The objectives of this study were to evaluate the effect of replacing 40% corn meal with three different types of barley (Youngyang, Wooho, and Yuyeon) on the chemical compositions, microbial indices, gas emission, and volatile fatty acid (VFA) content in feces of growing pigs. Sixteen pigs (Landrace × Yorkshire × Duroc) with an initial average body weight of 71 ± 2 kg were maintained in metabolic cages and randomly allotted to four treatments containing different sources of barley, for 23 days. The treatment with three different barley types replacing 40% ground corn showed no effect (P>0.05) on fecal chemical compositions, microbial indices, gas emission, and VFA. However, some differences (P<0.05) were noted in the chemical compositions of crude fiber and ash, and in the levels of Lactobacillus and Salmonella in the feces of the growing pigs. In conclusion, methane and hydrogen sulfide decreased by replacing 40% corn meal with Youngyang and Wooho barley, respectively.

This study was carried out to get basic resources for the industrial use of Lactobacillus bulgaricus SP5. The antibacterial activity of the supernatant obtained from Lactobacillus bulgaricus SP5 was tested against the pathogenic bacteria such as Escherichia coli KCCM 11234, Salmonella enteritidis KCCM 3313, Salmonella enteritidis KCCM 12021, and Salmonella typhimurium KCCM 40253. The supernatant of L. bulgaricus SP5 showed antibacterial activity against tested pathogenic bacteria. The antibacterial activity was examined after adjusting pH and heat treatment of supernatant. Heat treatment of supernatant had antibacterial activity against pathogenic bacteria at all temperature. However, pH changes showed no antibacterial activity. Antibacterial activity of the supernatant was confirmed to be due to organic acids (lactic, acetic, phosphoric, succinic, pyroglutamic, citric, malic, and formic acid).

Background: Crop rotation plays an important role in improving soil chemical properties, minimizing the presence of disease pathogens, and assists in neutralizing autotoxic effects associated with allelochemicals. Methods and Results: Five rotation crops of sudan grass, soybean, peanut, sweet potato, and perilla were cultivated for one year with an aim to reduce yield losses caused by repeated cropping of ginseng. In 2-year-old ginseng grown in the same soil as a previous ginseng crop, stem length and leaf area were reduced by 30%, and root weight per plant was reduced by 56%. Crop rotation resulted in a significant decrease in electrical conductivity, NO3, and P2O5 content of the soil, whereas organic matter, Ca, Mg, Fe, Cu, and Zn content remained-unchanged. Soil K content was increased following crop rotation with sudan grass and peanut only. Rotation with all alternate crops increased subsequent ginseng aerial plant biomass, whereas root weight per plant significantly increased following crop rotation with perilla only. A significant positive correlation was observed between root rot ration and soil K content, and a significant negative correlation was observed between ginseng root yield and the abundance of actinomycetes. Crop rotation affected the soil microbial community by increasing gram negative microbes, the ratio of aerobic microbes, and total microbial biomass whereas decreases were observed in actinomycetes and the ration of saturated fatty acids. Conclusions: In soil exhibiting crop failure following replanting, crop rotation for one year promoted both soil microbial activity and subsequent ginseng aerial plant biomass, but did not ameliorate the occurrence of root rot disease.

Background: This study examined the use of new bio-materials with enhanced value and functionality, which were derived from fermented wild ginseng cultures. Methods and Results: To examine the antioxidant activity associated with biological functions, radical scavenging analyses (2,2- diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH and 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid, ABTS) and superoxide dismutase (SOD)-like activity analyses were conducted. Furthermore, the total phenolic and flavonoid contents of wild ginseng fermented with microorganisms (Leuconostoc mesenteroides, Bacillus circulans, Bacillus licheniformis and B. subtilis subsp. inaquosorum) were evaluated to determine the antioxidant activity increment. Regarding ginseng fermented with B. licheniformis, values of 70.6 ± 1.4%, 44.3 ± 1.7%, and 88.4 ± 1.3% were measured using DPPH, ABTS, and SOD-like antioxdiant activity analyses, respectively. The total phenolic content in ginseng fermented with B. licheniformis was 184.5 ± 0.9 ㎍• GAE/㎖, and the total flavonoid contents was 108.5 ± 1.8 ㎍• QE/㎖ in ginseng fermented with L. mesenteroides. Conclusions: Of the four types of lactic acid bacteria examined, the use of B. licheniformis to ferment ginseng resulted in greatest increase in antioxidant activity. Therefore, ginseng fermented by microorganisms might be used to produce functional bio-materials.

In this study, we compared disease incidence rate and phyllosphere microbial community between drought resistance transgenic rice (Agb0103) and non-transgenic Ilmi (NGM) during 2011-2014 to examine an environmental risk assessment of drought resistance transgenic rice (Agb0103). As the results, major diseases such as sheath blight, brown spot, leaf blast and false smut were occurred, however, there were no significant disease incidence rate between Agb0103 and NGM. As the results of counting bacterial and fungal viable cell, the colonies were increased or decreased which affected by environmental conditions, however there were no differences between Agb0103 and NGM. Also unweighted pair-group method with arithmetic averaging (UPGMA) analysis based on polymerase chain reaction with denaturing gel electrophoresis (PCR-DGGE) revealed that DGGE band pattern of bacterial and fungal communities were clustered by each month and there were no differences between Agb0103 and NGM. Furthermore, isolated casual agents causing sheath blight and brown spot were collected from Agb0103 and NGM, and they revealed that each of pathogens were no differences in morphology and pathogenicity. Therefore, our results suggested that Agb0103 showed no differences in disease incidence rate, characteristic of pathogens and phyllosphere community with NGM. In this way, it can be assumed that transgenic rice Agb0103 could not influence phyllosphere microorganism community and environmental conditions.

Social needs are increasing due to the increase of degenerative brain diseases because of the aging society. The most common type of degenerative brain diseases is Alzheimer's disease and Parkinson's disease, which makes most of cases. New scientific challenges indicate that gut microbiota are directly associated with the progress of degenerative brain diseases through triggering metabolic diseases, modulating immune response, and changing diversity of microbial community. A high-valuable strategy is proposed for the management of these disorders and as an adjuvant for psychiatric treatment of degenerative brain diseases and other related metabolic diseases through modulation of the gut microbiota including probiotics.

Background : barley (Hordeum vulgare L.), is a member of the grass family Poaceae (Gramineae) consider the fourth most important cereal crop and primarily used to feed the animals. The second most common use of barely is for malt, which is used mostly in beer, but also in hard liquor, malted milk and flavoring in a variety of foods. As immense economic importance a fast and high germination is required in order to achieve its desired production. In regard to this the present study was performed to evaluate the effect of beneficial microbes (BM), on barely seed germination when mixed with in the synthetic germination medium. Methods and Results : Barely seeds were surface sterilized using 0.01% HgCl2 solution and transfer for germination in the medium supplemented with 200 and 500 X diluted BM separately. Effectiveness of the BM were determined by calculating the germination percentage (GP), germination index (GI), mean germination time (MGT), germination time 50% (T50) and compared with control seeds germinating in absence of BM. Results obtained from the study suggest that BM at 200 X dilution is much efficient to speed up the germination process (66.7 ± 2.3 %) in contrast to 500X diluted BM (61.4 ± 3.6 %). Results of the other germination parameters (GI, MGT and T50) supported the 200X BM effective for seed germination as compare to 500X and control. Conclusion : Our results signify that BM has potential to enhance the germination efficacy of barley seeds and thus could be used to improve the germination.

Background : Ginsenosides, the main ingredient of ginseng roots can be confirmed various physiological activity such as anticancer, antioxidant, a natural ginsenosides is there a structure to be absorbed into the body does not work well absorbed through this process biologically active thus a high conversion ginsenosides. β-glucosidase enzyme is observed in several of the microorganism with an enzyme that serves to convert a ginsenoside prosper that is absorbed into the body. Methods and Results : To view a primary β-glucosidase activity, the bacteria were innoculated in esculin agar medium and the color change of the media were measured by the time and degree of changing color. In the other method, 5 mM of p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside (pNPG) containing 25 mM phosphate buffer solution (pH 7.0) was added to 50 ul enzyme solution. Then the solution was added to 50 ul reaction for 5 min at 30°C. The amount of p-nitrophenol liberated measured at 405 nm absorbance. The experimental results showed higher β-glucosidase activity in Pediococcus pentosaceus, Leuconostoc mesenteroide, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, and Paenibacillus polymyxa by using esculin agar medium method. Similarly in second method, β-glucosidase activity was higher in P. pentosaceus 402.32±11.43 unit/l, L. mesenteroide 353.73±14.64 unit/l, Lactobacillus sakei 198.4±15.47 unit/l Lactobacillus plantarum subsp. plantarum 164.1±8.12 unit/l. Conclusion : The result that the β-glucosidase activity was higher in P. pentosaceus, L. mesenteroide, and L. plantarum subsp. plantarum as compared to tested microbes. Therefore selected bacteria can be used in the industry of functioned foods and beverage to improve human healths.

This study investigated the effect of electron beam (EB) treatment on the microbial reduction of dried laver (Porphyra tenera) and identified EB-resistant bacteria from the treated dried laver. After EB treatments of 4 kGy and 7 kGy, the numbers of total bacteria and EB-resistant bacteria were measured using tryptic soy agar and mannitol salt agar, respectively. The morphological and biochemical characteristics of each isolated EB-resistant bacteria were investigated and these bacteria were identified. Compared to the control (1.5±0.2)×106 CFU/g, the total bacterial number was significantly decreased to (5.4±0.5)×104 CFU/g and (1.1±0.6)×104 CFU/g after EB treatments of 4 kGy and 7 kGy, respectively. With a higher EB dosage, the number of red colonies was almost same, whereas the number of yellow colonies was significantly decreased to (3.3±1.2)×103 CFU/g and 0 CFU/g for 4 kGy and 7 kGy, respectively. All red and yellow colonies were gram-positive cocci, catalase-positive, and resistant to 3% and 5% NaCl media. From the 16S rDNA sequence analysis, yellow and red colonies were identified as either Micrococcus flavus or M. luteus, with 99% similarity for the yellow colonies, and Deinococcus proteolyticus and D. piscis, with 99% and 97% similarity for the red colonies, respectively.

The aim of the present study was to determine the effects of soil microbial agent with red ginseng marc on growth of watermelon during 5 months. The three treatments were distributed in a completely randomized design with four replicates per plot. After 1 week in planting dates, the growth of watermelon (full length, stem thichness, leaf length and lead width) showed no significant difference in all treatments. During elongation stage (20 days), soil microbial agent with red ginseng marc was increased by 5% in leaf thickness (May 23) and 7~14% in leaf length (May 16 and 23) when compared to other treatments. For changes in fruit bearing thickness, there were no differences among treatments. Characteristics of watermelon in harvest season have an effect on harvest and length, stalk length, naval length, weight, sugar content and yield, except for harvest and width. In particular, yields increased with treatments with two soil microbial agent (7~12%), indicating that soil microbial agent with red ginseng marc showed higher yield than the other treatments. In conclusion, red ginseng marc-treated soil microbial agents have a positive effect on the harvest season of watermelon and can provide useful information for the selection of the functional microbial properties and the registration of microbial fertilizer.

This study was carried out to identify the control effect of entomopathogenic microagent against Spodoptera exigua on organic chinese cabbage. In laboratory condition, insecticidal activity of 4 commercial BT pesticides against S. exigua were lower than 10% against second instar S. exigua. The insecticidal activity of entomopathogenic nematode were 33.3%, 83.3% and 100% at the concentration of 1×102, 3×102, 1×103 nematodes/ml, respectively. Mixture of BT and nematode showed growth inhibition against S. exigua larvae. S. exigua nucleopolyhedrovirus (SeNPV) of 105 PIBs/ml showed more than 70% insecticial activity. The yield of SeNPV was increased as in higher initial inoculation concentration of NPV, food supply, and growth temperature increased. In greenhouse experiment, the control value of BT and nematode mixture treatment was higher than BT and nematode treatment alone against S. exigua. In treatment of 107 PIBs/ml of SeNPV, S. exigua was controlled completely. In farm condition, mixture of microbial agent and organic agricultural material showed higher control value against lepidopteran pest including S. exigua than BT single treatment.

The study was conducted to investigate the effects of organic matter application on soil microbial activities and diversities in a newly reclaimed soil. Soil chemical properties, population of microbe, microbial biomass, and properties of microbial community were investigated under 4 different treatment (animal manure compost+ green manure, chemical fertilizer, and without fertilizer). The experiment was conducted for 3 years from 2012 to 2014. The most of chemical properties in the animal manure compost+green manure treatment were increased continually compare to chemical fertilizer and without fertilizer. The population of bacteria and fungi were higher in the animal manure compost+green manure treatment, however, there was no difference on actinomyces. Soil microbial biomass C content was higher in the animal manure compost+green manure treatment than in chemical fertilizer and without fertilizer. Biolog examination showed that catabolic diversities of bacterial communities were higher in the treatment of animal manure compost+green manure. It was showed that principle component analysis of the Biolog data differentiated the organic matter amended soils from NPK and control. These results indicated that application of animal manure compost+green manure had a beneficial effect on soil microbial properties.

피부는 외부 유해물질로부터 내부기관을 보호하는 장벽기능을 하는 대표적인 기관으로 자외선 (ultraviolet radiation, UV), 중금속, 각종 산화 물질들과 같은 외부의 위협에 항상 노출되어 있어 손상을 받 기 쉽다. 특히 자외선 B (UVB)는 진피의 상부까지 도달하여 화상이나 홍반과 같은 염증반응을 일으키며 멜라 닌 생성을 촉진시켜 색소 침착을 유발한다. 지나친 자외선 B의 피부세포로의 유입은 각질세포 및 진피 섬유아 세포의 DNA손상을 야기하고, 세포외기질의 합성을 방해하여 피부탄력감소, 주름생성, 진피 결합조직의 손상 과 함께 피부장벽을 붕괴시켜 노화를 일으키며, 장기간 노출 시 심각한 피부 병변으로 이어져 피부세포 사멸 및 종양의 발생으로까지 이어진다. Haloarcula vallismortis는 사해로부터 분리 동정한 미생물로 호염성 고생 물의 생장적 특징은 아직 자세히 연구된 바는 없다. 대게 10% 이상의 염도에서 자라는데 실제 생장염도는 평균 20 ∼ 25% 염도에서 자란다. 염도가 높은 호수나 염전에서 주로 발견되기 때문에 강한 햇빛에 대한 방 어기작이 존재한다. 그중 하나로 다른 ATP를 생성하기 위한 bacteriorhodopsin외에 halorhodopsin이라는 색소를 이용, 광자(photon)를 흡수하고 염화이온 채널을 개방시켜 생기는 전위차를 이용해 추가로 에너지를 생산한다. 또 carotenoid 색소로 인해 농도가 높을시 분홍색 또는 빨간색을 띄는 특징이 있는데 이것이 강한 자외선에 대한 방어기작을 할 것이라고 여겨진다. 본 연구는 호염성 고세균이 자외선을 에너지 소스로 이용하 는 특성을 이용하여 자외선으로부터 피부를 방어하는 방법을 개발하고자 이들의 피부각질세포에서 자외선에 의한 항염 효과 및 DNA 손상 방어 효과를 확인하였다. 그리고 이들을 천연 자외선 차단제의 소재로서 사용 할 수 있음을 확인하였다.

용해성 무기전자수용체를 이용하여 호흡하는 황산염환원박테리아는 지반환경에서 다양한 물질의 생화학적 순환에 중요한 역할을 담당한다. 하지만 용해되지 않는 고형전자수용체를 이용하여 전자를 전달하는 황산염환원균은 현재까지 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 혐기성미생물로서 대표적인 황산염환원균주 Desulfovibrio desulfuricans 가 고형전자수용체로의 직접적인 전자전달을 위해 나노크기의 필라멘트를 생성하는 것을 확인하였다. 이러한 나노필라멘트는 전기전도도가 높게 나타나(5.81 S·m-1) 이를 이용하여 황산염환원균이 고형전자수용체로 전자를 전달할 수 있음이 입증되었다. 이 같은 기작을 이용하여 황산염환원균은 미생물연료전지(Microbial fuel cell)에서 전기생산을 위한 고체전극으로의 직접적 전자전달을 수행함을 확인하였다. 이러한 결과는 황산염환원균에 의해 용해성 전자수용체의 유효성이 제한될 때, D. desulfuricans 와 같은 황산염환원균이 용해되지 않는 고형전자수용체로의 전자전달을 위한 대체방안으로 전도성 나노규모의 박테리아 부속물생산을 개시함을 의미한다. 따라서 황산염환원균 중 일부는 전자 매개체없이 직접적으로 고형전자수용체로의 전자전달을 수행할 수 있으며, 황산염환원균주에 의한 효과적인 전기생산을 증진시키는 기법으로 MFC 연구에 유용할 것으로 판단된다.

양돈 산업에서 냄새 관리는 생산성, 돼지 생산에 따른 수익성 및 지속 가능성 여부 등 다양한 측면에서 영향을 미친다. 따라서, 양돈 산업에서 발생되는 불쾌한 냄새 발생을 최소화하고 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 다양한 냄새 저감 미생물을 이용한 축산환경개선제에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이처럼 미생물 제제는 배설량 감소에 의해 유해가스 발생 억제, 사육환경 개선을 통한 생산성 향상 및 환경개선 효과를 기대할 수 있다. 특히, Bacillus 속은 항균성 물질을 세균의 세포 밖으로 분비하여 병원균에 대한 길항작용이 있으며, Bacillus amyloliquefaciens 는 유기물 분해, 인산 및 질산화합물 분해, 유해가스 제거 및 항생물질 생성 등의 특징을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 돈분으로부터 분리된 Bacillus amyloliquefaciens 와 Bacillus butanolivorans 두 미생물을 이용하여 NH3 저감을 위한 기초실험으로서 연구하였다.

최근 들어 축산업의 규모 확대, 혁신도시건설로 인한 인구이동의 결과 농촌지역 지자체의 냄새 관련 민원이 급증하는 추세이다. 축산냄새의 저감을 위해서는 몇 가지 동원 가능한 수단을 거론할 수 있으나 현재 우리나라의 축산농가 실정을 고려해 볼 때 가장 현실적인 방법은 미생물을 이용한 방법이라고 할 수 있다. 우리나라 양돈의 경우 유럽, 미국의 경우와 달리 한가족이 운영 가능한 소규모(1000천두)의 농장이 다수를 차지하고 있는데 이러한 영세한 규모에서 활용 가능한 냄새저감 방법으로는 미생물제재의 돈사바닥 살포를 거론할 수 있으며 실제 많은 농가에서 이를 활용하고 있다. 그러나 앞서 언급한 축산선진국들의 경우 환경개선을 목적으로 미생물을 이용하는 경우는 많지 않다. 본 고찰에서는 축산냄새저감을 목적으로 과거 선진국에서 이루어진 미생물 활용의 예를 거론하고 우리나라와 차이점이 무엇이며 또한 그 원인이 무엇인지 논의하였다. 아울러 축산냄새저감을 위해 장래에 수행이 필요한 연구를 제시하였다.

본 연구에서는 퇴비화실험 재료인 복합유용미생물 슬러지와 일반슬러지의 미생물 군집 비교를 통해 복합유용미생물 슬러지에 대한 미생물학적 특성을 밝히고 일반슬러지 퇴비와 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지를 퇴비화 하였을 때 발현되는 미생물의 성상을 비교하여 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비가 토양에 시용 되었을 때 토양에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 한다. 또한 현재 시판되고 있는 광합성균을 이용한 돈분퇴비와 같은 공정으로 본 실험에서 사용한 복합유용미생물을 우점 시킨 돈분퇴비를 제조하여 시판퇴비와의 비교는 물론 퇴비 제조 방법에 따른 복합유용미생물 군집의 차이점을 알아보고자 하였다. Pyrosequencing을 통해 연구에서 사용된 복합유용미생물 우점 슬러지의 bacteria 군집 문(Phylum)의 수준에서 분석한 결과 Proteobacteria(41.30%), Gemmatimonadetes(14.12%)로 우점 되어 있었다. Proteobacteria는 하폐수 처리공정에서 유기물 농도가 높은 환경에서 주로 발견되며, 광합성세균은 이산화탄소 및 황화수소를 흡수 이용하며, 오염 및 악취의 방지 효과를 나타낸다고 알려져 있다. Gemmatimonadetes는 활성화된 우수처리장에서 발견되는 호기성균으로 일반슬러지에서는 0.3%정도 발견되었으나 복합유용미생물 우점 슬러지에서는 14.12%로 복합유용미생물 우점 활성슬러지 공정이 활성도가 높다고 판단할 수 있다. 복합유용미생물 우점 슬러지 퇴비와 일반 슬러지 퇴비의 다양성분석을 한 결과 퇴비화 숙성이 진행되면서 미생물이 단순화 되고 퇴비화에 주로 발현되는 미생물인 Bacteroidetes, Proteobacteria, Firmicutes등의 우점도가 높아지는 타 연구결과와 일치하였다. 특히 복합유용미생물에서 4.17% 우점 되어 있는 Actinobacteria는 고정된 질소를 공급하는 역할을 하고 퇴비가 숙성이 진행되면서 온도가 뜨거워질 때 활성도가 높아지는데 복합유용미생물 슬러지 퇴비가 일반슬러지 퇴비보다 부숙 온도가 높고, 높은 온도 유지기간도 길었기 때문으로 보인다.본 연구에서 개발한 BCL의 bacteria 군집을 종(species) 수준 분석하기 위해 시판퇴비인 PMP와 BMP와 비교한 결과 PMP와 BMP에서는 기타 (<1%)가 각각 49%, 48% 였지만 BCL퇴비는 기타 (<1%) 15%로 BCL퇴비가 다른 시판 퇴비보다 종 다양성은 떨어졌지만 시판퇴비보다 퇴비 내 미생물이 우점 되어 공생역할을 하는 것으로 나타났다.

가축(돈)분뇨는 고농도의 유기성폐기물로서 높은 함수율을 나타내고 있기 때문에 처리에 중점을 두어야 할 부분이 수분 처리 방법이다. 이에 기존 가축분뇨 처리방법으로 고상과 액상을 분리하여 고상은 퇴비화, 액상은 액비화 또는 정화 처리 후 하천에 방류하여 방류수 기준을 만족하는 방법을 사용하고 있다. 하지만 본 연구에서는 기존기술개발의 차별화 및 기존기술의 회피 전략을 위해, 돈분뇨의 유기물을 고온발효미생물에 의해 분해하여 85℃ 이상의 열에너지를 발생시켜 수분을 제거하는 무방류시스템이다. 여기에 유기물 BOD, COD의 농도변화는 발효조 진행방향에 따라 현저하게 감소되어 90%, 80%의 제거효율을 나타내었으며, 질소 성분인 T-N, NH3-N 역시 발효조 진행방향에 따라 각각 72%, 74%의 제거효율을 나타내었다. 뿐만 아니라 고체연료의 발열량을 높이기 위해 무연탄, 코크스, 기름 등의 열량보조제를 첨가하는 기존 방법 대신에 돈분에 적당량의 퇴비를 첨가한 고체연료 제조방법으로 4,500kcal/kg 이상의 높은 발열량을 얻을 수 있었다. 화석연료의 연소 등에 의한 2차 오염을 방지할 수 있으며, 생산 단가가 저렴한 친환경 기술이다. 따라서 본 무방류시스템은 고온발효미생물의 발열반응에 의해 가축분뇨를 저렴한 비용으로 고액 동시에 처리 할 수 있으며, 높은 발열량의 고체연료를 제조할 수 있는 새로운 기술이다.

미생물연료전지(Microbial fuel cells, MFCs)의 성능은 미생물이 부착 성장하는 산화전극의 활성에 의해 크게 영향을 받는다. 미생물연료전지의 산화전극 활성은 전극표면의 높은 생물친화도, 미생물이 부착성장 할 수 있는 넓은 표면적, 전기전도도 등에 의해서 결정된다. 지금까지 연구되어 온 미생물연료전지의 산화전극 재료들은 주로 다공성유리탄소, 탄소천, 탄소섬유 브러쉬, 흑연펠트, 흑연섬유 등의 탄소계열의 전도성 물질들이었다. 그러나, 이러한 탄소계열 물질들은 그 종류에 따라 비표면적이 작거나, 표면이 소수성이며, 금속과 비교할 때 전도성이 좋지 않은 특성을 가진 것들이 많다. 그러나, 서로 다른 특성을 가지는 탄소계열 물질들을 동시에 사용함으로서 각각의 재료들이 가지는 단점들을 보완함으로서 높은 활성을 가지는 미생물연료전지 산화전극을 제작하고자 하는 시도들이 이루어지고 있다. 그러나, 탄소계열 물질들을 동시에 사용하기 위해서는 이러한 재료들을 서로 혼합하고 내부적으로 결합시키기 위한 결합제가 반드시 필요한데 완성된 산화전극의 활성은 결합제의 종류에 의해서 크게 영향을 받는다. 지금까지는 주로 Nafion 용액, 에폭시 등의 고분자 물질들을 결합제로 사용하여 왔는데, Nafion 용액은 전도성 높고 친수성 물질이라는 장점이 있지만 부착력이 낮고 가격이 비싼 고가의 물질이라는 한계점을 가지고 있다. 또한, Epoxy는 부착력이 강한 반면 전도성이 없는 소수성 물질이라는 단점이 있다. 본 연구에서는 콜타르 피치(Coal tar pitch, CTP)에 니켈(Nickel, Ni)을 다양한 비율로 혼합하여 결합제를 제조하고, 이를 이용하여 제작한 팽창흑연과 탄소나노튜브 산화전극의 성능을 회분식 미생물연료 전지를 이용하여 평가하였다. 산화전극 제작에 사용된 결합제의 CTP 양이 적을수록, 전기적 활성은 증가하였으나 부착력이 크게 감소하였다. 또한, CTP에 Ni 함량이 증가할수록 산화전극 표면에 부착 성장한 미생물 생체량이 증가하였으며, 내부저항이 점차 감소하였다. CTP 4g과 Ni 5.9mmol을 혼합하여 제조한 결합제로 제작한 산화전극의 경우 미생물연료전지의 최대전력밀도는 738.11 mW/m²로서 가장 큰 값을 보였으며, 내부저항은 146.19 Ω로서 가장 낮았다. 이 값은 Nafion 용액을 결합제로 사용하여 제작한 대조구 산화전극과 비교할 때 최대전력밀도는 23.68% 높았으며, 내부저항은 33.82% 낮았다. CTP와 Ni을 혼합한 물질은 미생물연료전지의 산화전극제작에 사용할 수 있는 우수한 결합제이다.