• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권7호
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• pp.967-974
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• 2012

Cultivation of Spirulina platensis using ammonium salts or wastewater containing ammonium as alternative nitrogen sources is considered as a commercial way to reduce the production cost. In this research, by analyzing the relationship between biomass production and ammonium-N consumption in the fed-batch culture of Spirulina platensis using ammonium bicarbonate as a nitrogen nutrient source, an online adaptive control strategy based on optical density (OD) measurements for controlling ammonium feeding was presented. The ammonium concentration was successfully controlled between the cell growth inhibitory and limiting concentrations using this OD-based feedback feeding method. As a result, the maximum biomass concentration (2.98 g/l), productivity (0.237 g/l d), nitrogen-to-cell conversion factor (7.32 gX/gN), and contents of protein (64.1%) and chlorophyll (13.4mg/g) obtained by using the OD-based feedback feeding method were higher than those using the constant and variable feeding methods. The OD-based feedback feeding method could be recognized as an applicable way to control ammonium feeding and a benefit for Spirulina platensis cultivations.

• 생태와환경
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• 제52권2호
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• pp.81-93
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• 2019

지구 온난화에 따른 기온 상승, 보나 댐의 건설로 인한 체류시간의 변화는 식물플랑크톤의 이상증식을 일으키며 이로 인한 수계의 부영양화, 녹조 현상은 상수원 수질 악화에 영향을 미쳐 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 본 연구와 같이 일차생산력과 환경요인들의 상관관계를 확인하는 것은 일차생산력의 조절인자 파악에 매우 효과적이다. 또한 HPLC-CHEMTAX 분석 방법은 간편하며 짧은 시간 안에 식물플랑크톤의 색소 비 값을 기반으로 각 군집의 상대적인 기여도 추정이 가능하다. 이러한 연구 방법들을 적용할 경우 수 생태 건강성 평가 및 식물플랑크톤 이상증식에 영향을 주는 군집조성을 빠르게 파악할 수 있어 조류 예보제 및 수계관리에 있어 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.457-461
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• 2004

본 연구에서는 A. blazei의 DO-스탯 현탁 유가식 배양을 통하여 균사체 및 세포외 다당체 생산을 극대화하고자 하였다. 탄소원만을 포함하는 기질 공급액을 사용하는 경우보다 질소원이 적절히 첨가된 혼합 기질 공급액을 사용하는 것이 균사체 및 세포외 다당체 생산에 보다 효과적이었다. 기질공급액 중의 탄소원 조성을 달리하여 실험을 수행한 결과, 덱스트린을 배제하고 포도당만을 탄소원으로 사용하였을 때 가장 높은 균사체 및 세포외 다당체 생산성을 얻을 수 있었다. 이 때의 균사체 농도 및 생산성은 각각 36.5 g/l, 0.37g/l-h이었으며, 세포외 다당체 농도 및 생산성은 각각 10.9 g/l, 0.11 g/l-h이었다. 이는 회분식 배양 결과와 비교하여 균사체 농도 및 생산성 면에서는 각각 6배 및 2.2배, 세포외 다당체 농도 및 생산성 면에서는 각각 4.7배 및 1.8배 증가한 값이다. 이상의 결과들로부터 A. blazei의 고농도 균사체 배양을 위해 유가식 배양 방법이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 환경생물
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• 제31권4호
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• pp.288-294
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• 2013

한국산 고지질 Botryococcus를 확보하기 위해 시료채취를 하였고, 실험실에서 Botryococcus sp.를 분리하였다. 분리된 Botryococcus sp.는 현미경으로 그 크기와 형태를 관찰하였고, 분자적 동정을 위해 18S rRNA gene과 ITS region의 염기서열을 분석함으로써 Botryococcus sudeticus J2로 명명하였으며, 생태학적 특성 연구를 위해 문헌조사를 통해 국내의 Botryococcus 속의 분포를 조사를 실시하였다. 동정된 B. sudeticus J2의 생리적 특성 분석을 위해 배양실험을 수행하였고, 생장률과 바이오매스 생산성 그리고 광합성효율을 측정하였다. 또한 바이오디젤 생산을 위한 조류주로서의 가치를 판단하기 위해 총 지질함유량과 지방산 조성을 분석하였다. B. sudeticus J2의 생태적, 생리적 연구 후 2배의 광량과 2% $CO_2$ 조건에서 배양을 수행함으로써 최적 배양조건을 탐색하고자 하였다. 분리된 B. sudeticus J2는 비교를 위한 B. braunii UTEX 572보다 높은 바이오매스 생산성과 지질생산성을 보였으나 바이오매스 생산을 위한 다른 후보 미세조류에 비해서는 낮은 생장률을 보였다. 따라서 바이오디젤 생산을 위한 조류로 B. sudeticus J2를 활용하기 위해서는 본 연구에서 밝혀진 광저해에 대한 내성에 초점을 맞추어 최적 배양을 위한 광조건을 탐색하는 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권3호
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• pp.318-326
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• 2014

본 연구는 현재 산업적으로 이용되고 있지 않는 산림바이오매스 부산물을 목재펠릿 원료 및 첨가제로서의 활용 가능성을 탐색하기 위하여 수행되었다. 목재의 탄화과정에서 발생되는 목타르는 목재와 비교하여 발열량이 높으며, 카드뮴, 수은과 같은 유해 중금속을 포함하고 있지 않아 펠릿 첨가제로서 이용 가능성이 높다. 목재펠릿 제조 시 첨가제로 목타르 10%를 첨가한 경우의 발열량(4,800 kcal/kg)은 대조구로 사용된 미 첨가구(4,630 kcal/kg)와 비교하여 약 3.7%(170 kcal/kg)의 발열량 상승효과가 있는 것으로 나타났다. 첨가제를 혼합하여 제조한 목재펠릿의 경우, 첨가제의 혼합비율이 증가함에 따라 길이와 개체밀도가 증가하였다. 또한 첨가제 혼합비율이 증가함에 따라 겉보기밀도는 증가하고 미세분 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 목재펠릿 첨가제 2%를 사용하여 미첨가한 경우(33.8 kg)와의 펠릿 생산성을 비교한 결과, 전분 첨가 목재펠릿은 5.9%(35.8 kg), 목타르 첨가 목재펠릿은 4.6%(35.4 kg)의 생산성 향상 효과를 나타냈다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.419-430
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• 2007

본 연구는 주암호, 동복호, 영산호 세 호소의 이화학적 인자, 식물플랑크톤 생체량(Chl ${\alpha}$) 및 일차생산력을 조사하기 위하여 2004년 4월부터 2006년 3월까지 총 8회에 걸쳐 계절별로 실시하였다. 소형식물플랑크톤이 우점(>60%)한 동복호의 식물플랑크톤 생체량은 상류에서 2004년 4월에 높았지만 하류에서는 2004년 6월에 높은 분포를 나타내었다. 주암호에서 식물플랑크톤 생체량이 높았던 2004련 4월에 미소형식물플랑크톤의 기여율이 높았다. 영산호는 8월 (2004, 2005)에 높은 생체량을 보였는데 이 시기 미소형식물플랑크톤의 기여율이 높았다. 일차생산력은 동복호, 영산호, 주암호 순으로 높게 분포되었다. 단순 회귀 분석결과, 동복호에서 젠체식물플랑크톤, 소형식물플랑크톤과 일차생산력은 투명도와 상관성을 보였다. 주암호에서는 하류에서 크기별 식물플랑크톤과 $PO_4^{3-}$가 상관성을 보였고 일차생산력은 수온, TN과 높은 상관성을 보였다. 영산호 상, 하류에서 식물플랑크톤은 TN/TP와 음의 상관성을 보였고 일차생산력은 상류에서 높은 상관성을 보였으나 하류에서는 탁도와 높은 상관성을 보였다. 주암호와 동복호는 기타 환경 인자와의 단순회귀분석결과로부터 인과 질소 관리의 필요성이 제기된다. 영산호는 부유물질을 관리할 필요성이 있고 하류의 높은 일차생산력으로 보아 식물플랑크톤의 내부생산 기여율에 대한 추가적인 조사를 통한 저감방안 마련도 필요한 것으로 사료된다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1563-1572
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• 2014

The autecology of the Zostera marina and Z. japonica was studied in populations growing in the same locality (Sagumi Bay, southwestern coast of Korea). Environmental factors and plant characteristics were examined monthly from August 2008 to September 2011. Along intertidal zone, Z. japonica (0.1-0.5 m above mean lower low water, MLLW) occurred above Z. marina (0.5-2.5 m MLLW). Tidal exposure at low tide during day was the highest in the spring and the lowest in the summer. Underwater Irradiance showed seasonal fluctuation that was the highest in spring and summer caused by tidal pattern. Strong seasonal patterns in water temperature appeared to control the seasonal variations in morphology, biomass and leaf growth. The seasonal pattern of Z. japonica resembled that of the Z. marina in morphological characteristics, above-and below-ground biomass, whereas it differed in shoot density and leaf elongation. Despite some similarities in seasonal growth patterns, the patterns of Z. japonica were lagged by 2 month of Z. marina. Seasonal variation in the above biomass of Z. marina was caused by changes in density and plant size, whereas that of Z. japonica was mainly caused by changes in shoot density. Zostera marina was more sensitive to high temperatures than Z. japonica, and the increasing water temperature during the summer became the factor that inhibits the growth of the Z. marina. Zostera Japonica, there is no clear change according to the amount of the light. It is because its habitat locates above that of Zostera marina so that the amount of the light that is necessary to growth is enough and in this condition, any preventing factor does not seem to work at all. Although underwater light getting into Zostera marina's habitat is very low level and there is no any hindrance to the survival of them, it prevents them from their productivity a bit.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제6권4호
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• pp.155-159
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• 1978

분리된 효모에 의한 aromatic ring compound의 전환반응 실험에 앞서 phenol 자화능에 대한 환경 인자의 영향을 조사하기 위하여 phenol을 유일한 탄소원으로 사용하여 분리된 효모균을 30시간, 3$0^{\circ}C$에서 진탕배양하여 균체증식량을 측정하였다. 1) pH3.5~4.5 온도 35$^{\circ}C$에서 가장 자화능이 우수하였으며 phenol의 처음 농도 1000ppm 까지 는 쉽게 이용할 수 있었고 2000ppm에서는 5 일간 배양시켰을 때 비로소 균체증식이 나타났다. 2) pH 5.0, 배양온도 3$0^{\circ}C$에서 본 균의 maximum specific growth rate는 0.27hr-1 이었으며, phenol 을 1000ppm씩 단계적으로 첨가하면서 phenol 소비율에 대한 균체수율 정수 Y값을 구한 결과 Y=3.2였다. 3) Yeast extract를 필수영양원으로 첨가할 때 0.005~0.01% 농도에서 가장 효과적이었으며, 또 산화환원소 효소 조해제인 HgCl$_2$, phenylhydrazine 을 명명 $10^{-5}$M, $10^{-3}$M을 배지내에 첨가하면 분리된 효모균의 증식을 거의 볼 수 없었다. 4) Phenol의 자화에 명종 실소원의 효과를 비교 해 본 결과 urea가 가장 효과적이었고, 이 효모균은 phenol 외에 catechol, resorcinol, benzidine 을 자화할 수 있다

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권8호
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• pp.1235-1243
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• 2020

The use of microalgal biomass as feedstock for biofuels has been discussed for decades as it provides a sustainable approach to producing fuels for the future. Nonetheless, its feasibility has not been established yet and various aspects of biomass applications such as CO₂ biofixation should also be explored. Therefore, in this study, the CO₂ biofixation and lipid/carbohydrate production potential of Chlorella sp. ABC-001 were examined under various nitrogen concentrations. The highest biomass productivity and CO₂ biofixation rate of 0.422 g/l/d and 0.683 g/l/d, respectively, were achieved under a nitrogen-rich condition (15 mM nitrate). Carbohydrate content was generally proportional to initial nitrate concentration and showed the highest value of 41.5% with 15 mM. However, lipid content showed an inverse relationship with nitrogen supplementation and showed the highest value of 47.4% with 2.5 mM. In consideration as feedstock for biofuels (bioethanol, biodiesel, and biogas), the sum of carbohydrate and lipid contents were examined and the highest value of 79.6% was achieved under low nitrogen condition (2.5 mM). For lipid-based biofuel production, low nitrogen supplementation should be pursued. However, considering the lower feasibility of biodiesel, pursuing CO₂ biofixation and the production of carbohydrate-based fuels under nitrogen-rich condition might be more rational. Thus, nitrogen status as a cultivation strategy must be optimized according to the objective, and this was confirmed with the promising alga Chlorella sp. ABC-001.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.137-142
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• 2013

The indiscriminate use of the fossil fuel has caused serious environmental pollutions such as the shortage of energy and global warming. Microalgae have being emphasized as $3^{rd}$ generation biomass which makes the carbon dioxide reduce effectively as well as produces the biofuel. Large scale production of microbial biomass by continuous culture is a quite challenging issue, because off-line optimization strategies of a microbial process utilizing a model-based scheme give rise to many difficult problems. In this paper, the static and simple control method which was able to be applied in time-variant growth environment and large scale of algae culture was studied. The significant disturbances in on-line measurement of cell density were reduced by Savitzky-Golay FIR smoothing filter. Dunaliella salina was cultivated continuously in a flat panel photobioreactor by the on-off control of the turbidostat process.