• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.111-118
• /
• 1996

For the screening and the development of the new bio-material, cultural conditions for the exo-biopolymer (EBP) production throught the submerged cultivation of Ganoderma lucidum mycelium were investigated. Also, the fractionations and the purifications of the exo-biopolymer were carried out and the chemical compositions of the exo-biopolymer were examined. The optimal culture conditions for the exo-biopolymer production were pH 5.0, 30$^{\circ}C$ and 100 rpm of agitation speed in the medium containing of 5% (w/v) glucose, 0.5%(w/v) yeast extract, 0.1% (w/v) ($(NH_4)_2HPO_4$, and 0.05% (w/v) $KH_2PO_4$. In the flask cultivation for 7 days under these conditions, the concentration of the maximum exo-biopolymer and the cell mass were 15.4g/l and 18.8g/l, respectively. The specific growth rate was 0.039 $hr^{-1}$. In addition, the substrate consumption rate, and the exo-biopolymer production rate were 0.043$gg^{-1}$$hr^{-1}$ and 0.025$gg^{-1}$$hr^{-1}$, respectively. The exo-biopolymer was fractionated into BWS (water soluble exo-biopolymer) and BWI (water insoluble exo-biopolymer) by the water extraction, and the sugar contents of two fractions were higher than 97% (based on dry basis). The components sugar of BWS and BWI fractions were glucose, galactose, mannose, xylose, and fucose. Their molar ratios were 3.6:1.5:2.1:0.5: trace and 2.9:3.1:2.0:1.6:0.3, respectively.

• 한국환경농학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.191-195
• /
• 1999

유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.

• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
• /
• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
• /
• pp.3104-3104
• /
• 2001

The research described here was undertaken with the aim of monitoring, optimizing and ultimately controlling the production of heterofermentative microbes used as starters in the salami industry. The use of starter cultures in the fermented meats industry is a well-established technique used to shorten and standardize the ripening process, and to improve and control the organoleptic quality of the final product. Starter cultures are obtained by the submerged cultivation of suitable microorganisms in stirred, and sometimes aerated, fermenters where monitoring of key physiological parameters such as the concentration of biomass, substrates and metabolites suffers from the general lack of real-time measurement techniques applicable to aseptic processes. In this respect, the results of the present work are relevant to all submerged fermentation processes. Previous work on the application of on-line NIR spectroscopy to the lactic acid fermentation (Dosi et al. - Monreal NIR1995) had successfully used a system based on a measuring cell included in a circulation loop external to the fermenter. The fluid handling and sterility problems inherent in an external circulation system prompted us to explore the use of an in-line system where the NIR probe is immersed in the culture and is thus exposed to the hydrodynamic conditions of the stirred and aerated fluid. Aeration was expected to be a potential source of problems in view of the possible interference of air bubbles with the measurement device. The experimental set-up was based on an in-situ sterilizable NIR probe connected to the instrument by means of an optical fiber bundle. Preliminary work was carried out to identify and control potential interferences with the measurement, in particular the varying hydrodynamic conditions prevailing at the probe tip. We were successful in defining the operating conditions of the fermenter and the geometrical parameters of the probe (flow path, positioning, etc.) were the NIR readings were reliable and reproducible. The system thus defined was then used to construct and validate calibration curves for tile concentration of biomass, carbon source and major metabolites of two different microorganisms used as salami starters. Real-time measurement of such parameters coupled with the direct interfacing of the NIR instrument with the PC-based measurement and control system of the fermenter enabled the development of automated strategies for the interactive optimization of the starter production process.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.529-532
• /
• 2001

Korean food waste, one of the abundantly available but environmentally problematic organic wastes in Korea, was utilized as solid-substrate by fungal strain Aspergillus niger ATcC 6275 for the production of enzymemixture containing amylase, cellulase and xylanase. The enzyme mixture can be used as high value-added animal feed. Solid-state fermentation method yielded a 84-fold enhancement in xylanase activity compared with submerged fermentation method. The effect of incubation period, incubation temperature, pH of medium, moisture content, inoculum size and enrichment of the medium with nitrogen and carbon sources were observed for optimal production of these enzymes The optimal amylase activity of 33.10 U/g, cellulase activity of 24.41 U/g, xylanase activity of 328.84 U/g were obtained at 8 days incubation with 50%(w/w) soy bean flake, with incubation temperature of $25^{\circ}C$, pH of 6.38, optimal moisture content of 55% and with inoculum size of $3.8{\times}10^6$spore/g. Enzyme activities were enhanced when ImM $CaSO_4$, 2% Malt extract and 2% galactose were added as mineral, nitrogen and carbon enrichment respectively.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.140-146
• /
• 1991

Mutation experiments were performed to select the mutant of Aspergillus niger 55, which had lost almost all the ability to produce transglucosidases but retained that of high productivity of raw meal saccharifying enzyme, by means of successive induction with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG), ultraviolet(UV) light, and ${\gamma}$-rays. Also, we used the mutant enrichment techniques, such as liquid culture-filtration procedure and differential heat sensitivity of conidia, in order to increase the possibility of obtaining a mutant. The glucoamylase productivity of mutant PFST-38 was 11 times higher than that of the parent strain. The mutant PFST-38 was morphologically identical to the parent strain, except for the size of conidia, the tendency to form conidia and the lenght of conidiophore. Asp. niger mutant PFST-38 apeared to be useful for the submerged production of the raw corn meal saccharifying enzyme.

• 한국환경농학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.171-176
• /
• 2000

조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.181-191
• /
• 1980

전보에서 분리선정된 균의 발효조건 및 각종첨가물의 영향을 검토하고 배양물을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 선정균의 최적배양 조건은 표면배양의 경우, M-80은 sucrose 140g, (N $H_4$)$_2$S $O_4$3.0g, K $H_2$P $O_4$1.5g, MgS $O_4$.7$H_2O$ 0.25g, F $e^{++}$ 3.0mg, $Zn^{++}$ l.0mg, D. W. 1ι, pH 5.0 이었고, M-315는 sucrose 140g, N $H_4$N $O_3$2.0g, K $H_2$P $O_4$1.0g, MgS $O_4$. 7$H_2O$ 0.25g, F $e^{++}$ 2.0mg, $Zn^{++}$ 2.0mg, C $u^{++}$ 0.05mg, D. W. 1ι pH 4.5 이였으며, M-315의 액내배양의 경우 sucrose 140g, N $H_4$N $O_3$2.5g, K $H_2$P $O_4$1.5g, MgS $O_4$.7$H_2O$ 0.3g, F $e^{++}$ 3.0mg, $Zn^{++}$ 3.0mg, C $u^{++}$ 0.1mg, D. W. 1ι, pH 4.5이었다. 배양온도는 28~3$0^{\circ}C$, 포자접종량은 배양액에 $10^{7}$ -$10^{8}$ 개/ml 접종하였을 때 산생성이 가장 좋았다. 2. 선정균의 생육상태와 산생성관계를 경시적으로 조사한 결과 배양 3~4일 후에 균체의 증식은 거의 끝나고 pH는 2.0이하로 저하되었으며 구연산은 이때부터 급속히 축적되기 시작하여 표면배양의 경우, M-80은 8일, M-315는 9일, M-315의 액내배양의 경우는 10일간 배양하였을 때 구연산생성량이 최고치에 달하였다. 3. Methanol의 첨가는 구연산생성에 좋은 영향을 미쳤으며 표면배양의 경우 M-80, M-315의 배양액에 2.0%, 3.0% 첨가하였을 때 카곽 6.5%, 20%의 수율이 향상되었고, M-315의 액내배양액에는 3.0%의 첨가로 5.0% 의 수율이 향상되었다. 4. 최적조건하에서 발효시킨 분리균의 배양물을 분석한 결과 대부분이 구연산만을 선택적으로 축적하고 있었고, 표면배양의 경우 M-80, M-315 배양액에 각각 72.1mg/ml, 98.1mg/ml이, M-315의 액내배양액에는 59.8mg/ml 구연산이 정량되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제23권4호
• /
• pp.521-529
• /
• 2010

Two experiments were conducted to evaluate multi-microbe submerged liquid (SLF) and solid substrate (SSF) fermented probiotic products in broilers. The SLF and SSF probiotics were comprised of Lactobacillus acidophilus ($1.1{\times}10^9$ and $4{\times}10^8$ cfu/g), Bacillus subtilis ($1.1{\times}10^9$ and $4{\times}10^9$ cfu/g), Saccharomyces cerevisiae ($1.5{\times}10^7$ and $1.0{\times}10^4$ cfu/g) and Aspergillus oryzae ($2.6{\times}10^7$ and $4.3{\times}10^7$ cfu/g), respectively. In Exp. 1, 640 day-old Ross chicks were allotted to 4 treatments, each comprising 4 replicates (40 chicks/replicate). The basal diet was prepared without any antimicrobials (negative control, NC), and 20 mg/kg avilamycin (positive control, PC), 0.3% SLF and 0.3% SSF probiotics were added to the basal diets as treatments. Birds fed PC and SSF diets showed improved (p<0.001) overall weight gain and F/G than birds fed NC and SLF diets; whereas, birds fed SLF diet had better weight gain and F/G than birds fed NC diet. Retention of CP was higher (p<0.05) in birds fed the SSF diet than birds fed PC, SLF and NC diets. Birds fed the SLF diet tended to have higher (p<0.10) cecal total anaerobic bacteria than birds fed PC and NC diets; whereas, lesser cecal coliforms were noticed in birds fed PC, SLF and SSF diets than birds fed the NC diet. In Exp. 2, 640 day-old Ross chicks were randomly allotted to 4 treatments in a $2{\times}2$ factorial arrangement. Each treatment had 4 replicates (40 chicks/replicate). Two different multi-microbe probiotic products (0.3% SLF or SSF) each with two different antibiotics (10 mg/kg colistin, or 20 mg/kg avilamycin) were used as dietary treatments. Birds fed the SSF diet had greater weight gain (p<0.001), better F/G (p<0.05), greater retention of energy (p<0.001) and protein (p<0.05), and lesser cecal Clostridium (d 35) than birds fed SLF diet. Birds fed the colistin-supplemented diet had less (p<0.01) cecal coliforms when compared with birds fed the avilamycin diet. Additionally, birds fed the avilamycin diet had greater energy retention (p<0.05) than birds fed the colistin diet. Thus, the results of this study suggest the multi-microbe probiotic product prepared by a solid substrate fermentation method to be superior to the probiotic product prepared by submerged liquid fermentation; moreover, feeding of probiotics with different antibiotics did not elicit any interaction effect between probiotic and antibiotic.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권5호
• /
• pp.874-878
• /
• 2012

곰팡이균을 이용한 구연산 생산에 있어 액체배양의 초기 pH는 구연산 생산에 유의한 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 연구에서는 고체배양에서 Aspergillus niger를 이용한 구연산 생산에 여러 pH의 완충용액이 구연산 생산에 미치는 영향을 밝혀 최적의 완충용액을 찾고자 연구하였다. 실험에 적용된 여러가지 완충용액은 구연산 생산에 영향을 미치며 높은 초기 pH 조건에서 구연산 생산성이 우수한 것으로 나타났다. 여러가지 완충용액 중, phosphate (pH 8.6) 완충용액과 carbonate 완충용액(pH 10.0)이 고체발효에서 구연산 생산에 가장 적합함을 알 수 있었다. Carbonate 완충용액(pH 10.0)을 사용하여 고체배지의 초기 pH를 6.8으로 하였을 경우, 최대 구연산 생산인 564.3 g/kg solid substrate 얻을 수 있었다. 또한, 염기 또는 산을 사용하여 고체 배지의 초기 pH를 4.42로 조정한 배지에 비해 phophate 완충용액을 사용한 pH 4.48의 고체배지에서 구연산 생산성이 1.5배 증가함을 알 수 있었다. 이는 완충용액의 사용이 구연산 생산에 의한 배지의 산성화를 방지해 세포성장과 생산성을 높였다고 결론지을 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.510-518
• /
• 1989

농산 폐자원 중에서도 감귤 가공공정에 따라 부생되는 감귤과피를 발효 기질로서의 이용을 목적으로 분리균 Asp. niger를 사용하여 구연산 발효에 미치는 배양조건 및 영향인자를 조사하였다. 그 결과 고 체 배양에서의 최적조건 즉 감귤과피와 물을 동량 혼합하고 여기에 NH$_4$NO$_3$0.2%, MgSO$_4$7$H_2O$ 0.1%, Methanol 2.5%를 첨가하여 PH4.5로 조절한 다음포자 현탁액(1x$10^8$ spore/$m\ell$) 2%를 접종하여 균체증식 초기에 35$^{\circ}C$, 20시간 배양하고 4시간 저온 처리한 다음 구연산 생성기에서 3$0^{\circ}C$로 48시간 배양했을 때 당에 대해 80.4%의 높은 수율의 구연산을 얻었다.