• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제22권3호
• /
• pp.400-406
• /
• 2012

To improve the hydrogen yield from biological fermentation of organic wastewater, a co-culture system of dark- and photo-fermentation bacteria was investigated. In a pure-culture system of the dark-fermentation bacterium Clostridium butyricum, a pH of 6.25 was found to be optimal, resulting in a hydrogen production rate of 18.7 ml-$H_2/l/h$. On the other hand, the photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides could produce the most hydrogen at 1.81mol-$H_2/mol$-glucose at pH 7.0. The maximum specific growth rate of R. sphaeroides was determined to be 2.93 $h^{-1}$ when acetic acid was used as the carbon source, a result that was significantly higher than that obtained using either glucose or a mixture of volatile fatty acids (VFAs). Acetic acid best supported R. sphaeroides cell growth but not hydrogen production. In the co-culture system with glucose, hydrogen could be steadily produced without any lag phase. There were distinguishable inflection points in a plot of accumulated hydrogen over time, resulting from the dynamic production or consumption of VFAs by the interaction between the dark- and photo-fermentation bacteria. Lastly, the hydrogen production rate of a repeated fed-batch run was 15.9 ml-$H_2/l/h$, which was achievable in a sustainable manner.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.778-785
• /
• 2020

본 연구의 목적은 포졸란의 항생제 내성균과 장내 유해 미생물 억제에 관한 체외배양 항균 활성을 조사하는 것이었다. 대조군 (CON, 포졸란 무첨가 대조군)과 DP0.3 (증류수와 포졸란 분말 0.3%를 혼합하여 제조한 배지군), DP0.5 (증류수와 포졸란 분말 0.5%를 혼합하여 제조한 배지군), PE (포졸란 분말 추출물을 이용하여 제조한 배지군)으로 구분하였다. Lacctobacillus casei 균수는 CON과 비교할 때 DP0.3 처리군에서 유의하게 높았으나 (P<0.05) 기타 처리구 사이의 차이는 없었다. Clostridium butyricum, E. coli, Salmonella typhimurium 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). Clostridium butyricum, Salmonella typhimurium 균수는 DP0.3, DP0.5와 PE 사이, E. coli 균수는 DP0.5와 PE 사이의 유의차가 있었다 (P<0.05). MRSA와 VRE의 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). MRSA 균수는 DP0.5와 DP0.3, PE 사이의 차이가 있었고, VRE 균수는 PE> DP0.3> DP0.5> CON 처리구 순서로 유의하게 높았다(P<0.05). 이와 같은 결과를 통해 포졸란의 항생제 내성균 및 장내 유해 미생물에 대한 항균활성이 확인됨에 따라 가축용 천연항균제, 보조사료 규산염제로써의 활용이 가능할 것으로 보인다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.309-316
• /
• 2004

Chlamydomonas reinhardtii UTEX 90 was cultivated with continuous supply of 2% $CO_2$ using TAP media at $25^\circ{C}$ and produced biomass 1.18 g of dry cell weight/L for 4 days. C. reinhardtii algal biomass(CAB) was concentrated to 20 times by volume and converted into hydrogen and organic acids by anaerobic fermentation using Clostridium butyricum. Organic acids in the fermentate of CAB were consecutively used to produce hydrogen by Rhodobacter sphaeroides KD 131 under the light condition. Approximately 52% of starch in the concentrated CAB which had 4-5.8, 24-26 and 6-7 g/L of starch, protein and fat, respectively was degraded by Cl. butyricum at $37^\circ{C}$. During this process, hydrogen and some organic acids, such as formate, acetate, propionate, and butyrate, respectively were produced. Further conversion of the organic acids in anaerobic fermentate of CAB by Rb. sphaeroides KD131 produced hydrogen from the anaerobic fermentate under the illumination of 8 klux using halogen lamp at $30^\circ{C}$. The result showed that hydrogen was evolved by the anaerobic conversion using Cl. butyricum and then by the photosynthetic fermentation using Rb. sphaeroides KD131. It indicated that the two-step conversion process produced the maximum amount of hydrogen from algal biomass which contained carbohydrate, protein, and fat via organic acids.

• 생명과학회지
• /
• 제12권5호
• /
• pp.595-604
• /
• 2002

C. butyricum은 선택되어진 천연산물의 한 종류 단독으로서도 성장이 촉진되었으며, 또한 두 종류, 세 종류 및 네 종류의 조합에 의하여 특징적으로 성장이 촉진되었다 이러한 결과로부터 항산화력이 강한 천연산물들을 사용하여 free radical의 제거와 동시에 C. butyricum의 성장 촉진물질로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 생체의 기능을 향상시킬 수 있는 기능성 제제로의 응용 가능성을 보였다. C. butyricum을 CAB Medium에서 배양하였을 때, 구기자, 괴화, 백굴채, 백작약, 백출, 음양곽, 석창포, 진피, 당귀, 황금 및 오가피 등의 한가지의 천연산물에 의하여 성장이 촉진 되었고, 두 종류 천연산물의 조합인 백작약과 음양곽, 백작약과 진피, 백작약과 갈근, 백작약과 당귀, 백작약과 황금, 백작약과 괴화, 백작약과 녹차, 음양곽과 진피, 음양곽과 갈근, 음양곽과 황금, 음양곽과 괴화 등의 조합에 의하여 성장이 촉진되었으며, 백작약과 음양곽, 백작약과 진피, 백작약과 당귀, 음양곽과 갈근, 음양곽과 진피, 음양곽과 괴화의 조합 등은 대조군보다 2.0배 이상의 성장이 촉진된 것으로 나타났다. 이는 천연산물의 성분이 membrane의 구성 성분에 영향을 주기 때문으로 추정된다. 그리고 세 종류의 천연산물 조합인 음양곽과 갈근 및 괴화, 음양곽과 갈근 및 백작약, 음양곽과 갈근 및 당귀, 음양곽과 갈근 및 연자육, 음양곽과 갈근 및 황금 등의 조합에 의하여 성장이 촉진되었고, 음양곽과 갈근 및 연자육의 조합은 대조군 보다 1.7배의 성장 촉진 효과를 보였다. 4 종류 천연산물 조합인 음양곽, 갈근, 연자육 및 괴화의 조합, 음양곽, 갈근, 연자육 및 당귀의 조합은 대조군의 2.2배, 연자육, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합, 갈근, 연자육, 백작약 및 괴화의 조합은 2.3배, 갈근, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합은 2.0배의 성장 촉진 효과를 보여, 천연잔물의 조합에 의하여 생체에 probiotics의 역할을 하는 대부분의 유용균의 성장 향상을 위한 조합의 구성이 가능할 것으로 사료되고, 이들의 응용은 생체방어의 새로운 소재가 될 수 있을 것으로 판단된다 4 종류의 조합의 항산화력을 용존산소 분석법에 의하여 분석한 결과 연자육, 백작약, 괴화 및 당귀의 조합의 AUC가 631.45로써 가장 높았으며 이때의 성장촉진 효과는 2.3배로 나타났다. C. butyricum의 성장을 촉진하는 4 종류의 조합에 대한 hydroxyl radical의 소거활성은 50, 100, 200 및 300 배로 희석하여 검토하였을 때 음양곽, 갈근, 연자육 및 당귀의 조합이 200 배의 희석율에서 94.63%의 소거율을 보였고, 4 종류의 조합 모두 높은 희석율에도 90% 이상의 높은 소거율을 보여 높은 희석률을 필요로 하는 음료 제제로서의 탁월함을 보였으며, 또한, 4종류의 각 조합에 따른 방향족의 함량 및 총 phenol도 가공된 차보다 함량이 높은 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.482-499
• /
• 2017

Allergy 질환은 지난 십여년 동안 개발도상국을 포함해서 전 세계적으로 증가하고 있다. Allergy 염증 반응은 수지상 세포와 같은 항원제시 세포에 의한 allergy 항원섭취를 시작으로 하여 Th2 면역 반응에 의해서 일어난다. 장내 미생물은 신체의 대사나 생리적 기능을 조절하고, 생애 초기의 면역 체계 성숙과 일생 동안 면역 체계 항상성 및 상피세포 총체성에 기여한다. Bifidobacteria는 Th1/Th2 balance에 strain-specific 한 면역 자극 특성을 가지며, TSLP와 IgE 발현을 억제 시키고 Flg과 FoxP3 발현을 촉진 시켜 allergy를 완화시킨다. 또한 Unmethylated CpG motif ODN은 B 세포와 수지상 세포의 TLR9에 의해 인식 되어 선천성과 적응성 면역 반응을 유도하고, Clostridium butyricum에 의해서 생산된 butyrate는 수지상 세포의 anti-inflammatory 유전자의 발현을 유도하기 위해 GPR109a signaling pathway를 활성화시키고, GPR43 활성화를 통하여 tTreg 세포 proliferation을 직접 자극하거나 HADC 활성을 억제시켜 Foxp3 gene intronic enhancer의 histone H3 acetylation을 통해 naive $CD4^+$ T 세포를 pTreg 세포로 분화시킨다.

• 대한미생물학회지
• /
• 제35권5_6호
• /
• pp.369-369
• /
• 2000

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.440-446
• /
• 2017

This study was aimed at evaluating the effects of carbohydrate, protein and lipid content of substrate on hydrogen yields and microbial communities. The hydrogen yields were linearly correlated to carbohydrate content of substrates while others (content of proteins and lipids) did not make a significant contribution. The chemical composition of substrates produced effects on the final products of anaerobic hydrogen fermentation. Acetate and butyrate were the main fermentation products, with their concentration proving to correlate with carbohydrate and protein content of substrates. The result of microbial community analysis revealed that the relative abundances of Clostridium butyricum increased and Clostridium perfringens decreased as the carbohydrate content increased.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.321-329
• /
• 2002

Clostridium butyricum, Lactobacillus amylophillus, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus acidophillus, AI-9 produced hydrogen and /or organic acids using glucose, lactose and starch at the anaerobic culture conditions. Cl. butyricum NCIB 9576 evolved 1,700 ml H2/L-culture broth and accumulated butyric acid, acetic acid, propionic acid and ethanol in its culture broth when lactose was used as a carbon source during 24 hrs of fermentation. L. amylovorus ATCC 33620 accumulated lactic and acetic acids and some reducing sugars when starch was used as a carbon source without hydrogen production. Instead of starch as a carbon source, L. amylovorus ATCC 33620 produced lactic acid from algal biomass during fermentation and the acid-heat or freeze-thaw pretreatment of algal biomass accelerate the lactic acid fermentation.

• 한국식품과학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.272-277
• /
• 1980

본 연구는 유용 세균의 포자를 정제화(tabletting)하는 과정에서 포자의 내구성 특히 타정 압력에 대한 세균 포자의 파괴율을 규명하려 하였다. Bacillus coagulans, Bacillus subtilis 및 Clostridium butyricum의 세가지 포자 형성균의 포자와 포자를 형성하지 않는 세균인 Streptococcus faecalis의 영양세포에 대하여 시험하였다. 정제제조 과정에서 포자의 파괴는 주로 타정과정에서 일어나며 세균의 포자는 타정압력에 대하여 대수적 파괴율을 나타내었다. 세균포자의 압력에 의한 파괴율은 세균의 종류에 따라 달라지며 이것을 정량적으로 나타내기 위하여 Decimal Reduction Pressure라는 개념을 도입하여 P-value라 칭하고 각 세균 포자의 P-value를 구하였든 바 B. subtilis의 포자는 $2.9\;ton/cm^2$, B. coagulans의 포자는 $2.6\;ton/cm^2$, Cl. butyricum의 포자는 $2.1\;ton/cm^2$의 값을 각각 나타내었다. 반면, Str. faecalis의 영양세포는 $1.7\;ton/cm^2$의 낮은 값을 나타내었다. 세균포자의 파괴율은 사용하는 부형제에 따라 영향을 받았으며 동일한 B. coagulans의 포자라도 lactose filler에서는 그 P-value가 $2.8\;ton/cm^2$이었으며 starch filler에서는 $2.0\;ton/cm^2$이었다. 동일한 부형제를 사용하였을 때 생존 포자수는 정제의 경도와 밀도에 역비례하였다. 그러나 경도와 밀도가 낮은 starch filler에서는 lactose filler에 비교하여 더 높은 포자 파괴율을 보였다. 결론적으로 부형제의 종류는 정제 형성뿐만 아니라 세균 포자의 생존에도 중요한 요인이며, 물리적 성질이 서로 다른 부형제를 알맞게 혼합함으로서 타정시 유용세균포자의 생존율을 크게 향상시킬 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.491-497
• /
• 1992

한약재로부터 장내의 대표적 유해균인 Clostridium perfringes의 생육을 억제시키는 소재를 탐색한 결과 방기 물추출물에서 강력한 항균활성을 발견하였다. 방기추출물의 항균활성은 pH1부터 pH13까지의 범위에서 안정하였으며 121'C에서 15분간의 열처리 에서도 활성이 유지되었다. 방기 추출물은 Cl. perfringens, Cl.paraputrificum, Cl.ramosum 및 Cl.butyricum 등 실험에 사용한 모든 Clostridium속균의 생육을 강력하게 억제하였다. 그리고 Clostridium 이외의 주요 장내균에 대한 영향을 조사한 결과 Bif.bifidium, Bacteroides fragilis 및 Eubacterium limosum에 대해서는 역시 그 생육을 억제하였으나, Bif. adolescesnits, Bif.infantis, Bif.longum, E.cloi, Enterococcus faecalis 그리고 Staphylococcus aureus에 대해서는 생육억제 효과가 크게 나타나지 않았다. 반면 Lactobacillus acidophilus와 Bif.animalis에 대해서는 생육촉진효과를 보여주었다.