• 제목/요약/키워드: solution culture

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Large-Scale Production of Cronobacter sakazakii Bacteriophage Φ CS01 in Bioreactors via a Two-Stage Self-Cycling Process

  • Lee, Jin-Sun;Kim, Gyeong-Hwuii;Kim, Jaegon;Lim, Tae-Hyun;Yoon, Yong Won;Yoon, Sung-Sik
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제31권10호
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    • pp.1430-1437
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    • 2021
  • Cronobacter sakazakii is an opportunistic pathogenic bacterium found in powdered infant formula and is fatal to neonates. Antibiotic resistance has emerged owing to overuse of antibiotics. Therefore, demand for high-yield bacteriophages as an alternative to antibiotics has increased. Accordingly, we developed a modified mass-production method for bacteriophages by introducing a two-stage self-cycling (TSSC) process, which yielded high-concentration bacteriophage solutions by replenishing the nutritional medium at the beginning of each process, without additional challenge. pH of the culture medium was monitored in real-time during C. sakazakii growth and bacteriophage CS01 propagation, and the changes in various parameters were assessed. The pH of the culture medium dropped to 5.8 when the host bacteria reached the early log phase (OD540 = 0.3). After challenge, it decreased to 4.65 and then recovered to 4.94; therefore, we set the optimum pH to challenge the phage at 5.8 and that to harvest the phage at 4.94. We then compared phage production during the TSSC process in jar-type bioreactors and the batch culture process in shaker flasks. In the same volume of LB medium, the concentration of the phage titer solution obtained with the TSSC process was 24 times higher than that obtained with the batch culture process. Moreover, we stably obtained high concentrations of bacteriophage solutions for three cycles with the TSSC process. Overall, this modified TSSC process could simplify large-scale production of bacteriophage CS01 and reduce the unit cost of phage titer solution. These results could contribute to curing infants infected with antibiotic-resistant C. sakazakii.

A Study on Inactivation of Pathogenic Bacteria for Nutrient Solution Recycling Using Advanced Oxidation Processes

  • Jang, Gwan-Soon;Nam, Yi
    • 한국토양비료학회지
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    • 제50권5호
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    • pp.489-496
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    • 2017
  • This study was conducted to test the applicability of hydroxy radical reactor system, which applied advanced oxidation processes, to sterilize pathogenic bacteria for nutrient solution recycling in closed hydroponics. Removal efficiency was tested on 25 L of nutrient solution maxed with 10 mL culture solution of bacteria, E. coli, and R. solanacearum in a pilot tank. The testing conditions included various levels of hydroxy radicals resulting from air flow rates of 40, 80, and $120L\;min^{-1}$, and 12 hours processing time. The removal of bacteria, E. coli, and R. solanacearum by hydroxy radical in nutrient solution was significantly increased with an increase in the flow rate of the air from $40L\;min^{-1}$ to $120L\;min^{-1}$. The optimum removal efficiency was achieved at an air flow rate of $120L\;min^{-1}$ for 2 hours treatment. There were no significant differences in removal efficiency among bacteria, E. coli, and R. solanacearum for tested level and time of hydroxy radical. These results verified the efficiency of hydroxy radical in removing the pathogenic bacteria and the applicability of hydroxy radical reactor system in the field.

정량펌프를 이용한 무토양재배시스템의 증산량 추정 및 그 응용 (Estimation of Transpiration Rate with a Metering Pump and its Application in Soilless Culture System)

  • 손정익;박종석
    • 원예과학기술지
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    • 제16권1호
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    • pp.25-26
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    • 1998
  • 본 연구는 정량펌프를 이용한 정확한 증산량 추정 시스템의 구축 및 측정된 증산량과 환경요인과의 관계를 분석하는 데 있다. 정량펌프에 의한 양액공급 및 증산량 추정 시스템은 매우 안정적인 특성을 나타냈으며, 증산량 추정을 위하여 재배 시스템에 설치한 정량펌프의 공급시간과 투입량과의 관계는 직선관계를 나타냈다. NFT 및 고형배지 시스템에서의 적산일사량과 증산량을 실측한 결과 증산량은 일사량에 직접적인 영향을 받고 있었으며, NFT는 상관계수 0.98. 고형배지는 상관계수 0.92의 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 정량펌프에 의한 증산량 추정은 양액급액 제어에 효율적인 방법이며, 이러한 방법을 사용하여 적산일사량에 의한 관수량 조절 및 비료투입량의 결정에 적용이 가능하다. 따라서, 측정된 적산일사량에 의하여 증산량 추정이 가능하기 때문에, 정량펌프에 의하여 필요 관수량을 정확한 공급할 수 있다.

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Biocontrol of Korean Ginseng Root Rot Caused by Phytophthora cactorum Using Antagonistic Bacterial Strains ISE13 and KJ1R5

  • Sang, Mee-Kyung;Chiang, Mae-Hee;Yi, Eun-Seob;Park, Kuen-Woo;Kim, Ki-Deok
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제22권1호
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    • pp.103-106
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    • 2006
  • In this biocontrol research, we evaluated disease suppressive effects of antagonistic bacterial strains ISE13 and KJ1R5 against Korean ginseng root rot caused by P. eaetorum. We also examined the effects of nutrient solution in the hydroponic culture system for Korean ginseng on biological activity of the bacterial strains. As results of dual culture tests of the bacterial strains on $V_{8}$ juice agar, the strain ISE13 showed antifungal activity against P. eaetorum and other plant pathogenic fungi, but the strain KJ1R5 did not. When their inhibitory effects against infection of P. eaetorum on the roots grown in either nutrient solution or water were tested, the strains ISE13 and KJ1R5 inhibited the disease severity of Korean ginseng roots only grown with water, compared to buffer-treated, inoculated controls. However, the nutrient solution used for hydroponic cultures of ginseng in pots caused higher levels of disease severity by the strains ISE13 and KJ1R5 from 418.8\%$ to 40.0\%$ and from 24.3\%$ to 45.0\%$, respectively. In this study, the bacterial strains ISE13 and KJ1R5 could be potentially biocontrol agents to suppress Korean ginseng root rot caused by P. eaetorum. However, more attention using nutrient solution in hydroponic cultures for Korean ginseng production should be applied in biocontrol of plant diseases using the antagonistic microorganisms.

원형질체 분리, 배양 및 Nicotiana 종간 세포융합에 관한 연구 (Isolation, Culture, and Fusion of Nicotiana Protoplasts)

  • 윤경은;김준철;최상수;손세호
    • 한국연초학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.138-149
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    • 1979
  • 본 시험은 담배 신품종 육종기술확립을 위하여 효율적으로 原形質體(protoplast)를 얻을수 있는 방법과 protoplast 배양조건을 조사하였다. 1. protoplast를 효율적이며 경제적으로 얻을 수 있는 세포붕괴, 細胞模解離 酵素의 농도는 0.5% macerozyme + 2% cellulase (또는 meicellase)였다. 2. 효소처리시간은 품종간에 약간의 차이는 있었으나 4시간 이상이 필요하였으며 1인 작업량으로 보아 4시간이 가장 적합하였다. 3. 等張液을 만들기 위하여는 0.5∼0.7M의 mannitol이나 sorbitol을 이용하는 것이 좋았다. 4. 세포융합시에 Ca++ 이온의 농도는 중요하며 9mM CaCl2를 포함한 PEG용액(0.5g/ml)을 쓰는 것이 가장 효과적이었다. 5. 분리된 protoplast는 B-5 培地에서 계속분열하여 colony를 형성하였다.

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양액(養液)의 조성(組成)이 거베라의 생육(生育) 및 개화(開花)에 미치는 영향(影響) (Effect of the Composition of Nutrient Solution on the Growth and Flowering of Gerbera)

  • 최병진
    • 한국환경농학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.246-249
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    • 1995
  • 거베라의 양액 재배를 위하여 생육 및 개화에 가장 적합한 $NO_3^-$$NH_4^+$의 비율을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 'Volga'의 경우, 8 : 2의 양액에서 지상부의 생장이 가장 왕성했으며 'Mirage'의 경우에는 9 : 1의 양액에서 가장 왕성한 것으로 나타났다. 2. 'Volga'의 경우, 8 : 2의 양액에서 절화 수확량이 가장 많았으며 'Mirage'의 경우에는 9 : 1의 양액에서 가장 많았으나 8 : 2의 양액과의 차이는 인정되지 않았다. 3. 'Volga'의 경우, 6 : 4의 양액에서 절화의 품질이 떨어졌으나 다른 처리 간에는 차이를 보이지 않았고, 'Mirage'의 경우에는 처리간에 차이가 없었다. 4. 농가의 거베라 양액재배에 알맞는 $NO_3^-$$NH_4^+$ 비율은 품종에 관계없이 8 : 2 로 판단된다.

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Quality Characteristics and Sensory Properties of Reduced-fat Emulsion Sausages with Brown Rice Fiber

  • Choi, Yun-Sang;Kim, Hyun-Wook;Song, Dong-Heon;Cho, Ji-Hun;Park, Jin-Hee;Kim, Mun-Yong;Lim, Chun-Son;Kim, Cheon-Jei
    • 한국축산식품학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.521-529
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    • 2011
  • We evaluated the effects of dietary fiber extracted from brown rice on the quality of reduced-fat emulsion sausage. Reduced-fat emulsion sausage was supplemented with brown rice fiber at levels of 0, 1, 2, 3, and 6%. Adding different levels of brown rice fiber affected the proximate composition of the reduced-fat emulsion sausages (p<0.05), except for protein content. Adding different levels of brown rice fiber influenced the physicochemical properties of the reduced-fat emulsion sausages. The cooking yield, emulsion stability, textural properties, and viscosity of the reduced-fat emulsion sausages containing brown rice fiber improved with increases in added brown rice fiber (p<0.05). The reduced-fat emulsion sausages containing 1-3% brown rice fiber generated sensory evaluation scores similar to those of the high-fat sausage control. These results indicate that reduced-fat emulsion sausages with 1-3% added brown rice fiber had the most acceptable sensory properties and highest quality characteristics compared to the others.

바이오리액터 배양기에 의한 감자소괴경 대량 생산 (Mass production of potato microtubers by bioreactor culture)

  • 김재훈;최은경;오승철;주선아;유동민;김순갑;김정국
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제37권1호
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    • pp.110-114
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    • 2010
  • 조직배양 감자줄기를 1/3 MS 액체배지가 첨가된 18 L 바이오리액터 배양기에서 배양하였을 때 생중량 증식이 가장 양호하였고, 1/4 MS 액체배지, 1/2 MS 액체배지 순으로 감자줄기의 생중량이 증가하였다. 감자 소괴경 형성은 감자줄기를 배양한 바이오리액터에서 배지를 따라 내고, 소괴경 형성용 배지로 교환하여 어두운 곳에서 암배양하면 소괴경이 형성되었다. 소괴경은 암배양 1주후부터 줄기 마디의 측아에서 생성되기 시작하여 3주 정도에 대부분이 형성되고 1.5 MS 액체배지와 $20^{\circ}C$ 온도 조건이 최적이었다. 이 조건에서는 6주 정도 배양하면 18L 바이오리액터 배양기에서 1,000개 이상의 소괴경을 생산할 수 있었다. 어두운 배양조건에서 소괴경이 거의 성장하면 바이오리액터를 빛이 있는 조건으로 옮겨 1주정도 배양한 후 녹화된 소괴경를 수확하였다.

폐양액 활용을 위한 Filamentous Cyanobacteria의 선발 및 최적배양 (Selection of Filamentous Cyanobacteria and Optimization of Culture Condition for Recycling Waste Nutrient Solution)

  • 양진철;정희경;이형석;최승주;윤상순;안기섭;사동민
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.177-183
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    • 2004
  • 최근 시설 재배지에서는 사용된 배양액을 그냥 방출하고 있어서 지표수의 부영양화와 지하수의 오염을 유발시키는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 폐양액 처리 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 국내토양에서 분리된 광합성 독립영양 세균인 cyanobactria 중 우수한 균주를 선발하고 이의 생장에 필요한 다량의 N, P와 미량 필수원소 등 각종영양 물질이 충분히 함유된 폐양액을 이용하여 광합성 세균을 대량배양 하고자 하였다. 4종 (Anabaena HA101, HA701과 Nostoc HN601, HN701)의 미세조류 중 BG-II ($NO_3{^-}$) 액체배지에서 생장과 양분흡수능이 우수한 균체는 Nostoc HN601이었고, 이 균체는 질소 고정능 뿐만 아니라 균체 내 양분 보유능이 우수하여 본 실험을 위하여 최종 선발하였다. 선발된 Nostoc HN601의 최적 배양 조건는 통기처리 시 배양액 부피의 1/2수준의 조건과 초기 폐양액의 pH를 8.0으로만 조절 해주는 non-buffering 시스템이 효과적이었다. 최적 배양 조건하에서 Nostoc HN601을 15 L의 광배양기에 토마토를 수경 재배한 10 L의 폐양액을 이용하여 배양한 결과 균체의 생장은 $16mg\;Chl-a\;L^{-1}$로 실험실조건에서 배양된 균체 ($8.3mg\;Chl-a\;L^{-1}$)보다 약 2배정도 빠르게 증가되었으며, 폐양액 내 인산도 1주일 이내에 100% 제거시킴으로서 인산 제거효율이 매우 우수하였다. 또한 선발된 Nostoc HN601의 질소 고정능은 $22.4nmol\;C_2H_4\;mg^{-1}\;Chl-a\;h^{-1}$로 매우 우수하였고, 균체 내 총 인산과 총 질소함량은 각각 19.1 mg P와 63.3 mg N으로 높게 나타났다. 이러한 결과로 광반응기에서 폐양액을 이용한 cyanobacteria의 대량배양은 부영양화와 지하수 오염을 일으키는 폐양액 내 인산제거에 큰 효과가 있고. 배양된 균체는 높은 질소와 인산을 함유하고 있어서 생물비료로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

미생물에 의한 자귀나무·참싸리·비수리 종자의 발아촉진 (The Increase of Seeds Germination in Albizzia julibrissin, Lespedeza cyrtobotrya and Lespedeza cuneata by Microbial Treatment)

  • 차고운;허영진;안태영
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.107-115
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    • 2008
  • Herbs and plants widely used for the ecological restoration were selected for germination rate analysis under treatment of microorganisms to determine ideal treatment conditions and medium for enhanced germination rate. Albizzia julibrissin, when submerged in a nutrient medium or distilled water, presented a decrease in germination period rather than increase in germination rate. When treated with microorganism culture solution (JM-2) for 24 hours, 90% germination was achieved in two days, which is sufficient evidence to conclude that such treatment accelerates the germination of Albizzia julibrissin. Germination period decreased for Lespedeza cyrtobotrya samples submerged in microorganism solution for 15 and 48 hours, however, increases in germination rates were not observed. Sample treated in the solution for 24 hours had increased germination rate and enhanced germination period. Microorganism solution treatment had a negative effect on germination for Lespedeza cuneata, unlike Lespedeza cyrtobotrya and Albizzia julibrissin. Microorganism treated seeds of Lepsedeza cuneata had a lower germination rate than that of the control with no treatment. However, submerging treatments in a nutrient medium or distilled water for 24 to 48 hours were proven effective with higher germination rates than control sample with no treatment. Herbs and plants widely used for the ecological restoration were selected for germination rate analysis under treatment of microorganisms to determine ideal treatment conditions and medium for enhanced germination rate. Albizzia julibrissin, when submerged in a nutrient medium or distilled water, presented a decrease in germination period rather than increase in germination rate. When treated with microorganism culture solution (JM-2) for 24 hours, 90% germination was achieved in two days, which is sufficient evidence to conclude that such treatment accelerates the germination of Albizzia julibrissin. Germination period decreased for Lespedeza cyrtobotrya samples submerged in microorganism solution for 15 and 48 hours, however, increases in germination rates were not observed. Sample treated in the solution for 24 hours had increased germination rate and enhanced germination period. Microorganism solution treatment had a negative effect on germination for Lespedeza cuneata, unlike Lespedeza cyrtobotrya and Albizzia julibrissin. Microorganism treated seeds of Lepsedeza cuneata had a lower germination rate than that of the control with no treatment. However, submerging treatments in a nutrient medium or distilled water for 24 to 48 hours were proven effective with higher germination rates than control sample with no treatment.