• 생명과학회지
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• 제2권3호
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• pp.175-179
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• 1992

광조사시에 수소를 생산하는 미생물로는 녹조류, 남조류 그리고 광합성세균이 알려져 있으며, 이 중에서 남조류와 광합성세균이 실용적인 수소생산에 유망시되고 있다. 광합성세균은 광학계 II가 결여되어 물분해능이 없으나 유기화합물을 전자공여체로하여 남조보다 훨씬 빠른 속도로 수소를 생산하며, 생산가스는 약간의 이산화탄소 외에는 거의 순수한 수소여서 그대로 연료로 사용할 수 있는 장점을 지닌다. 본고에서는 공합성세균에 의한 수소생생의 연구현황과 문제점에 대해 다루었다. 광합성세균에 의한 수소생산의 실용화를 위해서는 균체의 수소생산성 향상 및 활성의 유지, 원료문제 및 암모니아에 의한 수소 생산의 억제문제, 적합한 배양조개발과 균체의 이용방안 등에 관련된 제분제의 해결이 필요하다. 광합성세균의 수소생산성 향상을 위해서는 자연계로부터 보다 고활성균주의 탐색과 아울러 유전적인 개량이 병행되어야한다.

• 한국수산과학회지
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• 제33권2호
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• pp.164-170
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• 2000

Rotifer의 대량배양에는 해산 chlorella가 가장 적합하나 비용이 높고, 유지효모는 경제적이 긴 하나 먹이효율이 낮은 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 광합성세균 (Rhodopseudomonas capsulata)의 첨가 효과를 조사 하였다. Rotifer 한 개체당 1일 먹이량으로 10,000, 50,000, 100,000, 200,000, 300,000세포의 Chlorella ellipsoidea를 공급하고 각 chlorella 수의 10, 20, 30배의 광합성세균을 첨가한 결과 200,000세포에 광합성 세균 20배 ($4{times}10^6 cell$)를 공급한 것이 가장 성장이 높았으나 경제적인 측면에서는 chlorella 100,000세포에 광합성세균 30배를 공급하는 것이 더 효과적이었다. 또, rotifer 1개체당 1일 먹이량으로 유지효모를 100,000, 200,000, 300,000세포를 공급하고 각 유지효모 수의 10, 20, 30배의 광합성세균을 첨가한 결과 200,000세포에 광합성세균 20배를 첨가한 실험구에서 rotifer의 성장이 가장 높았다. Chlorella와 유지효모를 각각 200,000 세포씩 그리고 chlorella와 유지효모에 광합성세균을 20배의 농도로 첨가하여 rotifer를 배양하여 넙치 자어를 사육한 결과 chlorella에 광합성세균을 첨가한 실험구의 생존율이 $96.8{\%}$로 가장 높았으며 성장의 경우도 광합성세균을 첨가한 실험구에서 높은 경향을 보였다. 또 광합성세균을 첨가한 실험구에서의 넙치 자어는 총지질과 EPA와 DHA의 함량이 광합성세균을 첨가하지 쟈은 실험구에서보다 높게 나타났다. Artemia nauplius를 6시간동안 광합성세균으로 영양강화하여 넙치 치어를 20일간 사육한 결과 영양강화한 것은 하지 않은 것보다 생존율과 성장이 높았으며 광할성세균의 최적영양걍화농도는 $ml 당 2{times}10^7 cells$로 나타났다. Chlorella와 유지 효모에 광합성 세균의 첨가는 rotifer의 성장과 자치어의 생존율과 성장에 효과적이었다. 그러나 과다한 양의 광합성세균은 오히려 negative effect가 있는 것으로 나타났다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1986년도 추계학술대회
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• pp.518.1-518
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• 1986

광합성 세균의 수소생성 기작에 대한 연구의 일환으로 광합성 세균에서 생성되는 색소의 성분을 조사하였다. 분리한 광합성 세균 K-7은 수소생성능이 뛰어난 균주로 조사된 홍색 비유황세균으로서 생리, 형태 및 배양학적 조사에 의하여 Rhodopseudomonas spheroides로 분류하였다. Type culture인 Rhodopseudomonas spheroides NCIB 8253과 비교 연구하였으며, SEM(Scanning Electron Microscope)하에서 기존균주와 분리균주의 형태학적인 특징을 확인하였다. 군 동정의 주요열쇠가 되는 색소성분을 조사한 결과, 균주 K-7에서 추출된 carotenoids로는 spheroidene의 산화형태인 OH-spheroidenone이 주성분이었고, Neurosporene, Lycopene, Anhydro- rhodovibrin, Rhodovibrin등이 동정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제24권2호
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• pp.132-138
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• 1981

본 실험에서는 광합성세균(光合成細菌)의 검색(檢索)과 그 이용(利用)을 목적(目的)으로 우선 36개(個) 시료(試料)에서 광합성세균(光合成細菌)을 분리(分離)하고 그 세균(細菌)들의 성분(成分)과 질소(窒素) 고정력(固定力), 유기성(有機性) 폐수(廢水)의 정화능력(淨化能力)을 측정(測定)하였다. 일반적(一般的)으로 어느 시료(試料)나 광합성세균(光合成細菌)은 분포(分布)되어 있으며 분리(分離)된 균(菌)은 Rhodopseudomonas capsulatus, Rhodopseudomonas gelatinosa, 와 Rhodospirillum rubrum의 4종(種)이었다 이들의 질소(窒素) 고정력(固定力)은 균주(菌株)에 따라 다르고 R. capsulatus H-1가 가장 강(强)했다. 또한 유기성(有機性) 폐수(廢水)의 정화능력(淨化能力)은 폐수(廢水)와 균주(菌株)에 따라 다르게 나타났으나 일반적으로 상당(相當)히 강(强)한 정화능(淨化能)을 보여주고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.782-786
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• 2009

Thiocapsa roseopersicina NCIB 8347은 purple sulfur bacteria이며 광합성종속영양 조건에서는 nitrogenase 효소계가 유도되어 질소를 고정하며, 수소를 발생한다. 또한 광합성독립영양 조건에서는 hydrogenase 효소계가 유도되어 3~4개 종류의 특성이 다른 hydrogenase가 membrane에 결합되어 있거나, cytoplasma에 존재하며, 이 중의 일부는 산소농도와 온도의 상승에도 비교적 안정하다. 본 연구에서는 T. roseopersicina NCIB 8347이 광합성종속영양 조건에서 수소를 생산할 수 있는 제반 배양조건을 최적화하고, nitrogenase와 일부 hydrogenase역가를 측정하여 purple non-sulfur bacteria, Rhodobacter sphaeroides KD131의 nitrogenase와 비교하여 수소생산을 최적화하였다. 할로겐램프를 8-9 $Klux/m^2$로 조사할 때와 배양온도 $26{\sim}30^{\circ}C$, 배양시간 72시간에서 균체 성장과 수소생산이 가장 높았다. T. roseopersicina NCIB 8347는 광합성 독립영양, 종속영양 조건에서 모두 성장 할 수 있었다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제1권4호
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• pp.292-297
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• 2006

오염된 양식 해수의 수질정화능력이 뛰어난 광합성세균의 고순도 대량배양을 위한 실험을 실험실 단위 및 파이롯트 단위에서 수행했다. Gas pack 반응기, flask 반응기 및 N-source로서 질소 가스를 사용한 실험 결과, 광합성세균은 현미경상 약 90%이상의 순도를 나타내었고, CFU 측정 결과에서도 붉은색을 띄는 광합성세균 colony만을 관찰 할 수 있었다. 배지의 교차에 의한 배양실험에서 기초배지를 이용한 배양이 광합성세균의 성장에 가장 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 배양조건하에서의 5L bioreactor 배양에서 비증식속도가 $0.18h^{-1}$로 나타났고, 실험실 단위의 결과를 이용한 pilot 단위에서의 배양결과, 실험실 단위의 비증식속도와 동일한 값을 얻을 수 있었다.

• 한국양식학회지
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• 제15권4호
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• pp.261-266
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• 2002

본 연구에서는 광합성세균 또는 젖산균 등과 같은 유용 미생물에 의한 육상수조식 양식장 배출물의 재활용이 가능한지 평가하였다. 제주에 있는 육상수조식 양식장의 배출물을 조사 분석한 결과 배출물은 회분, 수분과 더불어 단백질, 지방으로 구성되어 있었다. 따라서 배출물이 광합성세균 또는 젖산균의 생장에 대한 기질로서 이용 가능한지를 평가하였다. 배출물은 광합성세균 생장의 기질로서 이용할 수 있었으며, 젖산균의 경우에는 당분을 첨가하면 기질로서 이용할 수 있었다. 본 결과는 육상수조식 양식장에서 배출되는 배출물이 유용미생물에 의하여 효과적으로 재활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1976년도 제8회 학술발표회
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• pp.186.1-186
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• 1976

광합성 세균의 특징중의 하나로서 색소를 함유하고 있는데 이들 색소는 Bacteriochlorophyll과 carotenoids 색소에 유래하는 것이다. Carotenoid의 생체내에서 많은 기능 가운데 주된 기능은 광산화의 Protector로서 뿐만 아니라 광합성시의 방사에너지의 보조흡수체 임이 밝혀지고 있다.(중략)

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권4호
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• pp.295-302
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• 1994

광합성세균에 의한 고농도 유기폐수 처리공정의 개발을 목적으로 폐수처리용 균주를 분리 동정하고 최근 고농도 유기폐수처리에 도입되고 있는 혐기성 소화와 광합성세균 반응조로 구성된 two-stage system에 적용시켜 각 단계별 폐수처리 최적화를 위한 조건들을 flask-scale에서 검토하였다. 부영양화된 토양, 연못, 논, 활성오니 등으로부터 1차적으로 활성이 높고 유기산 자화율이 우수한 균주를 분리하고 이중 가장 우수한 균주인 KK14를 선별하고 동정한 결과 Rhodopseudomonas palustris로 판명되었다. 광합성세균을 이용한 폐수처리공정의 첫단계인 산생성 단계에서는 혐기정치배양이 유기산 생성에 적합하였고 pH 5.0, HRT 2일로 운전시약 80%의 유기산 증가율을 보였다. 생성된 유기산이 광합성세균에 의해 자화되는 둘째 단계에서는 광합성세균 반응조의 조건을 pH 7.0, 온도 $30^{\circ}C$, 조도 4,000 lux로 했을 때 균의 생육도 및 유기산 자화율이 가장 우수했으며 초기 COD부하(kg COD/kg 광합성세균 건조중량)는 2 전후에서 가장 높은 COD제거율(92%/5일)을 나타내었다.