성이 우수하고 생분해성을 가진 펙틴을 이용하여 목적하는 colon에 전달하고자 하였다. 이온결합을 통해 펙틴, 펙틴-알긴산비드를 제조할 수 있었고, 단백질 약물인 BSA를 포함하여 방출을 행한 결과, 비드의 건조온도가 높을수록 방출률이 높은 경향을 보인 반면, 동결건조된 비드가 가장 높은 방출을 나타냈다. 또한, 가교제의 농도를 높게 처리한 비드일수록 방출률이 낮았다. 경구 투여 후 colon에 도달할 것으로 예상되는 5시간 후에 펙틴 분해효소를 처리한 결과, 효소 처리하지 않은 비드에 비해 급격한 방출이 일어났다. 이러한 결과로 colon내에 존재하는 미생물이 분비하는 효소에 의해 펙턴 비드에 포함된 약물이 방출될 것으로 판단된다. 따라서, 경구로 투여된 펙틴 비드 안의 약물이 소화기관에서 안정하게 통과하고 colon에서 방출되어 효과를 나타낼 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제30권2호
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• pp.82-90
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• 2015

Plant cell immobilization can protect plant cells from shear forces and increase the stability of gene. An additional advantage of immobilization is the easiness for performing continuous culture with cell recycling. Therefore plant cell immobilization can overcome the limitations of plant cell applications. In addition, target protein should be selected from pharmaceutical proteins to get rid of low expression level problem. The enhanced production of human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (hGM-CSF) was investigated in immobilized Nicotiana tabacum suspension cell cultures. When the cells were immobilized in polyurethane foam, specific production of hGM-CSF was higher than that in alginate bead immobilization. Optimum continuous culture condition was the addition of 60 g/L sucrose in growth media with exchanging media every 6 day. Under the same condition, specific hGM-CSF production was 7 times higher in a 500-mL spinner flask than that in 100-mL Erlenmeyer flasks. Therefore, development of an effective immobilization process would be possible when the advantage of easy cell recycling was used. Consequently, enhanced production of target proteins could be possible in immobilized continuous cultures when the advantages of immobilization were applied.

• 한국환경농학회지
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• 제42권1호
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• pp.35-43
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• 2023

본 연구는 저비용 고효율 중금속 흡착제를 개발하기 위해 바이오매스 전소발전소에서 배출된 바이오차를 이용하여 바이오차 비드를 다양한 혼합조건으로 제조하고, 등온흡착과 동적흡착 모델을 활용하여 Pb 처리 효율을 조사하였다. 바이오차 비드의 Pb 흡착 효과를 확인하기 위해 다양한 조건에서 흡착실험을 수행하였다. Freundlich 등온흡착 모델로 흡착특성을 분석해 본 결과 Pb에 대한 바이오차 비드의 흡착패턴은 L형이었다. Langmuir 등온흡착 모델을 통한 바이오차 비드의 최대 흡착량(a)은 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구에서 28.736 mg/g로 가장 많았다. Pb에 대한 바이오차 비드의 동적흡착 특성을 조사한 결과 반응 8시간에 포화에 도달하였고, 화학적 흡착이 우세하였다. Pb 흡착량은 Pb 용액의 pH가 3일 때 가장 낮았으며, pH 4-5.5에서는 유사한 Pb 흡착량을 보였다. 2.5% 바이오차 비드(2.5-BB) 처리구의 투입량이 26.6 g/L일 때 Pb 제거 효율이 97.9%로 가장 높았다. 이상의 결과를 미루어 볼때, 바이오차 비드는 바이오차의 장점을 살린 저비용 고효율 흡착제로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권7호
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• pp.857-867
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• 2017

본 연구는 저분자 해양성 콜라겐과 GABA 생성 L. brevis CFM20의 섭취 시 다양한 인체 장내 조건에 의한 유산균의 사멸과 콜라겐의 분해를 최소화하고자 진행되었다. 유산균과 저분자 해양성 콜라겐의 안정성을 향상하기 위하여 alginate와 chitosan을 이용하여 이중코팅캡슐을 제조하였다. L. brevis CFM20의 온도별 생육특성을 분석하여 캡슐화에 유리한 배양온도를 조사한 결과 $37^{\circ}C$에서 배양한 균의 대수기가 가장 빠르고 GABA양 또한 $400{\mu}g/mL$로 가장 높은 수치를 나타내어 생육속도에서 가장 유리한 것으로 나타났다. Calcium-alginate bead 법으로 캡슐을 제조한 결과 1~2 mm 사이의 일정한 구형의 캡슐을 제조하였으며, chitosan을 이용하여 이중코팅캡슐을 제조한 결과 캡슐의 크기가 감소하였고 외형적으로도 더욱 단단해짐을 확인하였다. 제조된 이중코팅캡슐을 CLSM과 SEM을 이용하여 관찰한 결과, chitosan 코팅을 한 이중코팅캡슐의 표면이 alginate와의 가교결합에 의해 더욱 치밀해짐을 확인하였다. 체내 위와 장내 조건에서 시간에 따른 이중코팅캡슐의 L. brevis CFM 20 생균수를 분석한 결과 캡슐화한 경우 균의 감소가 더디어 더 안정하다고 판단하였다. 이중코팅캡슐을 체내 위와 장내 조건에서 시간에 따른 GABA와 hydroxyproline의 용출량을 분석한 결과 두 경우 모두 위 조건에서는 낮은 수치를 나타내었고 장내 조건에서는 시간이 지남에 따라 급격하게 증가한 것을 확인하였다. 동물실험 결과 콜라겐 섭취군이 비섭취군에 비해 체중증가량, 혈청 지질 농도 등이 적은 것을 확인하였고, 혈액 내 hydroxyproline 함량, 진피의 피부조직 밀도가 더 높은 것으로 관찰되었다. 본 연구에서 개발된 이중코팅캡슐을 섭취하는 경우 위에서는 안정한 상태였다가 장에 도달한 후 붕해됨으로 인하여, 유산균, GABA, 콜라겐 및 키토산의 작용으로 인체에 유익한 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.

• 상하수도학회지
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• 제20권1호
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• pp.63-70
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• 2006

Biosorption characteristics were investigated at various temperature and pH conditions in order to establish lead(II) removal using Zoogloea ramigera 115SLR. Biosorption equilibrium isotherms and kinetics were obtained from batch experiments. The Freundlich and Langmuir model could be described the biosorption equilibrium of lead(II) on Z. ramigera 115SLR, Ca-alginate bead and immobilized Z. ramigera 115SLR. The maximum biosorption capacity of Z. ramigera 115SLR increased from 325 to 617mg $pb^{2+}/g$ biomass as temperature increased from 288.15 K to 308.15K from the Langmuir model. Fixed-bed column breakthrough curves for lead(II) removal were also obtained. For regeneration of the biosorbent, complete lead(II) desorption was achieved using 5mM HCl in fixed-bed column. This study shows the possibilities that well-treated immobilized Z. ramigera 115SLR with the mechanical intensity like TEOS (Tetraethyl orthosilicate) treatment and the optimum acid solution for desorption can be used for the effective treatment for lead(II) containing wastewater.

• KSBB Journal
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• 제8권4호
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• pp.336-340
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• 1993

생물고분자 생산을 위하여 오니에서 slime을 생산하는 Zoogloea ramigera 115를 선택하였다. 추출한 생물고분자는 카드뮴, 아연 같은 금속에 대해서 높은 흡착성능을 나타냈다. 특히 발효조 broth는 높은 흡착성능을 나타냄으로써 부가적인 분리공정없이 생물흡착제로서 사용 가능할 것이다. 생물고분자는 calcium alginate bead 형태로 고정화되어 유가금속 회수를 위하여 충전층 반응기에 사용되었다. 생물흡착제는 구리, 카드뮴, 망간, 아연에 대하여 80% 또는 그이상의 높은 제거율을 나타냈으며 흡착-탈착-재흡착 실험에서 높은 안정성을 나타냈다. 고정화된 생물고분자 시스템은 이온교환수지와 같은 다른 중금속 제거 시스템과 경쟁력 및 잠재적인 산업상 응용 가능성을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권4호
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• pp.562-568
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• 2006

GABA $(\gamma-aminobutyric\;acid)$ is the principal inhibitory neurotransmitter in the brain. For the efficient production of GAB A, a semi continuous cell entrapment system using Lactobacillus brevis GABA 057 was optimized, including the substrate concentration, bead-stabilizing additives, and reaction conditions. The converted monosodium glutamate (MSG), which was added as a substrate for glutamic acid decarboxylase (GAD), increased from 2% (w/v) to 12% (w/v). The addition of isomaltooligosaccharide to the alginate beads also increased the stability of the entrapped L. brevis and GABA productivity. Consequently, when optimal conditions were applied, up to 223 mM GABA could be produced from 534 mM MSG after 48 h of reaction by using alginate-beadencapsulated L. brevis GABA 057.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권3호
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• pp.376-381
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• 2019

In this study, a poly(vinyl) alcohol/sodium alginate (PVA/SA) mixture was used to fabricate core-shell structured gel beads for autotrophic single-stage nitrogen removal (ASNR) using aerobic and anaerobic ammonia-oxidizing bacteria (AAOB and AnAOB, respectively). For stable ASNR process, the mechanical strength and oxygen penetration depth of the shell layer entrapping the AAOB are critical properties. The shell layer was constructed by an interfacial gelling reaction yielding thickness in the range of 2.01-3.63 mm, and a high PVA concentration of 12.5% resulted in the best mechanical strength of the shell layer. It was found that oxygen penetrated the shell layer at different depths depending on the PVA concentration, oxygen concentration in the bulk phase, and free ammonia concentration. The oxygen penetration depth was around $1,000{\mu}m$ when 8.0 mg/L dissolved oxygen was supplied from the bulk phase. This study reveals that the shell layer effectively protects the AnAOB from oxygen inhibition under the aerobic conditions because of the respiratory activity of the AAOB.

• 환경영향평가
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• 제32권6호
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• pp.431-436
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• 2023

산업이 발전함에 따라 생태계로 유입되는 중금속의 양이 증가하고 있다. 중금속은 분해가 어려워 생태계 내에 장기간 잔류하고 독성을 유발한다. 이러한 중금속은 수처리 시 흡착, 여과, 화학적 침전 등 물리 화학적 방법으로 제거된다. 본 연구에서는 중금속 흡착 및 제거용 킬레이트 수지로 알긴산 비드를 선정하고 이에 따른 중금속 흡착효율을 평가하기 위하여 JEI (Jellyfish extract at immunity reaction)를 혼합하였다. JEI를 혼합한 비드는 알지네이트의 특성에 따라 납(79-99%)과 구리(64-70%)에서 높은 흡착효율을 보였으며 카드뮴(25-37%)과 아연(5-6%)에서 낮은 흡착효율을 나타내었다. 중금속 흡착은 JEI의 함량에 비례하여 증가하지 않았으나 50%와 100% JEI 비드가 유의미한 증가를 나타내었다. 반응 속도식을 적용한 결과 유사 1차 반응식보다 유사 2차 반응식에 더 적합한 것으로 나타났다. 결론적으로 비드의 생산 단가나 중금속 흡착제거 효율을 비교해보면 50% JEI 비드가 중금속 흡착제거에 적합한 것으로 사료된다.