• Journal of Microbiology
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• 제44권4호
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• pp.439-446
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• 2006

In this study, the growth kinetics of Lactobacillus rhamnosus and lactic acid production in continuous culture were assessed at a range of dilution rates $(0.05 h^{-1}\;to\;0.40h^{-1})$ using a 2L stirred tank fermenter with a working volume of 600ml. Unstructured models, predicated on the Monod and Luedeking-Piret equations, were employed to simulate the growth of the bacterium, glucose consumption, and lactic acid production at different dilution rates in continuous cultures. The maximum specific growth rate of L. rhamnosus, ${\mu}_{max}$, was estimated at $0.40h^{-1}$I, and the Monod cell growth saturation constant, Ks, at approximately 0.25g/L. Maximum cell viability $(1.3{\times}10^{10}CFU/ml)$ was achieved in the dilution rate range of $D=0.28h^{-1}\;to\;0.35h^{-1}$. Both maximum viable cell yield and productivity were achieved at $D=0.35h^{-1}$. The continuous cultivation of L. rhamnosus at $D=0.35h^{-1}$ resulted in substantial improvements in cell productivity, of 267% (viable cell count) that achieved via batch cultivation.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권4호
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• pp.328-333
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• 2005

Paenibacillus elgii SD17 (KCTC $10016BP^T$=NBRC $100335^T$) was recently reported as a new species. Based on its inhibitory activity to Thanatephorus cucumeris AG1-1, strain SD17 was further evaluated for its potential as a biocontrol agent against soil-borne diseases of turf grasses in Korea. P. elgii SD17 showed a broad spectrum of antimicrobial activity in vitro test and suppressed development of turf grass diseases; Pythium blight caused by Pythium aphanidermatum and brown patch caused by T. cucumeris AG1-1 on creeping bentgrass (Agrostis palustris) in the growth chamber tests. Under a condition for massive culture in a 5,000 L fermenter, P. elgii SD17 reached $6.4{\times}10^8$ spores/ml that resulted in approximately $1.0{\times}10^7$ cfu/g when formulated into a granule formulation (GR) using the whole culture broth instead of water. Using the GR formulation, biocontrol activity of P. elgii SD17 was confirmed. In the growth chamber tests, the GR formulation was effective against brown patch and Pythium blight with similar level of disease severity compared to each of the standard fungicides at the application rates of 10 g/$m^2$ or above. In the field tests, compared to each untreated control, the GR formulation also effectively controlled Pythium blight, brown patch and large patch at all the application rates of 5, 10 and 20 g/$m^2$, respectively, without significant response by the application rates. However its performance was inferior to each of the standard chemical fungicides. Based on these results, we consider this GR formulation of P. elgii SD17 as an effective biocontol agent to suppress Pythium blight, brown patch and large patch of turf grasses in Korea.

• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.96-102
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• 2006

H. erinaceum은 식용은 물론 각종 약리효과를 나타내어 현재 산업적으로 매우 주목되고 있는 기능성 소재들 중의 하나이다. 본 연구에서는 H. erinaceum의 기능성 소재화 연구의 일환으로, 지금까지 체계적으로 연구된 바 없는 H. erinaceum의 액체배양을 시도하고. 이 버섯 액체배양의 최적화를 수행하였다. 16종 버섯 배지의 플라스크 배양을 통해 우수 기본 배지를 선발하였고, 이의 반응표면분석에 의해 배지 및 배양조건의 최적화를 수행한 결과, 최적 배지 조성은 glucose 3%, yeast extract/peptone(1:1) 0.2%, $KH_2PO_4/MgSO_4$(1:1) 0.2%이었으며, 최적 배양조건은 $22.28^{\circ}C$, pH 5.67, 접종량 13.42%에서 얻어졌다. 이러한 최적 배지 및 배양조건하에서 얻어진 균사체량은 약 9 g/L 이었으며, 이는 기본배지에서 배양 8일 후 얻어진 최대값인 5.40 g/L에 비하면 약 1.7배 향상된 결과이었다. 하지만 H. erinaceum의 액체배양시 낮은 균체량과 비교적 느린 생육이 관찰되어 보다 높은 생산성의 향상을 위해서는 이에 적합한 새로운 형태의 fermenter의 선정 및 새로운 배양 system의 적용이 필요한 것으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.73-79
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• 2002

본 연구에서는 C. ljungdahlii를 이용하여 일산화탄소로부터 에탄올 생성 방법을 최적화하였다. 먼저 Clostridium ljungdahlii ATCC 55383을 이용하여 일산화탄소 소비속도에 대한 kinetic model과 그에 따른 여러 가지 상수값을 계산하기 위한 실험을 수행하였다. 이 결과 일 산화탄소 소비속도 data에 Michaelis Menten식이 잘 적용됨을 알수 있었고 기울기 값 $K_m/V_{max}$ max 및 y-절편값 $1/V_{max}$로부터 구한 $V_{max}$는 37.14 mmol/L-hr-O.D. 그리고 $K_{m}$은 0.9516 atm임을 알 수 있었다. C. ljungdahlii에서의 ethanol의 생성에 미치는 pH와 질소원의 영향을 실험한 결과 세포성장에는 pH 5.5와 YE첨가가 에탄올 생성에는 pH 4~4.5, ammonium solution $(NH_4Cl+(NH_4)_2SO_4$)첨가가 필요한 것으로 확인되었다. 따라서 pH 5.5와 YE 0.5%에서 C. ljungdahlii를 배양한 후 pH 4.5로 shift하고 ammonium solution을 계속 첨가한 경우 세포농도 0.D. 0.25에서 약 3.6 g/L의 에탄올 생성을 얻었으며 이것은 pH 및 질소원 shift가 없는 경우에 비하여 약 20배 이상 에탄을 생성양이 증가된 수치이다. 이를 바탕으로 pH shift 후 N source로서 ammonium solution을 지속적으로 공급하여 주면서 fermenter를 이용한 일산화탄소로부터 에탄을 최적화를 수행하였고 이 결과 최대 specific ethanol production rate 0.49 g ethanol/L.hr.O.D.를 얻을 수 있었으며 생성된 최종 에탄을 농도는 25 g ethanol/L에 달하였다. 이 결과를 이용하여 높은 세포농도를 얻기 위하여 세포성장에 도움을 주는 탄소원 실험을 수행하였고 이 결과 glucose를 이용한 세포성장후 일산화탄소로 전환하는 방법을 fermenter에 적용하여 pH 5.5, 400 rpm 조건에서 glucose를 feeding하여 O.D. 3.4가지 자라게 한 후 ammonium solution을 첨가하여 주면서 일산화탄소를 소비하는 시점가지 약 10시간 동안 CO adaptation을 실시하여 일산화탄소의 소비속도가 충분한 속도에 달했을 때 pH를 5.5에서 4.5로 낮추어 주었고 그 후 간헐적으로 ammonium solution을 feeding한 결과 얻어진 최종 에탄을 생성량은 45 g/L 이었다. 특히 약60시간 이내에 45 g/L 정도의 ethanol을 생성 함으로써 0.75 g ethanol/L.hr의 ethanol 생산성을 확보 할 수 있었다. 또한 C. ljungdahlii이 에탄을 내성을 실험한 결과 약 50 g/L 정도의 에탄올에는 큰 성장 장애를 받지 않는 것으로 나타나 이 균주를 이용한 산업체 부생가스로부터의 에탄을 생산 가능성을 더하여 주고 있다. 현재 본 연구진에 의하여 C. ljungdahlii를 이용하여 long term operation시의 cell viability 유지를 위한 세포성장과 에탄을 생성을 완전히 분리시킨 2 bioreactor system의 연구 및 일산화탄소로부터 높은 농도의 에탄올을 생성하는 독창적인 새로운 균주가 분리되어 현재 실험 진행 중이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제11권1호
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• pp.59-66
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• 1983

유포자 유산균인 Lactobacillus sporogenes 가 특이하게 균체외 $\beta$-galactosidase를 다량 생산하는 것을 발견하여 효소생산을 위한 영양요구성과 배양조건을 조사하였다. 영양요구성으로는 탄소원으로서 lactose 1%, 유기질소원으로서 peptone 1.5%, 무기질소원으로서 ammonium sulfate 0.2%, phosphorus 원으로 ammonium phosphate, dibasic을 0.8%. mineral은 potassium chloride 0.05%, ferric chloride 0.001% 첨가했을 때 최대의 효소생산을 나타내었다. 배지의 최적 initial pH는 7.0, 최적배양온도는 37$^{\circ}C$, aeration효과는 500$m\ell$용 진탕 flask에 배지량을 50~200$m\ell$ 주입, 140 strokes/min (진폭 7cm)으로 진탕 배양하였을 때 최고의 효소생산을 나타냈다. 상기의 최적조건에서 균체증식은 24시간 배양에 최고에 달하는 반면 $\beta$-galactosidase 생산은 균체내 효소생산의 경우 균체증식 속도와 비례적으로 증가하여 배양 24시간 전후에서 30U/$m\ell$로 최고치를 나타내고 균체외 효소는 배양 40시간 전후 즉, 균증식의 후기 정지기에서 38U/$m\ell$로 가장 높은 효소생산량을 보였다. 또한 fermentor 실험 역시 flask배양과 거의 비슷한 배양 양상을 보였으며 균체외 효소역가는 45U/$m\ell$로 진탕 flask 배양 결과보다 다소 양호하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.259-268
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• 2023

Rhodococcus sp. 3-2 strain has been reported to degrade benzimidazole-based pesticides, such as benomyl and carbendazim. Therefore, this study aimed to optimize culture medium composition and culture conditions to achieve cost-effective and efficient large-scale production of the Rhodococcus sp. 3-2 strain. The study identified that the optimal media composition for mass culture comprised 0.5% glucose, 0.5% yeast extract, 0.15% NaCl, 0.5% K₂HPO₄, 0.5% sodium succinate, and 0.1% MgSO₄. Additionally, a microbial agent was developed using a 1.5-ton fermenter, with skim milk (20%), monosodium glutamate (15%), and vitamin C (2%) as key components. The storage stability of the microbial agent has been confirmed, with advantages of low temperature conservation, which helps to sustain efficacy for at least six months. We also assessed the benomyl degradation activity of the microbial agent within field soil. The results revealed an over 90% degradation rate when the concentration of viable cells exceeded 2.65 × 10⁶ CFU/g after a minimum of five weeks had elapsed. Based on these findings, Rhodococcus sp. 3-2 strain can be considered a cost-effective microbial agent with diverse agricultural applications.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권2호
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• pp.164-168
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• 2015

효모의 액침배양법에 의한 구연산을 발효생산하였다. 여덟 가지 구연산 발효균주의 생산성을 비교하여 가장 생산성이 높은 Candida zeylanoides를 선발하였다. 발효조건의 최적화를 위하여 glucose와 fructose 혼합당 배지에서 C/N 비, 인산염의 농도, Fe²⁺ 이온의 최적 농도를 결정하였다. 삼각 플라스크 실험결과 C/N 비는 40/1이 가장 좋았으며, 최적화된 인삼염과 Fe²⁺ 농도에서 구연산 91.4 g/l와 이소-구연산 19.8 g/l를 생성하였다. 이 결과를 토대로 TCPH 전처리 당밀 배지를 사용한 실험에서는 인삼염 농도 1.0 g/l, Fe²⁺ 이온 50 mg/l 이하의 농도에서 구연산 91 g/l와 이소-구연산 18.5 g/l를 생성하였다. 5 L-Jar 발효조를 사용한 실험에서의 구연산 수율(Y_p/s, g/g)은 0.51이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.500-506
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• 2017

To investigate the potential applications of bacterial heme, aminolevulinic acid synthase (HemA) was expressed in a Corynebacterium glutamicum HA strain that had been adaptively evolved against oxidative stress. The red pigment from the constructed strain was extracted and it exhibited the typical heme absorbance at 408 nm from the spectrum. To investigate the potential of this strain as an iron additive for swine, a prototype feed additive was manufactured in pilot scale by culturing the strain in a 5 ton fermenter followed by spray-drying the biomass with flour as an excipient (biomass: flour = 1:10 (w/w)). The 10% prototype additive along with regular feed was supplied to a pig, resulting in a 1.1 kg greater increase in weight gain with no diarrhea in 3 weeks as compared with that in a control pig that was fed an additive containing only flour. To verify if C. glutamicum-synthesized heme is a potential electron carrier, lactic acid bacteria were cultured under aerobic conditions with the extracted heme. The biomasses of the aerobically grown Lactococcus lactis, Lactobacillus rhamosus, and Lactobacillus casei were 97%, 15%, and 4% greater, respectively, than those under fermentative growth conditions. As a potential preservative, cultures of the four strains of lactic acid bacteria were stored at $4^{\circ}C$ with the extracted heme and living lactic acid bacterial cells were counted. There were more L. lactis and L. plantarum live cells when stored with heme, whereas L. rhamosus and L. casei showed no significant differences in live-cell numbers. The potential uses of the heme from C. glutamicum are further discussed.

• KSBB Journal
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• 제18권2호
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• pp.155-160
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• 2003

Streptoverticillium morbaraene로부터 미생물 유래 transglutaminase 생산을 위하여 최적의 용존산소 농도를 구명하였다. 용존산소는 용존산소 농도 자동 조절 시스템에 의해 조절되었다. 발효 중 용존산소 농도 조절을 위하여 통기속도는 0.3-3.9 L/min, 교반속도는 260-360 rpm으로 각각 범위를 설정하였다. 용존산소 농도를 조절한 다양한 회분식 배양에서 용존산소가 20%일 때 최대 미생물유래 transgiutaminase 생산이 가능하였다. 최분배양에서 용존산소 농도를 20%로 조절한 경우 미생물유래 transglutaminase 생산은 2.12 U/mL이었고, 용존산소를 조절하지 않은 회분식 배양의 미생물유래 transglutaminase 생산보다 1.1배 향상되었다. 역시 가장 높은 미생물유래 transglutaminase 생산은 용존산소를 20%로 조절한 유가식 배양에서 가능하였으며, 용존산소를 조절하지 않은 회분식 배양의 미생물유래 transglutaminase 생산에 비교해서 1.3배 증가하였다. 최대 건조균체량과 미생물유래 transglutaminase 생산은 각각 13.2 g/L와 2.6 U/mL이었다. 용존산소를 20%로 용존산소 농도 자동 조절 시스템에 의해 조절한 유가식 배양은 미생물유래 transgiutaminase 생산에 적절하였으며 다른 미생물 배양에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Mycobiology
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• 제47권4호
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• pp.512-520
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• 2019

Statistical experimental methods were used to optimize the medium for mass production of a novel laccase3 (Lac3) by recombinant Saccharomyces cerevisiae TYEGLAC3-1. The basic medium was composed of glucose, casamino acids, yeast nitrogen base without amino acids (YNB w/o AA), tryptophan, and adenine. A one-factor-at-a-time approach followed by the fractional factorial design identified galactose, glutamic acid, and ammonium sulfate, as significant carbon, nitrogen, and mineral sources, respectively. The steepest ascent method and response surface methodology (RSM) determined that the optimal medium was (g/L): galactose, 19.16; glutamic acid, 5.0; and YNB w/o AA, 10.46. In this medium, the Lac3 activity (277.04 mU/mL) was 13.5 times higher than that of the basic medium (20.50 mU/mL). The effect of temperature, pH, agitation (rpm), and aeration (vvm) was further examined in a batch fermenter. The best Lac3 activity was 1176.04 mU/mL at 25 ℃, pH 3.5, 100 rpm, and 1 vvm in batch culture.