• Title/Summary/Keyword: biomass production

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Application and Analysis of Rhizopus oryzae Mycelia Extending Characteristic in Solid-state Fermentation for Producing Glucoamylase

  • Tang, Xianghua;Luo, Tianbao;Li, Xue;Yang, Huanhuan;Yang, Yunjuan;Li, Junjun;Xu, Bo;Huang, Zunxi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권11호
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    • pp.1865-1875
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    • 2018
  • Enhanced application of solid-state fermentation (SSF) in industrial production and the influence of SSF of Rhizopus K1 on glucoamylase productivity were analyzed using the flat band method. A growth model was implemented through SSF of Rhizopus K1 in this experiment, and spectrophotometric method was used to determine glucoamylase activity. Results showed that in bran and potato culture medium with 70% moisture in a loose state, ${\mu}$ of mycelium reached to $0.15h^{-1}$ after 45 h of culture in a thermostatic water bath incubator at $30^{\circ}C$. Under a low-magnification microscope, mycelial cells appeared uniform, bulky with numerous branches, and were not easily ruptured. The generated glucoamylase activity reached to 55 U/g (dry basis). This study has good utilization value for glucoamylase production by Rhizopus in SSF.

유도적 돌연변이 유발 방법을 통한 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate에 대해 내성을 갖는 돌연변이 효모 선별 (Isolation of Mutant Yeast Strains having Resistance to 1-ethyl-3-methylimidazolium Acetate through a Directed Evolutionary Approach)

  • 이유진;권덕호;박재범;하석진
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.51-56
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    • 2017
  • 목질계 바이오 매스 전처리에 사용되는 ionic liquid는 전처리 후 100% 회수되지 않아 잔존하는 ionic liquid의 독성이 직접적으로 미생물 균주의 생육에 나쁜 영향을 미쳐 에탄올 발효의 수율 및 생산성을 저해하는 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 ionic liquid에 저해를 받지 않으며 높은 ethanol 생산 효율을 가진 균주를 얻고자 유도적 돌연변이 유발 실험을 진행하였다. 선별된 돌연변이 균주 D452-B2와 D452-S3는 3% [EMIM][Ac]가 포함된 배지에서 glucose 소비속도는 $4.5g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$$4.4g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 모균주인 S. cerevisiae D452-2 균주에 비해 6배 가량 증가하였으며, ethanol 생산성은 각각 $1.99g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$$2.0g{\cdot}l^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 27배 가량 증가하였다.

Exoproduction and Biochemical Characterization of a Novel Serine Protease from Ornithinibacillus caprae L9T with Hide-Dehairing Activity

  • Li, Xiaoguang;Zhang, Qian;Gan, Longzhan;Jiang, Guangyang;Tian, Yongqiang;Shi, Bi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권1호
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    • pp.99-109
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    • 2022
  • This study is the first report on production and characterization of the enzyme from an Ornithinibacillus species. A 4.2-fold increase in the extracellular protease (called L9T) production from Ornithinibacillus caprae L9T was achieved through the one-factor-at-a-time approach and response surface methodological optimization. L9T protease exhibited a unique protein band with a mass of 25.9 kDa upon sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. This novel protease was active over a range of pH (4-13), temperatures (30-80℃) and salt concentrations (0-220 g/l), with the maximal activity observed at pH 7, 70℃ and 20 g/l NaCl. Proteolytic activity was upgraded in the presence of Ag+, Ca2+ and Sr2+, but was totally suppressed by 5 mM phenylmethylsulfonyl fluoride, which suggests that this enzyme belongs to the serine protease family. L9T protease was resistant to certain common organic solvents and surfactants; particularly, 5 mM Tween 20 and Tween 80 improved the activity by 63 and 15%, respectively. More importantly, L9T protease was found to be effective in dehairing of goatskins, cowhides and rabbit-skins without damaging the collagen fibers. These properties confirm the feasibility of L9T protease in industrial applications, especially in leather processing.

식물 유래 물질 해독화를 통한 고부가가치 소재 생산 (Improving Production of Value-added Materials by a Detoxification of Plant Derivatives)

  • 황성민;박정업;윤보현;박지원;이원우
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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    • pp.12-12
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    • 2023
  • Plant biomass, or lignocellulose, is one of the most abundant natural resources on earth. Lignocellulosic biomass, such as agricultural and forestry residue, serves as a renewable feedstock for microbial cell factories due to its low price and abundant availability. However, the recalcitrance of lignocellulosic biomass requires a pretreatment process prior to microbial fermentation, from which fermentable sugars including xylose and glucose are generated along with various inhibitory compounds. The presence of furan derivatives, such as 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde and 2-furaldehyde (furfural), hampers the microbial conversion of lignocellulosic biomass into value-added commodities. In this study, furfural tolerance was improved by investigating the detoxification mechanism in non-model yeast. The genes encoding aldehyde dehydrogenases were overexpressed to enhance furfural tolerance and resulted in improving cell growth and lipid production that can be converted into biofuel. Taken together, this approach contributes to the understanding of the reducing toxicity mechanism of furfural by the aldehyde dehydrogenases and provides a promising strategy that the use of microorganism as an industrial workhorse to treat efficiently lignocellulosic biomass as sustainable plant derivatives.

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Effects of Culture Conditions on Mycelial Growth and Polysaccharide Production of Tricholoma matsutake in Bioreactor

  • 최민구;김성수;홍억기
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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    • pp.149-152
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    • 2003
  • 본 연구에서는 담자균류의 일종인 Tricholoma matsutake의 균사체 생육과 polysaccharide 생산을 최적화하기 위하여 5L jar fermentor에서 교반속도와 통기량의 영향을 검토하였다. 교반속도는 150 rpm에서 가장 좋은 결과를 보였으며, 균체량은 배양 10일째 21.87 g/L, polysaccharide는 교반속도는 300 rpm에서 배양 8일째 8.86 g/L 로 가장 높은 값을 나타내다. 통기량은 11일째 0.5 vvm에서 가장 좋은 균체량 20.85 g/L, polysaccharide는 1.5vvm에서 배양 11일째 8.83 g/L로 가장 높은 값을 나타내었다.

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Effect of Culture Conditions on Canthaxanthin Production by Dietzia natronolimnaea HS-1

  • Khodaiyan Khodaiyan;Faramarz Faramarz;Razavi Seyed Hadi;Emam-Djomeh Zahra;Mousavi Seyed Mohammad Ali;Hejazi Mohammad Amin
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권2호
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    • pp.195-201
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    • 2007
  • This study investigated the effects of various culture parameters (carbon sources, temperature, initial pH of culture, NaCl concentration, and light) on the growth and canthaxanthin production by Dietzia natronolimnaea HS-1. The results showed that the most effective carbon source for growth and canthaxantin production was glucose, and the best pH and temperature were 7 and $31^{\circ}C$, respectively. In addition, the biomass and canthaxanthin production increased in a medium without NaCl and in the presence of light. Under the optimized conditions, the maximum biomass, total carotenoid, and canthaxanthin production were $6.12{\pm}0.21g/l,\;4.51{\pm}0.20mg/l,\;and\;4.28{\pm}0.15mg/l$, respectively, in an Erlenmeyer flask system, yet increased to 7.25 g/l, 5.48 mg/l, and 5.29 mg/l, respectively, in a batch fermenter system.

Coproduction of Enzymes and Beta-Glucan by Aspergillus oryzae Using Solid-State Fermentation of Brown Rice

  • Ji, Su Bin;Ra, Chae Hun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제31권7호
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    • pp.1028-1034
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    • 2021
  • The effect of medium composition on enzyme and β-glucan production by Aspergillus oryzae KCCM 12698 was investigated. Brown rice, rice bran, nitrogen, and ascorbic acid are key components of the synthetic medium used in liquid-state fermentation. To determine the optimal concentrations of these components for enzyme and β-glucan production, we conducted one factor at a time experiments, which showed that the optimal concentrations were 30 g/l brown rice, 30 g/l rice bran, 10 g/l soytone, and 3 g/l ascorbic acid. Pretreatment of brown rice for 60 min prior to inoculation enhanced fungal biomass, while increasing the production of enzymes and β-glucan using solid-state fermentation. Maximum fungal biomass of 0.76 mg/g, amylase (26,551.03 U/g), protease (1,340.50 U/g), and β-glucan at 9.34% (w/w) were obtained during fermentation. Therefore, solid-state fermentation of brown rice is a process that could enhance yield and overall production of enzymes and β-glucan for use in various applications.

굴참나무천연림(天然林)의 생산구조(生産構造) 및 물질생산력(物質生産力)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Production Structure and Biomass Productivity of Quercus variabilis Natural Forest)

  • 김시경;정좌용
    • 한국산림과학회지
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    • 제70권1호
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    • pp.91-102
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    • 1985
  • 굴참나무림(林)의 밀도(密度) 차이(差異)에 따른 생장(生長) 및 물질생산(物質生産)을 비교분석(比較分析)하여 천연림(天然林)의 무육시업자료(撫育施業資料)를 얻고자 경남산청지역(慶南山淸地域)의 해발(海拔) 900 m (A임분(林分) : 6,600본(本)/ha, $15.84m^2/ha$, $\frac{19}{17-20}$년생(年生))와 800 m (B임분(林分) : 4,300본(本)/ha, $16.65m^2/ha$, $\frac{20}{17-21}$년생(年生))의 위치(位置)에 $20m{\times}20m$ 표본점(標本點)을 각각(各各) 설치(設置)하여 조사(調査)한 바를 다음과 같이 요약(要約)할 수 있었다. 조사구내임목(調査區內林木)을 매목조사(每木調査)하고 경급별(徑級別) 평균목(平均木)을 12본(本)씩 벌채(伐採)하여 $W_S$, $W_B$, $W_L$, $W_{Ba}$ 등(等)의 건중량(乾重量)을 측정(測定), $D^2H$와의 상대생장식(相對生長式)에 의(依)해 현존량(現存量)과 물질생산량(物質生産量)을 추정(推定)하였다. 생산구조면(生産構造面)에서 광합성부위(光合成部位)는 A임분(林分)이 지상(地上) 2.2 m, B임분(林分)이 지상(地上) 1.2 m 높이서 시작(始作)되었고, 최대광합성부위(最大光合成部位)는 A, B 임분(林分)에서 각각(各各) 4.2 m, 6.2 m 높이였으며 엽면적지수(葉面積指數)는 각각(各各) 4.25 ha/ha, 389 ha/ha로 나타났다. 지상부현존량(地上部現存量)은 A, B임분(林分)에서 각각(各各) 49.51 ton/ha, 59.20 ton/ha이고, 순생산량(純生産量)은 각각(各各) 6.75 ton/ha/yr., 8.99ton/ha/yr.로 B임분(林分)이 더 컸었으나, 현존량(現存量)에 대(對)한 순생산량(純生産量)의 구성비(構成比)에 있어서는 A, B임분(林分)이 각각(各各) 17.5%, 16.7%로 A임분(林分)이 더 컸다. 잎의 순동화율(純同化率), 간재생산능률(幹材生産能率) 및 수피생산능률(樹皮生産能率)을 A, B임분별(林分別)로 추정(推定)한바 NAR은 2.75kg/kg/yr., 3.58kg/kg/yr이고, 간재생산능률(幹材生産能率)은 1.46kg/kg/yr., 2.09kg/kg/yr로 B임분(林分)이 크게 나타나 효과적(効果的)인 공간이용(空間利用)을 하고 있음을 시사(示唆)하고 있으나, 수피생산능률(樹皮生産能率)은 0.60kg/kg/yr., 0.34kg/kg/yr.로 A임분(林分)이 크게 추정(推定)되었다. 이상(以上)의 결과(結果)로서 임분(林分)의 밀도조절(密度調節)을 통(通)하여 생산성(生産性)을 높일 수 있는 굴참나무천연림무육시업(天然林撫育施業)의 자료(資料)와 생산물(生産物) 목표(目標)에 따른 경영(經營)의 지침(指針)을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

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전남(全南) 모후산지역(母后山地域) 굴참나무천연림(天然林)과 현사시나무인공림(人工林)의 물질생산(物質生産)에 관(關)한 연구(硏究) (Biomass and Net Production of a Natural Quercus variabilis Forest and a Populus alba × P. glandulosa Plantation at Mt. Mohu Area in Chonnam)

  • 최영철;박인협
    • 한국산림과학회지
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    • 제82권2호
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    • pp.188-194
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    • 1993
  • 임령(林齡) 및 환경조건(環境條件)이 유사한 굴참나무천연림(天然林)과 현사시나무인공림(人工林)의 물질생산(物質生産)을 조사(調査) 비교(比較)하기 위하여 전라남도(全羅南道) 모후산지역(母后山地域) 순천대학교(順天大學校) 연습림(演習林)에 위치하고 있는 평균(平均) 20년생(年生) 굴참나무천연림(天然林)과 17년생(年生) 현사시나무인공림(人工林)을 대상으로 각각 $20m{\times}30m$ 조사구를 설치하고 10주씩의 표본목을 선정한 후 뿌리를 제외한 지상부(地上部)의 현존량(現存量), 순생산량(純生産量) 등을 조사하였다. 수종별(樹種別), 부위별(部位別) 현존량(現存量) 추정식(推定式)을 유도 검정한 결과 흉고직경(胸高直徑)(D)과 수고(樹高)(H)를 독립변수(獨立變數)로 하는 상대성장식(相對成長式)(logWt=A+BlogD+ClogH)이 흉고직경(胸高直徑)만을 독립변수(獨立變數)로 하는 상대성장식(相對成長式)(logWt=A+BlogD)에 비하여 적합도(適合度)가 다소 높은 경향을 보였으나 큰 차이는 없는 것으로 나타났다. 임분(林分) 전체(全體)의 지상부(地上部) 현존량(現存量)은 현사시나무림이 55,581kg/ha로서 굴참나무림의 31,275kg/ha보다 1.8배 정도 많았다. 부위별(部位別) 현존량(現存量) 구성비(構成比)는 굴참나무림과 현사시나무림 모두 줄기의 목질부(木質部), 가지, 수피(樹皮), 잎의 순(順)으로 높았으나, 굴참나무림의 경우 현사시나무림에 비하여 수피(樹皮), 가지, 잎의 구성비(構成比)는 높은 반면 줄기의 목질부(木質部) 구성비(構成比)는 낮았다. 임분(林分) 전체의 지상부(地上部) 순생산량(純生産量)은 굴참나무림이 4,267kg/ha/yr.이었으며 현사시나무림은 3,903kg/ha/yr.이었다. 부위별(部位別) 순생산량(純生産量) 구성비(構成比)는 굴참나무림의 경우 잎, 줄기의 목질부(木質部), 가지, 수피(樹皮)의 순으로 높았으며 현사시나무림은 줄기의 목질부(木質部), 잎, 가지, 수피(樹皮)의 순이었다. 순동화율(純同化率)은 현사시나무림이 3.376으로서 굴참나무림의 2.121보다 1.6배 정도 높았으며, 잎의 줄기 생산능률(生産能率)의 경우 현사시나무림이 굴참나무림에 비하여 2.4배 정도 높았다. 현사시나무림은 굴참나무림에 비하여 순동화율(純同化率)이 높은 반면 잎의 현존량(現存量)이 적기 때문에 지상부(地上部) 전체 순생산량(純生産量)은 적었으나, 지속적 축적기관(蓄積器官)인 줄기의 목질부 순생산량(純生産量)이 많기 때문에 임분(林分) 현존량(現存量)이 많은 것으로 나타났다.

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