• 제목/요약/키워드: biotechnology R&D value

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락톤류로부터 Hydrogenophaga pseudoflava와 Ralstonia eutropha H16 두 세균에 의한 공중합 PHA의 합성 및 미세구조적 특성 연구 (Synthesis of Copolymeric PHA by Hydrogenophaga pseudoflava and Ralstonia eutropha H16 from Vari-ous Lactones and Their Microstructural Studies)

  • 장영옥;남원;최문환;송재준;윤성철
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.71-79
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    • 2000
  • Two typess of copolyesters, poly(3-hydroxybutyric acid-co-4-hydroxy-butyric acid)[P(3HB-co-4HB] and poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyvaleric acid)[P(3HB-co-3HV)], with various monomer ratios and different degree of microstructural heterogeneity were synthesized from Ralstonia eutropha H16 and Hydrogenophaga pseudoflava by using ${\gamma}$-butyrolactone and ${\gamma}$-valerolactone, respectively. The two bacteria showed a large difference in the utilization of ${\gamma}$-butyrolactone for cell growth and PHA synthesis. H. pseudoflava synthesized P(3HB-co-4HB) copolyesters with a wide range of 4HB content from 13 to 96 mol% depending on culture conditions, whiel R. eutropha H16 was able to synthesize the copolyesters containing less than 20 mol% of 4HB. An increase in the 4HB content in the P(3HB-co-4HB) copolyesters synthesized by H. pseud-oflava induced an lowering of their melting temperatures as well as their enthalpies of fusion. The increase in the 4HB content, however, increased the rate of degradation by an extracellular P(3HB) depolymerase. NMR spectros-copy and differential scanning calorimetry showed that the P(3HB-co-4HB) copolyesters from H. pseudoflava were generally microstructurally heterogeneous. The P(3HB-co-4HB) copolyesters) synthesized by R. eutropha H16 were rather random copolymers showing less microstructural heterogeneity than those synthesized by H. pseudoflava. The NMR D value analysis suggested that the monomer distribution of the P(3HB-co-3HV) copolymers from the two bacteria were relatively random.

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Biokinetics of Protein Degrading Clostridium cadaveris and Clostridium sporogenes in Batch and Continuous Mode of Operations

  • Koo, Taewoan;Jannat, Md Abu Hanifa;Hwang, Seokhwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권4호
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    • pp.533-539
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    • 2020
  • A quantitative real-time polymerase chain reaction (QPCR) was applied to estimate biokinetic coefficients of Clostridium cadaveris and Clostridium sporogenes, which utilize protein as carbon source. Experimental data on changes in peptone concentration and 16S rRNA gene copy numbers of C. cadaveris and C. sporogenes were fitted to model. The fourth-order Runge-Kutta approximation with non-linear least squares analysis was employed to solve the ordinary differential equations to estimate biokinetic coefficients. The maximum specific growth rate (μmax), half-saturation concentration (Ks), growth yield (Y), and decay coefficient (Kd) of C. cadaveris and C.sporogenes were 0.73 ± 0.05 and 1.35 ± 0.32 h-1, 6.07 ± 1.52 and 5.67 ± 1.53 g/l, 2.25 ± 0.75 × 1010 and 7.92 ± 3.71 × 109 copies/g, 0.002 ± 0.003 and 0.002 ± 0.001 h-1, respectively. The theoretical specific growth rate of C. sporogenes always exceeded that of C. cadaveris at peptone concentration higher than 3.62 g/l. When the influent peptone concentration was 5.0 g/l, the concentration of C.cadaveris gradually decreased to the steady value of 2.9 × 1010 copies/ml at 4 h Hydraulic retention time (HRT), which indicates a 67.1% reduction of the initial population, but the wash out occurred at HRTs of 1.9 and 3.2 h. The 16S rRNA gene copy numbers of C. sporogenes gradually decreased to steady values ranging from 1.1 × 1010 to 2.9 × 1010 copies/ml. C. sporogenes species was predicted to wash out at an HRT of 1.6 h.

감귤 다공질 필름 멀칭 재배법에 대한 기술가치의 평가 (A Study on the Technology Evaluation of Development of Tyvek Planting Techniques in Citrus)

  • 고성보;김배성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.3232-3237
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    • 2013
  • 이 연구는 농촌진흥청 국립원예특작과학원 감귤시험장에서 개발된 감귤 다공질 필름 멀칭 재배법의 기술가치를 평가하는데 있다. 이 연구는 농업 R&D사업의 효율성과 실용성 제고를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. 분석결과에 따르면, 감귤다공질 필름 멀칭 재배법 개발에 따른 기술가치평가액은 할인율 수준에 따라 최소 421.64억원(할인율 10%)에서 최대 550.18억 원(할인율 6%), 평균 480.34억 원(할인율 8%)으로 추정되고, 내부수익율 IRR의 값은 예상했던 할인율(6%~10%)보다 크고, 순현재가치(NPV)는 영보다 크며, B/C 비율도 20 이상으로 나타나 감귤 다공질 필름 멀칭 재배법 개발사업의 경제적 타당성은 있는 것으로 평가된다.

제주마에서 3번 및 9번 염색체상의 단일염기변이와 생체중과의 관련성 연구 (Association of SNP Markers on Chromosomes 3 and 9 with Body Weight in Jeju Horses)

  • 김남영;양영훈;박남건;양병철;손준규;신상민;우제훈;신문철;유지현;홍현주;박희복
    • 생명과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.795-801
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    • 2018
  • 본 연구는 제주마 체중 형질과 말의 3번 및 9번 염색체 단일염기변이마커간의 관련성을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에 사용된 DNA 샘플은 제주특별자치도 축산진흥원에서 등록관리 중인 제주마 320두를 제공받았고, 생체중 자료는 한국마사회에서 시행한 경마에 출주한 제주마의 체중자료를 이용하였다. 기존에 말의 체형관련형질과의관련성이 보고된 바 있는 말의 3번 염색체상에 위치한 BIEC2-808466, BIEC2-808543, BIEC2-808967, BIEC2-809370 단일염기변이마커와 9번 염색체상에 위치한 BIEC2-1105370, BIEC2-1105372, BIEC2-1105377, BIEC2-1105505 and BIEC2-1105840 유전자형을 분석하였다. 관련성 분석을 위한 종속변수는 선형혼합모형을 이용해서 추정한 생체중 육종가를 이용하였다. 관련성 분석결과 6개의 마커(BIEC2-808543, BIEC2-808967, BIEC2-809370, BIEC2-1105370, BIEC2-1105372, and BIEC2-1105377)와 생체중 추정육종가간의 유의성이 인정되었다. 또한, BIEC2-808967과 BIEC2-1105377의 유전자형조합을 구성하여 생체중 추정육종가에 대한 효과를 분석한 결과, 두 마커의 유전자 조합은 생체중 변이에 유의한 효과가 있었다. 본 연구에서 유의성이 인정된 단일염기변이마커들은 제주마의 체중 개량을 위한 선발육종체계의 효율성을 높일 수 있는데 사용될 수 있을 것으로 사료되지만, 이 들 마커효과의 좀더 정확한 추정을 위한 추가의 연구가 필요할 것으로 생각된다.

역치를 활용한 설탕 대체 감미료의 적용 및 감미도에 대한 식염의 효과 (Alternative Sweetener of Sucrose by using Threshold Value and Effects of Salt Addition on the Sweetness)

  • 황철승;김용석;신동화
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.9-13
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    • 2006
  • Model system을 이용하여 설탕 수용액의 감미 역치를 구한 결과 0.4%였고, 저당물엿 및 환원물엿 등 감미원 혼합액의 감미 역치는 0.75-0.80%로 측정되었다. 각각의 감미 역치를 설탕에 대한 상대적 감미도로 환산 보정한 결과 0.64-0.67%였고, 이 역치를 설탕에 대한 감미로 환산하여 감미도를 산출하였다. 감미원 혼합액의 설탕에 대한 상대적 감미도 0-20 사이의 관계식은 $y=0.0038x^2-1.3171x+13.497,\;R^2=0.9736$(단, x=감미원의 상대적 감미도, y=역치, R=상관계수)로 계산되었다. 감미원별 역치를 이용하여 감미도를 계산한 결과 저당물엿과 환원물엿을 넣은 통팥앙금의 감미도는 설탕으로 제조된 것의 $55^{\circ}Brix$보다 낮은 32.78-34.32의 값을 나타내었다. 설탕과 식염의 감미에 대한 상승효과를 조사한 결과 0.4%와 1%설탕 수용액에 대해서는 감미의 상승효과가 나타나지 않았고, 2% 이상의 설탕 수용액에서는 식염을 0.05% 첨가했을 때 감미의 상승효과가 가장 높은 것으로 나타났다. 통팥앙금에 식염을 0.2% 첨가했을 때 유의성은 없었으나 다른 시료에 비해 감미가 상승하는 것으로 나타났다.

건조 수산물의 미생물학적 안전성 확보를 위한 감마선 조사 기술의 이용 (Application of Gamma Ray Irradiation to the Microbiological Safety of Dried Seafood Products)

  • 최종일;김현주;김재훈;안동현;전병수;이주운
    • 한국수산과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.169-173
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    • 2010
  • This study evaluated the effects of gamma ray irradiation on the safety of dried seafood products. Dried salted squid, Engraulis japonica, Hizikia fusiformis, Mytilus coruscus, and Porphyra tenera were gamma-irradiated at doses of 0, 1, 3, and 5 kGy. The total bacterial populations were then enumerated on total plate count agar, and bacteria isolated from the samples were identified by 16S rDNA sequencing. In addition, the isolated strains were inoculated in the products to determine $D_{10}$ values. The total bacterial populations in the dried seafood products ranged from 3.40 to 6.59 log CFU/g, and those of yeasts and molds ranged from 2.21 to 4.56 log CFU/g. The sequence analysis identified Staphylococcus sp. as the most common species in the dried seafood products, except for dried P. tenera. The $D_{10}$ values of the contaminating bacteria were lower than 0.7 kGy, except for Deinococcus sp., which had a value of 1.39 kGy. This study demonstrated that gamma irradiation could be used to improve the safety of dried seafood products.

Antibacterial Activity of Pharbitin, Isolated from the Seeds of Pharbitis nil, against Various Plant Pathogenic Bacteria

  • Nguyen, Hoa Thi;Yu, Nan Hee;Park, Ae Ran;Park, Hae Woong;Kim, In Seon;Kim, Jin-Cheol
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권10호
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    • pp.1763-1772
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    • 2017
  • This study aimed to isolate and characterize antibacterial metabolites from Pharbitis nil seeds and investigate their antibacterial activity against various plant pathogenic bacteria. The methanol extract of P. nil seeds showed the strongest activity against Xanthomonas arboricola pv. pruni (Xap) with a minimum inhibition concentration (MIC) value of $250{\mu}g/ml$. Among the three solvent layers obtained from the methanol extract of P. nil seeds, only the butanol layer displayed the activity with an MIC value of $125{\mu}g/ml$ against Xap. An antibacterial fraction was obtained from P. nil seeds by repeated column chromatography and identified as pharbitin, a crude resin glycoside, by instrumental analysis. The antibacterial activity of pharbitin was tested in vitro against 14 phytopathogenic bacteria, and it was found to inhibit Ralstonia solanacearum and four Xanthomonas species. The minimum inhibitory concentration values against the five bacteria were $125-500{\mu}g/ml$ for the n-butanol layer and $31.25-125{\mu}g/ml$ for pharbitin. In a detached peach leaf assay, it effectively suppressed the development of bacterial leaf spot, with a control value of 87.5% at $500{\mu}g/ml$. In addition, pharbitin strongly reduced the development of bacterial wilt on tomato seedlings by 97.4% at $250{\mu}g/ml$, 7 days after inoculation. These findings suggest that the crude extract of P. nil seeds can be used as an alternative biopesticide for the control of plant diseases caused by R. solanacearum and Xanthomonas spp. This is the first report on the antibacterial activity of pharbitin against phytopathogenic bacteria.

초임계 이산화탄소를 이용한 토코페롤 고함유 참기름 추출 (Supercritical $CO_2$ Extraction of Sesame Oil with High Content of Tocopherol)

  • 주영운;손민호;이주석;변상요
    • KSBB Journal
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    • 제20권3호
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    • pp.210-214
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    • 2005
  • 초임계 유체를 이용하여 참기름을 생산하기 위한 기초연구로 참깨에 존재하는 천연항산화제인 $\gamma$-토코페롤을 고함유한 참기름에 대해 연구하였다. $\gamma$-토코페롤은 $\alpha$-토코페롤에 비해 비타민 E 효력은 약하긴 하나, 참깨의 리그난과 길항적으로 작용하면 생체내 잔존율이 높아져 $\alpha$-토코페롤처럼 과산화지질 생성을 억제한다고 한다. 참깨의 볶음온도와 시간, 초임계 유체의 압력과 온도 그리고 초임계 유체의 유속 변화 시 $\gamma$-토코페롤의 함량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 그 볶음 온도 변화 시 $200^{\circ}C$ 이후 $\gamma$-토코페롤의 농도가 거의 일정하게 유지되었고, $200^{\circ}C$에서 배전시간을 증가함으로써 약 1.13배 정도 $\gamma$-토코페롤의 농도가 증가되었다. 초임계 유체 추출 시 250 bar를 제외한 압력변화에 의해 $\gamma$-토코페롤의 농도는 거의 변화하지 않았다. 그러나 같은 온도에서 초임계 유체의 유속을 $1{\~}3 m{\ell}/L$로 변화시킴에 의해 $\gamma$-토코페롤의 농도가 1.1배${\~}$1.5배 증가되었는데, 이는 $\gamma$-토코페롤의 이 추출 메카니즘이 탈착보다는 확산에 의해 이뤄짐을 알 수 있었다. 이상의 결과를 토대로 기존 압출추출방법과 초임계 추출 방법을 비교한 결과 $\gamma$-토코페롤의 농도가 1.3${\~}$1.6배 증가함을 확인할 수 있었다.

섬바디 부위별 추출물의 항혈전 및 항산화 활성 (An Evaluation of the Anti-thrombosis and Antioxidant Activities of Different Parts of Dystaenia takeshimana)

  • 강덕경;이윤진;김종식;손호용
    • 생명과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.303-309
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    • 2022
  • 섬바디(Dystaenia takesimana)는 대한민국 울릉도 등지에만 분포하는 우리나라 특산 식물의 하나로, 잎은 식용 및 사료로, 뿌리는 약용으로 이용되고 있다. 현재까지 섬바디 뿌리의 항균, 항염증, 항산화 및 α-glucosidase 저해활성이 보고된 바 있으나, 섬바디의 항혈전 활성에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 울릉도산 섬바디의 잎(DT-L), 줄기(DT-S) 및 뿌리(DT-R)를 구분하여 각각 70% 에탄올 추출물을 조제하고 이들의 혈액응고 저해, 혈소판 응집저해, 항산화 활성 및 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 그 결과, DT-L 추출물은 2.5 mg/ml 농도까지 혈액응고에는 영향을 미치지 않았으나 0.25 mg/ml 농도에서 aspirin과 비교할 만한 강력한 혈소판 응집저해활성을 보였으며, 우수한 활성 라디컬 소거능(DPPH anion, ABTS cation 및 nitrite)과 환원력을 나타내었다. 또한 DT-L 추출물은 적혈구 용혈활성도 나타나지 않아 신규의 항혈전제 소재로 개발 가능함을 확인하였다. 반면, DT-S 추출물은 혈액응고 저해, 혈소판 응집저해 및 항산화 활성이 미약하였으며, DT-R 추출물은 트롬빈 저해 및 혈액응고인자 저해에 의한 혈액응고 저해활성이 우수한 반면 혈소판 응집 촉진활성도 강력하였으며 적혈구 용혈활성도 강력하여 항혈전 용도로 이용은 제한되었다. 본 연구는 섬바디의 항혈전 활성에 대한 최초 보고이며, 전 세계적으로 희귀한 섬바디를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 가능함을 제시하고 있다.

Comprehensive Characterization of Mutant Pichia stipitis Co-Fermenting Cellobiose and Xylose through Genomic and Transcriptomic Analyses

  • Dae-Hwan Kim;Hyo-Jin Choi;Yu Rim Lee;Soo-Jung Kim;Sangmin Lee;Won-Heong Lee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권11호
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    • pp.1485-1495
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    • 2022
  • The development of a yeast strain capable of fermenting mixed sugars efficiently is crucial for producing biofuels and value-added materials from cellulosic biomass. Previously, a mutant Pichia stipitis YN14 strain capable of co-fermenting xylose and cellobiose was developed through evolutionary engineering of the wild-type P. stipitis CBS6054 strain, which was incapable of co-fermenting xylose and cellobiose. In this study, through genomic and transcriptomic analyses, we sought to investigate the reasons for the improved sugar metabolic performance of the mutant YN14 strain in comparison with the parental CBS6054 strain. Unfortunately, comparative whole-genome sequencing (WGS) showed no mutation in any of the genes involved in the cellobiose metabolism between the two strains. However, comparative RNA sequencing (RNA-seq) revealed that the YN14 strain had 101.2 times and 5.9 times higher expression levels of HXT2.3 and BGL2 genes involved in cellobiose metabolism, and 6.9 times and 75.9 times lower expression levels of COX17 and SOD2.2 genes involved in respiration, respectively, compared with the CBS6054 strain. This may explain how the YN14 strain enhanced cellobiose metabolic performance and shifted the direction of cellobiose metabolic flux from respiration to fermentation in the presence of cellobiose compared with the CBS6054 strain.