Bacillus pumilus IJ-1의 생물계면활성제 생산을 위한 배지 조성의 특성을 조사하기 위하여 다양한 탄소원, 질소원 및 무기염이 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 B. pumilus IJ-1은 0.5%(w/v) tryptone을 첨가하여 배양하였을 때 가장 많은 생물계면활성제를 생산하였다. B. pumilus IJ-1은 0-10% (w/v)의 NaCl 농도와 pH 5-10, $20-45^{\circ}C$의 환경에서 생장이 가능하였다. 그리고 생물계면활성제 생산은 pH 9.0의 초기 배지에서 $20^{\circ}C$, 72시간 동안 배양했을 때 최대였으며, 이러한 배양 조건 하에서 얻어진 배양액의 표면장력은 27.0 dyne/cm이었다.
토양으로부터 biosurfactant를 생산하는 미생물을 분리하여 Tsukamurella sp. 26A로 동정하였다. Biosurfactant 생산을 위한 최적 배지 조성은 n-hexadecane 7%, $NaNO_{3}$ 0.2%, $K_2HPO_4$ 0.001%, $MgSO_{4}$ center dot $7H_{2}O$ 0.02%, $CaCl_2$ center dot $2H_{2}O$ 0.02%, yeast extract 0.02%(pH 6.8-7.0, 30^{\circ}C.$ )이었으며 배양액의 최저 표면장력과 계면장력은 각각 30mN/m, 1.5mN/m였다. 유화기질로서 hydrocarbon류, edible oil류, 그리고 petroleum oil등에 작용시켰을 경우 비교적 높은 유화활성과 유화 안정도를 나타내었다.
Biosurfactants or microbial surfactants are surface-active biomolecules that are produced by a variety of microorganisms. Biodegradability and low toxicity have led to the intensification of scientific studies on a wide range of industrial applications for biosurfactants in the field of environmental bioremediation as well as the petroleum industry and enhanced oil recovery. However, the major issues in biosurfactant production are high production cost and low yield. Improving the bioindustrial production processes relies on many strategies, such as the use of cheap raw materials, the optimization of medium-culture conditions, and selecting hyperproducing strains. The present work aims to obtain a mutant with higher biosurfactant production through applying mutagenesis on Bacillus subtilis SPB1 using a combination of UV irradiation and nitrous acid treatment. Following mutagenesis and screening on blood agar and subsequent formation of halos, the mutated strains were examined for emulsifying activity of their culture broth. A mutant designated B. subtilis M2 was selected as it produced biosurfactant at twice higher concentration than the parent strain. The potential of this biosurfactant for industrial uses was shown by studying its stability to environmental stresses such as pH and temperature and its applicability in the oil recovery process. It was practically stable at high temperature and at a wide range of pH, and it recovered above 90% of motor oil adsorbed to a sand sample.
본 연구에서는 원유, 휘발유, 등유, 경유를 분해하면서 생물 계면활성제를 생산하는 균주인 B. subtilis JK-1을 선별하여 생물계면활성제 생산에 관한 연구를 수행하였다. 생물계면활성제 생산을 위한 최적 배지를 결정하기 위해 다양한 탄소원과 질소원, 무기염류를 조사하였다. B. subtilis JK-1은 탄소원인 1.0%(w/v) soluble starch와 질소원인 0.5% (w/v) skim milk를 포함한 배지에서 96 시간 동안 배양한 결과 가장 많은 생물계면활성제를 생산하였으며, 이 때 탄소원과 질소원의 비율은 2.0이었다. 그리고 0.1% (w/v)의 $KNO_3$는 생물계면활성제 생산을 위한 최적 무기염으로 확인되었다. B. subtilis JK-1은 LB 배지와 TSB 배지보다 본 연구에서 확립한 생물계면활성제 생산 최적 배지에서 더 많은 생물계면활성제를 생산하였다. 생물계면활성제 생산 최적 배지에서 B. subtilis JK-1 배양액의 표면장력은 균주 접종 후 48시간 만에 47.3 dyne/cm에서 24.0 dyne/cm로 감소하였다.
본 연구의 목적은 원유에 오염된 지역의 토양시료로부터 분리한 생물계면활성제 생산균주의 특성을 조사하기 위하여 실시하였다. 1% 원유를 포함하는 배지에서 균주 HK-3의 배양기간 동안, 생장, 생물계면활성제의 생산, pH의 변화 등을 조사하였다. 생물계면활성제의 생산능력이 뛰어난 균주인 HK-3를 선별하여, 이 균주의 배양기간에 따른 생장 변화와 생물계면활성제의 생산량, 그리고 pH에 대하여 관찰하였다. HK-3는 배양 36시간이 경과하였을 때, 가장 많은 양의 생물계면활성제를 생산하였다. 생물계면활성제 생산에 대한 부가탄소원의 효과를 알아보기 위하여 HK-3를 다른 부가탄소원(예, glucose, dextrose, mannitol, citrate, acetate)과 함께 배지에서 배양하였다. 그 결과, 생물계면활성제의 최대생산량은 mannitol을 포함하는 BH 고체평판배지에서 관찰되었으며, 투명대의 면적은 직경은 약 7.64 cm2로 측정되었다. 분리균주의 생리학적 및 생화학적 특성을 조사하였으며, 주사전자현미경을 통하여 불규칙한 막대형의 세균으로 관찰되었다. BIOLOG 시스템과 16S rRNA 염기서열을 이용한 계통유전학적 분석을 통하여 동정하여 Pseudoalteromons 종으로 확인되어 Pseudoalteromons sp. HK-3로 명명하였으며, GenBank에 [FJ477041]로 등록하였다.
본 연구에서는 Bacillus subtilis JK-1의 생물계면활성제 생산을 위한 배양 특성을 조사하기 위하여 다양한 배양 온도와 배지의 pH, NaCl 농도에 따른 균주의 생장과 배양액의 pH, crude 생물계면활성제의 표면장력을 배양 시간대별로 측정하였다. B. subtilis JK-1은 $15-45^{\circ}C$와 pH 6-10, 0-10% (w/v) NaCl 농도의 환경에서 생장과 생물계면활성제 생산이 가능하였으며, 배양액의 pH는 중성 또는 약알칼리성으로 점차 변화 하였다. 생물계면활성제 생산은 pH 7.0의 초기 배지에서 $35^{\circ}C$, 48시간 동안 배양했을 때 최대였으며, 이 때의 표면장력은 24.0mN/m이었다. 그리고 배지 내 NaCl 농도가 0% (w/v)에서 10% (w/v)로 증가할수록 균주 생육도는 감소하였고, 최종 배양액의 pH는 약알칼리성에서 산성으로 변화하였으며, 표면장력 값은 증가하였다.
This study aimed to optimize the culture conditions to improve the crude biosurfactant activity of Bacillus pumilus IJ-1, using a 33 full-factorial design of response surface methodology (RSM). It was found that submerged fermentation of B. pumilus improved the activity of the crude biosurfactant. The factors selected for optimization were NaCl concentration, temperature, and tryptone concentration. Response surface analysis revealed that the fitted quadratic model was statistically significant and produced an adequate R2 value (0.9898) and a low probability value (<0.0001). The optimum level for each factor was found to be 0.567% (w/v) NaCl, 21.851℃ and 0.765% (w/v) tryptone, respectively. Crude biosurfactant activity was found to be most affected by tryptone concentration; then temperature, and finally NaCl concentration. Our results may potentially facilitate large-scale biosurfactant production from B. pumilus IJ-1.
유류오염토양에서 분리한 유류분해균주 중 계면장력 저하능이 우수한 균주를 분리하여 동정한 결과 Pseudomonas aeruginosa D2D2로 판명되었다. 탄소원으로 glucose와 olive oil을 각 1.5%씩 첨가하였을 때 표면장력이 27.9 dyne/cm로 표면장력 저하능력이 가장 우수한 것으로 나타냈다. 생산된 biosurfactant로 ethly acetate 추출하여 crude biosurfactant를 얻었으며, TLC 분석한 결과 glycolipid계열의 biosurfactant임을 확인하였다.
Some microorganisms including yeasts produce surface tension-decreasing biosurfactants. The strain G-1, the best producer of biosurfatants was isolated from the soil and identified as Rhodotorula sp., which was not discribed any report. The Rhodotorula sp. G-1 produced biosurfactant from vegetable oils, but failed to produce it from n-alkane or carbohydrate. Yeast extract was found to be more effective for the biosurfactant production as nitrogen source than any other inorganic nitrogen source. The composion of the optimal medium contained the following conponents: soybean oil 4%, glucose 2%, yeast extract 0.5%, KH$^{2}$PO$^{4}$ 0.1%, K$^{2}$HP0$^{4}$ 0.l%, MgSO$^{4}$ 5%, CaCl$^{2}$ 0.01%, NaCl 0.01%, pH 6.0. The surface tension activity was increased to 14% when, at first, the culture broth was fermented with only soybean oil as carbon sourse, and after 90 hours, feeded glucose, than that Of glucose and soybean oil added to it simultaneously. The maxium yield of the biosurfactant was about 15 g/l by after 90 hours, the feeding method of glucose.
원유 분해능이 강력한 해양균주를 얻고자 유류오염 지역으로부터 crude oil을 탄소원으로 이용하는 수십 종을 분리하였다. 분리된 균주중 원유분해능 및 biosurfactant 생성능이 우수한 균주를 선별하여, 형태학적, 생화학적 및 생리학적 특성을 조사한 후 Bacizzus sp. LSC11로 동정하였다. Bacillus sp. LSC11 균주 배양액의 표면장력은 최저 32mN/m까지 감소되었다. Biosurfactant의 CMC값은 0.0035% (w/v) 인 것으로 나타났다. Bacillus sp. LSC11가 생산하는 biosurfactant의 유화활성은 대두유에서 최대였으며, 원유에서도 높은 편이였다. 유화안정성은 합성계면활성제와 비슷하거나 우수하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.