• 원예과학기술지
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• 제30권4호
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• pp.432-436
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• 2012

본 실험은 사계성 딸기의 무병묘 생산을 위한 생물반응기 배양 시 공기주입량에 따른 생육특성을 비교하고, 적정 공기주입량을 구명하기 위해 실시하였다. 생물반응기 내 공기주입량은 0.1vvm, 0.2vvm, 0.3vvm 및 0.4vvm 등 4 수준으로 처리하였다. 공기주입량 0.2vvm에서 초장이 9.03cm로 가장 길었으며, 엽수는 40.4개, 생체중은 6,106mg으로 타처리구에 비해 생육이 왕성하였다. 생물반응기 배양기간이 길어짐에 따라 잎, 뿌리 등이 점진적으로 많이 발생하였으며, 유식물체의 생체중도 급격히 늘어났으며, 배양 6주째에는 신초수가 주당 10.4개 발생하였으며 완전한 하나의 독립된 식물체로 발달되었다. 그리고 생물반응기 내의 공기는 0.2vvm으로 지속적으로 공급해주며, 최소 6주간 배양해야 완전한 식물체로 성장하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.194-201
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• 2014

본 연구에서는 국내 자생버섯의 일종인 Clitocybe aurantiaca KCTC11143BP 균주가 생산하는 주름개선 화장품 신소재 clitocybin A의 발효생산 최적조건, 추출정제조건, 세포독성 및 자외선 조사에 따른 MMP-1 발현 저해활성을 규명하였다. C. aurantiaca 균주를 5 L 발효조를 이용하여 회분식으로 배양하였을 경우, PD 액체배지보다 YM 액체배지에서 양호하게 생육하는 것을 확인하였다. 300 L 용량의 대형 발효조에서 modified된 YM 배지를 이용한 유가식 배양으로 14일간 배양한 결과, 12.5 kg/120 L의 총 균체량을 얻었다. 발효 추출물로부터 항노화 소재인 clitocybin A를 추출정제를 한 후 HPLC를 실시하여 배양 4일째부터 clitocybin A가 생산되고 있음을 확인하였다. Clitocybin A 화합물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTT assay를 실시한 결과, 100 ${\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 경우 $134.6{\pm}10.4%$로 오히려 세포가 증식하여 안전한 소재임을 확인하였다. 반면, 대조군으로 사용한 oleanolic acid는 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서도 강한 세포독성을 나타냈다. 또한, clitocybin A는 100 ${\mu}g/ml$ 처리시 33.1%의 MMP-1 발현 저해활성 보여 주름개선 기능성화장품 소재로 매우 우수한 화합물임을 확인하였다.

• 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.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권3호
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• pp.177-183
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• 2004

최근 시설 재배지에서는 사용된 배양액을 그냥 방출하고 있어서 지표수의 부영양화와 지하수의 오염을 유발시키는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 폐양액 처리 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 국내토양에서 분리된 광합성 독립영양 세균인 cyanobactria 중 우수한 균주를 선발하고 이의 생장에 필요한 다량의 N, P와 미량 필수원소 등 각종영양 물질이 충분히 함유된 폐양액을 이용하여 광합성 세균을 대량배양 하고자 하였다. 4종 (Anabaena HA101, HA701과 Nostoc HN601, HN701)의 미세조류 중 BG-II ($NO_3{^-}$) 액체배지에서 생장과 양분흡수능이 우수한 균체는 Nostoc HN601이었고, 이 균체는 질소 고정능 뿐만 아니라 균체 내 양분 보유능이 우수하여 본 실험을 위하여 최종 선발하였다. 선발된 Nostoc HN601의 최적 배양 조건는 통기처리 시 배양액 부피의 1/2수준의 조건과 초기 폐양액의 pH를 8.0으로만 조절 해주는 non-buffering 시스템이 효과적이었다. 최적 배양 조건하에서 Nostoc HN601을 15 L의 광배양기에 토마토를 수경 재배한 10 L의 폐양액을 이용하여 배양한 결과 균체의 생장은 $16mg\;Chl-a\;L^{-1}$로 실험실조건에서 배양된 균체 ($8.3mg\;Chl-a\;L^{-1}$)보다 약 2배정도 빠르게 증가되었으며, 폐양액 내 인산도 1주일 이내에 100% 제거시킴으로서 인산 제거효율이 매우 우수하였다. 또한 선발된 Nostoc HN601의 질소 고정능은 $22.4nmol\;C_2H_4\;mg^{-1}\;Chl-a\;h^{-1}$로 매우 우수하였고, 균체 내 총 인산과 총 질소함량은 각각 19.1 mg P와 63.3 mg N으로 높게 나타났다. 이러한 결과로 광반응기에서 폐양액을 이용한 cyanobacteria의 대량배양은 부영양화와 지하수 오염을 일으키는 폐양액 내 인산제거에 큰 효과가 있고. 배양된 균체는 높은 질소와 인산을 함유하고 있어서 생물비료로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국균학회지
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• 제25권4호통권83호
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• pp.257-267
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• 1997

강원도 양양군 일원 야산의 뽕나무에서 자생하고 있는 상황버섯 형태의 자실체를 채집하고, 그 자실체로부터 Phellnus속의 한 균주를 분리동정하였으며, 액체배양에 의하여 분리 균사체의 대량생산을 위한 배양조건, 배지조성 및 배양장치의 영향을 조사하였다. 자실체는 표면이 검으며 거칠고, 갓의 안쪽은 황갈색으로 평평하였으며, 자실층이 두터웠고(5-7 cm), 말굽형으로 조직이 매우 단단하여 전형적인 상황버섯의 형태를 나타내었다. 또, 조직 일부를 water agar에 이식하여 순수분리한 결과, 분리된 균사체는 황갈색으로, PDA 평판배지에서 자갈색의 색소를 분비하였으며, 균사는 clamp connection을 형성하지 않았고, 많은 branch가 있었다. 또 laccase, tyrosinase 및 peroxidase activity를 가지고 있어, 본 균주는 Phellinus속의 한 균주로 확인되었다. 플라스크 배양에서 균사체 생성을 위한 최적배양조건은 접종비 5%(v/v), 배지액량 70 mL, 교반속도 150rpm, 초기 pH 6, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 배양기간은 8일이었다. 또, 반응표면분석에 의한 최적 배지조성은 glucose 12.12 g/L, sucrose 12.12 g/L, yeast extract 11.15 g/L, malt extract 11.15 g/L, $KH_2PO_4$ 0.855 g/L 및 $CaCl_2$ 0.855 g/L 이었으며, 배양 4일 및 8일 후 균사체량은 각각 1.95 및 9.89 g/L 이었고, 최대 비생육속도 $0.020\;hr^{-1}$, 생산성은 1.25 g/L/day이었다. 그러나 서로 다른 3종의 배양장치를 사용한 결과, 3 L air-lift fermentor에서 통기량 2.5 vvm으로 4일간 배양하였을 때, 약 7.5g/L의 균사체를 얻을 수 있었으며, 이때, 최대 비증식속도는 $0.033\;hr^{-1}$, 생산성은 1.9g/L/day로, 같은 기간내 플라스크 배양시 보다 각각 1.7 및 4.2배가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권12호
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• pp.1982-1992
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• 2019

The alkaliphilic, calcium carbonate precipitating Bacillus sp. strain AK13 can be utilized in concrete for self-repairing. A statistical experimental design was used to develop an economical medium for its mass cultivation and sporulation. Two types of screening experiment were first conducted to identify substrates that promote the growth of the AK13 strain: the first followed a one-factor-at-a-time factorial design and the second a two-level full factorial design. Based on these screening experiments, barley malt powder and mixed grain powder were identified as the substrates that most effectively promoted the growth of the AK13 strain from a range of 21 agricultural products and by-products. A quadratic statistical model was then constructed using a central composite design and the concentration of the two substrates was optimized. The estimated growth and sporulation of Bacillus sp. strain AK13 in the proposed medium were 3.08 ± 0.38 × 10⁸ and 1.25 ± 0.12 × 10⁸ CFU/ml, respectively, which meant that the proposed low-cost medium was approximately 45 times more effective than the commercial medium in terms of the number of cultivatable bacteria per unit price. The spores were then powdered via a spray-drying process to produce a spore powder with a spore count of 2.0 ± 0.7 × 10⁹ CFU/g. The AK13 spore powder was mixed with cement paste, yeast extract, calcium lactate, and water. The yeast extract and calcium lactate generated the highest CFU/ml for AK13 at a 0.4:0.4 ratio compared to 0.4:0.25 (the original ratio of the B4 medium) and 0.4:0.8. Twenty-eight days after the spores were mixed into the mortar, the number of vegetative cells and spores of the AK13 strain had reached 10⁶ CFU/g within the mortar. Cracks in the mortar under 0.29 mm were healed in 14 days. Calcium carbonate precipitation was observed on the crack surface. The mortar containing the spore powder was thus concluded to be effective in terms of healing micro-cracks.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권3호
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• pp.185-199
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• 2017

메탄은 자연적인 발생원과 인위적인 발생원에 의해 배출되며 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 메탄을 탄소원과 에너지원으로 이용하는 메탄산화세균은 메탄의 생물학적 산화에 중요한 역할을 한다. 메탄산화세균의 서식지는 매우 다양하며 메탄산화반응의 핵심 효소인 methane monooxygenases (MMOs)는 메탄뿐 아니라 다른 기질을 산화할 수 있는 기질특이성을 가지고 있다. 이러한 메탄산화세균의 특성으로 인해 생물학적 메탄 저감 기술과 생물정화기술 분야에서 메탄산화세균의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설 논문에서는 메탄산화세균의 종류, MMOs의 특성과 메탄산화세균의 고농도 배양 기술에 관한 최근 정보를 정리하였다. 또한 메탄산화세균을 이용한 생물학적 메탄 저감 관련 실험실 규모와 매립지 현장에서의 기술 개발 현황 및 적용 결과를 소개하였다. 이러한 생물학적 메탄 저감 시스템에서 메탄산화세균의 군집 거동 특성도 고찰하였다. 마지막으로, 메탄산화세균을 활용한 생물공학기술의 혁신을 위해 필요한 과제로 대사활성이 우수하거나 신규 대사능력을 가진 메탄산화세균의 지속적인 탐색 연구, 고농도 세포 대량배양기술 개발 및 미생물 컨소시움(메탄산화세균과 비메탄산화세균의 컨소시움) 디자인 및 관리 기술 등이 필요함을 제안하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권12호
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• pp.1637-1642
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• 2007

생마늘과 열처리에 따른 마늘의 향기 특성과 향기추출물의 항산화활성을 확인하고자 국내산 한지형 마늘 3종(단양, 서산, 의성마늘)과 난지형 마늘 3종(남해, 남도, 대서마늘), 중국산 마늘에 대하여 simultaneous distillation and extraction(SDE) 방법으로 향기 성분을 추출하여 GC/MS로 동정하고 항산화활성을 측정하였다. 생마늘의 주요 향기성분은 allyl methyl sulfide, methyl-2-propenyl disulfide, diallyl disulfide, 2-ethylidene-1,3-dithiane, methyl-2-propenyl trisulfide, di-2-propenyl trisulfide 및 2-vinyl- 4H-1,3-dithiin 등으로 나타났다. 항산화활성이 우수한 것으로 알려진 diallyl disulfide, methyl-2-propenyl trisulfide 및 di-2-propenyl trisulfide 등은 중국산 마늘보다 한지형 마늘이 많이 함유하고 있었다. 향기성분은 열처리시 2-propanone, allyl mercaptan, methyl formic acid, 2-methyl butanal 2-methyl thiophene, methyl pyrazine, 2,2-dimethyl-1,3-dithiane 및 2-propenyl propyl disulfide 등이 새롭게 생성되었으며, allyl methyl sulfide, allyl alcohol 및 allyl sulfide 등의 분자량이 작은 화합물의 함량이 증가하였다. 산지별 생마늘의 향기 추출물에 대한 항산화활성은 농도 의존적으로 증가하였으며, 단양, 남해 및 중국산은 각각 20.07, 34.62 및 9.71%의 항산화활성을 나타내었고, 열처리 후에는 각각 79.90, 93.59 및 77.26%로 증가하였다.

• 한국버섯학회지
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• 제16권1호
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• pp.57-60
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• 2018

버섯과 배지에 피해를 주는 긴수염버섯파리와 원예작물의 뿌리를 가해하는 작은뿌리파리 같은 버섯파리류의 성충 발생예찰에 끈끈이트랩이 사용되고 있으며 끈끈이트랩을 이용한 예찰은 살충제 및 친환경 방제 수단의 투입을 결정하기 위한 중요한 측도이기도 하다. 다양한 색상의 끈끈이트랩은 간편하고 빠르게 설치할 수 있기 때문에 버섯파리류의 성충을 비롯한 비행 능력이 있는 대부분의 해충 예찰에 이용된다. 버섯파리류 성충 예찰에는 황색 끈끈이트랩이 가장 효과적이며, 예찰뿐만 아니라 대량유살을 통한 방제 목적으로 이용되기도 한다. 버섯재배사와 원예작물 재배지에 발생하여 피해를 주는 버섯파리류 성충의 효과적인 예찰 및 방제를 위한 끈끈이트랩의 최적 설치위치를 검토한 결과,양송이와 느타리버섯은 2단 베드에, 톱밥표고버섯은 베드 위 100 cm에, 수경재배 딸기는 베드 하단에, 수경재배 토마토는 베드 위 20 cm에 설치하였던 끈끈이트랩에서 버섯파리류 유인수가 가장 많았다. 본 연구는 버섯파리류 성충의 효율적인 예찰 및 방제를 위해서 작물의 재배형태나 환경에 따라 끈끈이트랩의 설치 위치를 달리하여야 되는 것을 시사했다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제22권4호
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• pp.469-478
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• 1997

This study was conducted to develop an automatic nutrient-solution mixing system for small-scale sewers. The nutrient-solution mixing system consisted of a low-cost and precise metering device and data acquisition ＆ control system with a personal computer. and, the metering device was composed of three parts those were supply pumps, metering cylinders and venturi tube. The system controlled electric conductivity(EC) and pH of nutrient-solution based on the time-based feedback control method with the information about temperature, EC, and pH of the nutrient-solution. The performance of the nutrient-solution mixing system was evaluated through the control of EC and pH while compared with those of commercial system. Also an experimental cultivation of tomato was conducted to verify and to improve the developed system. Results of this study were as follows. 1. The correlation coefficient of meteing device between the flow rate and operating time was 0.9999, and the linear reuession equation computed was y=21.759x, where y is the discharge($g$) and x is the operating time(s). 2. Calculated errors for the developed metering device and two commercial pump were $\pm$0.3% $\pm$2.45% and $\pm$1.38 % FS error respectively. 3. An automatic nutrient-solution mixing system based on a low-cost and precise metering device was developed. 4. The full scale errors of the developed system in controlling EC and pH at 23$\pm$1$^{\circ}C$ were $\pm$0.05mS/cm and $\pm$0.2, respectively 5. When using the commercial system, the controlled values of EC and pH of the 500 $\ell$ of water were 1.29 mS/cm and 6.1 pH for the setting points of 1.4 mS/cm and 6.0 pH respectively at 23$pm1^{\circ}C$. 6. The developed nutrient-solution control system showed $\pm$0.05 ms/cm of deviation from the setting EC value over the experimental cultivation period. 7. The deviation from the average values of Ca and Mg mass content in the several nutrient-solution were 0.5% and 1.8% respectively.