• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권6호
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• pp.781-787
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• 2014

2-Ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae is a pH-dependent process, strictly proceeding under acidic conditions. Unfortunately, cell growth is inhibited by acidic conditions, resulting in low productivity of 2-ketogluconic acid. To overcome this deficiency, a two-stage fermentation strategy was exploited in the current study. During the first stage, the culture was maintained at neutral pH, favoring cell growth. During the second stage, the culture pH was switched to acidic conditions favoring 2-ketogluconic acid accumulation. Culture parameters, including switching time, dissolved oxygen levels, pH, and temperature were optimized for the fed-batch fermentation. Characteristics of glucose dehydrogenase and gluconate dehydrogenase were revealed in vitro, and the optimal pHs of the two enzymes coincided with the optimum culture pH. Under optimum conditions, a total of 186 g/l 2-ketogluconic acid was produced at 26 h, and the conversion ratio was 0.98 mol/mol. This fermentation strategy has successfully overcome the mismatch between optimum parameters required for cell growth and 2-ketogluconic acid accumulation, and this result has the highest productivity and conversion ratio of 2-ketogluconic and produced by microorganism.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권1호
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• pp.59-67
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• 2002

강한 인산 가용력을 가진 인산 용해 세균인 균주 60-2G를 잔디의 근권에서 분리하였다. GC-FAME구조와 탄소이용형태 및 16S rRNA의 부분 염기서열 분석을 통해 균주 60-2G는 Enterobacter intermedium으로 동정되었다. Hydroxyapatite를 첨가한 배지와 생장 시킨 균주 60-2G는 gluconic acid 와 2-ketogluconic acid 및 소량의 lactic acid를 생성하였다. 균주 60-2G의 생장 기간동안 배지의 pH는 3.8 까지 낮아지는 반면에 배지의 유효 인산 농도는 증가하였다. 배지의 낮은 pH와 유효인산농도의 증가는 역 상관관계이며, 이는 균주 60-2G가 생성하는 유기산에 의한 영향이다. E. intermedium 60-2G 균주는 유기산 생성에 관여하는 glucose dehydrogenase의 co-factor인 PQQ를 생성하였으며, pqq의 부분 염기서열 분석 결과 기존에 보고된 서열과 85% 이상의 상동성을 가지고 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권6호
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• pp.955-959
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• 2003

Rhizobium tropici CIAT 899 is capable of synthesizing inactive apo-glucose dehydrogenase (GDH). To become an active holo enzyme, the GDH requires a cofactor, PQQ. When R. tropici CIAT 899 was grown in a broth culture medium containing hydroxyapatite and pyrrolo quinoline quinone (PQQ), pH decreased while the concentration of soluble P increased. The solubilization of hydroxyapatite was associated with the production of gluconic acid and 2-ketogluconic acids. The organic acid production and P solubilization were greatly enhanced when the bacterium was grown with air supply. Effect of R. tropici CIAT 899 with (CI＋PQQ) and without PQQ (CI) on the common bean growth was examined. Shoot and root weight, and N and P contents in CI＋PQQ treatment, were significantly higher than those in control and CI treatment. Nodule weight and acetylene reducing activities were also significantly higher in CI＋PQQ treatment than in other treatments.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권8호
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• pp.1251-1257
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• 2005

정치발효 중인 식초로부터 분리한 4 초산균주는 모두 단간균으로 flagella가 없으며 쌍을 이루고 있는 것이 관찰되었다. 또한, 3$\%$ acetic acid를 함유한 배지에서 매우 잘 자랐으나 4$\%$ acetic acid를 함유한 배지에서는 JS 21 균주를 제외한 3균주만이 생육이 활발하였다. 그리고 2, 4, 6, 8$\%$ 모든 ethanol 농도에서 4균주 모두 생육이 활발하였다. 분리 균주는 tannin 농도가 증가함에 따라 균주의 생육 유도기가 길어지는 것을 알 수 있었으며 tannin 농도 500 ppm 이상 첨가한 구에서는 산 생성능이 저해됨을 관찰하였다. 분리한 초산균의 탄소원 이용능과 생화학적 성질들을 Hergey's manual에 나타난 Acetobacter 속과 Gluconobacter 속 균주의 특성과 비교해 보았을 때 본 연구에서 분리한 균주들이 Acetobacter 속으로 추정된다. 분리한 4균주를 이 용하여 감식초 사입액에서 6일간 정치 배양하였을 때 5.25$\∼$5.68$\%$의 초산 생성능을 보였으며 배양 2$\∼$5일된 종균을 사용할 경우 배양기간이 길었던 노쇠한 균을 사용할수록 접종후 최 대 산도에 도달하기까지의 기간 즉, 유도기가 증가하였다. 배양 2일된 종균은 1일, 배양 3, 4일된 종균은 3일, 배양 5일된 종균은 4일 정치발효 후에 최대 산도에 도달하였으나, 배양 6일된 종균을 사용할 경우 발효 7일 이후에도 산도 증가가 전혀 관찰되지 않았다. 이러한 결과들로 미루어 보아 종균 배양기간은 2$\∼$3일이 가장 좋을 것으로 생각된다. 본 연구에서 분리한 tannin 내성 초산균을 육종하여 배양특성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대하며 감식초의 초산농도를 5$\%$ 이상으로 향상시킬 수 있는 종균 확보가 가능할 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제22권6호
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• pp.571-576
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• 1994

One strain of cellulose-producing Acetobacter was isolated from the traditionally fermen- ted grape vinegar in Korea. The isolated strain, designated as KI strain was identified as the Acetobacter xylinum with respect to physiological and biochemical characteristics. KI produced acetic acid from ethanol, and then decomposed acetate to CO$_{2}$ and H$_{2}$O. When the isolated strain was cultivated statically in broth culture, a thick cellulose pellicle was formed. KI was tolerance of 8% ethanol and 30% glucose, and the isolate was positive in ketogenesis from glycerol, $\gamma$-pyrone from glucose and fructose, and 2-ketogluconic acid from glucose. KI strain possessed straight-chain C$_{18:1}$, C$_{16:0}$, and C$_{14:0}$ fatty acid, and contained ubiquinone Q$_{9}$ and Q$_{10}$ as isoprenoid quinone. DNA base composition of KI strain was 57.6% G+C.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권1호
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• pp.29-36
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• 2009

14종의 인산용해미생물을 근권으로부터 분하였고, 16S rRNA gene 염기서열에 의하여 동정하였다 그 중 hydroxyapatite를 첨가한 배지에서 인산용해능력이 가장 뛰어난 Acinetobacter sp., Pseudomonas orientalis, Enterobacter asburiae 3종을 선택하였다. 선택된 3종의 미생물에 의해 용해된 인산의 농도는 $200\;mg\;L^{-1}$에서부터 $2300\;mg\;L^{-1}$까지 이르렀으며, 증가된 인산 농도는 배양액의 pH와 역으로 비례하였다. HPLC를 사용하여 유기산을 측정한 결과 Acinetobacter sp.는 gluconic acid를, P. orientalis는 gluconic acid와 2-ketogluconic acid를 그리고 E. asburiae는 acetic acid와 succinic acid를 분비하였다. 한편 P. orientalis와 E. asburiae는 각각 $372\;mg\;L^{-1}$와 $191\;mg\;L^{-1}$의 IAA 분비하였고, Acinetobacter sp.는 IAA를 생성하지 못했다. 인산용해미생물이 오이의 생장에 미치는 효과를 조사한 결과, P. orientalis를 처리한 시험구가 가장 높았고, E. asburiae, Acinetobacter sp., control 순으로 나타났다. 이러한 식물생장 효과는 인산용해미생물에 의한 불용성 인산용해와 IAA 생산과 관련이 있다고 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권1호
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• pp.15-24
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• 2005

Enterobacter intermedium은 호기조건에서 glucose를 gluconic acid로 이를 다시 2-ketogluconic acid로 산화시킨다. 리터당 22.5 g의 glucose와 8.3 g gluconic acld, 그리고 40 g 인광석을 포함한 배지에서 배양 10일 후 $1028mg\;L^{-1}$ 의 수용성 인산이 얻어졌으며, 이 배양액을 인산생물비료로 사용하였다. E. intermedium에 의해 인광석이 용해된 인산생물비료를 평가하기 위하여 다섯 가지 처리구가 사용되었다 (PBF1/3, PBF2/3, PBF3/3, BP 그리고 MF). MF와 BP처리구에서는 인산비료가 10a당 $5.9kg\;P_2O_5$ 기준으로 시용되었으나, PBF1/3, PBF2/3 그리고 PBF3/3처리구는 10a당 $5.9kg\;P_2O_5$ 에 해당하는 인산량의 1/3, 2/3, 3/3에 해당하는 인광석 용해 배양액이 각각 시용되었다. 상추 정식 후 20일, 35일 그리고 50일 후에 성장요소, biomass, 토양효소 활성 그리고 토양 화학성이 분석되었다. 근권의 dehydrogenase 활성과 유효인산농도가 인산생물비료 (PBF1/3, PBF2/3 그리고 PBF3/3)처리구에서 BP 및 MF처리구에 비해 일반적으로 높았다. 토양 미생물 blomass는 생육초기에 BP 및 MF처리구에 비해 PBF3/3처리구에서 매우 높았다. 모든 결과를 고려할 때, PBF2/3처리구에서는 MF처리구와 비교하여 생체중이 23% 증가하고 인산흡수가 50% 증가하였다. 즉, 인산생물비료는 무기인산비료의 대용으로 사용 가능성을 나타내었다.

• 미생물학회지
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• 제31권2호
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• pp.99-104
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• 1993

Two strains of the gram-negative acetic acid bacteria, Acetobacter sp. strain CS2- AND CS5, were isolated form the traditional raw rice wine vinegar of Haenam area. The strains oxidized ethanol to acetic acid and over-oxidized acetate and lactate to $CO^{2}$ and $H ^{2}$O. They produced 2-ketogluconic acid from glucose but did not produce .gamma.-pyrones from glucose and dihydroxyacetone from glycerol. The CS strains possessed ubiquinone-9 as a major isoprenoid quinone and contained straight-chain $C_{18 :1}$, $_C{16 : 0}$, and $C _{14 : 0}$ fatty acids. The DNA base composition of the CS2 and CS5 strains was 56.2 and 57.3 mole% G + C, respectively. The isolates were grown well on methanol, gluconate, erythritol, raffinose, dulcitol and xylitol as sole sources of carbon and energy which are different from those of other Acetobacter species and producedd acid from sucrose, glycerol, fructose, inositol, mannitol, and ribose.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권4호
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• pp.201-205
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• 2002

The growth conditions of Pantoea aggicmerans, a phosphate solubilizing organism, were studied In our laboratory to determine the optimal conditions. Pantoea aggionerans showed the highest growth rate at 30$\^{C}$, pH 7.0 and 2 vvm, after 50 h cultivation. A certain relationship between pH and phosphate concentration was evident when the glucose concentration in the me dium was changed. Increasing glucose concentration increased the pH buffer action of the broth. At glucose concentrations higher than the optimum concentration of 0.2 M, the cell growth was retarded. P. agglomerans consumed glucose as a substrate to produce organic acids which caused the pH decrease in the culture medium. The phosphate concentration in the medium was increased by the presence of the organic acids, which solubilized insoluble phosphates such as hydroxyapa-tite.

• 한국환경농학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2001

토양에서 분리된 인산가용화 사상균 Penicillium sp. GL-101 균주를 PDB-인광석 배지에서 액침배양했을 때 유리인산을 배양액속에 다량 방출함으로써 높은 인산가용화능을 보였다. 일반적으로 미생물에 의한 인산가용화 기작은 산성화, 킬레이트 대사산물의 생성, 산화환원 활성 등이 알려져 있는데 본 연구에서는 GL-101 균주의 유리인산 생성기작을 밝히기 위하여 균체를 PDB-인광석 배지에 키우면서 유리인산 생성능을 분광학적인 방법으로 정량분석하였다. 또한 균체의 액침배양중의 pH 변화를 측정한 결과 pH의 급격한 감소 즉 배지의 산성화가 주된 인산가용화 기작임을 확인하였다 즉 이 균주는 배양 4일이 경과하면 pH가 4.0 이하로 떨어지며, 특히 1.0%(w/v)의 황토를 첨가할 경우 pH가 3.2까지 떨어졌다. 이때 pH 감소에 영향을 주는 주 원인물질을 HPLC로 분석한 결과 citric acid 임을 확인하였다. 또한 이 균주는 균체의 생장중에 배지속으로 phosphatase를 생성 ${\cdot}$ 분비하였으며, 특히 황토를 1.0% 첨가했을 때 최대 1.3 unit의 효소활성을 보였다. 그러나 이 균주는 2-ketogluconic acid와 같은 킬레이트 물질은 거의 생성하지 않았기 때문에 이와 같은 기작에 의한 유리인산 생성은 거의 없을 것으로 생각된다. 따라서 Penicillium sp. GL-101 균주의 유리인산 생성기작은 citric acid 생성에 의한 산성화 및 phosphatase 활성의 두 가지 기작에 의한 것으로 결론지었다.