• 한국미생물·생명공학회지
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• 제23권4호
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• pp.390-396
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• 1995

Bacillus sphaericus 1593 is a larvicidal toxin-producing mosquitocidal bacterium. The toxin contains a parasporal crystalline inclusion which is composed of a protein that is activated under alkaline condition. To enhance alkaline environment around toxin protein, cryptic plasmid cured, B. sphaericus 1593 was transformed by the Bacillus pasteurii urease gene which generate ammonia from urea. Transformant produced urease at about 80% more than wild type strain. B. sphaericus 1593, and the urease gene was stably maintained. It also produced crystalline toxin protein at the same level as the wild type strain B. sphaericus 1593.

• 한국미생물학회:학술대회논문집
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• 한국미생물학회 2001년도 추계학술대회
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• pp.26-36
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• 2001

A novel approach of microbiologically-enhanced crack remediation (MECR) has been initiated and evaluated in this report. Under the laboratory conditions, Bacillus pasteurii was used to induce $CaCO_3$ precipitation as the microbial urease hydrolyzes urea to produce ammonia and carbon dioxide. The ammonia released in surroundings subsequently increases pH, leading to accumulation of insoluble $CaCO_3$. Scanning electron micrography (SEM) and x-ray diffraction (XRD) analyses evidenced the direct involvement of microorganisms in $CaCO_3$ precipitation. In biochemical studies, the primary roles of microorganisms and microbial urease were defined. Furthermore, the role of urease in $CaCO_3$ precipitation was characterized utilizing recombinant Escherichia coli that encoded B. pasteurii urease genes in a plasmid. Microorganisms immobilized in polyurethane (PU) polymer were applied to remediate concrete cracks. Although microbiologically- induced calcite precipitation enhanced neither the tensile strength nor the modulus of elasticity of the PU polymer, cement mortar whose crack was remediated with the cemaden polymer showed a significant increase in compressive strength. Through detailed investigation, MECR showed an excellent potential in cementing cracks in granite, concrete, and beyond.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.812-820
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• 2011

본 연구는 이산화탄소의 생광물화에 관한 연구로 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 CaO, MgO, $SiO_2$ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 슬러지 고화물을 이용하여 batch test를 진행하였다. 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus Megaterium과 Bacillus pasteurii 종을 이용하여 실험을 진행하였다. 단일 수용액을 사용한 실험에서는 CaO, MgO, $SiO_2$에 대해 각각 1.1, 4.0, 0.3 mmol의 이산화탄소 가스가 감소되었다. 혼합 수용액을 사용한 실험에서는 Ca + Mg, Ca + Si, Mg + Si에 대해 각각 2.7, 1.8, 2.3 mmol의 이산화탄소가 감소되었다. 슬러지 고화물을 이용한 batch test의 경우, 슬러지 고화물의 양과 주입된 이산화탄소 가스의 농도에 따라 각각 다른 이산화탄소의 소모를 보였다. XRD 분석 결과, Ca 이온이 존재할 때 $CaCO_3$ (Calcite)가 가장 잘 형성되었으며, SEM 분석 결과, 생광물화 반응 후 대상매체에 단립화된 결정이 더 많이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과 생광물화 기술이 이산화탄소를 저감하기 위한 기술로 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.441-444
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• 2008

본 연구는 콘크리트 구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화(節力化)와 장기 수명화를 목적으로 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검이 가능해지도록 콘크리트 그 자체에 자기 수복 기능을 부여하는 것에 관한 연구이다. 현재 국외 전문 학술지를 통해 제안되고 있는 자기 수복 콘크리트를 조사해 각각의 특징이나 앞으로의 해결과제에 대해 고찰하였으며, 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 박테리아의 생화학 반응을 이용한 자기 수복 콘크리트 개발에 관한 기초연구로서, 생물이 자신의 몸 내외에 광물(Bio-mineral)을 만들어 내는 작용. 즉, 생체 광물 형성 작용(Bio-mineralization)을 이용하여 콘크리트의 개질(改質) 및 성능향상을 목적으로 한 새로운 가능성에 대한 내용이다. 여기에서는 Bacillus pasteurii등의 박테리아가 탄산칼슘을 석출시키는 Bio-mineralization을 이용한다고 하는 새로운 발상으로부터의 콘크리트 역학적 성능 및 내구성의 향상, 균열의 보수등의 가능성에 대한 검토를 소개하고, 기초적 실험을 통해 향후 행해져야 할 연구의 방향성이나 자기 수복 콘크리트의 발전 가능성에 대해 연구하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.169-176
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• 2014

To evaluate bio-cementation of microbial on sands, laboratory test was conducted using acrylic cubic molding boxes ($5cm{\times}5cm{\times}5cm$). It was incubated the microbial, called Bacillus Pasteurii, according to Park et al (2011, 2012). and applied 50ml each specimen. Two type of sand samples used were Jumoonjin sand and common sand (well graded). These sands were molded in acrylic boxes with the relative density of 30 % and 60 % respectively. Microbial were poured onto the samples molded in acrylic boxes and cured at the room temperature and humidity. After 7, 14 and 21days, it was measured the compressive strength, pH, EC, and density and it were observed SEM and XRD to verify the effect of bio-cementation. It was found that bio-cementation was increased a strength of sands and it was appeared that strengths were related to the type of sand and relative density. Therefore it was confirmed the solidification of sands using the bio-cementation by microbial activation and the usefullness of acrylic molding boxes when tests were conducted on the soil of sands.

• 한국수산과학회지
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• 제27권6호
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• pp.675-681
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• 1994

통조림 식품의 가열살균 공정은 에너지 소비와 제품의 미생물학적 안전성, 영양적 및 기호적 품질을 감안하여 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 일차적으로 가열살균에 따른 에너지 소비와 제품의 미생물학적 안전성과의 관계를 최적화하고자 하였다. 참치 기름담금 통조림을 서로 다른 살균조건 즉, $F_0$-값을 달리하여 열처리하고, 마이크로 컴퓨터를 이용하여 자체 개발한 $F_0$-값 측정 씨스템을 사용하여 측정한 $F_0$-값과 미생물학적 안전성과의 관계를 조사하여 적정 $F_0$-값을 제시하였다. 참치 기름담금 통조림의 냉점은 시험대상 통조림의 기하학적 중심이 아니라 내용물의 무게 중심이었으며, 시험대상 통조림들을 레토르트에 무작위하게 넣는 경우에 레토르트 내의 통조림의 위치는 F0-값에 영향을 미치지 않았다. 또한 미생물에 의한 원료의 오염방지를 위하여서는 가열살균 이전의 공정을 가능한 한 단축시켜야 함을 확인하였다. 원료 및 자숙한 참치에서 분리된 내열성 박테리아는 S. subtilis, B. cereus 및 B. pasteurii였고 이 중 내열성이 가장 큰 것은 B. subtilis였으나, $F^0$-값 6분 이상의 제품에서는 저장 중에도 미생물이 전혀 검출되지 않았으며, 상업적 살균에 의해 생산되는 참치 기름담금 통조림의 가열살균 기준으로는 $F_0$-값 6분이 적당한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.179-191
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• 2013

본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus pasteurii와 S 매립지 복토재 내 토착 미생물을 이용하였다. 광물 종류별 실험을 진행한 결과, $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$에 대해 각각 85, 88, 42 mg/L의 암모늄($NH_4{^+}$)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 $Ca^{2+}$이 $CaCl_2$의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 $Mg^{2+}$은 $MgCl_2$의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 72시간 후 38.5% 감소하였다. 이온 농도 또는 광물의 종류에 관계없이, pH의 경우 생광물화가 일어난 실험군에서만 pH 5.5에서 pH 9로 변하는 것을 볼 수 있었고 미생물 활성도($OD_{600}$) 또한 0에서 0.6으로 증가했다. 실험 종료 후, 주사전자현미경(SEM) 사진을 촬영한 결과, 회전 타원체 모양의 결정체와 사다리꼴 모양의 결정체가 형성된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 X-선 회절분석으로 확인된 $CaCO_3$ (Calcite)와 $MgCO_3$ (Magnesite)이었다. 본 연구 결과 urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, $CO_2$ gas 농도변화, $OD_{600}$, pH, 용액 내 칼슘(또는 마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-8
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• 2001

거미는 육식동물로 구강의 소화라는 독특한 방법을 통하여 곤충을 비롯한 작은 동물을 먹이자원으로 이용한다. 거미의 독샘에 함유되어 있는 단백질 분해 효소 환만 아니라 소화관에 존재하는 미생물도 거미의 소화에 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 본 연구에서는 한국산 무당거미(Nephila clavata)의 소화관내 미생물 군집의 분포와 단백질 및 지질 분해능을 확인하고, 거미의 장내 미생물을 분리 .동정하고자 하였다. 한국산 무당거미의 소화관에 존재하는 총 개체수는 거미 18개체를 통합하여 처리하였을 때와 개체별로 처리하였을 때 모두 거미 한 마리당 $10^3-10^5$CFUs 로 매우 유사하였다. 계수된 미생물 중에서 90% 이상이 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었다. 그리고 계수된 미생물 중에서 군종별로 1균주씩 순수 분리하였고, 분리된 미생물 중 63.3%가 각각 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었고, 이중 50%의 균주는 단백질과 지질 분해능을 동시에 함유하는 것으로 나타났다. 형태적, 생리 .생화학적 방법을 통하여 동정한 결과, 11종류의 그람음성균(Acinetobacter calcoaceticus, A. haemolyticus, Aicaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotraphamonas maltophilia, Suttonella indologenes)과 11종류의 그람양성균(Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii, Enterococcus durans, E. faecalis, Micrococcus luteus, Staphylococcus huminis, S. sciuri)으로 분류되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권6호
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• pp.649-663
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• 2014

In past few years, the use of bacterial calcium carbonate precipitation (biocementation) has become popular as a ground improvement technique for sandy soil. However, this technique was not applied to organic soil. This study focused on bacterial calcium carbonate precipitation and its effect on permeability in organic soil. A special injection system was prepared for inducing bacterial solution to the samples. The bacterial solution supplied to the samples by gravity for 4 days in specific molds designed for this work. Calcite precipitation was observed by monitoring pH value and measuring amount of calcium carbonate. Change in the permeability was measured before and after biocementation. The test results showed that the pH values indicates that the treatment medium is appropriate for calcite precipitation, and amount of precipitated calcium carbonate in organic soil increased about 20% from untreated one. It was also found that the biocementation can be considered as an effective method for reducing permeability of organic soil. The results were supported by Scanning electron microscopy (SEM) analysis and energy-dispersive x-ray (EDX) analysis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권3호
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• pp.385-389
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• 2012

The application of microorganisms in the field of construction material is rapidly increasing worldwide; however, almost all studies that were investigated were bacterial sources with mineral-producing activity and not with organic substances. The difference in the efficiency of using bacteria as an organic agent is that it could improve the durability of cement material. This study aimed to assess the use of biofilm-forming microorganisms as binding agents to increase the compressive strength of cement-sand material. We isolated 13 alkaliphilic biofilmforming bacteria (ABB) from a cement tetrapod block in the West Sea, Korea. Using 16S RNA sequence analysis, the ABB were partially identified as Bacillus algicola KNUC501 and Exiguobacterium marinum KNUC513. KNUC513 was selected for further study following analysis of pH and biofilm formation. Cement-sand mortar cubes containing KNUC513 exhibited greater compressive strength than mineral-forming bacteria (Sporosarcina pasteurii and Arthrobacter crystallopoietes KNUC403). To determine the biofilm effect, Dnase I was used to suppress the biofilm formation of KNUC513. Field emission scanning electron microscopy image revealed the direct involvement of organic-inorganic substance in cement-sand mortar.