• KSBB Journal
• /
• 제17권1호
• /
• pp.26-32
• /
• 2002

세포의 다당류 xanthan을 생산하기 위하여 호기성 박테리아 X. campestris를 9 L 삼상유동층 생물반응기에서 연속적으로 배양하였다. 고점도 배양액에서 공기 기포를 분쇄하기 위하여 직경 8 mm 유리 유동입자를 사용하였다. 반응기 희석률을 증가시킴에 따라 세포 단위질량 당 xanthan 생성속도 및 생성된 xanthan의 분자량은 증가하였다. 산소공급제한이 발생하지 않을 경우 연속발효에서의 xanthan 비생성속도는 회분식 발효에서 제안된 상관식의 예측결과 보다 상당히 높은 값을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.277-282
• /
• 1989

Xanthomonas campestris에 의한 생물고분자 xanthan gum 생산의 경우 배양액은 xanthan gum의 농도가 증가하면서 고점도의 non-Newtonian 유체로 변하게 되는데 이로 인하여 영양분과 산소의 물질전달이 저해를 받아 미생물의 성장과 xanthan gum의 생합성이 제한을 받게 된다. 본 연구에서는 교반속도를 변화시켜 가면서 회분식 및 유가식 배양을 하였으며 산소전달계수 측정실험을 하여 물질전달의 영향을 조사하였다. 미생물의 성장속도는 산소전달전달계수 변화에 대해 크게 영향을 받지 않았지만 xanthan gum의 생산속도는 산소전달계수값에 크게 의존하였다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.196-203
• /
• 2002

깍두기에 xanthan gum을 0, 0.05, 0.15 및 0.25% 첨가하여 2$0^{\circ}C$에서 숙성시키면서 이화학적 관능적 특성을 측정한 결과는 다음과 같다. Xanthan gum 첨가군의 PH는 대조군에 비해 숙성 전 기간동안 높았고, 0.05% 및 0.15% xanthan gum 첨가군은 숙성 전 기간동안 대조군보다 산도가 낮게 유지되었다. Xanthan gum 첨가 깍두기는 담금 직후 대조군에 비해 유산균 수가 약간 많았으나 숙성 3일에는 0.05% 첨가군이 대조군보다 약간 적었다. 가용성고형 물 함량은 담금 직후에는 xanthan gum 첨가군이 대조군보다 높았으나 숙성이 진행되면서 감소하여 대조군과 유사하였다 Xanthan gum 첨가군이 대조군에 비해 포도당과 과당 함량이 많았으며 특히 만니톨은 숙성 말기에 증가하였다. 깍두기 액의 양은 숙성 전 기간동안 0.05% xanthan gum 첨가군이 대조군보다 낮았다. Xanthan gum 첨가량이 많을수록 점도가 높았으며 모든 군에서 초기 점도가 숙성 말기까지 유지되었다. Texture Analyser에 의한 경도값은 xanthan gum 첨가군이 대조군에 비해 높게 유지되었고 특히 xanthan gum 0.05% 첨가군은 숙성 7일에 유의적으로 높았다(p<0.05). '파쇄성'과 '씹힘성'은 시료간에 유의적인 차이가 없었다. 관능적 특성으로 '외관'에 대한 점수는 숙성 5일째 0.05% 첨가군이 0.25% 첨가군보다 유의적으로 높았다. '신냄새', '군덕내', '신맛', '감칠맛'은 시료간에 유의적인 차이는 없었다. '전분맛'은 0.05% 첨가군은 대조군과 유의적인 차이가 없었으나, 0.15%나 0.25% 첨가군에서는 유의적으로 높았다. '점도'는 대조군은 숙성 기간이 경과됨 에 따라 감소하였으나 xanthan gum 첨가군은 대조군보다 높은 값을 유지하였다. '경도'와 '아삭아삭한 정도'는 0.05 %첨가군이 숙성 7일에 대조군에 비해 높았다. '전반적인 기호도'는 숙성 7일째 0.05% 첨가군은 대조군보다 유의적으로 차이가 없었으며 숙성 7일에도 높은 값을 나타내었다.

• KSBB Journal
• /
• 제17권2호
• /
• pp.142-147
• /
• 2002

기포탑 회분식 xanthan 발효에서 xanthan 생성속도와 분자량에 영향을 미치는 산소전달제한을 피하기 위하여 과산화수소수를 산소공금 보조수단으로 사용하였다. 과산화수소수 주 입은 xanthin 생성을 가역적으로 저해하였다. 반면이 직경 8 mm 유리구슬 유동화 입자는 기-액 산소전달속도를 증가시켜서 기-액-고 삼상유동충 생물반응기에서의 xanthan 발효는 기포탑 발효에 비하여 높은 단위균체량 당 xanthan 생성속도 및 점도수윤 그리고 반응기 공간-시간 수윤(space-time yield)을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제51권4호
• /
• pp.449-456
• /
• 2023

Sugar or dextrose increases the cost of production of xanthan gum by Xanthomonas campestris. Brewers' Spent Grain (BSG) was chosen as a source of fermentable sugars. BSG is a significant industrial by-product generated in large quantities from the breweries. Primarily used as animal feed due to its high fiber and protein content, BSG holds great potential as an economically and ecologically sustainable substrate for fermenting biomolecules. This study explores BSG's potential as a cost-effective carbon source for producing xanthan, utilizing Xanthomonas campestris NCIM 2961. An aqueous extract was prepared from BSG and inoculated with the bacterium under standard fermentation conditions. After fermentation, xanthan gum was purified using a standard protocol. The xanthan yield from BSG media was compared to that from MGYP media (control). The fermentation parameters, including pH, temperature, agitation and duration were optimized for maximum xanthan gum yield by varying them at different levels. Following fermentation, the xanthan gum was purified from the broth by alcoholic precipitation and then dried. The weight of the dried gum was measured. The obtained xanthan from BSG under standard conditions and commercial food-grade xanthan were characterized using FTIR. The highest xanthan yields were achieved at 32 ℃, pH 6.0, and 72 h of fermentation at 200 rpm using BSG media. The FTIR spectra of xanthan from BSG media closely resembled that of commercial food-grade xanthan. The results confirm the potential of BSG as a cost-effective alternative carbon source for xanthan production, thereby reducing production costs and solid waste.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.423-427
• /
• 2002

배추김치를 만들 때 일반적으로 사용하는 찹쌀풀이나 밀가루풀이 아닌 xanthan gum을 증점안정제로 첨가하여 숙성중 품질 특성을 측정한 결과 xanthan gum을 첨가한 시험구는 김치 담금 직후 및 숙성 중에 대조구보다 다소 높은 pH를 나타내었다. 숙성 15일까지는 xanthan gum을 0.3% 첨가한 시 험구의 pH가 가장 높았으며, 그 이후에는 0.5% 첨가구가 가장 높았다. 적정산도는 xanthan gum을 첨가한 시험구가 대조구보다 대체적으로 적정산도가 낮았다 Xanthan gum 첨가구 중에서는 숙성 20일 경에 0.5% 첨가구가 다른 처리구보다 낮은 적정산도를 나타내었다. 김 치가 숙성됨에 따라 환원당의 함량도 감소하였으며, xanthan gum을 첨가한 시험구는 대조구보다 높은 환원당 함량을 나타내었다. 숙성 10일가지는 총균수가 급격하게 증가하였으며, 그 이후에는 대체적으로감소하였으며, 10일 숙성된 김치 여과액의 점도는 xanthan gum을 0.5% 첨가한 시험구가 대조구보다 8배 이상 높은 값을 나타내었다. 관능검사시 김치의 색갈 및 냄새는 xanthan gum을 첨가한 시험구가 대조구보다 높은 점수를 나타내었다. 맛은 대조구, xanthan gum 0.1%, 0.3% 첨가구가 같은 점수를 얻었으며, 0.5% 첨가구는 가장 낮은 점수를 보였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제8권3호
• /
• pp.135-142
• /
• 2021

친환경 제방 건설 소재로 연구되고 있는 바이오폴리머는 토양의 강도 증진 효과가 알려져 있으나, 아직 식생에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 토양의 aluminum (Al) 스트레스 조건에서 잔탄검 (xanthan gum) 혼합에 따른 Camelina sativa L. (Camelina)의 뿌리 생장을 분석하였다. Al 스트레스 조건과 더불어 xanthan gum 0.05% 혼합구에서 생육한 Camelina가 비혼합구보다 뿌리 생장이 증가하였다. 같은 조건에서 aluminum activated malate transporter 1 (ALMT1) 유전자 발현이 xanthan gum 혼합구 및 비혼합구에서 모두 유도되었지만, xanthan gum 혼합구가 비혼합구보다 낮은 수준의 발현을 보여주었다. 추가적으로 용액에서 xanthan gum과 Al 이온의 결합을 확인하였으며, morin 염색과 ICP-OES 분석을 통해 Camelina 뿌리의 Al 함량을 측정한 결과 xanthan gum 혼합구에서 비혼합구 보다 뿌리의 Al 함량이 낮았다. 이러한 결과들은 xanthan gum과 Al 결합으로 인해 뿌리의 피해를 감소시키고 궁극적으로 식물의 생존 및 생육에 긍정적 효과를 미치는 것으로 보인다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제12권5호
• /
• pp.831-847
• /
• 2017

Conventional geotechnical engineering soil binders such as ordinary cement or lime have environmental issues in terms of sustainable development. Thus, environmentally friendly materials have attracted considerable interest in modern geotechnical engineering. Microbial biopolymers are being actively developed in order to improve geotechnical engineering properties such as aggregate stability, strength, and hydraulic conductivity of various soil types. This study evaluates the geotechnical engineering shear behavior of sand treated with xanthan gum biopolymer through laboratory direct shear testing. Xanthan gum-sand mixtures with various xanthan gum content (percent to the mass of sand) and gel phases (initial, dried, and re-submerged) were considered. Xanthan gum content of 1.0% sufficiently improves the inter-particle cohesion of cohesionless sands 3.8 times and more (up to 14 times for dried state) than in the untreated (natural) condition, regardless of the xanthan gum gel condition. In general, the strength of xanthan gum-treated sand shows dependency with the rheology and phase of xanthan gum gels in inter-granular pores, which decreases in order as dried (biofilm state), initial (uniform hydrogel), and re-submerged (swollen hydrogel after drying) states. As xanthan gum hydrogels are pseudo-plastic, both inter-particle friction angle and cohesion of xanthan gum-treated sand decrease with water adsorbed swelling at large strain levels. However, for 2% xanthan gum-treated sands, the re-submerged state shows a higher strength than the initial state due to the gradual and non-uniform swelling behavior of highly concentrated biofilms.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제33권2호
• /
• pp.121-131
• /
• 2023

Clay sedimentation has been widely analyzed for its application in a variety of geotechnical constructions such as mine tailing, artificial islands, dredging, and reclamation. Chemical flocculants such as aluminum sulfate (Al₂(SO₄)₃), ferric chloride (FeCl₃), and ferric sulfate (Fe(SO₄)₃), have been adopted to accelerate the settling behaviors of clays. As an alternative clay flocculant with natural origin, this study investigated the settling of xanthan gum-treated kaolinite suspension in deionized water. The sedimentation of kaolinite in solutions of xanthan gum biopolymer (0%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, and 2.0% in a clay mass) was measured until the sediment height was stabilized. Kaolinite was aggregated by xanthan gum via a direct electrical interaction between the negatively charged xanthan gum molecules and positively charged edge surface and via hydrogen bonding with kaolinite particles. The results revealed that the xanthan gum initially bound kaolinite aggregates, thereby forming larger floc sizes. Owing to their greater floc size, the aggregated kaolinite flocs induced by xanthan gum settled faster than the untreated kaolinite. Additionally, X-ray computed tomography images collected at various depths from the bottom demonstrated that the xanthan gum-induced aggregation resulted in denser sediment deposition. The findings of this study could inspire further efforts to accelerate the settling of kaolinite clays by adding xanthan gum.

• KSBB Journal
• /
• 제6권4호
• /
• pp.369-377
• /
• 1991

Xanthomonas Campestris에 의한 Xanthan gum 생산에서 질소원의 영향에 관한 연구 결과를 요약하면 아래와 같다. Sodium glutamate를 질소원으로 채용한 xanthan gum 생산발효에서 세포 생산량에 대한 생산물 생성량, 세포 생산량에 대한 탄소원 소비량은 초기질소농도에 독립적이었다. 0.4-1.0g/L의 $S_o$범위에서 $B_s$와 ${\beta}_s$는 상수를 보였고 sodium glutamate질소원과 peptone질소원 사이에서 질소원 차이에 따른 차이는 없었다. Xanthan gum생산수율은 탄소/질소농도가 10-16일 때 최대값을 보였다. Peptone질소원은 sodium glutamate질소원보다 세포 성장에 더 효율적이다. Peptone만을 질소원으로 사용한 발효와 혼합질소원을 질소원으로 사용한 발효가 생산물 생산수율 및 발효시간이 유사하므로 xanthan gum생산시 혼합질소원을 질소원으로 사용할 경우 xanthan생산원가를 절감할 수 있다.