• 한국농공학회논문집
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• 제64권6호
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• pp.43-53
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• 2022

Rice paddy has been actively converted into upland crop fields as more profitable upland crop cultivation are encouraged along with the decrease in rice consumption. However, the current water supply system remains mainly for paddy water supply, so research on pipeline water supply for upland cultivation is needed. The objective of this study was to optimize storage tank installation locations for pipeline water supply in reservoir irrigation districts. Five of reservoir irrigation districts were selected as the study sites and gridded of 10×10 m in size. Then genetic algorithm was adopted to evaluate the effects of spatial storage tank allocation on total pipeline cost. The lengths of the main and branch pipelines were considered as the objective cost function for the optimization of storage tank installation. Overall the shorter the branch pipeline and the longer the main pipeline, as the number of storage tanks increase. The minimal pipeline cost, i.e., optimal condition was reached when approximately 10% of the storage tank numbers to total upland plots were installed. The methodology presented in this study can be applied to determine the number and spatial arrangement of storage tanks for upland pipeline irrigation system design.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권5호
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• pp.338-346
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• 2023

프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25℃(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86℃, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35℃, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는데 중요한 포인트를 제공할 것이다.

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.20-26
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• 2023

Emitted CO₂ is an attractive material for microbial electrochemical CO₂ reduction. Microbial electrochemical CO₂ reduction (i.e., microbial electrosynthesis, MES) using biocatalysts has advantages compared to conventional CO₂ reduction using electrocatalysts. However, MES has several challenges, including electrode performance, biocatalysts, and reactor optimization. In this study, an MES system was investigated for optimizing reactor types, counter electrode materials, and CO₂-converting microorganisms to achieve effective CO₂ upcycling. In autotrophic cultivation (supplementation of CO₂ and H₂), CO₂ consumption of Rhodobacter sphaeroides was observed to be four times higher than that with heterotrophic cultivation (supplementation of succinic acid). The bacterial growth in an MES reactor with a single-chambered shape was two times higher than that with a double chamber (H-type MES reactor). Moreover, a single-chambered MES reactor equipped with titanium mesh as the counter electrode (anode) showed markedly increased current density in the graphite felt as a working electrode (cathode) compared to that with a graphite felt counter electrode (anode). These results demonstrate that the optimized conditions of a single chamber and titanium mesh for the counter electrode have a positive effect on microbial electrochemical CO₂ reduction.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.290-293
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• 2001

본 연구는 Bacillus sp.의 고농도 생산을 위한 최적배지 조건의 확립과 배양중 발생하는 foam control에 대해 알아보았다. PBD와 “one factor at a time", BBD로 이여지는 배지 최적화 과정을 통해 최초 생산 배지에서의 균체량보다 100% 이상의 향상된 균사체량을 볼 수 있었다. 또한 scale-up 과정에서 발생하는 foam control를 위해 각기 다른 type의 antifoam을 사용하였는데, 적당한 농도에서 좋은 생장을 보이고 있었고, vegetable oil은 foam control과 값비싼 탄소원인 soluble starch을 대신할 수 있는 좋은 기질임을 알 수 있었다. 또한 배양액 내의 산소를 잡고 있으면서 좋은 전달자의 역학을 하여 급격한 DO의 감소를 막아주었다.

• 한국버섯학회지
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• 제6권1호
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• pp.20-26
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• 2008

흰목이버섯 균주와 공생균을 수집하고 ITS 5.8S rDNA sequencing을 하여 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search 결과 분리된 균의 rDNA 서열이 이 Tremella fuciformis AF042409의 rDNA 서열과 99% 일치하는 것으로 확인되었다. 그리고 함께 분리된 공생균은 같은 방법으로 Annulohhypoxylon stygium 으로 확인하였다. 분리된 T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201 균주는 PD배지에서 각각 14 mm/14 days과 85 mm/14 days의 균사생육을 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균주의 생육최적온도는 $25^{\circ}C$ (14mm/14days) 이었으며, $35^{\circ}C$ 고온과 $15^{\circ}C$이하 저온에서 균사 생장이 억제되었다. A. stygium KG 201은 흰목이버섯균과 유사한 최적온도를 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균의 생육 최적 pH는 5.0이었으며, A. stygium KG 201도 pH 5.0에서 생육이 가장 왕성하였다. 흰목이버섯 종균용 최적 배지로 참나무톱밥 77.5%, 미강 20%, 석고 1.5%, 황백당 1%가 선정되었다. T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201혼합 종균을 제조하고 흰목이버섯 자실체생산을 위한 병속재배 방법을 확립하였다. 콘코브(Corn cob) (77%와 52%)가 사용한 재료 중 최적의 자실체 성장률을 나타냈으며, 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조하였다. 면실박과 참나무톱밥은 단독 사용시 생육이 저조하였고, 콘코브를 첨가시 수율이 증대되었다. 최적수분농도는 55%로 결정되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권4호
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• pp.399-404
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• 2009

B. subtilis 균주와 L. plantarum 균주를 혼합배양하여 청국장을 제조할 때 나타나는 여러 가지 품질에 영향을 주는 인자들을 분석하고 평가하였다. B. subtilis 균주와 L. plantarum을 혼합배양할때 L. plantarum의 생육은 잘 되지 않는다. 따라서 혼합배양시 L. plantarum의 생육을 증가시키기 위하여 먼저 L. plantarum을 배양하고, 일정시간이 경과된 후에 B. subtilis를 접종하면 L. plantarum의 생균수가 $2{\times}10^7$ CFU/g에서 48시간 후에 $6{\times}10^8$ CFU/g까지 증가하였다. 혼합배양시 L. plantarum의 생육을 촉진시키는 또 다른 방법으로 B. subtilis의 초기 접종량을 $3.9{\times}10^2$CFU/g, L. plantarum의 접종량을 $2{\times}10^7$ CFU/g으로 조절하여 동시에 접종하였을 때 24시간 배양 후 B. subtilis의 생균수는 $9{\times}10^8$ CFU/g까지 증가하였으며 L. plantarum의 생균수도 $2{\times}10^7$ CFU/g에서 $6{\times}10^8$ CFU/g으로 증가하였다. 즉, 배양방법의 최적화를 통하여 B. subtilis균주와 L. plantarum 균주의 생육을 성공적으로 유도할 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 L. plantarum의 생균수가 증가된 청국장의 아미노태 질소함량은 단일균주를 사용하여 제조한 청국장과 유사하였으며, 암모니아 불쾌취가 적었으며, 풍미와 전체적인 기호도에서 높은 점수를 얻었다. 이러한 결과를 바탕으로 청국장 제조시 L. plantarum 균주를 혼합배양함으로써 기존 청국장의 이취 개선과 품질향상에 기여할 것으로 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.136-145
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• 2020

Chlorella sp. HS2, which previously showed excellent performance in phototrophic cultivation and has tolerance for wide ranges of salinity, pH, and temperature, was cultivated heterotrophically. However, this conventional medium has been newly optimized based on a composition analysis using elemental analysis and ICP-OES. In addition, in order to maintain a favorable dissolved oxygen level, stepwise elevation of revolutions per minute was adopted. These optimizations led to 40 and 13% increases in the biomass and lipid productivity, respectively (7.0 and 2.25 g l^-1d^-1 each). To increase the lipid content even further, 12 h heat shock at 50℃ was applied and this enhanced the biomass and lipid productivity up to 4 and 17% respectively (7.3 and 2.64 g l^-1d^-1, each) relative to the optimized conditions above, and the values were 17 and 14% higher than ordinary lipid-accumulating N-limitation (6.2 and 2.31 g l^-1d^-1). On this basis, heat shock was successfully adopted in novel Chlorella sp. HS2 cultivation as a lipid inducer for the first time. Considering its fast and cost-effective characteristics, heat shock will enhance the overall microalgal biofuel production process.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권11호
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• pp.1868-1874
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• 2007

We have developed a robotic system for an automated parallel cell cultivation process that enables screening of induction parameters for the soluble expression of recombinant protein. The system is designed for parallelized and simultaneous cultivation of up to 24 different types of cells or a single type of cell at 24 different conditions. Twenty-four culture vessels of about 200 ml are arranged in four columns${\times}$six rows. The system is equipped with four independent thermostated waterbaths, each of which accommodates six culture vessels. A two-channel liquid handler is attached in order to distribute medium from the reservoir to the culture vessels, to transfer seed or other reagents, and to take an aliquot from the growing cells. Cells in each vessel are agitated and aerated by sparging filtered air. We tested the system by growing Escherichia coli BL21(DE3) cells harboring a plasmid for a model protein, and used it in optimizing protein expression conditions by varying the induction temperature and the inducer concentration. The results revealed the usefulness of our custom-made cell cultivation robot in screening optimal conditions for the expression of soluble proteins.

• Mycobiology
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• 제49권5호
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• pp.491-497
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• 2021

An endolichenic fungus Xylaria grammica EL000614 produces grammicin, a potent nematicidal pyrone derivative that can serve as a new control option for root-knot nematodes. We optimized an Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT) protocol for X. grammica to support genetic studies. Transformants were successfully generated after co-cultivation of homogenized young mycelia of X. grammica with A. tumefaciens strain AGL-1 carrying a binary vector that contains the bacterial hygromycin B phosphotransferase (hph) gene and the eGFP gene in T-DNA. The resulting transformants were mitotically stable, and PCR analysis showed the integratin of both genes in the genome of transformants. Expression of eGFP was confirmed via fluorescence microscopy. Southern analysis showed that 131 (78.9%) out of 166 transformants contained a single T-DNA insertion. Crucial factors for producing predominantly single T-DNA transformants include 48 h of co-cultivation, pretreatment of A. tumefaciens cells with acetosyringone before co-cultivation, and using freshly prepared mycelia. The established ATMT protocol offers an efficient tool for random insertional mutagenesis and gene transfer in studying the biology and ecology of X. grammica.

• 한국식품과학회지
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• 제45권1호
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• pp.13-19
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• 2013

반응표면분석법을 이용하여 적양배추 종자의 전자선 처리조건과 재배조건에 따른 새싹채소의 이화학적 및 관능적 품질특성을 분석하여 유통에 적합한 최적조건을 모색하였다. 수분함량의 경우 회귀식의 $R^2$가 0.9638이었고 조사선량 및 재배기간에 많은 영향을 받고 있었다. Total phenolics 함량은 회귀식의 $R^2$가 0.9117이었고 조사선량에 많은 영향을 받았으며, carotenoid 함량($R^2$=0.8338)의 경우 조사선량, 재배기간, 저장기간의 순으로 조건 변수의 영향력이 작용하였다. 관능적 품질 역시 전자선 조사선량에 가장 크게 영향을 받아 선량의 증가에 따라 관능평점이 감소하는 경향을 보여주었다. 재배 및 저장조건의 최적화를 위해 total phenolics 함량 및 전반적 기호도를 superimposing한 결과 최적조건은 조사선량 2.2-3.8 kGy, 재배기간 3.0-4.0일 및 저장기간 2.0-3.0일 범위로 예측되었다.