Name: 펄프 공장 폐기물 흐름에서 미생물 성장을 촉진하는 방법 및 배양된 미생물의 생분해 잠재력 특성화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-12T14:15:00.000+00:00
Duration: 16 min 33 s
Description: 배우세요 펄프 공장 폐기물인 블랙 리큐어를 이용한 미생물 배양 및 생분해 특성 분석 방법입니다. 리그노셀룰로스 추출과 GCMS 분석을 통해 미생물 대사 능력을 평가하고 지속 가능한 폐기물 관리에 기여합니다.

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흑주를 제공해 주신 Jim McMurray와 GC-MS에 도움을 주신 David Tilotta 박사님과 August Meng님께 감사드립니다. Stephanie L. Mathews에 대한 지원은 USDA National Needs Fellowship(수상 번호 2010-38420-20399)에서 제공했습니다.

1. 흑주 수집 및 성장 배양을 위한 흑주 준비
<ol>
	<li>멸균 유리병에 담긴 크래프트 소화조에 부착된 배출 밸브에서 흑액 샘플을 수집하고 다음 단계를 진행하기 전에 실온으로 식히십시오. 
	중화</li>
	<li>교반 막대가 장착된 100ml 비커에 흑색 주류 샘플 500ml를 추가합니다.</li>
	<li>비커를 교반 접시에 놓고 속도를 중간으로 조정합니다.</li>
	<li>흑주가 점성이 될 때까지 인산 한 방울을 천천히 첨가하십시오 (점도는 글리세롤과 유사한 점성).</li>
	<li>50ml 원뿔형 튜브에 천천히 붓고 9,300 x g에서 30분 동안 원심분리기를 모두 추출합니다.</li>
	<li>상등액을 비커에 넣고 pH 테스트 리본을 사용하여 pH를 측정합니다. 침전된 리그닌 펠릿은 폐기되어 무해한 고형 폐기물로 처리될 수 있습니다.</li>
	<li>pH 스트립이 상등액의 중성 pH를 나타낼 때까지 인산을 계속 추가하고 용액을 원심분리합니다. 
	멸균</li>
	<li>용액을 0.22μm 필터에 통과시켜 오염 박테리아를 제거하고 여과된 용액을 멸균 용기에 넣어 보관합니다. 실온에서 보관하십시오.</li>
</ol>
2. 리그노셀룰로오스 추출
탄수화물 분리
<ol>
	<li>스위치그래스, 소나무 또는 버뮤다 그라스(1mm 이하의 입자 크기로 밀링됨) 5g을 500ml 삼각 플라스크에 넣습니다. 그런 다음 증류수 또는 탈이온수 200ml, NaClO2 7.5g, 빙초산 2.5ml 및 교반 막대를 플라스크에 추가합니다.</li>
	<li>80°C의 교반 플레이트 위에 놓인 오일 수조에 플라스크를 1시간 동안 놓고 교반 플레이트의 속도를 중간으로 조정합니다.</li>
	<li>플라스크에 NaClO2 7.5g과 빙초산 2.5ml를 추가로 추가합니다. 오일 배스에서 80°C에서 30분 동안 계속 저어줍니다.</li>
	<li>이전 단계를 2x 반복합니다(참고: 총 30g의 NaClO2와 10ml의 빙초산이 리그노셀룰로오스 바이오매스가 포함된 플라스크에 첨가됩니다). 용액을 실온으로 식히십시오.</li>
	<li>여과지 한 장을 Büchner 깔때기에 넣습니다. 깔때기를 측면 암 플라스크 위에 놓고 진공 청소기에 부착합니다.</li>
	<li>용액을 깔때기에 천천히 붓습니다.</li>
	<li>고체 물질을 증류수 또는 탈이온수 100ml로 3x 세척합니다. 고체 물질을 세척한 후 여과액을 버리십시오.</li>
	<li>고체 물질 1g을 비축하고 깨끗한 여과지 위에 놓습니다.</li>
	<li>이 고체 물질을 50 °C 오븐에서 밤새 건조시킵니다. 오븐에서 샘플을 꺼낸 후 '홀로셀룰로오스'라고 표시된 보관 바이알에 넣습니다.</li>
	<li>500ml 삼각 플라스크에 250ml의 10% NaOH(v/v)에 나머지 고체 물질을 추가합니다. 플라스크에 마개를 씌웁니다.</li>
	<li>용액을 70°C의 인큐베이터에 넣고 250rpm으로 1시간 동안 흔듭니다.</li>
	<li>실온에서 30분 동안 용액을 식힙니다.</li>
	<li>측면 암 플라스크에 부착된 여과지와 Büchner 깔때기를 사용하여 고체 물질을 제거합니다.</li>
	<li>깨끗한 여과지에 담긴 고체 물질을 50°C 오븐으로 옮기고 밤새 건조시킵니다.</li>
	<li>잔여물이 건조되면 보관 바이알에 넣고 '셀룰로오스'라고 라벨을 붙입니다.</li>
	<li>2.13단계의 여과액을 500ml 삼각 플라스크로 옮기고 아세트산 30ml와 이소프로필 알코올 250ml를 추가합니다. 플라스크의 뚜껑을 덮고 용액을 실온에서 최소 8시간 동안 벤치 상단에 놓습니다.</li>
	<li>모든 용액을 50ml 원뿔형 튜브로 옮기고 9,300 x g에서 30분 동안 용액을 원심분리합니다. 원뿔형 튜브에서 용액을 조심스럽게 피펫으로 빼내고 버립니다.</li>
	<li>볼텍싱에 의해 펠릿을 증류수 또는 탈이온수 30ml에 재현탁시킵니다.</li>
	<li>2.17-2.18 15x 단계를 반복하여 펠릿을 철저히 세척합니다.</li>
	<li>상등액을 제거하고 동결 건조를 위해 펠릿을 보관하십시오. 동결 건조가 완료되면 샘플을 수집하여 'hemicellulose'. 라고 표시된 바이알에 넣습니다.
	리그닌 분리 
	Karaaslan et al.에 근거한 리그닌 분리 프로토콜. 12</li>세
	<li>스위치그래스, 소나무 또는 버뮤다 그라스(1mm 이하의 입자 크기로 분쇄) 5g을 0.25M NaOH 및 30% 에탄올 용액 500ml에 추가합니다. 슬러리를 75°C의 인큐베이터에 넣고 250rpm으로 2시간 동안 흔듭니다.</li>
	<li>용액을 실온으로 식히십시오.</li>
	<li>Büchner 깔때기에 여과지 한 장을 사이드 암 플라스크 위에 놓습니다. 진공 청소기에 부착하고 용액을 깔때기에 천천히 붓습니다.</li>
	<li>고체 물질을 버립니다.</li>
	<li>여과액이 들어있는 플라스크에 교반 막대를 추가하고 중간 속도로 조정 된 교반 플레이트 위에 플라스크를 놓습니다. pH가 2.0이 될 때까지 진한 염산을 용액에 적가합니다 (약 20ml).</li>
	<li>산성화된 용액을 실온에서 밤새 그대로 두십시오.</li>
	<li>원뿔형 튜브에서 9,300 x g에서 30분 동안 용액을 원심분리합니다. 원뿔형 튜브에서 용액을 조심스럽게 피펫으로 꺼내 버리십시오.</li>
	<li>볼텍싱에 의해 펠릿을 증류수 또는 탈이온수 30ml에 재현탁시킵니다.</li>
	<li>2.27-2.28 15x 단계를 반복하여 펠릿을 철저히 세척합니다.</li>
	<li>원심분리 후 상등액을 제거하고 동결 건조를 위해 펠릿을 보관하십시오. 동결 건조가 완료되면 샘플을 'lignin'이라고 표시된 바이알에 넣습니다.</li>
</ol>
3. 미생물 성장 배양 준비
한천 플레이트
<ol>
	<li>플레이트를 붓기 전에 0.2%(w/v) 멸균 리그노셀룰로오스 추출 제품을 M9 최소 매체13 한천에 추가합니다.</li>
	<li>약 200ul의 박테리아 배양액으로 응고된 플레이트, O.D.가 약 2.0인 M9 최소 배지에서 성장했습니다.</li>
	<li>37 °C에서 플레이트를 배양하고 성장을 모니터링합니다. 
	액체 배양</li>
	<li>멸균 Luria-Bertani(LB) 매체13 또는 M9 최소 매체13 50ml를 멸균 125ml 플라스크에 추가합니다. 리그노셀룰로오스 추출 제품의 10%(v/v) 또는 0.2%(w/v)에 흑액을 첨가합니다.</li>
	<li>약 2.0의 O.D.에서 박테리아 배양의 0.1%(v/v)를 배지에 접종합니다.</li>
	<li>200rpm에서 진탕하면서 37°C에서 배양물을 배양합니다.</li>
	<li>광학 밀도(λ = 600nm)를 측정하여 배양 기간 동안 6시간마다 성장을 평가합니다. 배양액 1ml를 큐벳에 넣습니다. 접종되지 않은 배지에 대해 블랭킹된 배양물의 광학 밀도를 측정합니다.</li>
	<li>중간 로그 단계에서 박테리아를 혐기성 혈청 병으로 옮깁니다.
	<ol>
		<li>혐기성 혈청 병을 준비하려면: 호기성 조건에서 부틸 고무 마개와 알루미늄 크림프 탑으로 혈청 병을 밀봉하고 오토클레이브를 사용합니다. 살균 후 세럼 병 내부의 헤드스페이스를 개조하지 마십시오.</li>
		<li>주사기를 사용하여 125ml 플라스크의 전체 50ml 배양액을 밀봉된 멸균 혈청 병으로 옮깁니다.</li>
		<li>37 °C에서 200 rpm으로 흔들면서 배양합니다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. GC-MS를 위한 시료 전처리
Raj, Reddy 및 Chandra14에 따라 샘플을 준비합니다. 비교에 사용된 음성 대조군은 10% 흑액이 함유된 M9 최소 배지로 구성되며 접종되지 않은 샘플이라고도 합니다.
<ol>
	<li>접종하지 않고 접종한 박테리아 배양물(50ml)을 9,300 x g에서 450시간 배양 후 30분 동안 원심분리기</li>.
	<li>상등액 10ml를 유리 시험관에 옮깁니다. (참고: 플라스틱은 다음 단계의 화학 물질과 호환되지 않습니다.)</li>
	<li>농축된 HCl로 상등액을 pH 1-2로 산성화합니다.</li>
	<li>에틸 아세테이트 3 부피 (30ml)를 넣고 튜브를 덮고 4-6x 반전하여 혼합합니다.</li>
	<li>깨끗한 유리 시험관에 소량의 무수 Na2SO4 (1-2 g)를 놓습니다.</li>
	<li>일회용 유리 파스퇴르 피펫으로 피펫팅하여 에틸 아세테이트 용액에서 유기층(상단)을 조심스럽게 수집합니다.</li>
	<li>무수 Na2SO4 로 시험관에 유기 층을 놓습니다.</li>
	<li>무수 Na2SO4 위에 있는 유기층을 탈수하기 위해 시험관을 부드럽게 두드려 혼합합니다. 점차적으로 소량의 무수 Na2SO4를 첨가하고 큰 덩어리가 없을 때까지 혼합합니다.</li>
	<li>여과지 한 장을 진공 청소기에 부착된 측면 암 플라스크 위에 있는 Büchner 깔때기에 넣습니다.</li>
	<li>용액을 깔때기에 붓습니다. 고체 물질을 버립니다.</li>
	<li>용액을 증발 플라스크로 옮기고 회전 증발기를 사용하여 여과액을 증발시킵니다.</li>
	<li>에틸 아세테이트 추출 잔여물 3mg을 2ml 호박색 크로마토그래피 바이알에 넣습니다.</li>
	<li>100 μl의 1,4-디옥산과 10 μl의 피리딘을 첨가하여 잔류물을 용해시킵니다.</li>
	<li>N,O-Bis(트리메틸실릴) 트리플루오로아세트아미드 50μl와 트리메틸콜로실란 99:1%(BSTFA)를 추가합니다. 그런 다음 60°C의 인큐베이터에 넣고 15분 동안 흔듭니다.</li>
	<li>사용할 때까지 샘플을 4°C에서 보관하십시오.</li>
</ol>
5. GC-MS
질량분석기(MS)와 인터페이스된 기체 크로마토그래프(GC)에 비극성 모세관 컬럼과 헬륨을 1ml/min의 유속으로 운반 가스로 장착합니다.
<ol>
	<li>오븐 온도가 50°C로 안정화된 후 샘플 1μl를 1/50 분할 비율로 주입합니다.</li>
	<li>컬럼을 50°C에서 5분 동안 유지하고 5°C/분에서 280°C로 상승합니다. 최종 온도를 280°C로 20분 동안 유지합니다.</li>
	<li>가스 크로마토그래프와 질량 분석기 사이의 전달 라인을 300°C로 유지합니다.</li>
	<li>15분의 용매 지연을 선택합니다.</li>
	<li>70eV의 전자 에너지에서 10-500(m/z) 범위 사이의 전자 이온화 질량 스펙트럼을 기록합니다.</li>
	<li>위와 같이 유도체화 및 크로마토그래프 표준. NIST(National Institute of Standards and Technology) 질량 스펙트럼 데이터베이스의 데이터 또는 구매한 표준물질의 머무름 시간을 비교하여 화합물을 식별합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

이 프로토콜은 펄프화 폐기물을 분해할 수 있는 미생물, 펄프화 폐기물에서 성장하는 동안 활용되는 탄소원, 펄프화 폐기물에서 성장할 때 생성되는 미생물 대사 산물을 식별하는 것을 목표로 하는 기술의 조합을 설명합니다. 우리는 10% 흑액에서 성장할 수 있고 리그노셀룰로오스 추출 성분을 성장을 위한 유일한 탄소원으로 사용할 수 있는 통성 혐기성 균체인 미생물 환경 분리주에 대해 이 프로토콜의 성공을 보여주었습니다. 이 프로토콜은 리그노셀룰로실 분해 가능성이 있는 다른 미생물 또는 미생물 컨소시엄에 의해 펄프화 폐기물을 분해할 가능성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
한 번에 약 1L의 흑액을 수집했습니다. 그러나 수집되는 양은 실험의 필요성과 흑액을 수집할 수 있는 접근성에 따라 결정되어야 합니다. 흑액을 채취할 때는 반드시 보안경을 착용하고 내열 장갑을 착용하여 채취병을 고정하십시오. 이 프로토콜에서, 흑액은 이 실험에 사용된 미생물 환경 분리물의 성장을 촉진하기 위해 중화되었습...

목재의 펄프화는 폐기물을 최소화하는 시스템을 만들기 위해 수년에 걸쳐 최적화된 화학적 집약적인 공정입니다. 그러나 이 프로세스의 일부 출력은 더 높은 가치의 제품을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 흑주가 그러한 예 중 하나입니다. 이는 세계 리그닌 생산량의 85%를 차지하는 지배적인 화학적 펄프화 방법인 크라프트 공정에서 생성됩니다1. 크라프트 공정(그림 1)은 온도(160-200°C), 압력(120psig) 및 백색 액체(수산화나트륨 및 황화나트륨)에 포함된 화학 물질을 사용하여 목재 섬유2,3에서 리그닌을 용해합니다. 흑액에는 리그닌, 유기산 및 다당류 분해 부산물이 포함되어 있습니다4. 다운스트림 제지 및 펄프 화 공정에 열 에너지를 제공하는 회수 보일러에서 증기를 생산하고 화학 물질을 회수하기 위해 소각됩니다. 펄프화에 의해 생성되는 흑액의 양은 회수 보일러가 효과적으로 처리할 수 있는 양을 초과할 수 있습니다. 흑액을 폐수로 처리하는 것은 수생 동식물에 부정적인 영향을 미치므로 선택 사항이 아닙니다. 성장을 위해 흑액을 사용할 수 있는 미생물 유기체를 적용하면 화학적 회수를 증가시키고 펄프화 시스템의 전체 수명 주기 분석을 개선할 부가가치 제품의 생성 측면에서 도움이 될 것입니다. 리그닌 유래 단량체의 화학적 및 생물학적 전환은 식품 감미료 및 향료 첨가제로 사용되는 바닐린과 계피산, 플라스틱 및 수지에 사용되는 페놀, 연료로 사용할 수 있는 시클로헥산을 성공적으로 생산했습니다5.
이 펄프 폐기물의 생분해에 대한 이전 연구는 리그닌 해중합에 중점을 두었습니다. 국제 리그닌 연구소(International Lignin Institute, ILI)는 매년 4천만-5천만 톤의 리그닌이 생산된다고 보고합니다(http://www.ili-lignin.com/aboutlignin.php). 그 리그닌 중 1.5%만이 상업적 산업 공정에 사용됩니다6. Phanerochaete 및 Trametes 속의 백색 부패 균류에 의해 생성된 laccase 및 peroxidase 효소에 의한 리그닌 해중합이 자세히 연구되었습니다7. 노카르디아(Nocardia)와 로도코커스(Rhodococcus)8, 슈도모나스 푸티다 mt-29, 스트렙토마이세스 비리도스포루스 T7A10과 같은 방향족 화합물을 분해하는 것으로 알려진 토양 박테리아도 리그닌을 분해할 수 있는 것으로 나타났습니다. 펄프 폐기물의 박테리아 분해는 일부 박테리아가 펄프 폐기물 폐수를 특징짓는 염분 및 알칼리성(pH 10-14) 조건에서 번성할 수 있기 때문에 유망합니다11. 리그닌은 흑액의 주성분이지만 미생물은 흑주를 구성하는 다른 성분을 분해할 수도 있습니다. 이러한 기술은 리그닌을 분해하는 미생물을 독점적으로 식별하는 것이 아니라 추가 처리된 성분 대신 펄프 폐 흑액에 직접 적용할 수 있는 미생물을 식별하는 역할을 합니다.
검은 액체는 중화 및 여과 살균을 통해 미생물 성장을 위해 수집 및 변형되었습니다. 새로운 리그노셀룰로오스 추출 프로토콜에 의해 생성된 리그노셀룰로오스 성분에 대한 최소한의 배지 성장 실험을 통해 환경 미생물 분리물에 대한 미생물 성장 요구 사항이 확인되었습니다. 성장 배지는 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)으로 분석하여 흑액을 유일한 탄소원으로 성장시킬 때 환경 미생물 분리물의 대사 산물을 측정했습니다. 이러한 기술의 조합은 흑액과 같은 펄프 공장 폐기물에서 자랄 때 미생물의 대사 능력을 결정하기 위한 평가 도구를 제공합니다. 이러한 기술의 사용은 또한 부산물 생성을 위해 펄프 공장 폐기물에 특정 미생물을 적용하는 가치에 대한 통찰력을 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>1,4-다이옥산(ACS 인증)</td><td>Fisher</td><td>D111</td><td>가연성, 사전산화성 화학물질</td></tr><tr><td>흑색 주류</td><td>노스캐롤라이나 주립대학교 산림 생체 재료학과</td><td>N/A</td><td>pH 12.72, 13.67% 고체</td></tr><tr><td>에탄올(미생물학 등급)</td><td>Fisher</td><td>BP2818</td><td></td></tr><tr><td>에틸 아세테이트(ACS 시약 등급)</td><td>EMD</td><td>EX0240-9</td><td>가연성</td></tr><tr><td>빙초산 (인증 ACS)</td> <td>EMD</td><td>AX0073</td><td>부식성</td></tr><tr><td>Guaiacol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>PHR1136</td><td>섭취에 의해 유해, 부식성</td></tr><tr><td>HP-5 모세관 컬럼</td><td>Agilent</td><td>19091J-577</td><td>60 m x 0.18 mm 내경, 0.18 &mu; m 두께</td></tr><tr><td>염산 (인증 ACS)</td> <td>EMD</td><td>HX0603P</td><td></td></tr><tr><td>N, O-Bis(트리메틸실릴) 트리플루오로아세트아미드, 트리메틸콜로실란 99:1% (BSTFA)</td><td>플루카</td><td>15238</td><td>가연성, 접촉 시 피부 화상 및 눈 손상 유발</td></tr><tr><td>Na2SO4 (FCC 등급)</td><td>VWR</td><td>BDH8026</td><td></td></tr><tr><td>NaClO2 (80%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244155</td><td>가연성, 독성&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>NaOH (인증된 ACS)</td><td>EMD</td><td>1.06498.1000</td><td>부식성</td></tr><tr><td>알크산 pH 테스트 리본</td><td>Fisher</td><td>A979</td><td></td></tr><tr><td>인산 (인증된 ACS)</td><td>Fisher</td><td>A242</td><td></td></tr><tr><td>Polaris Q 질량분석기&nbsp;</td><td>Thermo Electron Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>피리딘 (99%)</td><td>Alfa Aesar</td><td>A12005</td><td>가연성, 피부 접촉 독성</td></tr><tr><td>Switchgrass</td><td>Cherry Research Farm Goldsboro, NC</td><td>N/A</td><td>수확 2011년 8월</td></tr><tr><td>Thermo Finnigan 미량 가스 크로마토그래프</td><td>Thermo Electron Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Whatman no. 1 여과지</td><td>Whatman</td><td>1001-150</td><td></td></tr></tbody></table>

펄프 공장 폐기물 흐름에서 미생물 성장을 촉진하는 방법 및 배양된 미생물의 생분해 잠재력 특성화

Methods for Facilitating Microbial Growth on Pulp Mill Waste Streams and Characterization of the Biodegradation Potential of Cultured Microbes

크래프트 공정은 고품질 종이를 생산할 펄프를 위해 리그노셀룰로오스 내의 다당류에서 리그닌을 분리하기 위해 나무 조각에 적용됩니다. 흑액은 크라프트 공정에서 생성되는 펄프화 폐기물로 다운스트림 생물 전환 가능성이 있습니다. 그러나 리그노셀룰로오스 자원의 다루기 힘든 특성, 흑색 주류 내에서 사용 가능한 유기 탄소의 대부분을 구성하는 화학 유도체 및 기본 pH는 이 폐기물의 미생물 생분해에 어려움을 줍니다. 미생물 증식을 위한 흑액의 수집 및 변형 방법은 이 펄프 폐기물을 활용하여 리그닌, 유기산 및 다당류 분해 부산물을 귀중한 화학 물질로 전환하는 것을 목표로 합니다. 제시된 리그노셀룰로오스 추출 기술은 배양된 미생물의 대사 능력을 이해하기 위해 리그노셀룰로오스 성장 기질의 준비를 위한 재현 가능한 방법을 제공합니다. 가스 크로마토그래피-질량 분석법을 사용하면 펄프 폐기물에서 미생물의 성장으로 인한 발효 생성물을 식별하고 정량화할 수 있습니다. 이러한 방법을 함께 사용하면 펄프화 시스템에 더 큰 가치를 제공하고 폐수 폐기물을 줄일 수 있는 발효 제품을 생산할 수 있는 잠재력을 가진 미생물의 대사 활성을 쉽게 측정할 수 있으므로 잠재적인 제지 수익이 증가하고 흑액에 대한 추가 용도를 제공할 수 있습니다.

크라프트 펄핑 공정에서 생성된 흑액의 수집 및 수정(그림 1)을 통해, 이 펄핑 폐기물을 사용하여 단일 박테리아 분리주 또는 혼합 배양물의 생분해 능력을 결정할 수 있습니다. 그림 2는 LB 배지만으로 배양한 경우와 10% 중화 흑액이 첨가된 LB 배양액에서 배양한 환경 미생물 분리주의 흡광도 측정을 통한 호기성 성장을 보여줍니다. 이러한 결과는 해당 박테리아가 중화 흑액이 존재하는 환경에서 성장함을 나타냅니다. 흑액이 없는 상태에서 환경 분리주의 성장은 초기에 더 빠르게 진행되었으나(대수 증식기 동안 세대 시간이 20 hr), 성장은 62 hr 이후로 지속되지 않았습니다. 흑액이 존재하는 환경에서 환경 미생물 분리주의 성장은 느렸으나(대수 증식기 동안 세대 시간이 35 hr), 배양액의 흡광도는 성장 230 hr 이후까지 계속 증가했습니다. 흑액 존재 하에 성장한 환경 미생물 분리주의 성장 곡선은 이상성 성장을 보여주는데, 이는 흑액에 환경 미생물 분리주가 이용할 수...

산업 폐기물을 수거하고 수정하여 미생물 성장을 분석할 수 있습니다. 리그노셀룰로오스 추출 기술은 특정 생분해 능력을 분석하기 위한 구성 요소를 제공합니다. 가스 크로마토그래피-질량 분석법은 펄프 폐기물에서 자란 미생물의 발효 산물을 식별합니다. 이러한 방법은 펄프 폐기물을 분해하는 미생물의 대사 능력을 결정합니다.

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high ...

다음 실험의 전반적인 목적은 미생물 또는 미생물 군집이 펄프 제조 폐기물인 흑액(Black Liquor)을 성장을 위해 이용하는 능력, 성장에 이용되는 흑액의 성분, 그리고 이 펄프 제조 폐기물의 미생물 대사로 인해 생성되는 산물을 결정하는 것입니다. 이는 펄프 제조 폐기물인 흑액을 수집하여 배지 성분으로 사용할 수 있도록 준비함으로써 이루어집니다. 두 번째 단계로, 미생물의 탄소원 요구량을 결정하는 데 사용되는 리그노셀룰로오스 성분을 추출합니다.미생물이 흑액 및 그 성분에서 성장할 수 있는 능력을 결정하기 위해, 다음 배지를 준비하고 접종하여 미생물의 성장을 분석합니다. 결과는 최소 배지 한천 플레이트에서 관찰된 성장과 GCMS 분석을 통해, 미생물 환경 분리주가 성장을 위한 유일한 탄소원으로서 흑액을 이용하고 대사 산물을 합성함을 보여줍니다. 우리는 펄프 폐기물에서 미생물이 성장할 가능성과 펄프 공장에서 이러한 미생물을 직접 분리할 수 있을 것이라는 가능성을 논의했을 때 처음으로 이 방법에 대한 아이디어를 얻었습니다.수산화나트륨 표백과 같은 기존 방식에 비해 zignal 셀룰로오스 추출 기술의 주요 장점은 염화나트륨 표백이 더 높고 향상된 순도를 제공한다는 점입니다. 이 방법의 시각적 시연은 매우 중요합니다. 셀룰로오스 및 GCMS 시료 준비 단계는 요구되는 단계가 많고 공정 완료를 확인하기 위한 시각적 판단이 필요하기 때문에 학습하기 어렵습니다.이 방법은 흑액의 미생물 분해에 대한 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 작물 잔해, 산림 잔해 및 도시 고형 폐기물과 같이 마그노 셀룰로오스 물질을 포함하는 산업 폐수 스트림에도 적용될 수 있습니다. 이 절차를 시작하려면, 펄프 솥의 배출 밸브에서 흑액 샘플을 멸균 유리병에 수집하고, 다음 단계로 넘어가기 전에 실온으로 식히십시오. 그다음, 교반 바가 장착된 500 milliliter 비커에 흑액 샘플 100 milliliters를 넣고 중간 속도로 교반하십시오.점성이 생길 때까지 인산을 한 방울씩 첨가하여 흑액을 중화합니다. 그 다음, 모든 흑액 용액을 50 milliliter 원심분리관에 분주하고 9,300 Gs에서 30분 동안 원심분리합니다. 탄수화물을 분리하기 위해 1 millimeter 이하로 분쇄된 스위치그라스 5 gram과 마그네틱 바를 500 milliliter 플라스크에 넣습니다.그 다음 증류수 200 milliliters, 아염소산나트륨 7.5 gra

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펄프 공장 폐기물 스트림에서 미생물 성장을 촉진하고 배양된 미생물의 생물 분해 잠재력을 특성화하는 방법

출처: 빌렐라, H. D. M. 외 생물 복원을 위한 미생물 균주 탐사 및 형생물 연구 및 보존을 위한 프로바이오틱스 개발. J. Vis. 경험 (2019).이 영상은 EE2 함유 배지에서 연속 희석, 군집 선택, 성장을 통해 오염물질 분해 해양 박테리아를 분리하는 과정을 보여줍니다. EE2를 유일한 탄소원으로 사용하여 이 환경 오염물질을 대사할 수 있는 박테리아 균주를 식별합니다.

오염물질 분해 균주를 분리하기 위한 해양 박테리아 선별

라벨 플라스틱 필름은 "생분해 성"뿌리 덮개로 농업 사용을 위해 상업적으로 사용할 수 있습니다. 경작 매력적인 처리 방법을 나타냅니다 있지만, 현장 조건에서 분해가 제대로 이해된다. 본 연구의 목적은 현장 매장 한 후 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 식민지 기본 토양 곰팡이와 박테리아를 분리하는 방법을 개발하는 것이 었습니다.

생분해 성 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 부셔 가능성이있는 기본 토양 미생물의 분리가 농업에 사용

전위차 조절기에 의해 제어되는 3전극 설정을 사용하여 유가식 반응기에서 양극 전기활성 미생물 생물막의 시간amperometric 성장이 입증되었습니다. 세포외 전자 전달은 전자 공여체가 있는 경우와 전자 공여체가 없는 경우 순환 전압전류법을 사용하여 특성화됩니다. 기본적인 데이터 분석이 입증됩니다.

폐수 유래 전기 활성 미생물 생물막: 성장, 유지 관리 및 기본 특성화

부르크 홀데 리아의 sartisoli RP037-mChe와 전 세포 bioreporter 분석은 물 불포화 모델 시스템에서 공기로 채워진 모공을 해소 균사체에 의한 능동 수송 후 세균 분해 가능한 유기 오염 물질 (즉, 플루 오렌)의 분수를 감지하기 위해 개발되었다.

전체 셀 Bioreporter 접근 물 불포화 시스템에서 유기 오염 물질의 운송과 생체 이용률을 평가하기 위해

생물막은 주변 환경과 복잡한 상호 작용을 합니다. 생물막-환경 상호 작용을 종합적으로 조사하기 위해 여기서는 생물막 개발을 위한 이질적인 화학적 환경을 조성하고, 국소 유속을 정량화하고, 생물막 군집 내부 및 주변의 질량 수송을 분석하는 일련의 방법을 제시합니다.

바이오 필름 및 서식지의 이질성의 공동 개발을 특성화하기위한 방법

고밀도 생물 반응기(HDBR)라는 새로운 반응기 설계가 고밀도 미생물 군집의 배양 및 연구를 위해 제시됩니다. 여기에서 HDBR은 혼합 고밀도 조류 군집에 의한 질소 대사 연구를 위한 광생물반응기(PBR) 구성에 성공적으로 적용됩니다.

다양한 미생물 커뮤니티의 고밀도 배양위한 새로운 생물 반응기

흐름 cytometric 분석은 순수 문화 조사 및 미생물 지역 사회 역학을 모니터링 귀중 한 입증 했다. 우리는 순수한 문화 및 도전 행렬에서 명확한 매체 뿐만 아니라 복잡 한 사회에 대 한 데이터 분석, 샘플링에서 세 개의 포괄적인 워크플로 각각 제시.

특성화 미생물 역학-Cytometry 워크플로 순수 문화에서 자연 커뮤니티를 기반으로

오염은 모든 생물군석에 영향을 미칩니다. 해양 환경은 특히 지구상에서 가장 민감한 생태계 중 하나인 산호초에 영향을 미쳤습니다. 생물 정화는 오염 물질을 분해하는 유기체의 용량입니다. 여기에서, 우리는 산호에 대한 생물 정화 능력과 잠재적 인 프로바이오틱 특성을 제시하는 미생물을 분리하고 테스트하는 방법론을 설명합니다.

메타유기 연구 및 보존을 위한 생물 정화 및 프로바이오틱스 개발을 위한 미생물 균주 발굴

이 프로토콜은 고처리량 96웰 고정 뚜껑 정적 생물막 스크리닝을 위해 자체 조립된 딥 웰 PCR 플레이트 장치를 사용하여 생물막 성장 및 바이오매스 측정을 수행하는 방법론을 제시합니다.

PCR-플레이트 딥웰 마이크로플레이트 장치를 이용한 더 큰 박테리아 바이오필름 바이오매스의 생성

여기에서, 우리는 재석회화 물질의 분해에 관여하는 곰팡이 균주를 찾기 위해 토양 생물 다양성을 스크리닝하기위한 프로토콜을 제시합니다. 첫째, 휴믹산 또는 리그노셀룰로오스 상에서 성장할 수 있는 곰팡이 균주가 분리된다. 그들의 활성은 효소 분석과 탄화수소 및 플라스틱과 같은 오염 물질에 대해 테스트됩니다.

석회화 물질의 분해에 관여하는 곰팡이에 대한 토양 생물 다양성으로부터의 분리 및 스크리닝

이 프로토콜은 혐기성 조건에서 복잡한 배설물 군집의 연속 유동 배양에 활용되는 미니 생물반응기 어레이의 조립에 대해 자세히 설명합니다. 또한 추가 분석을 위해 반응기의 조립, 접종 및 샘플링 방법에 대해서도 논의합니다.

복잡한 분변 군집의 지속적인 배양을 위한 Bioreactor Assembly

배우세요 펄프 공장 폐기물인 블랙 리큐어를 이용한 미생물 배양 및 생분해 특성 분석 방법입니다. 리그노셀룰로스 추출과 GCMS 분석을 통해 미생물 대사 능력을 평가하고 지속 가능한 폐기물 관리에 기여합니다.

펄프 공장 폐기물 흐름에서 미생물 성장을 촉진하는 방법 및 배양된 미생물의 생분해 잠재력 특성화

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