자연계에서 수소생산 균주를 분리하기 위해 담수시료를 배양하고 순수분리하여 균주 ES392를 얻을 수 있었고, 이를 동정하기 위하여 16S rRNA 염기서열과 BLAST program을 이용하여 분석한 결과 Enterobacter sp.로 동정 되었고, 유연균으로 분류되어 Enterobacter sp.ES392가 되었다. 균주 ES392의 배양온도의 영향을 알아보기 위한 균체성장 및 수소생산량을 측정한 결과 \( 35 ^ {\circ } \mathrm { C } \)가 최적 배양온도로 선정되었다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>균주의 분리 및 동정</h2> <p>자연계에서 수소생산 균주를 분리하기 위하여 채취한 담수시료를 수소생산용 배지에서 혐기적으로 배양하고 생성된 colony을 순수분리 한 결과, 한 종류의 수소생산 균주(ES392)를 얻을 수 있었다. 분리균주의 고체배지 상에서 colony의 형태는 원형에 가까우며, 색깔은 연한 노란색이고, 표면은 볼록하고 매끄러운 상태였다. 이 균주는 Fig. 2의 전자현미경 사진에서 제시된 것과 같이 길이 \( 1.4 \mu \mathrm { m } \) (직경 \( 0.6 \) \( \mu \mathrm { m } \) )의 간균이고, 편모가 없으며, 포자를 형성하지 않았다.</p> <p>분리균주 ES392의 생화학적 특성은 Table 1과 같이 glucose, mannitol, inositol, sorbitol, rhamnose, sucrose, melibiose, amygdalin, arabinose 등을 이용하였으며, \( \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S } \), indole, acetoin 등은 생성하지 않았다. 균주 ES392를 동정하기 위하여 16S rRNA 염기서열을 분석하고 BLAST program을 이용하여 상동성을 분석한 결과 \( 98 \% \)의 신뢰도로 Enterobacter sp.로 동정 되었고, 생화학적 성질이 Enterobacter sp.의 유연균으로 분류되어, 최종적으로 Enterobacter sp. ES392로 명명하였다. 16S rRNA 염기서열에 근거하여 Clustal W 프로그램으로 계통도(phylogenetic tree)를 작성하고 그 결과를 Fig. 3에 나타내었다.</p> <h2>온도의 영향</h2> <p>균주 ES392의 수소생산에 있어서 배양온도의 영향을 알아보기 위하여 배양배지의 온도를 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \sim 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)까지 변화시켜 균체성장 및 수소생산량을 측정하였다(Fig. 4). 본 균주는 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 이상의 온도에서는 균체성장이 매우 낮았고, \( 35 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 가장 높은 균체성장을 나타내어 중온성미생물(mesophile)인 것으로 판단되었다. 수소생산에 있어서 \( 45 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서는 거의 수소가 생산되지 않았고, \( 35 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 최대수소 생산량인 \( 1082 \mathrm { ~mL } / \mathrm { L } \)을 얻을 수 있었다. 따라서 균체성장과 수소생산율이 가장 높은 \( 35 ^ {\circ } \mathrm { C } \)를 최적 배양온도로 선정하였다.</p> <h2>\( \mathrm { pH } \)의 영향</h2> <p>배양배지의 초기 \( \mathrm { pH } \)가 균체성장 및 수소생산에 미치는 영향을 조사하기 위해 \( \mathrm { pH } \) 6부터 9까지의 조건에서 배양하고 균체성장과 수소생산량을 조사하였다(Fig. 5). Fig. 5에서와 같이 \( \mathrm { pH } \) 6에서 9까지의 균체성장은 비슷한 결과를 나타냈지만 \( \mathrm { pH } \) 9에서는 수소생산량이 감소하였다. 한편 \( \mathrm { pH } \) 7.5에서 수소생산량과 균체성장이 가장 높았기 때문에, 본 이 ES392 균주의 수소생산을 위한 최적 \( \mathrm { pH } \)는 기존 보고된 E. aerogenes의 최적 \( \mathrm { pH } \) 6.5보다는 조금 높았고, E. cloacae YJ-1의 최적 \( \mathrm { pH } \) 7.5와는 동일한 것으로 나타났다.</p>