• 한국식품영양과학회지
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• 제31권5호
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• pp.802-807
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• 2002

본 실험은 초산균인 Glwonncetobacter hansenii에 의해 코코넛 배지에서 생성된 막인 bacterial fiber가 흰쥐의 장 전반과 소장의 이당류 효소활성 및 체내 지질상태에 미치는 영 향을 조사하였다. 이를 위하여 흰쥐를 0.5% 콜레스테롤 식이로 사육하였으며 섬유소원으로 bacterial fiber를 식이의 2%로 첨가 하였으며, 효과를 비교할 실험군들에게는 섬유소원으로 식물성 cellulose와 pectin을 같은 수준으로 식이에 첨가하여 사육 하였다. 실험 4주간 동안 식이섭취량 및 체중 증가량은 세군간에 차이가 없었다. 소장의 길이, 무게 등은 군간에 유의적인 차이는 없었으나 소장점 막 sucrase활성이 bacterial fiber군에서 감소하였고, maltase 활성도 감소하는 경향이었다. 맹장의 무게가 bacterial fiber군에서 증가하였으나, 결장의 무게에는 영향이 없었고, 결장 내용물 및 건조분변량이 감소하였다 혈장 총 콜레스테롤 농도는 세군중에서 pectin군이 유의적으로 낮았고 HDL-콜레스테롤 함량은 반대로 pectin군에서 높았다. 혈장과 간조직의 중성지방 함량은 모두 bacterial fiber군에서 다른 군들에 비하여 유의적으로 낮았다. 간조직 콜레스테롤 함량은 pectin군에서 낮았다. 간조직의 상대적 무게는 군간에 차이가 없었고, 혈장 GOT 및 GPT 활성도 bacterial fiber군에서 다른 두 군에 비하여 차이가 없었다. 본 연구의 결과, 실험에서 사용한 bacterial fiber는 체내의 중성지방 수준을 낮추어 지질 상태를 개선 할 수 있는 가능성을 보여 주어 이에 대한 기전과 이 작용의 활용에 대한 연구가 요망된다. 본 실험에서는 콜레스테롤 및 소장의 구조와 소화효소에는 큰 영향을 주지 않았으나 사용하는 섬유소의 수준을 보다 높이거나 다른 섬유소와 복합적으로 사용하는 경우, 또 동물의 나이에 따라 다른 결과가 도출될 수도 있으리라고 사료되어 앞으로의 지속적인 연구가 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.52-57
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• 2006

에탄올과 함께 탄소, 질소원을 함유한 맥주 폐 발효액을 저렴한 대체배지로 사용하고 Gluconacetobacter hansenii PJK(KCTC 10505 BP) 균주를 이용하여 미생물셀룰로오스를 생산하였다. 맥주 폐 발효액은 기본배지보다도 탄소원과 질소원이 풍부하였으며 미량의 황과 4％ 이상의 에탄올을 함유하였다. 진탕배양에서 맥주 폐 발효액을 사용하여 생산된 셀룰로오스량은 기본배지를 사용하여 생산된 셀룰로오스량과 필적하였다. 교반배양에서는 셀룰로오스 생산균주($Cel^+$ 균주)가 셀룰로오스를 생산하지 못하는 균주($Cel^-$ 돌연변이주)로 전환되는 률은 낮았지만 셀룰로오스 생산량은 감소하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권1호
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• pp.81-88
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• 2022

Acetic acid bacteria (AAB) are versatile organisms involved in the production of variety of fermented foods, such as vinegar and kombucha, and products of biotechnological relevance, such as bacterial cellulose. In the present study, Malatya apricot, a variety with protected designation of origin (PDO), and vinegar samples produced using various fruits were used to isolate AAB. The 19 AAB isolates obtained were typed using (GTG)5 fingerprinting, and the ones selected were identified by sequencing either 16S rDNA alone or in combination with 16S-23S rRNA internal transcribed spacer region or ligA gene. While all apricot isolates (n = 10) were Gluconobacter cerinus, vinegar isolates (n = 9) were composed of Komagataeibacter saccharivorans, Acetobacter syzygii, and possible two new species of AAB, Komagataeibacter sp., and Gluconobacter sp. (GTG)5 fingerprinting showed the presence of several genotypes of G. cerinus in the apricot samples. Screening for some technologically relevant properties, including thermotolerance, ethanol tolerance, and cellulose production capability, showed that all Komagataeibacter and some Gluconobacter isolates could tolerate the temperature of 35℃, and that vinegar isolates could tolerate up to 8% ethanol. One isolate, Komagataeibacter sp. GUS3 produced bacterial cellulose (1 g/l) and has the potential to be used for cellulose production.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.451-456
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• 2004

교반배양시 배지에 첨가되는 에탄올의 농도가 증가할수록 $Cel^-$ mutant의 발생율이 증가하므로 $1.5\%$ 에탄올이 첨가된 배지의 경우 500 rpm보다 높은 교반속도를 유지해야 효과적으로 $Cel^-$ mutant의 발생이 억제되고 BC 생산량을 증가시킬 수 있다. 교반 배양과 같은 강한 shear stress의 배양환경 하에서는 진탕배양의 경우와 달리 $1.0\%$ 에탄올을 분할공급하더라도 BC 생산의 효율성을 높일 수 없었다. Phosphate ion이 첨가된 배지보다 첨가되지 않은 배지에서 BC 생산량이 더 높았다. 배지조성 중 아세트산의 농도를 $1.0\%$로 증가시키면 균체의 건조중량은 변화가 없었으나 BC 생산량이 감소되었다. 배양액의 pH 제어는 BC의 생산에는 영향을 미치지 않았으나 균체의 성장과 WSPS의 생산을 향상시켰다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Bacterial cellulose (BC), which is produced by some bacteria, has unique structural, functional, physical and chemical properties. Thus, the mass production of BC for industrial application has recently attracted considerable attention. To enhance BC production, two aspects have been considered, namely, the engineering and genetic viewpoints. The former includes the reactor design, nutrient selection, process control and optimization; and the latter the cloning of the BC synthesis gene, and the genetic modification of the speculated genes for higher BC production. In this review, recent advances in BC production from the two viewpoints mentioned above are described, mainly using the bacterium Gluconacetobacter xylinus.

• 한국의류학회지
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• 제45권5호
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• pp.866-880
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• 2021

This study aimed to ex situ colorize laccase-entrapped bacterial cellulose (BC) with natural phenolic dyes, namely,madder, turmeric, and cochineal, and to determine the effect of laccase entrapment on the dyeability of BC using color strength (K/S) analysis. Results showed that laccase entrapment improved the dyeability of BC and that pre-entrapment was the most effective method, compared with meta-entrapment and post-entrapment methods. In addition, surface characterizations confirmed the successful entrapment of laccase inside the BC nanostructure and retention of the cellulosic and crystalline structures of BC. The washing durability test confirmed that the K/S value of BC had improved after laccase entrapment. Furthermore, laccase-entrapped BC colorized with cochineal dye had the highest washing durability due to the high molecular weight of cochineal dyerelative to the other dyes. This study suggests a novel method for enhancing the dyeability and washing durability of BC colorized ex situ with natural phenolic dyes by laccase entrapment.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제30권1호
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• pp.57-62
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• 2002

Acetobacter xylinum GS11 균주를 이용하여 다양한 배양조건에서 미생물 셀룰로오스의 생산성을 검토하였다. 탄소원으로 glucose 이외에 첨가한 기질은 영향이 없었으며, 2% glucose 농도 범위에서 셀룰로오스 생산량이 2.8 g/L으로 가장 양호한 것으로 나타났다. 질소원은 Y.E와 soytone등의 유기질소원 첨가가 효과적이었으나, 무기질소원의 효과는 나타나지 않았다. 무기염류 및 아미노산의 첨가는 대부분 효과적이었으며, 이 중 무기염류는$ MgSO_4$가 1.5배, 아미노산은 phenylalanine이 1.4배의 셀룰로오스 생산성을 나타냈다. 비타민은 $\alpha$-tocopherol의 첨가 시 1.4배의 생산성을 보였다. 또한 기본배지에 Coconut milk와 0.5%의 lignosulfonate의 첨가가 대조구와 비교하여 각각 2.2, 2.1배의 셀룰로오스의 생산성을 나타내어 실험 처리 중 가장 효과적이었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.112-119
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• 2020

본 연구에서는 메틸 셀룰로오스를 기반으로 제작한 박테리아 펠렛을 모르타르에 혼입하였으며, 펠렛 혼입에 따른 모르타르 내부 생존률과 강도, 정수위 투수실험에 의한 균열 치유율을 조사하였다. 펠렛은 복합 배양한 박테리아 포자 분말과 메틸셀룰로오스, PVA 영양소 2종과 물로 이루어져 있으며, 유압 프레스를 통해 압출되어 지름 2mm~길이 3~4mm의 형상을 갖는다. 셀룰로오스 펠렛은 중성 pH에서 팽창하여 박테리아와 영양소를 방출하고, 염기성 환경에서 반응하지 않는 성질을 띄어 시멘트 모르타르 내부 박테리아의 장기 생존률이 증대하는 효과가 있다. 또한 펠렛 혼입 모르타르는 정수위 투수실험을 통한 균열 자기치유 성능이 대조군 모르타르에 비해 현저히 상승하였다. 셀룰로오스 기반 펠렛은 새로운 종류의 박테리아 담체 시스템으로 추후 펠렛 개량 및 최적화로 자기치유 콘크리트 개발에 도움을 줄 것이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권10호
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• pp.1366-1372
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• 2021

Bacterial nanocellulose (BNC) is a biocompatible material with a lot of potential. To make BNC commercially feasible, improvements in its production and surface qualities must be made. Here, we investigated the in situ fermentation and generation of BNC by addition of different cellulosic substrates such as Avicel and carboxymethylcellulose (CMC) and using Komagataeibacter sp. SFCB22-18. The addition of cellulosic substrates improved BNC production by a maximum of about 5 times and slightly modified its structural properties. The morphological and structural properties of BNC were investigated by using Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Furthermore, a type-A cellulose-binding protein derived from Clostridium thermocellum, CtCBD3, was used in a novel biological analytic approach to measure the surface crystallinity of the BNC. Because Avicel and CMC may adhere to microfibrils during BNC synthesis or crystallization, cellulose-binding protein could be a useful tool for identifying the crystalline properties of BNC with high sensitivity.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1479-1484
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• 2022

Bacterial cellulose (BC) is gaining attention as a carbon-neutral alternative to plant cellulose, and as a means to prevent deforestation and achieve a carbon-neutral society. However, the high cost of fermentation media for BC production is a barrier to its industrialization. In this study, chestnut shell (CS) hydrolysates were used as a carbon source for the BC-producing bacteria strain, Gluconacetobacter xylinus ATCC 53524. To evaluate the suitability of the CS hydrolysates, major inhibitors in the hydrolysates were analyzed, and BC production was profiled during fermentation. CS hydrolysates (40 g glucose/l) contained 1.9 g/l acetic acid when applied directly to the main medium. As a result, the BC concentration at 96 h using the control group and CS hydrolysates was 12.5 g/l and 16.7 g/l, respectively (1.3-fold improved). In addition, the surface morphology of BC derived from CS hydrolysates revealed more densely packed nanofibrils than the control group. In the microbial BC production using CS, the hydrolysate had no inhibitory effect during fermentation, suggesting it is a suitable feedstock for a sustainable and eco-friendly biorefinery. To the best of our knowledge, this is the first study to valorize CS by utilizing it in BC production.