• Title/Summary/Keyword: high-density cultivation

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인삼 경작지 토양생물 분포 (Distributions of Soil Organisms in the Ginseng Cultivation Fields)

  • 홍용;최낙중;최인영
    • 환경생물
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    • 제27권3호
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    • pp.272-278
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    • 2009
  • 농생태계 인삼 경작 재배지에서 서식하고 있는 토양 생물상을 확인하기 위하여 전라북도 진안 6개 조사구의 인삼 재배 농가에서 조사하였다. 2008년 4월 부터 11월까지 채집하여 분류된 미소절지동물은 총 3,101개체였다. 이중 응애류 44.9%, 톡토기 50.1%, 기타 5.0%로 가장 많은 개체수가 출현한 장소는 분변토를 시용한 대조구, 4년근 순으로 나타났으며 월별 밀도소장은 4월, 5월 6월 순이었으며 7월, 8월은 낮은 밀도를 보였다. A/C 비율은 0.90으로 톡토기가 응애보다 비율이 높았다. 토양의 화학적 요인과 개체군 밀도소장과의 유의성은 확인되지 않았다. 토양미생물의 분포 중 방선균은 6월부터 11월까지 월평균 $0.3{\sim}0.9{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ 정도를 나타냈으며 8월과 9월에 가장 높았다. 곰팡이는 각 조사지점별 일정한 증감의 경향을 나타냈으며 8월과 9월에는 1~2배 정도 곰팡이의 수가 감소하는 경향을 보였다. 세균의 분포는 조사기간별 평균 $1.1{\sim}9.6{\times}10^6\;cfu\;g^{-1}$ 정도이었으며, 6~8월이 8월 이후보다 세균의 수가 더 많은 것으로 조사되었다. 각 조사지점별 일정한 경향을 보인 형광균의 분포는 조사 시기 초기에는 감지되었으나 7월 이후에는 분포가 나타나지 않았다.

큰느타리 재배사에서 헤파필터 교체 이후 기간에 따른 미생물상 변화 (Changes in microbial phase by period after hepa filter replacement in King oyster(Pleurotus eryngii) mushroom cultivation)

  • 박혜성;민경진;이은지;이찬중
    • 한국버섯학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.398-402
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    • 2020
  • 버섯은 대부분 시설에서 재배되기 때문에 안전하게 고품질의 버섯 생산을 위해서는 재배사 내 환경에 대한 정보가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 헤파필터 교체에 따른 큰느타리 재배사 대기중 미생물상 변화를 분석하여 헤파필터 적정 교체기간을 설정하고자 연구를 수행하였다. 헤파필터 교체 전 재배단계별 대기중 세균 및 진균 밀도는 배지제조과정에서 세균 169.7 cfu/㎥, 진균 570 cfu/㎥, 균 긁기과정에서 세균 126.3 cfu/㎥, 진균 560cfu/㎥로 부유균의 밀도가 가장 높았다. 헤파필터 교체 후 세균의 밀도는 배양실에서 가장 낮아졌고, 진균의 밀도는 냉각실에서 가장 낮게 나타났다. 헤파필터 교체전 Cladosporium sp. 등 7속 7종이었고, 교체 후 1개월은 Penicillium sp. 등 6속 6종, 2개월은 Cladosporium cladosporioides 등 4속 7종, 3개월차는 Mucor plumbeus 등 5속 7종, 4개월에서 6개월까지는 Penicillium brevicompactum 등 각각 5속 12종, 5속 10종, 5속 10종으로 교체 후 기간이 지날수록 종이 다양해지고 증가하였다. 부유균의 밀도는 헤파필터 교체 후 2개월 후 가장 낮았고 차츰 증가하다가 6개월에는 교체전 밀도와 비슷해지거나 높아지는 것을 확인하였다. 따라서 헤파필터는 6개월마다 교체하는 것이 오염저감을 위해 효율적인 것으로 판단된다.

Linear Correlation between Online Capacitance and Offline Biomass Measurement up to High Cell Densities in Escherichia coli Fermentations in a Pilot-Scale Pressurized Bioreactor

  • Knabben, Ingo;Regestein, Lars;Schauf, Julia;Steinbusch, Sven;Buchs, Jochen
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권2호
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    • pp.204-211
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    • 2011
  • To yield high concentrations of protein expressed by genetically modified Escherichia coli, it is important that the bacterial strains are cultivated to high cell density in industrial bioprocesses. Since the expressed target protein is mostly accumulated inside the E. coli cells, the cellular product formation can be directly correlated to the bacterial biomass concentration. The typical way to determine this concentration is to sample offline. Such manual sampling, however, wastes time and is not efficient for acquiring direct feedback to control a fedbatch fermentation. An E. coli K12-derived strain was cultivated to high cell density in a pressurized stirred bioreactor on a pilot scale, by detecting biomass concentration online using a capacitance probe. This E. coli strain was grown in pure minimal medium using two carbon sources (glucose and glycerol). By applying exponential feeding profiles corresponding to a constant specific growth rate, the E. coli culture grew under carbon-limited conditions to minimize overflow metabolites. A high linearity was found between capacitance and biomass concentration, whereby up to 85 g/L dry cell weight was measured. To validate the viability of the culture, the oxygen transfer rate (OTR) was determined online, yielding maximum values of 0.69 mol/l/h and 0.98mol/l/h by using glucose and glycerol as carbon sources, respectively. Consequently, online monitoring of biomass using a capacitance probe provides direct and fast information about the viable E. coli biomass generated under aerobic fermentation conditions at elevated headspace pressures.

영남 평야지 조생종 벼 조기재배가 수량 및 품질에 미치는 영향 (Yield and Grain Quality of Early Maturing Rice Cultivars as Affected by Early Transplanting in Yeongnam Plain Area)

  • 이종희;박동수;곽도연;여운상;송유천;김춘송;전명기;오병근;신문식;김제규
    • 한국작물학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.326-332
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    • 2008
  • 영남평야지 조기재배시 국내 육성된 고품질 조생종 품종들의 품질에 미치는 영향을 살펴본 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 공시품종들의 평균 출수기는 7월 22일로 8월 하순에서 9월 상순사이에 수확이 가능한 것으로 판단되었고, 공시품종들의 평균 수당립수, 등숙율 및 수량에서 품종간 유의한 차이가 있었으며, 운광벼가 수량이 529 kg/10a로 가장 많았다. 2. 수확시기별 현미 품위를 조사한 결과 동할미 발생을 줄이고 현미 정립율을 높이기 위해서는 출수 후 40일경에 수확하는 것이 정립은 8월25일$\sim$ 9월1일 사이 수확하는 것이 가장 높았으며, 수확시기가 늦어질수록 미숙립의 발생은 감소하고 동할립의 발생은 증가하였다. 백미 완전미는 중화벼와 고운벼가 72.2%와 71.0%로 높았으나 싸라기 발생이 높았으며, 운광벼와 오대벼는 분상질의 발생이 많았다. 3. 운광벼와 오대벼는 백미 단백질 함량은 6.4%로 낮았으며, 식미관능검정의 총평이 각0.6 및 0.5로 밥맛이 양호하였다.

Theoretical Design for the Production of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) in a Closed Plant Factory

  • Bae, Jong Hyang;Austin, Jirapa;Jeon, Yoon-A;Cha, Mi-Kyung;Cho, Young-Yeol
    • 원예과학기술지
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    • 제34권6호
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    • pp.840-844
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    • 2016
  • Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a grain crop with high nutritional value. The leaves and sprouts of quinoa can also be consumed either raw or cooked, providing considerably nutritional value as well as high antioxidant and anticancer activities. This study was carried out to obtain basic data to assist in the practical design of a plant factory with artificial lighting for the cultivation of quinoa as a leafy vegetable. We estimated the energy content of the quinoa and the electrical energy required to produce this crop. The yield was 1,000 plants per day, with a planting density and light intensity of $0.015m^2$ ($15{\times}10cm$) and $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, respectively. The total number of plants, cultivation area, and electricity consumption were estimated to be 25,000, $375m^2$, and $93,750{\mu}mol{\cdot}s^{-1}$, respectively. White fluorescent lamps were used at a power of 20.4 kW from 1,857 fluorescent lamps (FL, 55 W), and the cost for electricity was approximately 1,820 dollars (exchange rate of $1 = 1,200 won) per month. For a daily harvest of 1,000 plants per day in a closed plant factory, the estimated light installation cost, total installation cost, and total production cost would be 15,473, 46,421, and 55,704 dollars, respectively. The calculated production cost per plant, including labor costs, would be 27 cents for the 25-day cultivation period, with a marketable ratio of 80%. Considering the annual total expenses, income, and depreciation costs, the selling price per plant was estimated to be approximately 56 cents.

한국산 간버섯의 인공재배 및 항산화 활성 평가 (Artificial Cultivation and Antioxidant Activity of Korean Native Mushroom Pycnoporus coccineus)

  • 이용국;김민경;윤봉식;서건식
    • 현장농수산연구지
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    • 제21권2호
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    • pp.35-47
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    • 2019
  • 간버섯 균주의 균사 생장은 PDA와 YMA에서 균사의 밀도와 생장량이 양호하였으나, MEA에서는 균사 생장량과 속도가 저조하였다. 배양 기간 중 광(光)조사는 균사체의 색소 형성과 균사체 밀도에 영향을 주었다. 간버섯은 병 재배와 봉지 재배 모두에서 자실체를 발생시킬 수 있었고 종균 배양과 재배를 위한 가장 적합한 배지 원료는 참나무톱밥으로 밝혀졌다. 톱밥배지를 사용한 인공재배에서 자실체의 발생은 15일째부터 육안으로 확인할 수 있는 정도로 자실체 원기가 생장하였으며 상대습도가 낮은 처리구에서 5일 정도 빠르게 형성되었다. 버섯 발생 40~45일째에는 성숙한자실체를 수확할 수 있었고, 생육실의 상대습도가 낮은 편이 버섯 발생과 생육에 유리하였다. 인공재배에서 수확한 자실체의 항산화 활성을 조사한 결과, 간버섯의 ABTS radical 소거 활성은 병 재배 자실체 추출물과 야생 간버섯 자실체 methanol 추출물이 각각 505㎍/㎖, 515㎍/㎖의 농도로 낮은 활성을 나타내었으나 봉지 재배에서 수확한 자실체는 910㎍/㎖로 높게 나타났다. DPPH radical 소거 활성 결과 모든 추출물이 활성 2,000㎍/㎖ 농도 이상의 IC50값으로 활성을 나타내지 않았다. 간버섯의 ethyl acetate 추출물의 경우 간버섯 병 재배 자실체 추출물이 IC50값 154.5㎍/㎖으로 가장 높은 활성을 보이는 것으로 나타났으며, 간버섯 methanol 추출물은 동일 농도(10mg/㎖)에서 ABTS radical 소거 활성은 야생 간버섯 자실체 추출물이 가장 높은 활성을 보였다.

논에서 벼 대체작물 재배가 토양 물리화학성과 작물 수량에 미치는 효과 (Effects of Alternative Crops Cultivation on Soil Physico-chemical Characteristics and Crop Yield in Paddy Fields)

  • 한경화;조현준;조희래;이협성;옥정훈;서미진;정강호;장용선;서영호
    • 한국환경농학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.67-72
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    • 2017
  • 논에서 대체작물의 재배에 따른 토양 물리화학성과 작물 수량의 변화를 살펴보기 위하여 하성충적지에 분포된 규암 미사질 양토의 배수 약간양호인 토양에서 콩, 레드클로버, 공심채를 대체작물로 재배하여 3년간 경작시험을 수행하였다. 경작처리는 콩-벼-벼, 콩-콩-벼, 레드클로버-레드클로버-벼, 레드클로버-벼-벼, 공심채, 공심채-벼, 공심채-벼-벼 작부체계로, 3년차에는 모든 처리에서 논으로 복원한 다음 벼를 재배하여 토양 물리화학성과 작물 수량을 조사하였다. 앞그루가 밭일 때 토양의 용적밀도와 경도 수분함량이 감소하였고 공극률은 증가하였다. 대체작물을 2년 재배하였을 때에 1년 재배하였을 때보다 토양 입단량과 감수심이 높았다. 토양 유기물 함량은 레드클로버와 공심채를 2년 동안 재배하였을 때 높았다. 3년차에 유효인산과 치환성 칼리 함량 토양 CEC는 앞그루가 콩이었을 때 높았다. 대체작물의 1년차 생산성은 공심채가 레드클로버보다 높았으나, 2년차에는 반대였다. 3년차의 벼 수량은 앞그루가 콩과 레드클로버일 때가 공심채일 때보다 높았다.

Methanotrophs을 이용한 메탄 저감 기술 최신 동향 (Methane Mitigation Technology Using Methanotrophs: A Review)

  • 조경숙;정혜경
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.185-199
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    • 2017
  • 메탄은 자연적인 발생원과 인위적인 발생원에 의해 배출되며 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 메탄을 탄소원과 에너지원으로 이용하는 메탄산화세균은 메탄의 생물학적 산화에 중요한 역할을 한다. 메탄산화세균의 서식지는 매우 다양하며 메탄산화반응의 핵심 효소인 methane monooxygenases (MMOs)는 메탄뿐 아니라 다른 기질을 산화할 수 있는 기질특이성을 가지고 있다. 이러한 메탄산화세균의 특성으로 인해 생물학적 메탄 저감 기술과 생물정화기술 분야에서 메탄산화세균의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설 논문에서는 메탄산화세균의 종류, MMOs의 특성과 메탄산화세균의 고농도 배양 기술에 관한 최근 정보를 정리하였다. 또한 메탄산화세균을 이용한 생물학적 메탄 저감 관련 실험실 규모와 매립지 현장에서의 기술 개발 현황 및 적용 결과를 소개하였다. 이러한 생물학적 메탄 저감 시스템에서 메탄산화세균의 군집 거동 특성도 고찰하였다. 마지막으로, 메탄산화세균을 활용한 생물공학기술의 혁신을 위해 필요한 과제로 대사활성이 우수하거나 신규 대사능력을 가진 메탄산화세균의 지속적인 탐색 연구, 고농도 세포 대량배양기술 개발 및 미생물 컨소시움(메탄산화세균과 비메탄산화세균의 컨소시움) 디자인 및 관리 기술 등이 필요함을 제안하였다.

하수종말처리장 방류수를 밭작물 관개용수로 처리시 시금치와 배추의 생육, 대장균 분포 및 토양의 질 평가 (Growth Response and Total Coliform Distribution of Spinach and Chinese Cabbage and Soil Quality by Irrigation of Domestic Wastewater)

  • 조재영;박승우;손재권;박봉주;이용근
    • 농촌계획
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    • 제12권2호
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    • pp.57-64
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    • 2006
  • The experiment was carried out to determine the distribution of total coliform the translocation of heavy metals and the salt accumulation in soils following the supply of ground water, the domestic wastewater and the ultraviolet treatment of domestic wastewater during the spinach and the chinese cabbage cultivation. There were not much changes in the Total-N, Total-P and cations in soils following the ultraviolet treatment of the domestic wastewater. However, the density of total coliform was dramatically reduced from 894MPN/100mL to 5MPN/100mL. The diagnosis of composition of soil after the harvest of chinese cabbages and spinach has shown that the concentration of Na$^+$ was 3-4 times higher in plot using domestic wastewater than in plot using ground water. When domestic wastewater and ground water were used in growing spinach md chinese cabbage at 50% each, the application of chemical fertilizers reduced about 25% to 50% compared to the criteria set down by the Rural Development Administration and there was not significant difference in terms of harvest. Using non-ultraviolet treatment of domestic wastewater directly on spinach and chinese cabbage has resulted in excessive density of total coliform at 25,000MPN/100mL. Even when ultraviolet treatment, the density was still high at 2,000MPN/100mL. The high density of total coliform even following ultraviolet treatment of domestic wastewater is considered to be caused by photo-reactivation of micro-organism. When reusing domestic wastewater, the application of sterilization such as ultraviolet, ultrasonic and electron-beam for public health and hygiene reasons may provide safe supply of agricultural water.

Methylobacillus sp. SK1의 고농도 유가배양 (High Density Cultivation of Methylobacillus sp. SK1 in Fed-Batch System)

  • 이형춘;이계호김시욱
    • KSBB Journal
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    • 제5권3호
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    • pp.269-277
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    • 1990
  • 메탄올이용균인 Methylobacillus sp. SKI의 균체생산효율을 증대시킬 목적으로 마이크로컴퓨터 제어 배양기를 이용해 고농도 유가배양을 수행하였다. 배양액의 초기 메탄올농도를 1.0%(v/v)로 하여 회분배양할 경우 배양 13시간만에 2.07g/l의 균체농도에 도달하였다. 공기 공급에 의한 유가배양에서 최대교반속도 1200rpm, 최대 공기유량 5.0$\ell$/min의 조건으로 배양시 약 15시간만에 13.7$\ell$/ldml 균체농도에 도달하였다. 산소공급에 의한 유가배양에서 최대교반속도 1200rpm, 공기유량 1.0$\ell$min, 최대산소유량 5.0$\ell$/min의 조건으로 배양시 17시간만에 45.3g/l의 균체농도에 도달하였다. 균의 대수 증식기를 공기공급에 의한 유가 배양으로 회분배양에 비해 약 3시간, 산소공급에 의한 유가배양으로 회분배야에비해 약 3시간, 산소공급에 의한 유가배양으로 회분배양에 비해 약 4시간 더 연장할 수 있었다. 즉, 유가배양로 단시간에 높은 농도의 균체를 얻은 것은 feedback제어에 의해 메탄올을 저해농도 이하로 유지시키면서 용존산소를 한계농도 이상으로 제어함으로써 균의 대수적 증식으로 연장시킨 결과이다. 산소공급에 의한 유가배양중 균체농도 27.6g/l에서 미량원소성분이 결핍되었고, 42.8g/l에서 $Mg^2^+$성분이 결핍되었으므로 배양중에 추가공급되었다.

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