• 제목/요약/키워드: batch culture

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Candida parapsilosis에 의한 Xylitol 생산시 균체농도가 미치는 영향 (Effect of Cell Density on Xylitol Fermentation by Candida parapsilosis)

  • 김상용;윤상현;김정민;오덕근
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.970-973
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    • 1996
  • Candida parapsilosis KFCC-10875를 사용하여 균체농도가 xylose로부터 xylitol의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Xylitol 생산속도는 균체농도 20 g/l에서 최대값 2.8 g/l-h를 보여주었으며 비 xylitol 생산속도는 농축된 균제에 의한 산소제한으로 균체농도가 증가할수록 감소하였다. 약 20 g/l로 농축된 균체를 사용하여 초기 xylose농도가 xylitol 생산에 미치는 영향을 살펴본 결과 xylitol 생산속도, 비 xylitol 생산속도 및 xylose에 대한 xylitol의 수율은 xylose의 농도 170 g/l에서 최대값을 보여주었다. 고농도의 균체를 사용하려면 xylose의 배지에서 배양된 균체를 다시 농축하여야 한다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 발효과정 중에 균체를 농축하는 방법을 시도하였다. 고농도 균체를 얻기위하여 지수증식기인 배양 초기에는 용존산소의 농노를 충분히 유지시켜 18시간 배양하여 약 20 g/l의 고농도 균체를 얻을 수 있었다. 고농도 균체를 이용하여 xylitol을 생산하기 위하여 용존산소의 농도를 0.7-1.5%로 낮추어 유지하였다. 이때, 기질의 농도는 xylose 농도가 170 g/l 이상에서는 xylitol 생산성이 비교적 크게 감소하므로 xylitol 생산성의 향상을 위하여 고농도의 xylose를 피하는 유가식 배양을 수행하였다. 그 결과 56시간 배양하여 200 g/l xylose로부터 약 140 g/l의 xylitol을 생산할 수 있었다.

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상업용 질산화 박테리아의 성장특성과 활성슬러지 공정에서의 적용 방법에 따른 연구 (A Study on the Growth Characteristics of Commercially Developed Nitrifying Bacteria and its Application to Activated Sludge Process)

  • 황규대;이봉희
    • 상하수도학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.595-604
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    • 2006
  • The growth characteristics of Commercially Developed Nitrifying Bacteria (CDNB) were studied in laboratoryscale. CDNB, a pure, artificially isolated bacterium, was cultivated to produce Cultivated Nitrifying Bacterium Group (CNBG). The average ammonia removal rate of CDNB was 0.0234g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr. CNBG was produced in the batch reactor and Specific Nitrification Rate (SNR) was determined at 0.0107g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr. The SNR of CNBG was lower than the SNR of CDNB because the diverse and multi-cultured microbial growth took place during cultivation. The effect of the temperatures and the mixing ratios of sewage and culture solution on the SNR of CNBG was studied. The SNR of CNBG, 0.0107g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr at $27^{\circ}C$, decreased to 0.0048g $NH_4^+-N/g$ MLSS/hr at $15^{\circ}C$, and temperature coefficient (${\Theta}$) was calculated to be 1.07. With the varied sewage mixing ratios, the SNR of CNBG remained unchanged. Activated sludge reactors maintaining an MLSS of 2,000mg/L at HRT of 4 h were operated under conditions in which dosage of Concentrated CNBG Solution (CCNBGS, 10,000mg MLSS/L) and application method of CNBG were varied. The reactor with 20mL of CCNBGS took shorter time to oxidize $NH_4^+-N$ reaching 1mg/L than the reactor with 5mL of CCNBGS showing that higher dosages were associated with greater mass removal of $NH_4^+-N$. However, the total removal was not great. In terms of different methods of CNBG application, reactor seeded with 20mL of CCNBGS took 3days to reach 1mg/L of effluent ammonia concentration while reactor dosed with 20% (v/v) CNBG implanted media took 2days. Both the control reactor and the reactor dosed with 20% (v/v) media only did not reach 1mg $NH_4^+-N/L$ after operating 18days. The reactor with CNBG implanted media had the highest $NH_4^+-N$ removal rate because of maintaining high concentration of Nitrifying Oxidizing Bacteria (NOM), and is regarded as an appropriate method for the activated sludge process.

Clostridium beijerinckii KCTC 1785를 이용한 수소생산 최적화 조건 탐색 (Optimization of Hydrogen Production using Clostridium beijerinckii KCTC 1785)

  • 김중곤;;김성준;김시욱
    • KSBB Journal
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    • 제20권6호
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    • pp.401-407
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    • 2005
  • 본 연구는 C. beijerinckii KCTC 1785의 배양배지(RCM)에서 수소생산을 위한 최적화 조건을 탐색하고 수소생산을 위한 배지성분을 최적화하였다. 수소생산을 위한 최적 초기 pH와 발효온도는 각각 7.0과 $35^{\circ}C$이었고, 교반은 수소생산을 가속화 시켰다. C. beijerinckii KCTC 1785는 6%(w/v)의 glucose 농도까지 성장할 수 있지만 4%의 glucose 농도에서 가장 많은 수소를 생산하였으며, 이 때 바이오가스 중 수소 함량은 37%(v/v)이었다. 그러나 배지내 잔여 glucose 양을 고려할 때 수소생산을 위한 최적 glucose 농도는 1%이었다. 발효가 진행되는 동안 수소가 생산됨과 동시에 acetic acid와 butyric acid가 동시에 생성되었으며, acetic acid와 butyric acid가 각각 5,000 mg/L과 3,000 mg/L 이상의 농도에서 수소생산을 저해하였다. 또한 발효조의 pH를 5.5로 계속 유지하였을 경우 15시간 동안 0.5% glucose로부터 1,728 mL의 수소를 생산하였으며 이 때 수소의 생산수율은 1.23 mol $H_2/mol$ glucose이었다. C. beijerinckii KCTC 1785의 성장에 있어서 yeast extract 또는 tryptose는 반드시 필요한 배지의 성분이었다.

에탄올 생산성 향상을 위한 Alginate-Celite 고정화 방법의 개발 (Development of Alginate-Celite Immobilization Technique for the Improvement of Ethanol Productivity)

  • 김승욱;김은영홍영기
    • KSBB Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.77-85
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    • 1996
  • 에탄올 생산 효모균주인 Saccharomyces K35의 에탄올 생산을 위한 최적의 초기 pH는 5.0으로 나 타났으며, 기질로 200g/$\ell$ 의 glucose를 이 용했을때 약 80%의 수율을 나타내어 내당성도 좋은 것으로 나타났다. 첨가제와 가교제로서 Celite R-634 1.67 %(v/v) 와 glutaraldehyde 1.67% (v/v) 를 함께 첨가했을때(ACG bead) Ca-alginate bead에 비해 안정성, 에탄올 생산성 빛 세포생존률이 좋게 나타 났다. 또한 배지밖에서 자란 효모 농도도 감소하여 A A CG bead가 Ca-alginate bead보다 phosphate이 온에 더 안정한 것으로 보인다. SEM (Scanning E Electron Microscopy)을 통해 ACG gel bead의 구조를 관찰하였는데 , ACG bead가 Ca~alginate bead에 비해 훨씬 온전한 모습을 유지하며, 효모의 농도가 상당히 밀집되어 있음을 보여준다. 반복회분 식 배양을 시도했을때 Ca-alginate bead의 경우는 7회분(약 40일)까지는 에탄올 놓도와 효모농도가 각각 138g/$\ell$-gel와 29~30g/$\ell$-gel을 유지하다가 급격히 감소하는 경향을 보였으나, ACG bead의 경 우에는 130~150g/$\ell$-gel와 32~35g/$\ell$-gel의 수준을 유지하였으며, 세포생존률도 약 70% 이상을 유지하였다.

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2단계 발효에 의한 고산도 사과식초의 품질특성 (Quality Characteristics of High Acidity Apple Vinegar Manufactured Using Two Stage Fermentation)

  • 성나혜;우승미;권중호;여수환;정용진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.877-883
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    • 2014
  • 본 연구에서는 사과 농축액을 이용하여 일체의 영양원을 첨가하지 않고 알코올 및 초산 발효과정으로 고산도 식초의 제조 조건을 조사하였다. 초기 알코올 함량(6, 7, 8 및 9%)을 달리하여 고산도 초산 발효액의 품질특성을 비교 분석하였다. 그 결과 알코올 함량 6% 및 7%에서 적정산도 12%의 고산도 식초 제조가 가능하였으며, 초기 알코올 함량이 낮을수록 유도기가 단축되어 수율이 높은 경향이었다. 상기 고산도 사과식초의 품질특성은 pH 2.91~3.20이고 적정산도 12.0%이며 유기산은 acetic, malic, citric 및 oxalic acid가 검출되었다. 이상의 결과 사과 농축액을 이용하여 알코올 발효 후 2단계 발효과정으로 고산도 사과식초 제조가 가능하였으나 산업적으로 활용하기 위해서는 유가식 첨가에 의한 발효기간 단축에 관한 연구가 요구되었다.

Slow Release Substrate를 이용한 Geobacter lovleyi의 TCE 탈염소화 연구 (The Study of TCE Dechlorination using Geobacter lovleyi with Slow Release Substrate Applied)

  • 차재훈;안상우;박재우;장순웅
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권9호
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    • pp.53-59
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    • 2012
  • 본 연구에서는 Slow Release Substrate(SRS)로 사용되는 TBOS의 분해특성과 TBOS 분해생성물인 acetate와 butyrate를 적용한 탈염소화 효율을 파악하고자 하였다. 회분식 실험은 GC/FID를 이용하여 TCE 및 cis-dichloroethene(cis-DCE), 1-butanol, TBOS를 분석하였으며, acetate와 butylate는 HPLC를 이용하여 분석하였다. 혐기성 가수분해 반응을 통해 1M의 TBOS는 4M의 1-butanol로 전환 및 축적되었으며, 가수분해율은 $0.186{\mu}M/day$로 나타났다. 또한, 1-butanol은 퇴적토 내 토착균주에 의해 acetate와 butyrate로 분해되었다. 이 결과 TBOS는 자연에서의 탈염소화 공정에서 SRS로 사용하기에 적합한 것으로 판단된다. Acetate와 butyrate를 전자공여체로 적용한 TCE 탈염소화 반응은 초기 TCE 농도가 낮아짐에 따라 탈염소화 효율은 높아지는 것으로 나타났다. 또한, acetate를 적용한 탈염소화 반응의 1차 반응 상수가 butyrate를 적용한 경우보다 높게 나타났다. 이는 탈염소화 반응에서 Geobacter lovleyi의 기질친화도 및 생분해성, 그리고 다양한 기질에 대한 적응도의 영향으로 판단된다. 그러나 Geobacter lovleyi의 TCE 탈염 소화 반응에 따른 cis-DCE의 축적이 발생할 경우 Geobacter lovleyi의 탈염소화 능력이 감소하는 것으로 나타났다. 결론적으로 SRS는 Geobacter lovleyi를 이용한 TCE 탈염소화 공정 향상에 도움이 될 것이며, 이에 따라 발생되는 cis-DCE는 영가철 같은 환원성 금속이나 공존 가능한 탈염소화 미생물을 이용한 처리가 함께 필요할 것으로 판단된다.

화학독립영양미생물 Aeromonas sp. strain JS-1의 RubisCO 정제 및 특성

  • 나숙현;배상옥;김민정;김성준;정선용
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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    • pp.461-464
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    • 2002
  • 화학독립영양미생물 Aeromonas sp. strain JS-l는 호수와 웅덩이의 표층수에서 분리 동정 되었고 분리된 strain JS-1은 에너지원과 탄소원으로써 각각 $H_2$$CO_2$를 이용하였다. RubisCO(EC 4.1.1.39)는 Aeromonas sp. strain JS-l으로부터 ammonium sulfate 침전과 DEAE-sepharose CL-6B, gel filtration chromatography 방법으로 정제되었다. RubisCO의 분자량은 gel filtration에 의해 대략 560 kDa임을 확인되었으며, SDS-PAGE에 의해 Large subunit(56 kDa)와 Small subunit(14 kDa)로 구성된 $L_8S_8$구조를 가지고 있음이 확인되었다. Ribulose 1,5-bisphosphate (RuBP), $NaH^{14}CO_3$$Mg^{++}$의 Km값은 각각 0.25 mM, 5.2 mM, 0.91 mM이었으며, 효소반응의 최적온도는 $50^{\circ}C$였으며, 열 안정성은 $45^{\circ}C$까지 안정하였다.

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혐기성 소화에 대한 식종원 및 암모니아 농도의 영향 (Effects of Seed Sources and Concentration of Ammonia on Anaerobic Digestion)

  • 김양지;김성일;신범식;안기섭;김종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-6
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    • 2004
  • 혐기성 소화에서 미생물에 저해/독성 물질로 알려진 암모니아의 농도와 식종원에 따른 영향을 회분식 반응기를 이용하여 분석하였다. 식종원은 고농도의 암모니아에 장기간 적응된 축산농가 축산폐수 집수조의 슬러지 그리고 저농도의 암모니아에 노출된 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지를 사용하였다. 식종원에 상관없이 암모니아는 TAN 1,500 mg-N/L에서 COD 제거율과 biogas 발생량으로 측정된 혐기성 미생물의 활성에 저해영향을 주기 시작하여 3,500 mg-N/L에서는 더욱 심하였다. 암모니아 저해 농도 범위에서 휘발성 유기산의 농도는 50 mg/L 범위로 유지되므로 메탄생성균 뿐만 아니라 산생성균도 저해영향을 받는 것으로 나타났다. 축산폐수 집수조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도 TAN으로 $2,500{\sim}3,500\;mg-N/L$ 범위에서도 COD 제거율과 biogas 발생량의 감소폭은 미미하였으나 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도가 증가할수록 COD 제거율과 biogas 발생량은 큰 폭으로 감소하였다. 결과적으로 암모니아에 장기간 순응된 슬러지로 식종한 경우 암모니아의 저해 농도에 대하여 적응도 빨랐으며 저해영향도 적었다.

BCF1 생쥐 배반포기 유래 배아간세포 작성에 관한 연구 (Maintenance and Differentiation of Pluripotential Embryonic Cell Lines from Mouse Blastocysts)

  • 이재원;이훈택;정길생
    • 한국가축번식학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.235-244
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    • 1995
  • 생쥐 배반포기 내부세포괴를 체외에서 분리 배양하여 분화가 억제된 내부세포괴 유래 증식세포를 미분화 상태에서 무한히 증식할 수 있는 전능성을 지닌 배아간세포(embryonic stem cell : ES cell)로 확립하고자 본 연구를 실시하였다. BCF1 생쥐 배반포를 10% FCS, 0.1mM nonessential amino acid, 0.1mM sodium pyruvate, 0.1mM 2-mercaptoethanol과 1,000U/ml LIF(세포분확억제인자)가 첨가된 DMEM 기초배양액에 mitomycin-C를 처리한 STO 단층배양세포에서 배양하여 분화가 억제된 내부세포괴 유래의 배아간세포를 분리하였다. 배반포를 STO 단층배양세포에서 4일간 배양하여 내부세포괴세포를 신선한 STO 단층배양세포에서 약 5일 간격으로 반복하여 계대배양을 실시하였다. 5차 계대배양후 뚜렷한 분화 양상없이 배양된 미분화 세포군에 대한 alkaline phosphatase (AP)염색과 체외분화능 검색을 실시한 결과 적색의 미분화 AP 양성반응이 확인되었으며 체외에서 배분화 형성이 유도됨에 따라 배양된 배아간세포주의 다능성 배아간세포 특성을 확인할 수 있었다.

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무기염과 생물반응기의 종류가 Clavulanic acid의 생산에 미치는 영향 (Effect of Inorganic Salts and Various Bioreactors on the Production of Clavulanic Acid)

  • 김일출;김승욱
    • KSBB Journal
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    • 제14권4호
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    • pp.440-444
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    • 1999
  • S. clavulirerus ATCC 27064 균주는 약 200 mg/L의 clavulanic acid를 생산하였지만, 이 균주를 NTG에 의해 돌연변이 시킴으로써 얻어진 S. clavuligerus KK를 같은 배양조건에서 약 5배 많은 1150 mg/L의 clavulanic acid를 생산하였다. 무기염이 첨가되지 않은 clavulanic acid의 기본 생산 배지에서는 clavulanic acid의 생산량은 1150 mg/L였으나 다양한 무기염 중에서 MgSO$_4$가 첨가된 배지에서는 약 2000 mg/L나 생산되었다. 따라서 기본 배지조성인 1%(v/v) glycerol, 1.5%(w/v) soybean flour, 0.1%(w/v) $KH_2PO_4$, 0.2%(v/v) soybean oil에 0.4%(w/v) MgSO$_4$를 첨가함으로써 clavulanic acid의 생산을 높일 수 있었다.Airlift 와 bubble column 및 교반식 생물반응기에서 회분식 배양을 했을 경우 clavulanic acid의 생산은 airlift 생물 반응기에서는 1100 ng/L, bubble column 생물 반응기에서는 1450 mg/L, 교반식 생물 반응기에서는 1500 mg/L가 생산되어, 교반식 반응기가 적절하다고 생각되며 이는 배양액이 시간이 지날수록 점도가 높아지기 때문에 임펠러에 의한 교반 효과가 있는 교반식 반응기에서 물질전달이 가장 용이하기 때문인 것으로 보인다. 특히 교반식 생물 반응기에서 용존산소농도에 따라 교반속도를 조절하여 회분식 배양을 했을 경우가 수율이 0.18, 생산성은 250mg/Lㆍday로 가장 우수하게 나타났다.

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