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은 나노입자 합성을 위한 Bacterial Cellulose 생산 세균의 분리 및 특성
Isolation and Characterization of Bacterial Cellulose-Producing Bacteria for Silver Nanoparticle Synthesis 원문보기

Microbiology and biotechnology letters = 한국미생물·생명공학회지, v.46 no.2, 2018년, pp.120 - 126  

유지연 (부산대학교 생명환경화학과) ,  장은영 (부산대학교 생명환경화학과) ,  손용준 (부산대학교 생명환경화학과) ,  박수연 (부산대학교 생명환경화학과) ,  손홍주 (부산대학교 생명환경화학과)

초록
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환경친화적으로 항균성이 부여된 상처치료용 BC 드레싱을 개발하기 위한 기초연구로서, 은 이온에 대해 내성이 있으면서 은 나노입자를 생합성할 수 있는 초산균을 분리 및 동정하였다. 나아가 실험균주에 의한 BC 생산 조건을 조사하였다. 부패된 포도껍질로부터 분리된 G7 균주는 0.1 mM $AgNO_3$ 존재 하에서 생육할 수 있었으며, 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석에 의거하여 Acetobacter intermdius로 동정되었다. 탄소원으로 2% glucose, 질소원으로 2% yeast extract, 보조탄소원으로 0.115% acetic acid가 함유된 배지에서 BC 생산량이 최대였다. 최적배지에서 생성된 BC의 구조적 특성을 FT-IR 및 XRD를 사용하여 조사한 결과, 생성된 BC는 전형적인 천연 cellulose와 동일한 cellulose I인 것으로 확인되었다. G7 균주를 0.1 mM $AgNO_3$ 가 함유된 최적 배지에서 배양한 결과, 배양액의 색깔이 적갈색으로 변하였으며, 이것은 은 나노입자가 생성되었음을 의미한다. 은 나노입자의 합성유무를 UV-Vis 스펙트럼 분석에 의하여 확인한 바, 425 nm에서 은 나노입자의 고유한 흡수스펙트럼이 관찰되었다. 또한, 생성된 BC를 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 표면과 기공에 은 나노입자가 생성되어 있음을 재확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As a basic study for environment-friendly production of bacterial cellulose (BC) dressing with antimicrobial activity, we isolated and identified acetic acid bacteria which are resistant to silver ions and can biosynthesize silver nanoparticles. Furthermore, conditions of BC production by selected s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 은 나노입자를 생합성할 수 있는 BC 생산균주를 확보할 수 있다면 보다 안전하게 2차 감염을 방지할 수 있는 상처 치료 BC 드레싱을 제조할 수 있을 것이다. 본 연구는 환경친화적으로 항균성이 부여된 상처치료용 BC 드레싱 개발을 최종목적으로 설계되었으며, 이에 따라 먼저 은 이온에 대해 내성이 있으면서 은 나노입자를 생합성할 수 있는 균주를 분리 및 동정한 후, 이 균주에 의한 BC 생산 최적조건 및 구조적 특성을 조사하였다.
  • 현재 실험균주에 의한 은 나노입자 합성기전에 대한 실험을 수행 중에 있으며, 그 결과를 바탕으로 효율적인 상처 치료용 드레싱 개발을 위한 항균능 등 피부관련 생리활성을 확인하고자 한다.
  • 환경친화적으로 항균성이 부여된 상처치료용 BC 드레싱을 개발하기 위한 기초연구로서, 은 이온에 대해 내성이 있으면서 은 나노입자를 생합성할 수 있는 초산균을 분리 및 동정하였다. 나아가 실험균주에 의한 BC 생산 조건을 조사하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
세균 셀룰로오스는 무엇인가? 세균 셀룰로오스(bacterial cellulose, BC)는 미생물이 생산하는 다당류의 일종으로서, 나노 크기의 미세망상 구조, 높은 결정성, 강한 기계적 강도, 높은 수분 함량 및 우수한 생체적합성과 생분해성을 가지고 있다[1]. 또한, 식물성 셀룰로오스와 달리 BC는 리그닌, 헤미셀룰로오스, 펙틴과 같은 불순물을 함유하고 있지 않다[2].
세균 셀룰로오스는 어떤 특징을 가지고 있는가? 세균 셀룰로오스(bacterial cellulose, BC)는 미생물이 생산하는 다당류의 일종으로서, 나노 크기의 미세망상 구조, 높은 결정성, 강한 기계적 강도, 높은 수분 함량 및 우수한 생체적합성과 생분해성을 가지고 있다[1]. 또한, 식물성 셀룰로오스와 달리 BC는 리그닌, 헤미셀룰로오스, 펙틴과 같은 불순물을 함유하고 있지 않다[2].
세균 셀룰로오스는 식물성 셀룰로오스와는 어떤 차이를 보이는가? 세균 셀룰로오스(bacterial cellulose, BC)는 미생물이 생산하는 다당류의 일종으로서, 나노 크기의 미세망상 구조, 높은 결정성, 강한 기계적 강도, 높은 수분 함량 및 우수한 생체적합성과 생분해성을 가지고 있다[1]. 또한, 식물성 셀룰로오스와 달리 BC는 리그닌, 헤미셀룰로오스, 펙틴과 같은 불순물을 함유하고 있지 않다[2]. 이러한 독특한 특성 때문에 BC는 식품 산업, 하수 정화, 음향 및 광학, 의료 분야 등에서 활용 가능성이 높은 것으로 인정되고 있으며[3], 최근 상처치료 드레싱 재료, 인공 피부, 인공 혈관 등의 생체적합 분야에서 활발히 연구되고 있다[4].
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참고문헌 (21)

  1. Sutherland IW. 1998. Novel and estabilished applications of microbial polysaccharides. Trends Biotechnol. 16: 41-46. 

  2. Iguchi M, Yamanaka S, Budhiono A. 2000. Bacterial cellulose - a masterpiece of natural's arts. J. Mater. Sci. 35: 261-270. 

  3. Chawla PR, Bajaj IB, Survase SA, Singhal RS. 2009. Microbial cellulose: fermentative production and applications. Food Technol. Biotechnol. 47: 107-124. 

  4. Torres FG, Commeaux S, Troncoso OP. 2012. Biocompatibility of bacterial cellulose based biomaterials. J. Funct Biomater. 3: 864-878. 

  5. Rajwade JM, Paknikar KM, Kumbhar JV. 2015. Applications of bacterial cellulose and its composites in biomedicine. Appl. Microbiol. Biotechnol. 99: 2491-2511. 

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  11. El-Baz AF, El-Batal AI, Abomosalam FM, Tayel AA, Shetaia YM, Yang S. 2016. Extracellular biosynthesis of anti-Candida silver nanoparticles using Monascus purpureus. J. Basic Microbiol. 56: 531-540. 

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  18. Masaoka S, Ohe T, Sakota N. 1993. Production of cellulose from glucose by Acetobacter xylinum, J. Ferment. Bioeng. 75: 18-22. 

  19. Toda K, Asakura T, Fukaya M, Entani E, Kawamura Y. 1997. Cellulose production by acetic acid-resistant Acetobacter xylinum, J. Ferment. Bioeng. 84: 228-231. 

  20. Yunoki S, Osada Y, Kono H, Takai M. 2004. Role of ethanol in improvement of bacterial cellulose production: analysis using $^{13}C$ -labeled carbon sources. Food Sci. Technol. Res. 10: 307-313. 

  21. Mie G. 1908. Contribution to the optics of turbid media, particularly of colloidal metal solutions. Ann. Phys. 25: 377-445. 

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