Recently, an innovative method for wastewater treatment and nutrient removal was developed by combining the sequence batch reactor and membrane bioreactor to overcome pollution caused by shipboard sewage. This system is a modified form of the activated sludge process and involves repeated cycles of mixing and aeration. In the present study, the bacterial diversity and dominant microbial community in this wastewater treatment system were studied using the MACROGEN next generation sequencing technique. A high diversity of bacteria was observed in anaerobic and aerobic bioreactors, with approximately 486 species. Microbial diversity and the presence of beneficial species are crucial for an effective biological shipboard wastewater treatment system. The Arcobacter genus was dominant in the anaerobic tank, which mainly contained Arcobacter lanthieri (8.24%), followed by Acinetobacter jahnsonii (5.81%). However, the dominant bacterial species in the aerobic bioreactor were Terrimonas lutea (7.24%) and Rubrivivax gelatinosus (4.95%).
초고온성 고세균 Thermococcus onnurineus NA1은 개미산, 일산화탄소, 또는 전분 등을 이용해서 수소를 생산하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 T. onnurineus NA1의 고정화 세포를 이용한 수소생산을 고찰하였다. 고정화 실험결과, T. onnurineus NA1은 표면에 아민기가 코팅된 규조토 담체에 정전기적 인력에 의해 효과적으로 고정화되었고, 1 g의 담체에 고정화 될 수 있는 최대 세포의 양은 71.7 mg-dcw로 확인되었다. 고정화 세포를 이용한 세 번의 반복회분식 배양을 통해 개미산으로부터 수소생산 특성을 고찰하였고, 그 결과 배양이 반복됨에 따라 고정화 세포 농도의 증가에 기인하여 초기수소생산속도가 2.3 에서 4.0 mmol l−1 h−1로 상당량 증가됨이 관찰되었다. 따라서, T. onnurineus NA1의 고정화세포 시스템은 수소생산을 위한 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 초고온성 고세균의 고정화세포를 수소생산에 적용한 첫 번째 사례이다.
Trametes sp.에서 생산되는 laccase는 CNBr-activated Sepharose-4B(CAS4B)에 고정화 되었고, 염료의 연속적인 분해를 위하여 테스트되었다. Laccase는 CAS4B에 효율적으로 고정화되었고, CAS4B에 고정화 된 laccase는 pH, 열, 단백질 구조적인 안정성 면에서 상당히 증가하였다. CAS4B에 고정화 된 accase의 최적 pH는 5, 온도는 4$0^{\circ}C$로서 free laccase와 비교하여 변화가 없었다 기질로서 Reactive Blue 19를 사용하였을 때 free laccase와 고정화 laccase의 $K_{m}$ ($\mu$mol/mL) 값은 각각 0.34와 2.0이었고,V$_{max}$($\mu$mol/mL.min) 값은 각각 0.12, 0.1이었다. Repeated-batch 반응에서 효소의 안정성과 높은 분해 효율 만족하는 조건은 pH 5, 3$0^{\circ}C$이였다. 또한 HBT에 의한 효소의 불활성은 크게 나타나지 않았다. Packed-bed reactor에서 최적으로 운전되었을 때 100 $\mu$M Reactive Blue 19과 0.1 mM HBT가 존재하는 50 $\mu$M Acid Red 57의 연속적인 분해에서 30시간 후에도 분해 효율이 70%로 유지되었다. 고정화 laccase는 Packed-bed reactor에서 azo 염료의 연속적인 분해를 매우 안정적으로 수행하였다.다.
Unlike most researches that focus on single manufacturer or single buyer, this research studies the cooperation policy for two participants of supply chain such as single vendor and single buyer. Especially, this paper deals with single vendor-single buyer integrated-production inventory problem. If the buyer orders products, then the vendor will start to make products and then the products will be shipped from the vendor to the buyer many times. The buyer is supposed to order again when the buyer's inventory level hits reorder point during the last shipment and this cycle keeps repeated. The buyer uses continuous review inventory policy and customer's demand is assumed to be probabilistic. The contribution of this paper is to present a mixed approach and derive its cost function. The existing policy assumes that the size of shipping batch from single vendor to single buyer is increasing, called Type 1, or constant, called Type 2. In mixed approach, the size of shipping batch is increasing at the beginning part of the cycle, and then its size is constant at the ending part of the cycle. The number of shipping for Type 1 and Type 2 in a cycle in mixed approach is determined to minimize total cost. The relationship between parameters, for example, the holding cost per product, the set up cost per order, and the shortage cost per item and decision variables such as order quantity, safety factor, the number of shipments, and shipment increasing factor is figured out via sensitivity analysis. Finally, it is statistically proved that the mixed approach is superior to the existing approaches.
A Pseudomonas sp. strain NGK1 (NCIM 5120) capable of utilizing salicylate was immobilized in alginate and polyurethane foam (PUF). The degradation rate of salicylate by freely suspended cells was compared with the degradation rate by immobilized cells. In an initial 20 and 40 mM salicylate, free cells ($2{\times}10^{11}\;cfu\;ml^{-1}$) degraded to 16 and 14 mM, alginate-entrapped cells degraded to 18 and 26 mM, and PUF-entrapped cells degraded to 20 and 32 mM salicylate, respectively, in batch cultures. The alginate-and PUF-entrapped cells were used in repeated batch and continuous culture systems. The efficiency of both the immobilized systems f3r the degradation of salicylate was compared. It has been observed that the PUF-entrapped cells could be reused for more than 20 cycles whereas alginate-entrapped cells could be reused for a maximum of only 12 cycles, after which a decrease in degradation rat was observed with the initial 20 and 40 mM salicylate. The continuous degradation of sallcylate by freely suspended cells showed a negligible degradation rate of salicylate when compared with immobilized cells. With the immobilized cells in both alginate and polyurethane foam, the degradation rate increased with an increase in the dilution rate up to $2\;h^{-1}$ for 20 mM, and $1.5\;h^{-1}$ for 40 mM salicylate. The results revealed that PUF-entrapped cells were more efficient for the degradation of salicylate than alginate-entrapped cells and freely suspended cells.
The dissolved oxygen level of any cell culture environment has a critical effect on cellular metabolism. Specifically, hypoxia condition decreases cell viability and recombinant protein productivity. In this work, to develop CHO cells producing recombinant protein with high productivity, mammalian expression vectors containing a human tissue-type plasminogen activator (t-PA) gene with hypoxia response element (HRE) were constructed and stably transfected into CHO cells. CHO/2HRE-t-PA cells produced 2-folds higher recombinant t-PA production than CHO/t-PA cells in a $Ba^{2+}-alginate$ immobilized culture, and 16.8-folds in a repeated batch culture. In a non-aerated batch culture of suspension-adapted cells, t-PA productivity of CHO/2HRE/t-PA cells was 4.2-folds higher than that of CHO/t-PA cells. Our results indicate that HRE is a useful tool for the enhancement of protein productivity in mammalian cell cultures.
P. aeruginosa F722는 탄화수소를 분해하는 과정에 biosurfactant (BS)를 생산한다. 탄화수소 분해에 사용되는 C-배지에서 BS 생산량은 0.78 g/ $\ell$이었으나, 질소원과 탄소원을 각각 0.05% (w/v) NH$_4$Cl + 0.1% (w/v) yeast extract과 3.0% (w/v) glucose로 조정한 경우는 BS 생산량이 1.66 g/ $\ell$로 증가하였다. 최적의 BS 생산조건으로 배양하는 동안 air 1.0 LPM를 공급해 주었을 때는 공기를 공급하지 않을 때의 1.66 g/ $\ell$보다 약 20% 증가한 1.94 g/ $\ell$이었다 뿐만 아니라, glucose 분해속도는 대수증식기와 정지기에서 air를 공급하지 않은 경우 0.25, 0.18 h$^{-1}$ 였으나, 공기를 1.0 LPM으로 공급한 경우 0.33, 0.29 h$^{-l}$ 로 조사되었다.
수소를 생산하기 위하여 자연계로부터 분리된 균주는 Enterebacter cloacae로 동정되었으며 이 균주를 YJ-1으로 명명하였다. 수소발생량을 기준하여 이 균주의 최적 성장조건을 살펴본 바, 회분식 배양에서 $35^{\circ}C$, pH 7.5로 나타났다. 따라서 탄소원의 농도를 변화시킨 결과, 최대의 수소생산은 2% glucose, 4% sucrose, 5% fructose에서 각각 950 mL/L, 1000 mL/L, 948 mL/L을 얻어졌으며, 초기에 비해 2.5배 높은 생산량을 얻을 수 있었다. 유기산 축척에 따른 pH 저하를 막기 위해 완충제인 phosphate를 첨가한 결과, 50 mM에서 가장 높은 수소를 생산할 수 있었다. 반회분식 배양으로 50%의 새로운 배지를 8 hr 간격으로 치환하여 48시간동안 수행한 결과 1920 mL/L의 수소를 생산할 수 있었다. Yeast extract는 균체성장에 중요한 성분으로서 0.5%에서 최대의 수소를 생산할 수 있었다. 발효 중 생성된 유기산은 대부분 formic acid, acetic acid이고 적은 양의 propionic acid가 생성되었다.
Avermectin B1a의 생산성 향상을 위하여 무기인의 영향을 조사하고, 주요 유기질소원의 최적농도를 response surface methodology를 적용하여 구하였다. 1.5 g/ι의 농도로 무기인을 아버멕틴 생산배지에 첨가하였을 때 B1b 성분의 구성비가 5.8%에서 3%로 감소하였으며 B1a 생성은 영향을 받지 않았다. 배지의 주요성분인 대두분, 면실분, 효모추출물 중 아버멕틴 생성에 가장 큰 영향을 끼치는 유기질소원은 대두분이었다. 실험실 규모 발효조에서 Streptomyces avermifilis YA99-40의 유가식 회분배양에 의해 아버멕틴 생산성을 회분배양에 비해 44.8% 증가시킬 수 있었다. 발효조 배양시작 후 136, 206 시간에 각각 30, 20 g/ι의 당을 추가하는 유가식 회분배양을 실시하였을 때 B1a 성분의 최대 생산성은 회분배양 대비 86.3% 증가하였으며 생성된 총 아버멕틴 중 B1a의 구성비율도 화분배양에 비해 38%에서 45%로 향상되었다. 이 같은 결과는 산업적인 규모로 아버멕틴의 생산성을 향상시키는데 유용하게 적용시킬 수 있다.
Zymomonas mobilis KCTC 1534 균체를 alginate에 고정화시킨 후 기질농도의 상관성으로 회분발효와 반연속발효에서 에탄올 생산을 시도하였다. 회분발효에서 17 glucose 농도를 발효시간 25시간에서 최대 에탄올 생산성 2.91g/l.h 얻었고 이경우 비에탄올 생산속도 $29.14g/{\ell}{\cdot}h$, 비기질 소모속도 $60.24g/{\ell}{\cdot}h$, 에탄올 수율 계수 0.48g/g, 기질전환율 98.4이었다. 생산배지의 전량 교환에 변수를 준 반복발효는 교환시간 20-24 시간에서 약 30일 동안 에탄올생산성이 2.24-$2.94g/{\ell}{\cdot}h$, 에탄올 수율계수 0.42-0.51g/g, 기질전환율 95.9-99.6%로 실행할 수 있었다. 반연속 발효의 경우 생산 배지의 교환 간격을 희석속도로 이용한 유효 희석속도 $0.36h^{-1}$에서 17% glucose 농도로 최대 에탄올생산성 $15.7g/{\ell}{\cdot}h$를 얻었고 이 경우 비 에탄올 생산속도 $156.9g/{\ell}{\cdot}h$ 비기질 소모속도 $396.0g/{\ell}{\cdot}h$, 에탄올 수율계수 0.39, 기질전환율 64.7% 이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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