• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.337-345
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• 2021

Lipase (triacylglycerol lipase, EC 3.1.1.3) is an enzyme capable of hydrolyzing triacylglycerol, to produce fatty acids and glycerol and reverse the reaction of triacylglycerol synthesis from fatty acids and glycerol through transesterification. Applications of lipase are quite widespread in the industrial sector, including in the detergent, paper, dairy, and food industries, as well as for biodiesel synthesis. Lipases by yeasts have attracted industrial attention because of their fast production times and high stability. In a previous study, a lipase-producing yeast isolate was identified as Zygosaccharomyces mellis SG1.2 and had a productivity of 24.56 U/mg of biomass. This productivity value has the potential to be a new source of lipase, besides Yarrowia lypolitica which has been known as a lipase producer with a productivity of 0.758 U/mg. Lipase production by Z. mellis SG1.2 needs to be increased by optimizing the production medium. The aims of this study were to determine the significant component of the medium for lipase production and methods to increase lipase production using the optimum medium. The two methods used for the statistical optimization of production medium were Taguchi and RSM (Response Surface Methodology). The data obtained were analyzed using Minitab 18 and SPSS 23 software. The most significant factors which affected lipase productivity were olive oil and peptones. The optimum medium composition consisted of 1.02% olive oil, 2.19% peptone, 0.05% MgSO₄·7H₂O, 0.05% KCl, and 0.2% K₂HPO₄. The optimum medium was able to increase the lipase productivity of Z. mellis SG1.2 to 1.8-fold times the productivity before optimization.

• 한국버섯학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-8
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• 2021

The choice of the culture medium is an important factor for the mass production of mycelia in submerged cultures. The influence of liquid medium on the mycelial dry weight of Paecilomyces tenuipes was investigated in this study. The regression equation is expressed as Y=-1292.94187+17.78612X1+18.92425X2+2.11464X3-0.019375X1X2-0.006276X1X3+0.008177X2X3-0.070169X12-0.292175X22-0.008818X32, where Y represents the value of the mycelial dry weight (g/L), X1 is the particle size of wood sawdust in liquid medium (mesh), X2 is the concentration of the wood sawdust in liquid medium, and X3 is incubation time (h). The medium was optimized using a response surface methodology, and the optimal medium contained 30 g of wood sawdust (140 mesh), 20 g of glucose, and 10 g/L of peptone. Under these conditions, the mycelial dry weight reached 38.1 g/L (actual value). The culture medium containing wood sawdust is simple and easy to use, highly efficient, and eco-friendly, and its effectiveness in large preparations of P. tenuipes mycelia with low material costs has been demonstrated.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권5호
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• pp.717-725
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• 2021

This study aimed to optimize medium composition and culture conditions for enhancing the biomass of Lactobacillus plantarum 200655 using statistical methods. The one-factor-at-a-time (OFAT) method was used to screen the six carbon sources (glucose, sucrose, maltose, fructose, lactose, and galactose) and six nitrogen sources (peptone, tryptone, soytone, yeast extract, beef extract, and malt extract). Based on the OFAT results, six factors were selected for the Plackett-Burman design (PBD) to evaluate whether the variables had significant effects on the biomass. Maltose, yeast extract, and soytone were assessed as critical factors and therefore applied to response surface methodology (RSM). The optimal medium composition by RSM was composed of 31.29 g/l maltose, 30.27 g/l yeast extract, 39.43 g/l soytone, 5 g/l sodium acetate, 2 g/l K₂HPO₄, 1 g/l Tween 80, 0.1 g/l MgSO₄·7H₂O, and 0.05 g/l MnSO₄·H₂O, and the maximum biomass was predicted to be 3.951 g/l. Under the optimized medium, the biomass of L. plantarum 200655 was 3.845 g/l, which was similar to the predicted value and 1.58-fold higher than that of the unoptimized medium (2.429 g/l). Furthermore, the biomass increased to 4.505 g/l under optimized cultivation conditions. For lab-scale bioreactor validation, batch fermentation was conducted with a 5-L bioreactor containing 3.5 L of optimized medium. As a result, the highest yield of biomass (5.866 g/l) was obtained after 18 h of incubation at 30℃, pH 6.5, and 200 rpm. In conclusion, mass production by L. plantarum 200655 could be enhanced to obtain higher yields than that in MRS medium

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권2호
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• pp.245-254
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• 2022

Cellulases are a group of biocatalyst enzymes that are capable of degrading cellulosic biomass present in the natural environment and produced by a large number of microorganisms, including bacteria and fungi, etc. In the current study, we isolated, screened and characterized cellulase-producing bacteria from soil. Three cellulose-degrading species were isolated based on clear zone using Congo red stain on carboxymethyl cellulose (CMC) agar plates. These bacterial isolates, named as HB2, HS5 and HS9, were subsequently characterized by morphological and biochemical tests as well as 16S rRNA gene sequencing. Based on 16S rRNA analysis, the bacterial isolates were identified as Bacillus cerus, Bacillus subtilis and Bacillus stratosphericus. Moreover, for maximum cellulase production, different growth parameters were optimized. Maximum optical density for growth was also noted at pH 7.0 for 48 h for all three isolates. Optical density was high for all three isolates using meat extract as a nitrogen source for 48 h. The pH profile of all three strains was quite similar but the maximum enzyme activity was observed at pH 7.0. Maximum cellulase production by all three bacterial isolates was noted when using lactose as a carbon rather than nitrogen and peptone. Further studies are needed for identification of new isolates in this region having maximum cellulolytic activity. Our findings indicate that this enzyme has various potential industrial applications.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권10호
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• pp.1337-1350
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• 2023

Caproic acid is a precursor substance for the synthesis of ethyl caproate, the main flavor substance of nongxiangxing baijiu liquor. In this study, Clostridium butyricum GD1-1, a strain with high caproic acid concentration (3.86 g/l), was isolated from the storage pit mud of nongxiangxing baijiu for sequencing and analysis. The strain's genome was 3,840,048 bp in length with 4,050 open reading frames. In addition, virulence factor annotation analysis showed C. butyricum GD1-1 to be safe at the genetic level. However, the annotation results using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Automatic Annotation Server predicted a deficiency in the strain's synthesis of alanine, methionine, and biotin. These results were confirmed by essential nutrient factor validation experiments. Furthermore, the optimized medium conditions for caproic acid concentration by strain GD1-1 were (g/l): glucose 30, NaCl 5, yeast extract 10, peptone 10, beef paste 10, sodium acetate 11, L-cysteine 0.6, biotin 0.004, starch 2, and 2.0% ethanol. The optimized fermentation conditions for caproic acid production by C. butyricum GD1-1 on a single-factor basis were: 5% inoculum volume, 35℃, pH 7, and 90% loading volume. Under optimal conditions, the caproic acid concentration of strain GD1-1 reached 5.42 g/l, which was 1.40 times higher than the initial concentration. C. butyricum GD1-1 could be further used in caproic acid production, NXXB pit mud strengthening and maintenance, and artificial pit mud preparation.

• 한국버섯학회지
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• 제21권4호
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• pp.209-214
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• 2023

본 연구에서 Pleurotus ostreatus No.42는 이전에 보고된 새로운 유형의 회전식 통풍관 생물반응기(RTB)를 사용하여 포도당-펩톤-효모-밀기울(GPYW) 배지에서 배양하였다. 이 배지에서 7일 동안 펠렛형 균사체 배양 후, 리그닌 분해효소인 다목적 과산화 효소(VP)를 분리 및 정제하였다. 다목적 과산화 효소의 정제 과정은 한외여과, DEAE-Sepharose CL-6B 컬럼, Mono Q 컬럼을 순차적으로 적용하여 정제하였다. 그 결과, SDS-PAGE상에서 분자량(MW)은 36.4 KDa, 등전점 (IEF)은 3.65로 나타났으며, 아미노산 조성은 VTCATGQTT로 확인되었다. 정제된 다목적 과산화 효소는 Mn 이온을 산화시킬 뿐만 아니라 비페놀성 화합물인 베라트릴 알코올을 분해하는 특성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2029-2035
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• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 한국균학회지
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• 제32권2호
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• pp.79-88
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• 2004

붉은자루동충하초는 땅속의 죽은 풀쐐기 원형 번데기를 기주로 하여 1개 또는 $3{\sim}4$개의 곤봉형 자좌를 형성한다. 붉은색을 띠는 자좌는 머리와 자루의 경계가 명확하며 머리는 곤봉형이다. 크기는 $1{\sim}3\;cm$의 크기로 반묻힌형의 자낭각이 조밀하게 분포하며. 자낭각의 크기는 $360{\sim}400{\times}180{\sim}200\;{\mu}m$이다. 자낭은 $150\;{\mu}m$의 크기를 가지며, 둘레는 $2.8{\sim}3.5\;{\mu}m$이다. 중앙에 실모양의 끈으로 연결되어 있는 양끝에 자낭포자를 형성하며, 크기는 $124{\sim}141\;{\mu}m$의 크기를 가진다. 자낭포자는 2차 포자로 분열하지 않으며, 자낭포자의 각 세포들이 직접 발아하여 균사로 된다. 불완전세대는 Mariannaea속으로 분생자경의 4개${\sim}$5개의 파일라이드를 가졌고 크기가 $15{\sim}24{\times}2{\sim}3\;{\mu}m$이며 분생포자가 둥근 방추형이며 크기가 $4{\sim}6{\times}1.8{\sim}2.4{\mu}m$인 것으로 보아 Mariannaea elegans Samson으로 동정하였다. 균사의 생장은 YMA와 SDAY에 pH 7로 맞추고 $25^{\circ}C$로 배양하면 균사의 생장도 좋았고 균총의 밀도도 높았다. 탄소원은 Dextrin에서 가장 좋은 균사 생장과 균체량이 많았으며 다음으로 Lactose, Saccharose와 sucrose에서 균사 성장이 좋았으며 질소원은 peptone, yeast extract, trypeptone에서 균사 생장과 액체배지의 균사량도 많았다. C/N비는 1:1의 비율에서 균사의 생장과 밀도가 양호하였으며 적정량은 12.5 g/1에서 균사의 생장과 밀도가 양호하였다. 무기염류에서는 $KH_2PO_4$가 다른 무기염류에 비해 좋게 나타났다. 붉은자루동충하초의 대량 배양을 위하여 액체배지로는 YMA와 SDAY 배지에서 가장 많은 건조 균체량을 얻을 수 있었으며, 이 배지에 6개의 절편을 넣고 7일간 배양하면 많은 건조 균체량를 얻을 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.317-323
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• 2011

Amylase를 생산하는 능력을 갖고 있는 A-3 균주가 대한민국 대천 해변가의 바닷물로부터 분리되었다. A-3 균주는 1개의 polar flagella를 갖으며, Artificial Sea Water-Yeast extract-Peptone(ASW-YP) 한천배지 위에서 배양할 경우 $20-37^{\circ}C$에서 잘 자라지만, $15^{\circ}C$와 $40^{\circ}C$에서는 천천히 자라는 속성을 보였다. 또한 ASW-YP 액체배지를 사용하는 경우, pH 6-9 범위에서 잘 자라는 반면 pH 4-5, pH 10에서는 전혀 성장하지 못했다. 16S rRNA sequence 분석 결과, A-3 균주는 Pseudoalteromonas phenolica O-$BC30^T$, Pseudoalteromonas luteoviolacea $NCIMB1893^T$, Pseudoalteromonas rubra $ATCC29570^T$, Pseudoalteromonas byunsanensis $FR1199^T$와 각각 98.3, 97.86, 97.78, 97.25%의 similarity를 보였으며, 이를 기초로 한 phylogenetic tree 분석결과, P. phenolica O-$BC30^T$와 같은 clade를 형성하였다. 그러나, A-3 균주는 5% 이상의 NaCl 농도에서 전혀 성장하지 않고, D-glucose, D-mannose, D-maltose, Dmelibiose를 이용하지 못하며, lipase 활성(C-14)이 없는 등 많은 생리학적 특성이 P. phenolica O-$BC30^T$와는 상당히 달랐다. 이러한 생리학적 차이로부터 우리는 A-3 균주가 P. phenolica O-$BC30^T$와는 다른 종으로 판단하고, 이 균주를 Pseudoalteromonas sp. A-3로 명명하였다. Pseudoalteromonas sp. A-3는 배양시기 동안 계속해서 안정적으로 ${\alpha}$-amylase를 생산했으며, 총 amylase 활성은 pH 7과 $37^{\circ}C$에서 최대값을 보였다. 이 amylase 활성은 pH 10까지도 비교적 안정적이었으며, 이러한 alkali-tolerant amylase는 산업적으로도 유용성이 클 것으로 사료된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제48권6호
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• pp.907-920
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• 2006

본 실험은 Lactobacillus spp.와 Bacillus spp. 의 Salmonella typhimurium, E. coli 및 Listeria monocytogenes에 대한 억제활성과 송아지 분변 분리균주의 생장 및 억제활성의 특성을 알아보기 위해 실시되었다.Lactobacillus spp.와 Bacillus spp.의 병원성 세균 Salmonella typhimurium에 대한 억제활성은 Lactobacillus helveticus CU631이 가장 높았고, Bacillus spp.는 활성이 약하였다. 송아지 분변 분리균주를 동정한 결과 Lactobacillus pentosus CU13과 CU05, Pediococcus pentosaceus CUR02, Lactococcus lactis ssp lactis CUM14로 확인되었다. Lactobacillus rhamnosus CU02와 Lactobacillus pentosus CU13의 Listeria monocytogenes에 대한 억제활성에 영향을 미치는 배지성분과 첨가수준은 Tween 80 1.0%, peptone 3.0%, yeast extract 3.0%, glucose 3.0% beef extract 3.0%, NaCl 1.0～3.0%이며, whole cell과 세포벽 물질은 Listeria monocytogenes에 대하여 억제활성을 나타내었다. 억제 성향을 강하게 보인 균체 배양액을 80℃로 열처리한 결과 억제력은 나타나지 않았으나 catalase 및 Proteinase-K 처리는 억제활성에 영향을 미치지 않았다. 이 결과 억제활성 물질은 유기산에 의한 것으로 사료된다. Lactobacillus pentosus CU13과 Lactobacillus rhamnosus CU02의 21균주에 대한 억제 능력을 측정한 결과 병원성균주를 포함한 16균주에서 억제활성을 보였으나 5균주에서는 억제성향을 나타내지 않았다. Escherichia coli O157:H7을 감염시킨 mouse 중 Lactobacillus pentosus CU13을 접종한 경우 다소 체중 회복 현상이 나타났으나, Lactobacillus rhamnosus CU02을 접종한 경우 체중 회복이 빠르게 나타났다.