• 제목/요약/키워드: Growth rate Constant

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Isolation of $NH_4^+$-Tolerant Mutants of Actinobacillus succinogenes for Succinic Acid Production by Continuous Selection

  • Ye, Gui-Zi;Jiang, Min;Li, Jian;Chen, Ke-Quan;Xi, Yong-Lan;Liu, Shu-Wen;Wei, Ping;Ouyang, Ping-Kai
    • 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.

고전장펄스를 이용한 약주의 회분식 살균 (Sterilization of Yakju(Rice Wine) Using a Batch-type High Voltage Pulsed Electric Field System)

  • 김수연;박영서;목철균
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.1247-1253
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    • 1999
  • 고전장 펄스가 전통 약주의 살균에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 비살균 약주를 사용하여 고전장 펄스를 회분식 처리를 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 약주의 초기미생물수는 세균 7.52 X $10^4\;CFU/mL$, 젖산균 2.20 X $10^4\;CFU/mL$, 효모 7.08 X $10^4\;CFU/mL$이었다. 약주의 PEF 처리전 pH는 3.36, 산도는 0.462%, 전기전도도는 1.24 mS/cm이었다. 약주를 고전장 펄스처리하는데 사용한 전기장의 세기는 12.5-25 kv/cm로 하였으며 exponential-wave형태의 펄스를 전기장의 세기에 따라 펄스수를 달리하여 처리하였다. 약주의 살균을 위한 최소임계전기장의 세기는 총균의 경우 7.5 kV/cm, 젖산균의 경우 8.5 kV/cm, 효모의 경우 6.5 kV/cm 이었다. 약주를 PEF 처리한 경우 전기장세기와 펄스수가 증가할수록 미생물의 살균효과가 증가하였다. PEF처리에 의한 약주 미생물의 사멸기작은 In s = In A-k In(n)에 적용되었으며 사멸속도상수는 전기장세기에 따라 증가하였고 미생물 종류별로는 효모>일반세균>젖산균 순으로 낮아졌다. PEF 처리하여 저장하였을 경우 PEF처리구는 pH의 변화와 적정산도의 변화가 없었으며 미생물의 경우 PEF처리한 시료는 $4^{\circ}C$$30^{\circ}C$ 저장중 미생물의 생육을 보이지 많아 PEF처리에 의한 저장성 향상이 확인되었다.

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CA저장에 의한 박피생강의 품질특성 (Quality Properties of Peeled Ginger by Controlled Atmosphere(CA) Storage)

  • 이명희;이경혜;김경탁
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.342-348
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    • 2011
  • 본 연구에서는 박피생강(PG)의 CA저장효과를 규명하기 위하여 $O_2$ 농도를 5%로 고정하고 $CO_2$ 농도를 6%, 14%, 22%, 30%로 각각 조절한 후 포장하여 품질특성을 살펴보았다. 중량감소율의 경우 저장온도에 따른 차이를 나타냈고, $CO_2$ 농도가 높을수록 낮은 경향을 보였다. $10^{\circ}C$에서 저장한 생강의 표면색은 저장일수가 증가함에 따라 L값과 a값은 증가하였고 b값은 대조구와 유사한 결과를 나타냈으며, 절단면 색은 L, a, b 값 모두 대조구와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았다. $25^{\circ}C$$10^{\circ}C$에서 각각 저장한 PG의 외부표면의 b값은 저장일수가 증가함에 따라 크게 변화하였고, 절단면 색의 경우는 저장기간 동안 큰 차이를 나타내지 않았다. 박피생강의 저장 중 경도의 경우 저장온도에 관계없이 $CO_2$ 농도 6%에서 가장 크게 감소하였고, $CO_2$ 농도가 높을수록 경도변화 폭이 적게 나타났다. 박피생강의 저장 중 미생물 변화는 $CO_2$ 농도가 높을수록 억제되는 경향을 보였고, $25^{\circ}C$ 저장 생강의 경우 농도에 관계없이 저장 4일 만에 $10^8$(CFU/g)으로 급격히 증가하였다.

2단담금에서 무증자 발아현미를 이용한 막걸리 제조 (Takju Brewing Using the Uncooked Germed Brown Rice at Second Stage Mash)

  • 송재철;박현정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.847-854
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    • 2003
  • 보통 막걸리 제조시 증자미를 사용하고 있는데 이 경우 주질과 술맛, 저장성 등이 만족할 만한 수준은 아니다. 본 연구에서는 증자미 대신 영양가, 맛, 기능성 등이 우수한 발아현미를 이용하여 2단담금으로 제조하여 발효상태를 검토하였다. 그 결과 2단담금에 발아현미를 사용했을 경우에는 증자미에 비해서 알코올은 느리게 생성되었고 환원당도 생성속도가 느리고 함량도 낮은 것으로 나타났다. 또 당도는 느리게 일정한 속도로 증가하였다. pH는 무증자 발아현미의 경우가 증자미의 경우보다 높게 나타났으며 산도는 pH변화와 비슷한 경향을 나타내었다. 효모증식은 무증자 발아현미의 경우가 증자미의 경우보다 다소 낮게 나타났으며 mash의 온도는 발효 3일이후 모두 일정한 온도를 유지하였다. Fusel oil은 무증자 발아현미의 막걸리가 증자미의 막걸리 보다 적게 검출되었으며 아미노산 함량은 풍부한 것으로 나타났다. 관능검사에서 무증자 발아현미로 제조한 막걸리의 맛이 증자미로 제조한 것보다 약 1.3배정도, 신선한 청량감은 약 1.5배 정도 좋은 것으로 나타났으나 향기, 색깔 등은 큰 차이를 보이지 않았다. 전체적인 기호도는 무증자로 제조한 막걸리가 증자미의 경우보다 약 1.3배 더 높은 것으로 나타나 무증자 발아현미로 제조한 막걸리의 품질 제고(提高)가 가능함을 보여 주었다.

Benzoyl peroxide의 환경에서의 초기 위해성 평가 (Initial Risk Assessment of Benzoyl peroxide in Environment)

  • 김미경;배희경;김수현;송상환;구현주;박광식;이문순;전성환;나진균
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제19권1호
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    • pp.33-40
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    • 2004
  • Benzoyl peroxide is a High Production Volume Chemical, which is produced about 1,371 tons/year in Korea as of 2001 survey. The substance is mainly used as initiators in polymerization, catalysts in the plastics industry, bleaching agents for flour and medication for acne vulgaris. In this study, Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) are used for getting adequate information on the physical -chemical properties of this chemical. And hydrolysis in water, acute toxicity to aquatic and terrestrial organisms for benzoyl peroxide were studied. The physical -chemical properties of benzoyl peroxide were estimated as followed; vapor pressure=0.00929 Pa, Log $K_{ow}$ = 3.43, Henry's Law constant=3.54${\times}$10$^{-6}$ atm-㎥/mole at $25^{\circ}C$, the half-life of photodegradation=3 days and bioconcentration factor (BCF)=92. Hydrolysis half-life of benzoyl peroxide in water was 5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$ and according to the structure of this substance hydrolysis product was expected to benzoic acid. Benzoyl peroxide has toxic effects on the aquatic organisms. 72 hr-Er $C_{50}$ (growth rate) for algae was 0.44 mg/1.,48 hr-E $C_{50}$ for daphnia was 0.07mg/L and the 96hr-L $C_{50}$ of acute toxicity to fish was 0.24mg/L. Acute toxicity to terrestrial organisms (earth worm) of benzoyl peroxide was low (14 day-L $C_{50}$ = > 1,000 mg/kg). Although benzoyl peroxide is high toxic to aquatic organisms, the substance if not bioaccumulated because of the rapid removal by hydrolysis (half-life=5.2 hr at pH 7 at $25^{\circ}C$) and biodegradation (83% by BOD after 21 days). The toxicity observed is assumed to be due to benzoyl peroxide rather than benzoic acid, which shows much lower toxicity to aquatic organisms. One can assume that effects occur before hydrolysis takes place. From the acute toxicity value of algae, daphnia and fish, an assessment factor of 100 was used to determine the predicted no effect concentration (PNEC). The PNEC was calculated to be 0.7$\mu\textrm{g}$/L based on the 48 hr-E $C_{50}$ daphnia (0.07 mg/L). The substance shows high acute toxicity to aquatic organisms and some information indicates wide-dispersive ore of this substance. So this substance is, a candidate for further work, even if it hydrolysis rapidly and has a low bioaccumulation potential. This could lead to local concern for the aquatic environment and therefore environmental exposure assessment is recommended.

시설재배 브로콜리 중 Indoxacarb 및 Pymetrozine의 잔류 소실특성 (Residue Dissipation Patterns of Indoxacarb and Pymetrozine in Broccoli under Greenhouse Conditions)

  • 양승현;이재인;최훈
    • 한국환경농학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.75-82
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    • 2020
  • 본 연구에서는 시설재배 하는 브로콜리 중 indoxacarb 및 pymetrozine의 경시적 잔류변화를 조사하여 생물학적 반감기와 감소상수를 산출하여 생산단계 잔류허용기준(PHRL)을 설정하고자 하였다. 포장시험은 충주시(포장 1) 및 군산시(포장 2)에 소재한 시설재배지에서 수행되었으며 약제살포 후 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일차에 시료를 채취하여 분석하였다. 브로콜리 중 잔류량은 HPLC-DAD로 분석하였으며, indoxacarb 및 pymetrozine의 회수율은 각각 94.3~105.4% 및 81.8~96.0%이었으며, MLOQ (Method Limit of quantitation)는 모두 0.05 mg/kg이었다. 브로콜리 중 indoxacarb 및 pymetrozine의 생물학적 반감기는 각각 2.9일, 3.2~3.8일이었으며, 감소상수의 95% 신뢰수준 하한치는 indoxacarb 0.1508 및 0.2017, pymetrozine 0.1489 및 0.1577로써 포장별, 약제별 유의적 차이(p<0.05)가 없었다. 브로콜리 중 농약 잔류량 소실특성의 주요 요인은 증체로 인한 희석효과이었으며, 브로콜리의 수확 10일전 PHRL은 indoxacarb의 경우 30.06(포장 1) 및 18.07(포장 2) mg/kg이었고, pymetrozine은 4.84(포장 1) 및 4.43(포장 2) mg/kg이었다.

저선량 γ선 조사가 고추의 광합성과 광 스트레스 경감에 미치는 효과 (Effects of Low Dose γ-Radiation on Photosynthesis of Red Pepper (Capsicum annuum L.) and the Reduction of Photoinhibition)

  • 이혜연;백명화;박순철;박연일;김재성
    • 한국환경농학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.83-89
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    • 2002
  • 고추 종자에 저선량 $\gamma$선을 조사시킨 고추 식물체의 생육과 광합성 능 및 광 스트레스 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 저선량 4 Gy가 조사된 고추 식물체에서 광합성에 의한 산소발생이 대조구에 비해 1.5배정도 높은 것으로 나타났다. 고추 잎에 900 ${\mu}mol/m^2/s$의 빛의 세기로 광저해를 4시간 유도하였을 때 최대 광합성능 (Pmax)이 대조구의 경우 20%정도 감소되는 반면 4 Gy 조사구는 3% 정도의 감소를 보였다. Fv/Fm는 광저해가 진행됨에 따라 감소되는 경향을 보이며 대조구의 경우 4시간 처리시 Fv/Fm 값이 50% 정도 감소되는 것을 볼 수 있었다. 반면 4 Gy 조사구는 Fv/Fm값이 대략 37%정도 감소되어 대조구에 비해 광 스트레스에 대해 덜 민감한 것으로 나타났다. Fo는 광저해가 진행됨에 따라 거의 변화가 없었으며 대조구나 4 Gy조사구 사이의 차이도 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율인 $\Phi_{PSII}$과 광계II 반응중심에 의한 여기 포획률을 나타내주는 1/Fo-1/Fm 또한 광저해가 진행됨에 따라 감소되었으며 4시간을 처리했을 경우 각각 대조구는 47%, 4 Gy 조사구는 30%의 감소를 볼 수 있었다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 광저해가 진행됨에 따라 감소되는 경향을 보였으나 대조구와 4 Gy 조사구간에 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma$선이 식물의 광합성을 증대시키고 동시에 광 스트레스에 대한 저해를 감소시키는 것으로 보인다.

수도재배포장에서 침투수의 Urea-N, NH4-N 및 NO3-N의 농도변화 (Changes In Concentrations of Urea-N, NH4-N and NO3-N in Percolating Water During Rice Growing Season)

  • 이상모;류순호;김계훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.160-164
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    • 1995
  • 농경지에 시용되는 질소질 비료의 대부분을 차지하는 요소를 대상으로 수도재배포장에서 요소태(Urea-N)와 암모늄태($NH_4-N$) 및 질산태($NO_3-N$) 질소의 농토를 조사함으로써 논토양에 시용되는 요소비료의 효율 증대 및 환경오염 방지에 기초가 되는 정량적인 자료를 얻고자 요소를 12kg N/10a(관행구)와 24kg N/10a(배비구) 수준으로 시용한 수도재배포장에서 수도재배기간 동안 침투수의 Urec-N, $NH_4-N$$NO_3-N$의 농도를 porous ceramic cup을 이용하여 토양깊이별로 조사한 결과는 다음과 같다. 관행구와 배비구 모두 전체 시비량의 50%를 기비로 사용한 후 12일이 지난 후에 채취한 침투수에서는 75cm 깊이에서도 Urea-N이 검출되었으며, 그 농도는 관행구 0.06 및 배비구 $0.12{\mu}g/m{\ell}$로서 배비구에서 높았다. 침투수의 $NH_4-N$ 농도는 수도의 영양생장기간 동안에는 변화가 컸지만 출수가 시작된 8월 중순 이후에는 $0.1{\mu}g/m{\ell}$로서 일정하였다. 침투수의 $NO_3-N$ 농도는 관행구 0.1~0.5 및 배비구 $0.2{\sim}0.5{\mu}g/m{\ell}$ 범위로서 요소 시용량간의 차이는 거의 없었다.

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a-SiOx:H/c-Si 구조를 통한 향상된 밴드 오프셋과 터널링에 대한 전기적 특성 고찰 (Electrical Properties for Enhanced Band Offset and Tunneling with a-SiOx:H/a-si Structure)

  • 김홍래;팜뒤퐁;오동현;박소민;라벨로 마테우스;김영국;이준신
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제34권4호
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    • pp.251-255
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    • 2021
  • a-Si is commonly considered as a primary candidate for the formation of passivation layer in heterojunction (HIT) solar cells. However, there are some problems when using this material such as significant losses due to recombination and parasitic absorption. To reduce these problems, a wide bandgap material is needed. A wide bandgap has a positive influence on effective transmittance, reduction of the parasitic absorption, and prevention of unnecessary epitaxial growth. In this paper, the adoption of a-SiOx:H as the intrinsic layer was discussed. To increase lifetime and conductivity, oxygen concentration control is crucial because it is correlated with the thickness, bonding defect, interface density (Dit), and band offset. A thick oxygen-rich layer causes the lifetime and the implied open-circuit voltage to drop. Furthermore the thicker the layer gets, the more free hydrogen atoms are etched in thin films, which worsens the passivation quality and the efficiency of solar cells. Previous studies revealed that the lifetime and the implied voltage decreased when the a-SiOx thickness went beyond around 9 nm. In addition to this, oxygen acted as a defect in the intrinsic layer. The Dit increased up to an oxygen rate on the order of 8%. Beyond 8%, the Dit was constant. By controlling the oxygen concentration properly and achieving a thin layer, high-efficiency HIT solar cells can be fabricated.

Leuconostoc mesenteroides의 내산성 변이주의 김치발효에 미치는 효과 (Strain Improvement of Leuconostoc mesenteroides as a Acid-Resistant Mutant and Effect on Kimchi fermentation as a Starter)

  • 김영환;김희중;김지영;최태부;강상모
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.41-50
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    • 2005
  • Leu. mesenteroides KCCM 35471을 변이처리하고 젖산과 초산이 2:1로 함유된 유기산 조정 배지에서 screening을 하여 유기산 내성 변이균주 M-200을 얻었다. 내산성 개량균주 M-200과 야생균주 LM-W는 $10^{\circ}C\~30^{\circ}C$ 온도범위와 pH $3.5\~4.5$의 영역에서 생육 특성에 대해 실험을 행하였다. 내산성 변이균주 M-200의 경우에는 HCI로 조절한 배지에서는 $10^{\circ}C$, pH 3.5영역에서도 증식하였다. 유기산으로 조절한 배지에서는 $10^{\circ}C$, pH 3.8의 영역까지 증식하였다. 내산성 변이균주 M-200과 야생균주 LM-W를 김치에 starter로 첨가하여 $10^{\circ}C$에서 발효시킨 결과를 살펴보면, 내산성 변이균주 M-200은 김치 발효가 끝나는 시점까지 산도 0.55 이하를 유지하였다. 이는 김치의 적숙 기간을 산도가 $0.4\~0.75\%$일 때로 본다면 내산성 변이균주 M-200을 첨가한 군은 발효기간 내내 적숙기를 유지한다는 것을 알 수 있었다. 또한 이를 야생균주 LM-W를 첨가한 군과 비교해보면 가식기간이 약 3.5배 연장됨을 볼 수 있었다. 그러나 지나친 M-200의 생육으로 Lac. plantarum의 생육이 떨어지고 김치의 산도가 올라가지 못하고 신맛이 부족하여 김치의 관능이 떨어졌다. 유기산 분석에 있어서도 젖산의 생산이 대조군에 비해 발효 21일째부터는 약 절반 정도 밖에 생산하지 못하였다 따라서 starter 첨가량 조절과 다른 변이주 들과의 혼합첨가를 한다면 좋은 관능을 갖는 김치를 생산할 수 있을 것으로 생각되었다.