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KSBB Journal

간행물 정보
  • 자료유형
    학술지
  • 발행기관
    한국생물공학회 [The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering]
  • pISSN
    1225-7117
  • 간기
    격월간
  • 수록기간
    2009 ~ 2013
  • 주제분류
    공학 > 생물공학
  • 십진분류
    KDC 476 DDC 576
제18권 제2호 (15건)
No

연구논문

1

압전 수정 결정 미량 천평(PZ QCM) 바이오센서의 원리와 응용

김의락

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.79-89

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

This article contains an overview of acoustic wave devices, the theory and application of piezoelectric quartz crystal microbalances(PZ QCM) ; clinical analysis, gas phase detection, DNA biosensors, drug analysis, food microbial analysis and environmental analysis.

2

한약재내 중금속 함량분석 및 물세척 효과

이승훈, 최호영, 박창호

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.90-93

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

쌍화탕의 재료로 사용되는 9가지 한약재에 함유된 6가지 인체에 유해한 중금속 함유량은 생강과 당귀의 경우 식약청 기준치인 30 ppm의 1.47배와 1.24배 이었고 기타 한약재는 기준치와 거의 동등하거나 5% 이내에서 초과하였다. 가장 간단한 수치법인 물세척 만으로 중금속이 20-38% 제거되었고 따라서 모든 실험대상 약재에 대하여 중금속 함량을 식약청 기준치보다 낮출 수 있었다.

Six heavy metals (lead, copper, cadmium, chromium, mercury and arsenic) were analyzed in 9 oriental medical materials (Paeoniae Radix Alba, Zizyphi Fructus, Cnidii Rhizoma, Rehmanniae Radix Preparata, Angelicae Gigantis Radix, Astragali Radix, Glycyrrhizae Radix, Cinnamomi Cortex Spissus, and Zingiberis Rhizoma Crudus) by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). The heavy metal contents of Zingberis Rhizoma Crudus and Angelicae Gigantis Radix were 44.0 and 37.3 mg/kg, respectively, which were 1.47 and 1.24 times higher than the guideline set by the Korean Food and Drug Administration (KFDA). Washing with deionized water lowered the heavy metal contents by 20-38%, and reduced levels to below the guidelines set by KFDA.

3

배지조성이 Gluconacetobacter hansenii PJK의 Bacterial Cellulose 생산에 미치는 영향

정재용, 박연희, 박중곤

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.94-99

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

Gluconacetobacter hansenii PJK의 경우 배지 조성 중 탄소원보다는 질소원 및 acetic acid가 BC 생산에 더 많은 영향을 미쳤다. 또한 BC 생산능은 pH 4.5-6.0 범위에서 배지의 초기 pH 영향을 거의 받지 않았으며 BC에 둘러싸인 균주보다 배양 상등액에 존재하는 균주의 BC 생산능이 더 우수하였다. G. hansenii PJK의 BC 생산은 fructose metabolism이 아닌 glucose metabolism으로 이루어지며 배지 성분 중 fructose와 lactate는 Cel- mutant의 발생 및 성장을 촉진시켰으며 TCA cycle에 위치하는 succinate의 첨가는 BC 생산에 거의 영향을 미치지 않았다.

The effect of medium composition on the production of bacterial cellulose (BC) by Gluconacetobacter hansenii PJK was investigated. The addition of yeast extract and peptone in the medium increased the production yield (YP/S) of BC. The amount of BC produced by G. hansenii PJK was constant if the initial pH of the medium was in the range 4.5 to 6.0. Strains from the supernatant of the culture medium produced more BC than those from inside the BC. BC production was dependent on glucose metabolism, and the addition of fructose or lactate as a carbon source converted cells to Cel-mutants. Cel- mutants produced by the addition of fructose or lactate to the medium caused 73% or 30% decreases in BC production, respectively. The addition of succinate, which is one of the constituents of the TCA cycle, did not affect the production of BC.

4

HPFA를 이용한 HSA와 (S)-perillyl Alcohol의 단백질 결합력

송명석, 왕덕선, 구윤모, 노경호

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.100-103

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

의학, 약학적으로 작용이 뛰어난 약리성분이 인체 내에서 상처 부위에 얼마나 빨리 도달하여 치료를 하는지를 알기 위하여 혈장 단백질과 약리성분의 결합력을 연구하는 새로운 연구 분야가 HPFA이다. 본 연구는 인체 내에 존재하는 혈장 단백질과 항암제로서 알려져 있는 (S)-perillyl alcohol의 결합력과 결합 매개변수를 구하기 위하여 on-line frontal analysis HPLC system을 적용하였다. Develosil 100 Diol 5 (10 cm x 4.6 mm I.D.)의 HPFA 컬럼을 이용하였고, 이동상은 인산완 충용액(pH = 7.4, I = 0.17)을 이용하였다. UV wavelength 205 ㎚에서 실험을 수행하였고, 주입 부피는 본 실험 조건인 혈장 단백질이 350 μM일 경우에 최대의 혈장 단백질과 결합되지 않은 약리성분의 농도를 갖게 되는 600 ㎕으로 정하였 다. Scatchard analysis를 통한 연구 결과로 혈장 단백질인 HSA와 (S)-perillyl alcohol의 결합 매개변수(K)와 단위 HSA에 대한 S-POH의 결합 위치의 수(n)는 각각 K = 2.05 x 106 [M-1], n = 0.00428로 실험적으로 구하였다.

An on-line frontal analysis HPLC system was developed to determine the unbound concentration of (S)-perillyl alcohol, an potential anti-cancer agent, in human serum albumin (HSA) solution. The analysis was performed on a Develosil 100 Diol 5 (10 cm x 4.6 mm I.D.) high-performance frontal analysis (HPFA) column. Sodium phosphate solution was used as the mobile phase (pH 7.4, ionic strength 0.17) at a flow rate of 1 ㎖/min. UV wavelength was set at 205 ㎚. A injection volume of 600 ㎕ was chosen to ensure the compound eluted formed a zonal peak with a plateau. By Scatchard analysis, it was found that the binding constant(K) and binding number(n) of (S)-perillyl alcohol to molecular HSA were 2.05 x 106 [M-1], 0.00428, respectively.

5

스텐트 코팅용 생분해성 고분자의 약물 방출 특성

강혜수, 김진설, 김동운, 강병철, 이봉희, 김범수

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.109-110

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

스텐트 재질인 stainless steel 표면에 모델 약물인 rose bengal을 포함한 생분해성 고분자 PLGA, PHB, MCL-PHA를 코팅하여 약물방출 특성을 조사하였다. PLGA의 농도가 낮을 수록, rose bengal의 농도가 높을수록, dip-coating 시간이 길수록 약물방출이 증가하였으며, PHB > PLGA > MCL-PHA 의 순서로 약물이 빨리 방출되었다. 이는 생분해성 고분자의 농도 및 종류, 약물의 농도, dip-coating 시간 등을 변화시켜 약물방출을 조절할 수 있음을 나타낸다.

Biodegradable polymers, poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA), poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), and medium chain length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHA) containing rose bengal (model drug) were coated onto the surface of stainless steel (stent materials) and their in vitro release characteristics were investigated. Drug release increased with; decreasing PLGA concentration, increasing rose bengal concentration, and increasing dip-coating duration. The order of drug release from the polymer coating was: PHB > PLGA > MCL-PHA. These results suggest that drug release can be controlled by; changing the concentration and type of polymer, the drug concentration, and the dip-coating duration.

6

고정화 혐기성 미생물에 의한 연속적인 수소 생산

김정옥, 김용환, 류정용, 송봉근, 김인호

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.111-116

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

하수 소화 슬러지에 pH제어를 통해 메탄발생 박테리아의 활성을 저하시키는 방법으로 수소발생에 관한 실험을 실시하였다. 반응조는 2 L 운전용적으로 혐기상태로 운전하였으며 37±1℃로 항온 유지하였다. pH제어는 1N NaOH를 간헐적으로 주입하였으며 연속적인 운전조작은 가스발생이 나타난 후 부터 시작하였다. 슬러지의 유실을 방지하는 방법으로 PVA계 친수성 재질의 담체를 사용한 결과 PVA담체는 혐기성 미생물의 성장 시 최적의 환경을 제공하고 기질과 미생물간의 물질전달이 우수한 담체임을 확인할 수 있었다. 한편 슬러지에 유무기 복합 고분자를 투입하는 방법으로 입상화 슬러지를 제조시켜 반응조에 투입하였을 때 밀도를 가진 슬러지는 고농도의 미생물유지가 가능하였다고 판단된다. 입상화 슬러지는 초기의 전형적인 혐기성색깔인 검정색에서 회색으로 변화하였으며 입경 분포는 1.5~2.0 mm 정도이었다. 최대 바이오가스 생산량은 380 ml/L/hr였으며 수소가스조성은 50%에 달하였다. 입상화슬러지는 슬러지의 유실을 방지함으로써 고농도의 미생물 유지가 가능하다고 판단된다.

Hydrogen producing acidogenic microorganisms were self-immobilized using organic-inorganic hybrid polymer within 5 minutes. During the continuous treatment of synthetic wastewater at a hydraulic retention time of 20 hours, at 37℃, pH 5.0, the self-immobilized granules were maintained in a stirred tank reactor. The black colored granules gradually became milky. Image analysis showed that the mean diameter of the milky colored granules ranged from 1.5 to 2.0 mm. The maximum bio-gas production rate was 380 ml/L/hr and the concentration of H2 was around 50%, while no methane was detected. Granular ECP was extracted and its content was measured to elucidate the role of the organic-inorganic hybrid polymer. Further increases of granule concentration are expected to increase the hydrogen production rate.

7

초임계 이산화탄소로 처리된 목초액 첨가 장류의 품질향상효과 및 보존성

윤선경, 이승진, 윤성옥, 박선영, 김학경, 전병수

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.117-121

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40℃, 110 bar 조건에서 초임계 추출장치를 이용하여 추출한 목초액을 GC/MS로 분석한 결과 타르, 탄화취 등의 유해성분이 제거되었다. 이 정제 목초액을 천연보존제로써 간장 및 된장에 첨가하여 보존성을 관찰한 결과, 간장의 경우 정제 목초액의 첨가 농도가 증가할수록 첨가하지 않은 것에 비해 총균수가 적었으며, 간장 내에 있는 미생물이 어느 정도 성장에 저해를 받은 것으로 나타나 보존성 및 품질향상효과를 기대할 수 있었다. 된장의 경우 정제 목초액을 첨가한 것이 첨가하지 않은 것에 비해 대체로 총균수가 적어 보존효과가 있는 것으로 나타났으며, 된장의 색도를 측정한 결과 정제 목초액을 첨가한 것은 첨가하지 않은 것과 비교하여 명도(L*)와 황색도(b*)는 증가하였고, 적색도(a*)는 낮아 된장의 갈변이 첨가하지 않은 것에 비해 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 따라서 초임계 기술로 추출한 목초액은 간장 및 된장의 저장성 향상을 위한 첨가물로써 매우 효과적인 것으로 사료된다.

The study was carried out to determine the effect of storage property and qualities on soybean sauce and paste by adding different amount of pyroligneous liquor obtained by supercritical fluid extraction(SFE). Purified pyroligneous liquor obtained by SFE at 40℃/110 bar contained ρ-cresol, ο-cresol and m-cresol food sterilizers, but no toxic substances such as tar, scorched, furfuraland and monophenol. Thus pyroligneous liquor was considered to be suitable as natural food preservative. In case of soybean sauce, pyroligneous liquor was tested to determine the potential of natural food preservative to prevent film formation on soybean sauce 15days at 30℃. Increasing amounts of purified pyroligneous liquor added to soybean sauce prevented film forming yeasts. In case of paste, pyroligneous liquor was tested to determine the potential of natural food preservative to inhibit browning on paste 60 days at 30℃. Purified pyroligneous liquor added to paste inhibited brown pigment. As a result, purified pyroligneous liquor offered a promising way of improving the quality and storage property of soybean sauce and paste.

8

다중 이온교환크로마토그래피를 이용한 계란난백에서 리소짐의 분리

허윤석, 김형원, 김인호

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.122-126

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본 연구에서는 다중 이온교환크로마토그래피로 리소짐을 분리하는 공정개발을 위해 Cellufine CM C-200과 Bio-rex 70겔을 이용하여 비교 실험하였다. 난백에서 lysozyme의 분리, 정제 및 수지의 활용성을 확인하는 실험이었다. 실험결과 Cellufine겔은 5 주기가 지나면서부터 용출분획에서 낮은 농도의 단백질이 용출됨을 확인하였다. 이는 주기가 진행될 수록 겔의 흡착능력이 약화됨을 보여주는 것이다. 또한 주기가 진행될수록 각 주기의 크로마토그램을 분석한 결과, 단백질이 겔의 작용기와 효과적으로 흡․탈착 작용을 하고 있지 못하기 때문에 용출영역의 peak가 계속해서 낮아지는 경향을 보였다. 그러나 Bio-rex 70겔은 6 주기를 수행 후에도 겔의 흡착능력이 상실되지 않고 단백질과 효과적으로 결합함을 용 출영역의 크로마토그램과 전기영동에서 확인하였다. Bio-rex겔은 Cellufine겔보다 단백질과 작용기와의 결합력이 우수하였으나 순수한 lysozyme의 정제에 있어서 적당하지 못함을 알 수 있었다. lysozyme의 용출 이온강도가 다른 단백질들 보다 더 강하기 때문에 용출용액의 소금 농도구배를 실행함으로써 단백질을 용출한다면 순수한 lysozyme을 정제할 수 있다고 생각된다. 따라서 본 실험결과 다중 이온교환크로마토그래피 공정에 효과적인 겔은 Bio-rex 70겔임을 알 수 있었다.

Multi-cycle chromatographic separation of lysozyme from egg white was investigated. Multi-cycle chromatography was performed by repeated cycling(one cycle: resin equilibration, sample loading, washing, elution). Two types of cation exchange resins, Cellufine CM C-200 and Bio-rex 70, were used to determine the optimum condition for the separation of lysozyme by multi-cycle chromatography. The resin was equilibrated in 20 mM Na-phosphate buffer(pH 7.0). Chromatograms of UV absorbance levels of every cycle were compared to confirm the eluting ability of lysozyme in the two types of gel. Collected samples from eluting regions in every cycle were assayed by 15% SDS-PAGE.

9

알콜류가 Bacterial Cellulose의 생산에 미치는 영향

정재용, 박연희, 박중곤

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.127-132

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Alcohol류를 배양액 속에 첨가하면 배양 중에 생성되는 BC가 엉기는 현상이 나타났다. 생성된 BC의 엉김은 생산배지로부터의 cellulose의 분리회수를 손쉽게 할 수 있는 장점이 있다. 이 중에서 ethanol을 사용하는 경우에는 BC의 생산성과 미생물의 성장속도가 증가하였다. Ethanol 이외의 alcohol류는 BC의 엉김현상에는 효과가 있었으나 그 독성으로 인하여 미생물의 성장과 BC의 생산성을 감소시켰다. Ethanol과 다른 alcohol 모두 BC의 엉김효과는 있으나 ethanol만 진탕배양에서 Cel- 균주의 출현 방지에 효과가 있었다.

The effect of 4 kinds of alcohols was investigated on the production of bacterial cellulose (BC) by Gluconacetobacter hansenii PJK. The addition of alcohols and acetic acid to medium caused the pellets of bacterial cellulose to aggregate into a lump, which could be easily separated from the culture medium. The growth rate of cells and the production yield of BC increased in the medium containing ethanol. Other alcohols in the medium decreased cell growth and the cellulose production rate, because of their toxic effects. The addition of ethanol depressed the conversion of a Cel+ cell to a Celmutant in shaking culture. Cells subcultured three times in a medium containing ethanol produced BC without any loss of BC production yield.

10

산삼과 재배인삼의 세포배양 및 Ginsenoside 생성 특성

유병삼, 장문식, 변상요

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.133-139

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

산삼과 인삼의 세포주를 확립하고, 배양을 통하여 세포성장 및 탄소원 소모 경향과 이들이 생산하는 생리활성물질의 (ginsenoside) 생성 특성을 비교 분석하였다. 세포주는 직접산삼(KM2, KM3, KM5의 뿌리) 및 재배인삼(포천, 홍천, 영주, 무주와 금산에서 재배된 시료)으로부터 callus를 유도하고 장기간 배양하여 확립하였다. 산삼과 재배인삼 세포배양 결과 나타난 특성을 비교해 보면, specific growth rate(μ, day-1)는 각각 0.067과 0.035로서 산삼유래의 KM5 세포가 약 2배 정도 빨랐고, 반면에 insenoside 생성속도는 각각 0.53과 2.53 mg/L day로 재배인삼 세포에서 약 5배 더 높게 나타났다. 그런데 sugar consumption rate는 각각 1.51과 1.54 g/L day로 비슷한 수준으로 나타났는데, 이러한 결과들을 고찰해 볼 때, 기초 세포배양 조건에서는 KM5 보다 재배인삼인 KE세포에서 ginsenoside 생합성 대사가 더욱 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다.

Established cell-line cultures of cultured and wild mountain ginseng were characterized and their abilities to produce ginsenoside were determined. Cell lines were made of calli induced from the roots of wild mountain ginseng and cultured ginseng(Panax ginseng). Suspension cultures of wild mountain ginseng and cultured ginseng showed different growth and ginsenoside production rate. Their specific growth rates were 0.067 and 0.035 day-1 in spite of having the same sugar consumption rates, where cells from wild mountain ginseng grew almost twice as fast as those of cultured ginseng. Their respective abilities to produce ginsenoside, however, were 0.53 and 2.53 mg/L․day, which means cells from cultured ginseng produced around 5 times more than wild mountain ginseng.

11

수직 흐름 제올라이트 갈대 여과상의 간헐적 주입에 의한 인공하수 처리

서정윤, 김태형, 최민수

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.140-144

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

제올라이트로 충진된 수직 흐름 갈대 여과상에 인공하수를 주입하면서 처리효율을 조사하였다. 여과상 표면적 m2 당 1일 314 L의 인공하수가 6시간마다 10분 동안 간헐적으로 주입되었다. 각 항목별 연중 평균 처리효율은 CODCr 95.1%, T-N 49.5%, NH4 +-N 99.4%, T-P 56.4%이었다. T-N의 처리효율은 가동 시간이 경과함에 따라 현저하게 감소하였다. 여과상의 상층에서 많은 인이 흡착되었으며 흡착된 인 중 대부분은 Fe-P, Ca-P와 환원가용성 Fe-P이었다.

The artificial sewage was treated using a vertical flow zeolite-filled reed bed. The artificial sewage was fed into the reed bed for 10 minutes every 6 hours at the hydraulic load of 314 L/㎡․day. The filtering height of the reed bed was 100 cm and the zeolite mixture was filled in the reed bed. The mixture consisted of the same volume of two types of zeolites ; 0.5~1 mm and 1~3 mm in diameter. Annual average removal efficiency was CODCr 95.1%, T-N 49.5%, NH4 +-N 99.4% and T-P 56.4%. T-N removal efficiency decreased remarkably from 73 to 27% with the operating time. Most of T-P was adsorbed in the upper area of the reed bed. The major portion of adsorbed phosphorus was composed of Fe-, Ca- and reductant soluble Fe-P.

12

생물계면활성제 생산증가를 위한 Pseudomonas aeruginosa F722의 최적배양조건

오경택, 강창민, 정선용

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.145-148

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

P. aeruginosa F722는 탄화수소를 분해하는 과정에 biosurfactant (BS)를 생산한다. 탄화수소 분해에 사용되는 C-배지에서 BS 생산량은 0.78 g/ℓ이었으나, 질소원과 탄소원을 각각 0.05% (w/v) NH4Cl + 0.1% (w/v) yeast extract 과 3.0% (w/v) glucose로 조정한 경우는 BS 생산량이 1.66g/ℓ로 증가하였다. 최적의 BS 생산조건으로 배양하는 동안 air 1.0 LPM를 공급해 주었을 때는 공기를 공급하지 않을 때의 1.66 g/ℓ보다 약 20% 증가한 1.94 g/ℓ이었다. 뿐만 아니라, glucose 분해속도는 대수증식기와 정지기에서 air를 공급하지 않은 경우 0.25, 0.18 h-1 였으나, 공기를 1.0LPM으로 공급한 경우 0.33, 0.29 h-1로 조사되었다.

Pseudomonas aeruginosa F722 produces biosurfactant (BS) while degrading hydrocarbons. BS production was 0.78 g/ℓ on the C-medium. However, BS production increased by 1.66 g/ℓ on the condition of 0.05% (w/v) NH4Cl + 0.1% (w/v) yeast extract and 3.0% (w/v) glucose, which was proved to be advantageous to BS production. In the condition of aeration of 1.0 liter per minute (LPM), BS production was increased 20% (1.94 g/ℓ) more than 1.66 g/ℓ produced when the air was not supplied. Moreover, the velocity of glucose degradation at both of log and stationary growth phases increased from 0.25 and 0.18 h-1 to 0.33 and 0.29 h-1 respectively when the air was supplied.

13

수소생산균 Enterobacter cloacae YJ -1의 분리 및 특성

이기석, 강창민, 정선용

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.149-154

※ 원문제공기관과의 협약기간이 종료되어 열람이 제한될 수 있습니다.

수소를 생산하기 위하여 자연계로부터 분리된 균주는 Enterobacter cloacae로 동정되었으며 이 균주를 YJ-1으로 명명하였다. 수소발생량을 기준하여 이 균주의 최적 성장조건을 살펴본 바, 회분식 배양에서 35℃, pH 7.5로 나타났다. 따라서 탄소원의 농도를 변화시킨 결과, 최대의 수소생산은 2% glucose, 4% sucrose, 5% fructose에서 각각 950 mL/L, 1000 mL/L, 948 mL/L을 얻어졌으며, 초기에 비해 2.5배 높은 생산량을 얻을 수 있었다. 유기산 축척에 따른 pH 저하를 막기 위해 완충제인 phosphate를 첨가한 결과, 50 mM에서 가장 높은 수소를 생산할 수 있었다. 반회분식 배양으로 50%의 새로운 배지를 8 hr 간격으로 치환하여 48시간동안 수행한 결과 1920 mL/L의 수소를 생산할 수 있었다. Yeast extract는 균체성장에 중요한 성분으로서 0.5%에서 최대의 수소를 생산할 수 있었다. 발효 중 생성된 유기산은 대부분 formic acid, acetic acid이고 적은 양의 propionic acid가 생성되었다.

The hydrogen-producing bacterium was isolated from fresh water and identified as Enterobacter cloacae. The isolated was named Enterobacter cloacae YJ-1. In batch culture, The optimum cultivation temperature and pH of strain YJ-1 was 35℃ and 7.5, respectively. All of the added glucose was consumed completely during fermentation even though pH was not controlled. Amount of hydrogen produced on each condition of 2% glucose, 4% sucrose and 5% fructose was 950, 1000 and 948 mL/L, respectively and resulted in increasing hydrogen production approximately 2.5-times more than controlled condition. The maximum hydrogen production was obtained when 50 mM phosphate was added. In repeated-batch culture, hydrogen gas of 1920 mL/L was totally produced for 48. The maximum hydrogen was produced on the condition of 0.5% yeast extract, but the production amount was not changed on the condition of over 0.5%. Most of the organic acids produced during the fermentation were formic and acetic acid, and propionic acid was moiety also generated.

14

용존산소 농도 조절이 미생물유래 Transglutaminase 생산에 미치는 영향

유재수, 전계택, 정용섭

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.155-160

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Streptoverticillium morbaraense로부터 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 transglutaminase 생산이 가능하였다. 회분배양에서 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 transglutaminase 생산에 적절하였으며 다른 미생물 배양에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

The effect of dissolved oxygen(DO) on microbial transglutaminase(mTG) production by Streptoverticillium morbaraense was studied in on-line computer controlled fermentation system. In order to control dissolved oxygen during fermentation, the agitation speed and aeration rate of 2.5 L fermenter ranged from 260 to 360 rpm and 0.3 to 3.9 L/min, respectively. The maximum microbial transglutaminase production was obtained at controlled 20% of dissolved oxygen among the various dissolved oxygen controlled batch cultures tested. The production of microbial transglutaminase at controlled 20% of dissolved oxygen was about 2.12 U/mL which was 1.1 times higher than that obtained in batch culture without control of dissolved oxygen. Also, the highest microbial transglutaminase production was obtained in fed-batch cultures in which dissolved oxygen was controlled at 20%, and it was improved almost 1.3 times in comparison with that without control of dissolved oxygen. Maximal dry cell weight and microbial transglutaminase production were 13.2 g/L and 2.6 U/mL, respectively. Finally, it was also found that fed-batch fermentation at controlled 20% of dissolved oxygen showed a good performance for the microbial transglutaminase production by on-line computer controlled fermentation system which may be generally applicable to other microbial cultures.

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Colonic Delivery를 위한 펙틴 비드로부터 Colonic Delivery를 위한 펙틴 비드로부터 BSA의 방출 특성

최춘순, 박상무, 송원현, 이창문, 이기영, 김동운, 김진철

한국생물공학회 KSBB Journal 제18권 제2호 2003.04 pp.161-164

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경구 투여가 비교적 어려운 단백질 약물을 생체적합성이 우수하고 생분해성을 가진 펙틴을 이용하여 목적하는 colon 에 전달하고자 하였다. 이온결합을 통해 펙틴, 펙틴-알긴산 비드를 제조할 수 있었고, 단백질 약물인 BSA를 포함하여 방출을 행한 결과, 비드의 건조온도가 높을수록 방출률이 높은 경향을 보인 반면, 동결건조된 비드가 가장 높은 방출을 나타냈다. 또한, 가교제의 농도를 높게 처리한 비드일수록 방출률이 낮았다. 경구 투여 후 colon에 도달할 것으로 예상되는 5시간 후에 펙틴 분해효소를 처리한 결과, 효소 처리하지 않은 비드에 비해 급격한 방출이 일어났다. 이러한 결과로 colon내에 존재하는 미생물이 분비하는 효소에 의해 펙틴 비드에 포함된 약물이 방출될 것으로 판단된다. 따라서, 경구로 투여된 펙틴 비드 안의 약물이 소화기관에서 안정하게 통과하고 colon에서 방출되어 효과를 나타낼 것으로 판단된다.

Oral drug delivery system using pectin gel was developed for colon-targeting of peptide drug. BSA(bovine serum albumin)-loaded pectin and pectin-alginate beads were prepared for drug release properties in vitro. Morphological studies by electron microscopy indicated that pectin and pectin-alginate beads were spherical in shape and approximately 1.0 mm. In order to find the suitable beads, effects of cross-linking agents (calcium chloride or zinc acetate) and drying temperature of beads were investigated. Drug release decreased with concentration of cross-linking agents and drying temperature. For colonic drug delivery from pectin and pectin-alginate beads, pectin degradable enzymes were added at 5 hrs from the beginning of drug release. After addition of enzymes, drug release was suddenly increased against free enzymes. Therefore, pectin and pectin-alginate beads can be promised as useful drug release carriers for colon-targeted delivery.

 
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