잔나비불로초 배양에 적합한 생물반응기를 선발하기 위하여 4종류의 생물반응기 형태별 균사체 생장특성과 다당체 생산량을 비교하였다. 균사체 생산량은 기포통기형 생물반응기($7\;g/{\ell}$) > 풍선형 생물반응기($6.2\;g/{\ell}$) > 교반형 생물반응기($6\;g/{\ell}$) > 컬럼형 생물반응기($5\;g/{\ell}$) 순으로 나타났으며, 기포통기형 생물반응기에서 가장 높은 세포외 다당체($1\;g/{\ell}$)와 세포 내다당체(2.7%)를 생산하여 기포통기형 생물반응기가 잔나비불로초 균사체 배양에 가장 적합한 것으로 나타났다. 세포외 다당체의 분자량도 생물반응기의 형태별에 따라 다르게 나타났으며, 기포통기형 생물반응기에서 가장 높은 분자량을 나타냈다. 기포통기형 생물반응기에서의 적정한 공기공급율은 0.05부터 0.1 vvm 사이로 나타났다. 특히 잔나비불로초 균사체는 배양하면서 배지의 점도가 높아져 점차 공기 공급량을 높여 주는 것이 좋은 것으로 판단된다.
상시담수 하에서 발아 및 안정적인 입모를 확보하는 것은 담수직파에서 매우 중요한 일이다. 일반적으로 담수 조건에 서는 유묘생장이 억제되지만, 담수 처리 시 초기생육이 우수한 익산429와 담수 처리 시 생육이 저조하며 생존율이 낮은 Woodrose 2품종에 대해 발아 및 초기생육기간 담수 처리하여 혐기대사와 관련된 ADH활성과 항산화효소들의 변화를 관찰하였다. 1. 담수 처리 시 벼는 유아만 신장하며 뿌리는 신장하지 못했고, 익산429가 Woodrose보다 담수상태에서 생존기간이 길었고 생장도 빨랐다. 그러나 무 처리에서는 Woodrose의 생육이 빨랐다. 2. ADH활성은 담수 처리 시 무 담수에 비해 급격히 증가하였고, 익산429가 Woodrose보다 활성이 오래 유지되었는데, 처리 7일째는 익산429가 무처리에 비해 약 7배, Woodrose는 약 2.5배 증가하였다. 4. SOD, POX, CAT 활성 모두 담수 처리에서 무 담수보다 낮았다. 그러나 SOD는 담수시 무 담수에 비해 크게 활성이 낮지는 않았으며 품종 간에는 익산429의 활성이 무 담수 및 담수 처리 모두 Woodrose보다 높았고 담수 시에도 익산429가 Woodrose보다 높게 유지되었다. POX 활성변화는 담수시 익산429가 지속적으로 증가한 반면 Woodrose는 큰 변화가 없었다. CAT활성은 담수 처리 초기부터 아주 낮은 활성을 보여 처리기간 동안 거의 증가하지 않았으나 무 담수시에는 3일까지 활성이 크게 증가하였다. 따라서 담수 처리 시 발아 및 초기생육기간 동안 담수내성이 약한 품종에서 SOD와 POX의 역할이 크고 ADH활성이 높게 유지되어 에너지를 공급할 수 있는 품종이 담수 시 초기생육에 유리할 것으로 사료된다.
벼 담수직파재배법 확립을 위하여 질소시비수준, 생장억제제, 그리고 파종밀도를 달리하여 담수표면직파재배 실험을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 질소 시비 수준, 파종 밀도에 따른 수량의 변이에는 처리간 아무런 유의한 차이를 보이지 않았는데 그 원인은 심한 도복 발생으로 생각된다. 2. 생장조절제 PP333의 처리에 의한 간장은 3-4Cm 짧아졌으나 이것이 도복억제에는 크게 기여하지 못했다. 3. 담수표면직파의 경우 단위 면적당 영화수를 최대로 하는 적정파종량은 6Kg 종자 / 10a 수분이었다. 4. 담수표면 직파 재배에서 안정된 수량을 얻기 위해서는 도복 억제가 필수적이며 이는 재배법을 통해서 보다는 도복 저항성 품종의 개발을 통해서 가능 할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 미생물의 성장시 수반하는 대사열을 측정할 수 있는 직접 열량계의 기능을 가질 수 있도록 발효조를 개량하였다. 발효조의 온도제어신호의 길이를 측정하고 이 신호를 컴퓨터에서 전달하여 계산하고 발효조에 공급된 누적 열량을 측정할 수 있도록 발효조를 일부 개조하고 온라인 측정 시스템을 구성하였다. 균체 없이 발효조를 운전하면서 여러 조건에서 누적 열량을 측정하여 통기량의 따라 30.9kJ/vvm의 열손실과 공기중으로 전도 및 대류, 복사에 의한 0.5 kJ/L/hr/$^{\circ}C$의 열손실이 발생함을 측정할 수 있었다. 그리고 소형의 가열체를 반응액에 발생함을 측정할 수 있었다. 그리고 소형의 가열체를 반응액에 투입하여 열량측정의 정확도를 확인하였으며 누적열량은 $\pm$0.2%의 오차 범위 내에서 측정되었다. 본 시스템에소 효모와 대장균을 이용하여 대사열량을 성공적으로 측정할 수 있음을 보였다.
활성 효모의 동물사료 첨가제로의 이용성을 증진시키기 위하여 lipase 생산성이 높은 효모를 (주)강남유지로부터 채취한 폐유와 슬러지로부터 분리하였다. 분리된 균주를 이용, 자외선 돌연변이를 통해 lipase 생산성이 높은 균주를 개발하였으며 산업용 배양배지의 선별, 배양공정의 개선에 관한 연구를 수행하였다. 산업용 배지의 탄소원으로는 고과당, 질소원으로는 CSL이 각각 선정되었으며, 2%의 고과당, 1%의 CSL에서 배양조건을 최적화시키고자 하였다. 1%의 올리브유 첨가, 접종량 4%, 초기 pH 5, 그리고 배양온도 27$^{\circ}C$에서 lipase의 생산성이 최대가 됨을 확인할 수 있었으며 이 때 lipase 역가는 1.12 U/mL를 얻을 수 있었다.
강원도 양양군 일원 야산의 뽕나무에서 자생하고 있는 상황버섯 형태의 자실체를 채집하고, 그 자실체로부터 Phellnus속의 한 균주를 분리동정하였으며, 액체배양에 의하여 분리 균사체의 대량생산을 위한 배양조건, 배지조성 및 배양장치의 영향을 조사하였다. 자실체는 표면이 검으며 거칠고, 갓의 안쪽은 황갈색으로 평평하였으며, 자실층이 두터웠고(5-7 cm), 말굽형으로 조직이 매우 단단하여 전형적인 상황버섯의 형태를 나타내었다. 또, 조직 일부를 water agar에 이식하여 순수분리한 결과, 분리된 균사체는 황갈색으로, PDA 평판배지에서 자갈색의 색소를 분비하였으며, 균사는 clamp connection을 형성하지 않았고, 많은 branch가 있었다. 또 laccase, tyrosinase 및 peroxidase activity를 가지고 있어, 본 균주는 Phellinus속의 한 균주로 확인되었다. 플라스크 배양에서 균사체 생성을 위한 최적배양조건은 접종비 5%(v/v), 배지액량 70 mL, 교반속도 150rpm, 초기 pH 6, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 배양기간은 8일이었다. 또, 반응표면분석에 의한 최적 배지조성은 glucose 12.12 g/L, sucrose 12.12 g/L, yeast extract 11.15 g/L, malt extract 11.15 g/L, $KH_2PO_4$ 0.855 g/L 및 $CaCl_2$ 0.855 g/L 이었으며, 배양 4일 및 8일 후 균사체량은 각각 1.95 및 9.89 g/L 이었고, 최대 비생육속도 $0.020\;hr^{-1}$, 생산성은 1.25 g/L/day이었다. 그러나 서로 다른 3종의 배양장치를 사용한 결과, 3 L air-lift fermentor에서 통기량 2.5 vvm으로 4일간 배양하였을 때, 약 7.5g/L의 균사체를 얻을 수 있었으며, 이때, 최대 비증식속도는 $0.033\;hr^{-1}$, 생산성은 1.9g/L/day로, 같은 기간내 플라스크 배양시 보다 각각 1.7 및 4.2배가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
산업적인 응용을 위한, 생 전분 분해력이 높고 액체 배양에 적용 가능한 균을 토양으로부터 분리한 결과, 옥수수 생 전분 당화 효소 생산력이 높은 곰팡이 No.55 균주를 분리하고 이 균주의 형태적, 생리적, 배양특성을 조사, 균 동정을 행한 결과 No.55 분리균은 Aspergillus niger 또는 그 유연균으로 동정되었다.
This article addresses issues related to environmental pollution.Particular attention is paid to the prevention of environmental pollution by livestock waste, which prompted the creation of closed ecological and biotechnical systems as environmentally closed production structures that can fit into the equilibrium system of the environment with minimal damage to it. An energy-saving and environmental protection technology for the processing and disposal of livestock waste with a maximum coefficient of energy transfer to livestock products has been developed, which consists in a combined treatment of waste in three stages, by transferring waste from one technological module to another, which makes it possible to completely utilize mineral substances in waste. The focus is on vermicultivation, microalgae cultivation and anaerobic fermentation in a bioenergy plant. To increase the productivity of growing microalgae, the authors proposed a deep type cultivator with submerged movable light sources.The technological parameters of the bioenergy installation for waste treatment are determined. An energy-saving and environmental-friendly technology has been developed for processing The main contribution of the study is the development of energy-saving and environmental technology for the processing and disposal of livestock waste with a maximum coefficient of energy transfer to livestock products.
Gibberellic acid (GA$_3$) is a commercially important plant growth hormone, which is gaining much more attention all over the world due to its effective use in agriculture and brewing industry. Industrially it is produced by submerged fermentation technique using Ascomycetous fungus Gibberella fujikuroi. Solid state and immobilized cell fermentation techniques had also been developed as an alternative to obtain higher yield of GA$_3$. This review summarizes the problems of GA$_3$ fermentation such as production of co-secondary metabolites along with GA$_3$, substrate inhibition and degradation of GA$_3$ to biologically inert compound gibberellenic acid, which limits the yield of GA$_3$ in the fermentation medium. These problems can be overcome by various bioprocessing strategies e.g. two - stage and fed batch cultivation processes. Further research on bioreactor operation strategies such as continuous and / or extractive fermentation with or without cell recycle / retention system need to be investigated for improvement in yield and productivity. Down stream processing for GA$_3$ isolation is also a challenge and procedures available for the same have been critically evaluated.
Ergone, a fungal metabolite derived from ergosterol, was previously isolated and identified from Polyporus umbellatus. Ergone is a major component of P. umbellatus known to have anti-aldosteronic diuretic effect and also displays cytotoxic activities. Most of mushroom's fruit bodies used for test contained less than 10 ${\mu}g/g$ of ergone. But P. umbellatus have larger amount of ergone than any other mushrooms. In order to improve the ergone production from the submerged culture of P. umbellatus, several factors including medium composition, culture conditions (temperature and pH) and different combinations of co-cultivation with various mycelia were studied. Among various carbon sources examined, starch proved to be most effective for the production of mycelia. The optimum pH and temperature for a flask culture of P. umbellatus mycelia were found to be 4.5 and $25^{\circ}C$, respectively. Under the optimized culture conditions, both the ergone production (86.9 ${\mu}g/g$) and mycelial growth (3.5 g/l) increased when P. umbellatus was cultured with Armillariella mellea. When the optimized conditions were applied, both mycelium and ergone production were significantly enhanced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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