• KSBB Journal
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• 제20권5호
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• pp.350-354
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• 2005

수소생산을 최적화하기 위하여 Enterobacter cloacae YJ-1을 이용해 생산성에 미치는 탄소원 농도, 질소원 농도, 금속이온 농도, 아미노산 효과로서 회분식 배양을 통하여 실험을 수행하였다. 각종 탄소원의 종류에 따라 수소생산을 검토한 결과 glucose 첨가시에 가장 양호하였다. 따라서 glucose 농도를 변화시켜 수소생산량을 조사한 결과 $2\%$(w/v) 농도에서 최대를 보여 975.4 mL/L를 생산하였다. 각종 질소원 중에서 가장 효과적인 질소원은 yeast extract이었으며, 최대 수소생산량은 $1.5\%$(w/v) 농도에서 1651.5mL/L이었다. 금속이온으로는 $Na_2MoO_4$가 가장 효과적으로 나타나 $0.04\%$(w/v) 농도에서 1753.3 mL/L를 생산하였다. 아미노산은 cystein에서 가장 생산량이 많았으며, 다음은 proline, histidine, alanine 등 순이었다. 회분식 배양의 최적 조건하에 수소를 연속적으로 생산하기 위하여 반연속배양을 행한 결과 $3\%$ (w/v) 농도에서 2215.4 mL/L로 가장 높았다. 생산균주의 대사에 관한 물질을 보다 세밀히 조사하고 연속적인 수소생산을 살펴 산업적인 공정개발도 가능하리라 생각된다.

• KSBB Journal
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• 제8권5호
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• pp.438-445
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• 1993

유기칠 폐기물을 보다 효율적으로 처리하고자, 상 분리 혐기발효와 Chiorella 배양에 의한 생우분의 4 단계-복합처리를 시도하였다. 3배 희석 생우분을 6 일간 산발효시킨 발효액을 4 일의 수리학적 체류시 간으로 1차 에탄발효조에 공급했을 때, 평균 977ml/l C비ture/day의 바이오가스가 생산되었고, 1차 발효 폐액을 역시 4일의 체류시간으로 2차 메탄발효조에 공급했을 때 평균 428ml/l culture/day의 바이오 가스가 생산되었다. 1차 메탄발효의 바이오가스 생 산성은 재래의 단일조식과 비교했을 때 31.4% 증가 되었다. 또한 산발효과정, 1차 및 2차 에탄발효과정 의 유기물 제거율은 각기 71.8%, 42.6% 그리고 2 24.0%였다. 한편, 2차 메탄발효폐액은 Chiarella s sp. PSH3에 의해 10일의 체류시간으로 반연속배양 처리한 결과, 평균 1.8g/l culture/day(2.8$\times$106 cells/ml)의 조체가 생산되었고, 이 과정의 유기물 제거율은 73%였다. 이상의 4단계 처리과정을 통하 여 초발원료인 3배 희석 생우분의 COD가 51, 300ppm에서 최종단계인 Chiarella의 처리에 의해 평균 85ppm으로 감소되어 총유기물 제거율이 99.8 %에 달하였다. 이들의 결과는 유기질 폐기물의 효 율적 처리와 더불어 바이오가스와 균체단백질을 생산하는 복합처리계의 구성이 가능함을 나타낸다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.478-481
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• 2006

Energy is vital to global prosperity, yet dependence on fossil fuels as our primary energy source contributes to global climate change environmental degradation, and health problems. Hydrogen $(H_2)$ offers tremendous potential as a clean renewable energy currency. Hydrogen has the highest gravimetric energy density of any known fuel and is compatible with electrochemical and combustion processes for energy conversion without producing carbon-based emission that contribute to environmental pollution and climate change. Numerous methodologies have been developed for effective hydrogen production. Among them, the biological hydrogen production has gained attention, because hydrogen can be produced by cellular metabolismunder the presence of water and sunlight. The green alga Chlamydomonas reinhardtii is capable of sustained $H_2$ photoproduction when grown under sulfur deprived condition. Under sulfur deprived conditions, PSII and photosynthetic $O_2$ evolution are inactivated, resulting in shift from aerobic to anaerobic condition in the culture. After anaerobiosis, sulfur deprived algal cells induce a reversible hydrogenase and start to evolve $H_2$ gas in the light. According to above principle, we investigated the effect of induction parameters such as cell age, cell density. light intensity, and sulfate concentration under sulfur deprived condition We also developed continuous hydrogen production system by sulfate re-addition under sulfur deprived condition.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권8호
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• pp.1219-1225
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• 2010

Actinobacillus succinogenes, a representative succinicacid-producing microorganism, is seriously inhibited by ammonium ions, thereby hampering the industrial use of A. succinogenes with ammonium-ion-based materials as the pH controller. Therefore, this study isolated an ammonium-ion-tolerant mutant of A. succinogenes using a continuous-culture technique in which all the environmental factors, besides the stress (ammonium ions), were kept constant. Instead of operating the mutant-generating system as a nutrient-limited chemostat, it was used as a nutrient-unlimited system, allowing the cells to be continuously cultured at the maximum specific growth rate. The mutants were isolated on agar plates containing the acid-base indicator bromothymol blue and a high level of ammonium ions that would normally kill the parent strain by 100%. When cultured in anaerobic bottles with an ammonium ion concentration of 354 mmol/l, the mutant YZ0819 produced 40.21 g/l of succinic acid with a yield of 80.4%, whereas the parent strain NJ113 was unable to grow. When using $NH_4OH$ to buffer the culture pH in a 3.0 l stirredbioreactor, YZ0819 produced 35.15 g/l of succinic acid with a yield of 70.3%, which was 155% higher than that produced by NJ113. In addition, the morphology of YZ0819 changed in the fermentation broth, as the cells were aggregated from the beginning to the end of the fermentation. Therefore, these results indicate that YZ0819 can efficiently produce succinic acid when using $NH_4OH$ as the pH controller, and the formation of aggregates can be useful for transferring the cells from a cultivation medium for various industrial applications.

• Journal of Microbiology
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• 제43권3호
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• pp.257-259
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• 2005

Although automated continuous-monitoring blood culture systems are both rapid and sensitive, false-positive and false-negative results still occur. The objective of this study, then, was to evaluate negative results occurring with BacT/Alert 3D blood culture systems. A total of 1032 samples were cultured with the BacT/Alert 3D automated blood culture system, using both aerobic (BPA) and anaerobic (BPN) media, and 128 of these samples yielded positive results. A total of 904 negative blood samples were then subcultured in $5\%$ sheep blood agar, eosin methylene blue, chocolate agar, and sabouraud-dextrose agar. Organisms growing on these subcultures were subsequently identified using both Vitek32 (bioMerieux, Durham, NC) and conventional methods. Twenty four $(2.6\%)$ of the 904 subcultures grew on the subculture media. The majority $(83.3\%)$ of these were determined to be gram-positive microorganisms. Fourteen $(58.3\%)$ were coagulase-negative staphylococci, two $(8.3\%)$ were Bacillus spp., one $(4.2\%)$ was Staphylococcus aureus, and one $(4.2\%)$ was identified as Enterococcus faecium. Streptococcus pneumoniae and Neisseria spp. were isolated together in two $(8.3\%)$ vials. Gram-negative microorganisms comprised $12.5\%$ of the subcultures, of which two $(8.3\%)$ were found to be Pseudomonas aeruginosa, and one $(4.2\%)$ was Pseudomonas fluorescens. The other isolate $(4.2\%)$ was identified as Candida albicans. We conclude that the subculture of negative results is valuable in the BacT/Alert 3D system, especially in situations in which only one set of blood cultures is taken.

• 상하수도학회지
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• 제28권2호
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• pp.195-206
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• 2014

Immobilization of anaerobic ammonium oxidizing bacteria has been studied to enhance the biomass retention of the slowly growing bacteria and the process stability. The purpose of this study was to compare the nitrogen removal efficiency of granular and immobilized anammox bacteria with poly vinyl alcohol and alginate. The specific anammox activity of the granular, homoginized and immobilized anammox bacteria were $0.016{\pm}0.0002gN/gVSS/d$, $0.011{\pm}0.001gN/gVSS/d$ and $0.007{\pm}0.0005gN/gVSS/d$, respectively. Although the activity decreased to 43.7 % of the original one due to low pH and $O_2$ exposure during the homogination and the immobilization, it was rapidly recovered within 7 days in the following continuous culture. When synthetic T-N concentrations of 100, 200, 400, 800 mg/L were fed, the immobilized anammox bacteria showed higher nitrogen removal efficiencies at all operational conditions than those of granular anammox bacteria. When the sludge retention time was shorten below 30.7 days and the reject water was fed, the nitrite removal efficiency of the granular anammox bacteria dropped to 8 % of the initial value, while that of the immobilized anammox bacteria was maintained over 95 % of the initial one. The immobilization with poly vinyl alcohol and alginate would be a feasible method to improve the performance and stability of the anammox process.

• Journal of Microbiology
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• 제44권2호
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• pp.155-161
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• 2006

Comparative analysis of microbial communities in a sequencing batch reactor which performed enhanced biological phosphorus removal (EBPR) was carried out using a cultivation-based technique and 16S rRNA gene clone libraries. A standard PCR protocol and a modified PCR protocol with low PCR cycle was applied to the two clone libraries of the 16S rRNA gene sequences obtained from EBPR sludge, respectively, and the resulting 424 clones were analyzed using restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) on 16S rRNA gene inserts. Comparison of two clone libraries showed that the modified PCR protocol decreased the incidence of distinct fragment patterns from about 63 % (137 of 217) in the standard PCR method to about 34 % (70 of 207) under the modified protocol, suggesting that just a low level of PCR cycling (5 cycles after 15 cycles) can significantly reduce the formation of chimeric DNA in the final PCR products. Phylogenetic analysis of 81 groups with distinct RFLP patterns that were obtained using the modified PCR method revealed that the clones were affiliated with at least 11 phyla or classes of the domain Bacteria. However, the analyses of 327 colonies, which were grouped into just 41 distinct types by RFLP analysis, showed that they could be classified into five major bacterial lineages: ${\alpha},\;{\beta},\;{\gamma}-$ Proteobacteria, Actinobacteria, and the phylum Bacteroidetes, which indicated that the microbial community yielded from the cultivation-based method was still much simpler than that yielded from the PCR-based molecular method. In this study, the discrepancy observed between the communities obtained from PCR-based and cultivation-based methods seems to result from low culturabilities of bacteria or PCR bias even though modified culture and PCR methods were used. Therefore, continuous development of PCR protocol and cultivation techniques is needed to reduce this discrepancy.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.458-463
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• 2005

Polyurethane foam이 충진된 trickle bed reactor에서 통성혐기성 미생물인 Citrobacter amalonaticus Y19을 이용하여 일산화탄소와 물로부터 연속적인 수소생산을 살펴보았다. C. amalonaticus Y19은 설탕을 탄소원으로 할 때 호기적 조건에서 13 g/L까지 성장하였고 혐기조건에서 CO 가스를 주입하였을 때 약 60시간만에 최대 수소 생산 활성을 나타내었다. TBR 반응기에서 유입가스의 CO의 분압이 증가할수록 혹은 기체 체류시간이 감소할수록 수소 생성속도가 증가하였으나 CO의 전환율은 반대로 감소하였다. 그러나 액상의 유속변화는 반응기 운전 결과에 큰 영향을 주지 못했다. 본 실험에서 얻은 최대 수소 생성속도는 기체 체류시간 25분, 유입 CO 압력 0.4 atm에서 16 mmol/L/hr(전환율 33%)이었다. 이 값은 비슷한 반응기에 대해 보고된 Cowger의 결과보다 약 2배 이상 높은 값으로 통성혐기성균주의 고농도 배양과 다공성 충진물의 사용에 의한 높은 기-액 물질 전달 속도가 그 원인으로 추정되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권4호
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• pp.902-907
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• 1998

본 연구에서는 세포 고정화를 위해 기존의 고정화 방법의 단점을 보완하기 위하여 새롭게 개발된 GFM 시스템에 Paracoccus denitrificans를 고정화하여 물속의 nitrate를 분해하는데 적용하였다. 고정화 조건으로써 스폰지 구멍의 크기 20 P.P.I. (pore per inch)와 겔로서 alginate가 이미 최적의 조건으로서 선택되었다. 고정화 세포의 연속 nitrate 분해능력을 air-lift reactor내에서 측정한 결과, 물속의 nitrate함량이 증가함에 따라 분해능력이 증가함을 나타내었다. 또한 연속운전에서 본 시스템은 기존의 고정화시스템인 bead 겔포괄법과 비교할 때 $1.2{\sim}2.1$배 정도 분해능력이 향상되었다. 최고 nitrate 분해속도는 buffer를 함유한 medium에 있어서 177 mg/L h이었으나 buffer를 첨가하지 않은 경우에 있어서는 33 mg/L h이었다. 또한 저장안정성을 측정한 결과, $5^{\circ}C$에 저장하였을 때 분해능력은 16주간 거의 변화가 없었으며 고정화하지 않은 자유세포나 bead에 고정화된 세포에 비하여 저장안정성이 두드러지게 뛰어났음을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권6호
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• pp.409-414
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• 2006

황산화 미생물인 Genus Thiobacillus 중 몇 종류의 탈질균은 여러 종류의 황 화합물($S^{2-}$, So, $S_2O{_3}^{2-}$, $S_4O{_6}^{2-}$, $SO{_3}^{2-}$)을 황산염이온으로 산화시키면서 동시에 질산성질소를 질소 가스 형태로 전환시킨다. 이는 독립영양 미생물이므로 외부 탄소원이 필요치 않으며, C/N비가 낮은 폐수에 에탄올 대신 값이 싼 황 입자의 투입으로 경제적이며 효과적인 탈질화를 유도할 수 있다. 후탈질시 인위적인 유기물의 투입대신 값 싼 황입자를 사용하여 질소를 제거하며, 처리효율이 안정적이고, 운전이 쉬워, 최근 이 공정은 세계적으로 많이 연구되고 있다. 그러나 탈질시 알칼리도가 파괴되어 특히 알칼리도가 낮은 폐수의 경우 고농도 탈질시 pH가 떨어져 탈질이 더 이상 진행되지 않으며, 고농도의 질산성질소를 처리할 경우 부산물로서 고농도의 황산염이온이 생성된다는 부수적인 단점을 안고 있다. 본 연구에서는 MCR로부터 독립영양 미생물을 분리 characterization 및 미생물 동정을 하였다. MCR내에는 주로 Paracoccus denitrificans and Paracoccus versutus (formerly Thiobacillus versutus)가 주종을 이루었으며 이들 미생물들은 유기물도 에너지원으로 이용할 수 있는 facultative autotrophic denitrifier이었다. 이들 미생물을 탈질에 이용할 시 유기물이 있는 조건에서도 성장하기 때문에 유입 폐수 내 유기물 농도에 영향을 받지 않고 또는 인위적으로 소량의 유기물을 넣어 독립영양탈질과 종속영양탈질을 동시에 일어날 수 있도록 함으로서 독립영양탈질의 단점인 높은 황산염이온 생성 및 알칼리도 파괴를 막을 수 있을 것으로 사료된다.