• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.256-267
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• 2019

The use of low-cost substrates represents one key issue to make single cell oil production sustainable. Among low-input crops, Arundo donax L. is a perennial herbaceous rhizomatous grass containing both C5 and C6 carbohydrates. The scope of the present work was to investigate and optimize the production of lipids by the oleaginous yeast Cutaneotrichosporon curvatus from undetoxified lignocellulosic hydrolysates of steam-pretreated A. donax. The growth of C. curvatus was first optimized in synthetic media, similar in terms of sugar concentration to hydrolysates, by applying the response surface methodology (RSM) analysis. Then the bioconversion of undetoxified hydrolysates was investigated. A fed-batch process for the fermentation of A. donax hydrolysates was finally implemented in a 2-L bioreactor. Under optimized conditions, the total lipid content was 64% of the dry cell weight and the lipid yield was 63% of the theoretical. The fatty acid profile of C. curvatus triglycerides contained 27% palmitic acid, 33% oleic acid and 32% linoleic acid. These results proved the potential of lipid production from A. donax, which is particularly important for their consideration as substitutes for vegetable oils in many applications such as biodiesel or bioplastics.

• Environmental Engineering Research
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• 제15권2호
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• pp.71-78
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• 2010

To understand the effects of acclimation schemes on the formation of anode biofilms, different electrical performances are characterized in this study, with the roles of suspended and attached bacteria in single-chamber microbial fuel cells (MFCs). The results show that the generation of current in single-chamber MFCs is significantly affected by the development of a biofilm matrix on the anode surface containing abundant immobilized microorganisms. The long-term operation with suspended microorganisms was demonstrated to form a dense biofilm matrix that was able to reduce the activation loss in MFCs. Also, a Pt-coated anode was not favorable for the initial or long-term bacterial attachment due to its high hydrophobicity (contact angle = $124^{\circ}$), which promotes easy detachment of the biofilm from the anode surface. Maximum power ($655.0\;mW/m^2$) was obtained at a current density of $3,358.8\;mA/m^2$ in the MFCs with longer acclimation periods. It was found that a dense biofilm was able to enhance the charge transfer rates due to the complex development of a biofilm matrix anchoring the electrochemically active microorganisms together on the anode surface. Among the major components of the extracellular polymeric substance, carbohydrates ($85.7\;mg/m^2_{anode}$) and proteins ($81.0\;mg/m^2_{anode}$) in the dense anode biofilm accounted for 17 and 19%, respectively, which are greater than those in the sparse anode biofilm.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.384-397
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• 2018

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품 등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등 기능성을 갖춘Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고, Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, ${\beta}$형 용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체 성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride, potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD)을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride, 0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 $12.6625{\pm}0.0658g/L$로 오차 범위내의 결과를 나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험 모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의 균체량($1.8273{\pm}0.0214g/L$) 대비 약7배로 균체량이 증가함을 확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해 산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화 배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물 산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권2호
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• pp.195-204
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• 2013

While structured packing modules are known to be efficient for surface wetting and gas-liquid exchange in abiotic surface catalysis, this model study explores structured packing as a growth surface for catalytic biofilms. Microbial biofilms have been proposed as selfimmobilized and self-regenerating catalysts for the production of chemicals. A concern is that the complex and dynamic nature of biofilms may cause fluctuations in their catalytic performance over time or may affect process reproducibility. An aerated continuous trickle-bed biofilm reactor system was designed with a 3 L structured packing, liquid recycling and pH control. Pseudomonas diminuta established a biofilm on the stainless steel structured packing with a specific surface area of 500 $m^2m^{-3}$ and catalyzed the oxidation of ethylene glycol to glycolic acid for over two months of continuous operation. A steady-state productivity of up to 1.6 $gl^{-1}h^{-1}$ was achieved at a dilution rate of 0.33 $h^{-1}$. Process reproducibility between three independent runs was excellent, despite process interruptions and activity variations in cultures grown from biofilm effluent cells. The results demonstrate the robustness of a catalytic biofilm on structured packing, despite its dynamic nature. Implementation is recommended for whole-cell processes that require efficient gas-liquid exchange, catalyst retention for continuous operation, or improved catalyst stability.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제28권3호
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• pp.272-278
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• 2013

본 연구는 polyvinyl chroride (PVC)와 stainless steel 표면에서 E. coli O157:H7의 부착, 바이오필름형성, 온 습도에 따른 생존율을 조사하고, E. coli O157:H7이 오염된 작업대 표면에서 상추로의 교차오염도 조사를 통하여 E. coli O157:H7에 오염된 작업대가 상추의 미생물학적 안전성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 작업대 표면 재질인 PVC와 stainless steel에 E. coli O157:H7 배양액을 1시간 노출시켰을 때, PVC의 경우, stainless steel 보다 10배 정도 부착력이 높았으나, 6시간째는 두 재질간의 차이가 없었다. 또한, E. coli O157:H7의 바이오필름 형성은 TSB > 10% 상추추출액 > 1% 상추추출액 > phosphate buffer 순이었으며, 재질별로는 PVC에서 바이오필름형성능이 높은 것으로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, 습도 43%, 69%, 100%에서 각각 노출 시켰을 때, E. coli O157:H7은 온도 $30^{\circ}C$, 습도 43%, 69% 조건에서 12시간 내에 약 5.0 log CFU/coupon이 감소한데 반해, 상대습도 100%에서는 농도의 큰 변화 없이 5일 이상 생존이 지속되었다. 또한, 유기물이 작업대 표면에 존재 시, E. coli O157:H7의 감소 속도가 느렸다. E. coli O157:H7에 오염된 작업대에 상추를 접촉시키고 상추의 오염도를 조사한 결과, 상추 표면에 수분이 존재할 때 오염된 작업대 표면에서 E. coli O157:H7의 이동수준이 상추에 수분이 없을 때 보다 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 E. coli O157:H7에 오염된 작업대는 상추의 안전성에 직접적인 영향을 미칠 수 있어 작업 후에 세척, 소독을 통하여 위생적으로 관리하는 것이 필요하다.

• 한국식품영양학회지
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• 제22권1호
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• pp.97-102
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• 2009

본 연구에서는 독성이 적고, 활성이 높으면서 안정한 새로운 tyrosinase 저해제를 미생물을 대상으로 얻고자 tyrosinase 저해제를 강하게 분비하는 방선균 F-97을 토양으로부터 분리하였다. 이 균의 기균사는 회색의 나뭇가지형 (tree type)이며, 포자의 끝부분이 유선형으로 회전되어 있고, 포자 표면은 구형의 smooth형으로 분류되었다. 세포벽의 DAP 성분은 LL-DAP이었으며, 세포균체의 당 성분은 검출되지 않았다. 기타 배양학적 및 생리적 특성을 종합한 결과 streptomyces aburaviensis 또는 근연균으로 추정된다.

• 한국조리학회지
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• 제14권1호
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• pp.161-169
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• 2008

This study was performed to find out the quality characteristics of rice noodles by addition of red ginseng(0, 2, 6, 10%). The quality characteristics of the sample were estimated in terms of general composition, growth of microorganism and sensory evaluation. The results from this study were as follows. The protein, lipid and ash contents did not show significant difference in any of the groups. In dry rice noodles, moisture content significantly decreased in red ginseng groups but, in half-cooked rice noodles, moisture content significantly increased in 6 % and 10% red ginseng added groups(p<0.05). The microbial count showed less growth in red ginseng added groups after 3 months(p<0.05). According to sensory evaluation, surface color proved very good in the 10% red ginseng added group among the training panel while very good in the 2% red ginseng added group among consumers. Flavor was good in red ginseng added groups(p<0.05). Taste was very good in the 3% red ginseng added group. Appearance and overall quality were highest in the 2% and 6% red ginseng added groups(p<0.05). Therefore, rice noodles containing 2% or 6% red ginseng were most preferable and safe during 5 months and 6 days in dry and half-cooked noodles respectively.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제59권2호
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• pp.173-178
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• 2021

The DM9 domain is a protein unit of 60-75 amino acids that has been first detected in the fruit fly Drosophila as a repeated motif of unknown function. Recent research on proteins carrying DM9 domains in the mosquito Anopheles gambiae and the oyster Crassostrea gigas indicated an association with the uptake of microbial organisms. Likewise, in the trematode Fasciola gigantica DM9-1 showed intracellular relocalization following microbial, heat and drug stress. In the present research, we show that FgDM9-1 is a lectin with a novel mannose-binding site that has been recently described for the protein CGL1 of Crassostrea gigas. This property allowed FgDM9-1 to agglutinate gram-positive and -negative bacteria with appropriate cell surface glycosylation patterns. Furthermore, FgDM9-1 caused hemagglutination across all ABO blood group phenotypes. It is speculated that the parenchymal located FgDM9-1 has a role in cellular processes that involve the transport of mannose-carrying molecules in the parenchymal cells of the parasite.

• Ocean and Polar Research
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• 제33권1호
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• pp.21-34
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• 2011

We determined potential meso-scale benthic-pelagic ecosystem coupling in the north equatorial Pacific by comparing surface chl-a concentration with sediment bacterial abundance and adenosine triphosphate (ATP) concentration (indication of active biomass). Water and sediment samples were latitudinally collected between 5 and $11^{\circ}N$ along $131.5^{\circ}W$. Physical water properties of this area are characterized with three major currents: North Equatorial Current (NEC), North Equatorial Count Current (NECC), and South Equatorial Current (SEC). The divergence and convergence of the surface water occur at the boundaries where these currents anti-flow. This low latitude area ($5{\sim}7^{\circ}N$) appears to show high pelagic productivity (mean phytoplankton biomass=$1266.0\;mgC\;m^{-2}$) due to the supplement of high nutrients from nutrient-enriched deep-water via vertical mixing. But the high latitude area ($9{\sim}11^{\circ}N$) with the strong stratification exhibits low surface productivity (mean phytoplankton biomass=$603.1\;mgC\;m^{-2}$). Bacterial cell number (BCN) and ATP appeared to be the highest at the superficial layer and reduced with depth of sediment. Latitudinally, sediment BCN from low latitude ($5{\sim}7^{\circ}N$) was $9.8{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$, which appeared to be 3-times higher than that from high latitude ($9{\sim}11^{\circ}N$; $2.9{\times}10^8\;cells\;cm^{-2}$). Furthermore, sedimentary ATP at the low latitude ($56.2\;ng\;cm^{-2}$) appeared to be much higher than that of the high latitude ($3.3\;ng\;cm^{-2}$). According to regression analysis of these data, more than 85% of the spatial variation of benthic microbial biomass was significantly explained by the phytoplankton biomass in surface water. Therefore, the results of this study suggest that benthic productivity in this area is strongly coupled with pelagic productivity.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.57-65
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• 2010

양성자 교환막 미생물연료전지(PEM-MFC)의 경우 양극의 표면적을 기준으로 유기물 제거능력을 산출하면 유기물 부하에 관계없이 $3.0gCOD/m^2$ 수준으로 나타났다. 또 안정적인 전압이 관찰된 시기의 쿨롱 효율은 22.4~23.4 %로 높지 않은 수준이었다. 양성자 교환막은 양성자뿐만 아니라 초산도 통과시키는 것으로 확인되었다. 양성자 교환막을 사용하지 않은 상향류식 미생물연료전지(ML-MFC)의 경우 다공성 RVC 전극을 사용한 관계로 전극의 외부면적당 유기물 제거능력은 $9.3{\sim}10.1gCOD/m^2{\cdot}d$로 나타났다. 이는 양성자 교환막을 사용한 경우에 비하여 3배 정도 높은 수준이다. 그러나 RVC 양극의 비표면적 차이에 따른 유기물 제거 능력 차이는 크지 않았다. ML-MFC의 경우 전기 발생이 안정적이지 못하였으며, 쿨롱 효율도 3.6~3.7 %로 매우 낮은 수준이었다. 전기 발생량이 안정적이지 못한 것은 음극에 성장한 미생물의 영향으로 판단된다. 이를 해결하기 위해 음극부의 공기주입량을 증가시키면 일시적으로 전기 발생이 증가하였으나 오래 지속되지 못하였다.