• 미생물학회지
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• 제37권1호
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• pp.92-99
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• 2001

Pi1ot plant (200 l)에서의 유가식 배양에 의한 Ralstonia eutopha KHB 8862의 고농도 배 양을 통하여 Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB)의 대량생산을 모색하였다. 그 결과 배양 80시간 후 168 g/l의 건체량과 건체량의 74%에 달하는 PHB를 생산할 수 있었으며, 이때의 고과당 시럽으로부터의 PHB 전환수율 및 PHB 생산성은 각각 0.27 (w/w) 및 1.6 $gl^{-1}$ $h^{-1}$ /이었다. 이를 토대로 본 연구에서는 미생물 발효에 의한 PHB 생산 cost 및 그 경제성을 분석하였다. 신규설비투자를 고려하지 않은 경우의 PHB의 생산 cost는 US$2.41/kg으로 산출된 반면에 신규 설비투자를 고려한 경우에는 US$3.15/kg으로 상승되었다. 탄소원의 PHB로의 전환수율과 발효 생산성 모두 PHB 생산비를 결정하는 중요요인이지만 전체 생산비의 37%를 차지하는 탄소원 원료비의 비중이 설비투자의 감가상각비 비중 (17%)에 비해 높기 때문에 생산성을 높이는 노력보다는 전환수율을 개선하는 것이 PHB 생산비용 절감의 핵심이 되는 것으로 나타났다. PHB chip으로의 제조시 PHB 생산 cost는 US$4.0/kg의 수준으로 현재로서는 범용 합성플라스틱에 비하여 경쟁력을 확보하지 못한다. 따라서 생산비 절감을 통한 범용수지로써 경쟁력 제고와 함께 바이오의약 분야 등의 고부가가치 영역에서의 새로운 용도 개발 등이 적극 요구된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권3호
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• pp.206-212
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• 1998

생분해성 고분자인 poly(3-hydroxybutyrate, PHB)를 생산하는 Alcaligenes eutrophus의 배양액에 응집제를 첨가하여 회수한 균체로부터 용매추출법 에 의한 PHB 회수와 순도에 미치는 응집제의 영향을 조사하였다. 응집제는 Al계 3종류와 Fe계 2종류를 사용하였다. 균체로부터 PHB는 30%로 희석한 hypochlorite 용액과 chloloform 혼합용액을 이용하여 추출 회수하였다. Al계 응집제들의 경우, 응집제의 첨가량이 1,000 mg-Al/L 이하의 농도에서는 PHB 회수율이 응집제를 첨가하지 않은 경우의 회수율(82%)과 거의 비슷하였고, 1000 mg-Al/L 이상의 농도에서는 응집제 첨가량이 증가함에 따라 PHB 회수율이 감소하였다. PHB 추출에 사용한 hypochlorite 용액의 농도를 50%로 증가시키면, 응집제를 2000 mg-Al/L까지 높은 농도로 첨가하여도 90% 이상의 PHB 회수율을 얻을 수 있었다. 회수된 PHB의 순도는 응집제의 종류와 용량에 관계없이 98% 이상으로 매우 높았다. Fe계 응집제의 경우, 응집제의 용량은 PHB의 회수율에 거의 영향을 미치지 않았으나, 회수된 PHB중의 잔류 Fe의 농도가 높았고, 잔류 Fe에 의해 정제한 PHB가 엷은 적색으로 착색되었다. 세포의 회수와 PHB의 정제 공정에 적합한 응집제로는 응집효율, 잔류 Al과 Fe 및 정제 PHB의 색상 등을 고려할 때 Fe계 보다는 Al계 응집제가 적합하였다.

• 미생물학회지
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• 제36권2호
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• pp.155-160
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• 2000

Pseudomonas sp. HJ-2는 heptanoinc acid를 단일탄소원으로 이용하여 3-hydroxybutyrate (3HB),3-hydroxy-velerate (3HV) 및 3-hydroxybutyrate (3HHp)를 구성 단위체로 하는 고무탄성 polyhydroxyalkanoate (PHA)를 생합성한다. 이 미생물 고분자는 poly(3HB-co-3HV)공중합체와 poly(3HHp) 단일중합체로 이루어진 혼합물임이 밝혀졌다. 본 연구에서는 PHA가 고무탄성체로서의 성질을 유지하는데 필용한 단위체 조성과 HJ-2의 배양조건이 PHA의 생산 및 단위체 조성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 생합성된 PHA의 탄성률은 poly(3HHp)의 존재로 크게 감소되었으나, 3HV의 함량이 높은 poly(3HB-co-3HV) 자체도 최대변형률 740%로서 고무탄성체로서의 성질을 보였다. HJ-2의 생장 및 PHA 생합성은 탄소원인 heptanoic acid의 초기농도가 40mMdlfEo 가장 높았으나, 50mM의 농도에서는 큰 저해를 받았다. PHA 생합성은 질소와 인이 결핍된 조건에서 크게 증가되었다. 배양액의 pH 및 통기는 HJ-2로부터 생합성되는 PHA의 단위체 조성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. pH 7.5에서 생합성되는 고분자는 poly(3HB-co-38% 3HV)인 반면에 pH8.0에서의 고분자는 3HHp가 95%를 차지하였다. 발효조의 교반속도를 달리한 실험의 결과 고분자 내 3HHp의 함량은 산소전달 속도가 높아질수록 증가하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권3호
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• pp.344-351
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• 1996

Microorganisms growing alcoholic distillery wastes were isolated from soil. Of them, the selected strain EL-9 had a capability of accumulating poly-$\beta$-hydroxybutyrate (PHB) when grown in alcoholic distillery wastes. The strain EL-9 was identified as a genus Actinobacillus based on the morphological, cultural, and biochemical characteristics. The strain EL-9 was named temporarily as Actino- bacillus sp. EL-9. The optimal temperature and pH for cell growth of Actinobacillus sp. EL-9 were 30$\circ$C and 7.0, respectively. The optimal medium compositions for cell growth comprised glucose 2%, NH$_{4}$NO$_{3}$ 0.15%, Na$_{2}$HP0$_{4}$-12H$_{2}$O 0.25%, KH$_{2}$PO$_{4}$ 0.25%, MgSO$_{4}$4-7H$_{2}$O 0.15%, FeSO$_{4}$-7H$_{2}$O 0.005%, CaCl$_{2}$-2H$_{2}$O 0.003% and trace element solution 5m/l. To investigate the optimal conditions for PHB production, two-stage culture technique was used. The result showed that the optimal conditions for PHB production are identical those for cell growth. When propionic acid was added as a cosubstrate, PHB/HV copolymer was produced.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2002년도 생물공학의 동향 (X)
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• pp.66-67
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• 2002

• KSBB Journal
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• 제10권2호
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• pp.176-182
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• 1995

Methylobacterium organophilum을 이용하여 다당류(메틸란)와 poly-${\beta}$-hydroxybutyrate(PHB)의 생산에 영향을 주는 환경 및 생리적 인자들을 조사하였다. PHB 축적을 위하여는 $38^{\circ}C$, 다당류의 생산을 위하여는 $30^{\circ}C$가 최적이었다. pH의 경우는 P PHB의 축적은 pH 7 ~ 8, 다당류의 생산은 pH 6~7 이 최적이였다. 질소원 제한 상태하에서의 $Mo^{2+}, Mg^{2+} 또는 Mn^{2+}$ 등의 결핍조건에셔는 질소원만의 제한조건보다 P PHB 축적은 증가하였으나, 다당류 생산은 감소하였 다. 질소원의 제한없이 $K^+$만의 결핍조건에서는 균 체증식도 억제되었고 다당류도 생성되지 않았지만 건조균체당 PHB 함량은 60%까지 증가하였다. PHB와 다당류의 동시 생산을 위한 C/N 비율의 효 는 C/N 비율이 높을수록 질소원의 제한효과 때문에 균체증식은 감소되었지만 건조균체량당 PHB 함량과 다당류의 생성은 현저히 증가하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제5권3호
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• pp.167-171
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• 1995

A bacterial strain C-02 using methanol as a carbon source was isolated from Gumi Industrial Estate and selected based on its rapid growth and capability of poly-$\beta$-hydroxybutyrate accumulation. Characteristics of strain C-02 showed that it belongs to the Methylococcaceae family, Type II subgroup. Strain C-02 could incorporate valerate into the PHB chain to form 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate (P(3HB-co-3HV)). Among various nutrient limitation tests, the nitrogen limitation test resulted in the highest content of P(3HB-co-3HV) per dry cell weight, 50$%$. Under the nitrogen limited condition, the average molecular weight of P(3HB-co-3HV) obtained was determined to be approximately $2.8\times 10^5$ daltons.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.676-679
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• 2000

• 생명과학회지
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• 제32권7호
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• pp.510-522
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• 2022

Poly (3-hydroxyalkanoates) (PHA)는 탄소원과 에너지원으로서 미생물이 과립형태로 생합성하는 열가소성 플라스틱이다. PHA 중 가장 연구가 많이 된 polyhydroxyburyrate (PHB)는 높은 결정성과 부서지기 쉬운 성질로 인해 사용 및 응용범위가 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 polypropylene과 좀 더 유사한 성질을 지닌 PHA를 생합성하고자, 3-hydroxybutyrate와 3-hydroxyvalerat의 공중합체인 poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerat) (PHBV)를 생합성하는 Bacillus sp. EMK-5020 균주를 토양에서 분리하였다. 플라스크로 배양한 결과, Bacillus sp. EMK-5020 균주는 효소를 이용한 막걸리 주박 가수분해산물(enzymatic makgeolli less hydrolysate, MLEH)에 포함된 환원당(환원당_MLEH)을 단일 탄소원으로 이용하여 1.3%의 3HV가 함유된 PHBV를 생합성하였으며, 보조탄소원으로 첨가한 propionic acid의 양이 증가할수록 3HV의 함량이 증가하여 최대 48.6%의 3HV가 포함된 PHBV를 합성하였다. 이 결과를 바탕으로 환원당_MLEH (20 g/l)와 propionic acid (1 g/l)를 각각 주 탄소원 및 보조탄소원으로 이용하여 3 l 발효기에서 균주를 72시간 배양한 결과 6.4 g/l DCW와 8.9% 3HV를 함유하는 PHBV (MLEH-PHBV)를 50 wt% 생합성함을 확인하였다. 겔 투과 크로마토그래피 분석을 통해 MLEH-PHBV의 평균 분자량은 152 kDa으로 standard PHBV의 평균 분자량(314 kDa)에 비해 절반으로 감소한 것을 확인하였으며, 열중량을 분석한 결과 MLEH-PHBV의 분해 온도가 standard PHBV보다 20℃ 높은 273℃임을 확인하였다. 결론적으로 본 연구에서는 Bacillus sp. EMK- 5020균주를 이용하여 MLEH 및 propionic acid를 탄소원으로 사용하여 다양한 3HV 분획을 함유하는 PHBV생합성할 수 있었으며, 대량배양을 통해 생합성된 8.9% 3HV를 함유한 PHBV-MLEH는 standard PHBV (8% 3HV)에 비해 높은 열 안전성을 지닌 것을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권3호
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• pp.352-356
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• 1996

Alcoholic distillery wastes are utilized as dual purposes to produce PHB in lower production cost and to reduce the amount of waste to be treated. In this study, various attempts were made to increase PHB production under various conditions by Actinobacillus sp. EL-9 in a shaker culture. The addition of glucose, NH$_{4}$NO$_{3}$ to alcoholic distillery wastes slightly promoted cell mass and PHB production. Enzyme hydrolysis of alcoholic distillery wastes increased the production of PHB than that of untreated waste and acid hydrolysis treatment. The PHB weight in alcoholic distillery wastes was 1.91 g/l. Fermentation process of PHB production reduced the amount of COD value up to 54%, which reduced organic loading rate and capacity of activated sludge system.