• Journal of Animal Science and Technology
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• 제47권5호
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• pp.789-804
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• 2005

본 연구는 액상 DFM(Bacillus spp.)을 완전혼합사료(실험 1) 및 다양한 비율의 starch와 cellulose에 적용(실험 2) 하였을 때, 반추위내 발효와 섬유소분해효소활성에 미치는 영향을 평가하기 위해 in vitro 배양을 24시간동안 실시하였다. 실험 1의 처리구는 완전혼합사료에 액상 DFM 0%(대조구), 0.025%, 0.05%로 각각 첨가하였다. 실험 1에서, 0.025%구는 배양 6, 9시간에서 대조구와는 유의한 차이가 없었으나, 0.05%구보다는 유의하게 낮은 결과를 보였다(P<0.05). 암모니아질소농도와 휘발성지방산농도는 액상 DFM에 의하여 영향을 받지 않았다. 하지만, A:P비율은 DFM의 적용으로 배양 24시간에 대조구에 비하여 0.05%구에서 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 액상 DFM적용에 의한 섬유소분해효소활력은 전반적으로 유의한 효과가 나타나지 않았지만, CMCase는 배양 6시간에 대조구에 비하여 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 하지만, xylanase는 배양 12시간의 0.05%구에서 오히려 액상 DFM의 적용으로 유의하게 감소하였다(P<0.05). 반추위내 건물소실율은 액상 DFM의 첨가수준에 의해 유의한 차이가 나타나지 않았다. 실험 2는 다양한 비율(90:10, 70:30, 50:50, 30:70, 10:90)의 starch와 cellulose에 액상 DFM을 각 비율에 대하여 대조구(0%)와 첨가구(0.025%)로 나누어 반추위액을 이용하여 배양하였다. 반추위내 pH는 액상 DFM의 첨가로 유의한 영향을 받지 않았고, starch의 비율이 증가함에 따라 부분적으로 유의하게 감소하였다(P<0.05). 암모니아질소농도는 액상 DFM의 첨가와 starch 및 cellulose의 비율에 의하여 유의한 영향을 받지 않았다. 하지만, 배양 9시간의 70:30비율에서 액상 DFM첨가구가 35.65mg/dL의 암모니아질소농도를 나타내어 대조구의 65.05mg/dL에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 휘발성지방산농도는 70:30비율의 6시간 배양에서 액상 DFM구가 대조구에 비하여 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 액상 DFM의 첨가는 CMCase에는 전반적으로 유의한 영향을 미치지 않았다. 그러나 xylanase에는 90:10, 30:70 및 10:90구에서 부분적인 유의성이 인정되었다. 본 연구결과로부터, 액상 DFM의 적용은 in vitro 발효성상과 섬유소분해효소활성을 유의적으로 향상시키지 않았고, 사료의 조성에 따라 그 효과는 다양하게 나타나 일관성이 없는 것으로 평가되었다.

• 동의생리병리학회지
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• 제26권1호
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• pp.35-39
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• 2012

Sweet potato soju(SPS) has been made by vacuum distillation because sweet potato contains much fibrous materials which give high density to sweet potato mash. Generally, the SPS made by vacuum distillation has soft flavors and tastes. If the viscosity of sweet potato mash could be decreased by degradation enzyme, the process and production of SPS making by the method of vacuum distillation may be simplified and easier to distil the fermented sweet potato. Because the fibrous materials of sweet potato contains pectin with methoxyl group, methanol can be produced by fibrous degradation enzyme. For appling the fiber degradation enzymes to sweet potato mash for making SPS, the enzyme should be needed to degrade fibrous material without producing methanol. Special two fibrolytic enzymes are selected from 26 kind of commercial enzymes for the simplified and easier production of sweet potato soju by vacuum distillation, The selected enzyme A and X can degrade the fibrous material pectin of sweet potato without producing methanol. Although the different companies have produced the enzymes, same cellulase has been prepared from Trichoderma. reesei. The viscosity of sweet potato mash treated by the enzymes is decreased by 3 times with comparison to the viscosity of sweet potato mash of control group. The methanol concentration in the vacuum distilled SPS treated with the enzymes is 0.16%. The concentration is similar to that of commercially distilled SPS(0.15%). The result may suggest that the selected cellulases, A and X, can be used to make SPS by vacuum distillation.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권5호
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• pp.763-772
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• 2004

Neocallimastix frontalis SA에게 에너지원으로 filter paper 또는 볏짚만을 공급하여 반추위 곰팡이를 배양하는 동안 섬유소 분해 양상을 현미경으로 관찰하고 cellulase와 xylanase 생산에 미치는 영향을 비교하였다. 혐기성 반추위 곰팡이를 접종한 후 filter paper를 광학 현미경으로 관찰하였을 때 filter paper의 표면과 모서리에 유주자의 부착, 포자낭의 발달 그리고 복잡한 그물망의 균사 엽상체의 형성이 관찰되었으며, 배양 7일 후에는 filter paper의 소화 그리고 섬유사의 결착성 및 견고성의 감소 현상이 나타났다. 또한 분쇄한 볏짚 표면에서도 미성숙 및 성숙한 포자낭들이 관찰되었으며, 일반적으로 이들 균사들은 볏짚의 부스러진 부분이나 잘리어진 모서리에서 많이 발견되었다. cellulase와 xylanase는 배양기간 동안 filter paper와 볏짚 기질 모두에서 빠르게 그 농도가 증가하였으며, 볏짚 첨가시에 비해 filter paper 첨가시가 더 높은 경향을 보였다. 특히 두 가질간의 cellulase와 xylanase 효소 활성은 각각 48 그리고 96시간 배양 이후에 큰 차이를 보였다(P<0.05). 따라서 filter paper는 복합 구조를 갖는 볏짚에 비하여 cellulase와 xylanase 생산을 위한 더 좋은 유도 물질임을 발견하였다. 이상의 결과들을 N. frontalis에 대한 에너지원으로서 단일 복합체인 filter paper가 복합 구조의 볏짚에 비해 더 우수하였으며, 물리적 및 화학적으로 섬유소를 분해하는 혐기성 반추위 곰팡이라 할 지라도, 리그닌화된 견고한 섬유소 구조를 파괴시킬 수 있는 물리적 처리는 반추위 곰팡이의 분해 작용 및 성장에 도움을 줄 수 있음을 시사한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권1호
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• pp.66-74
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• 2012

The effects of exogenous fibrolytic enzymes (EFE; a mixture of two preparations from Trichoderma spp., with predominant xylanase and ${\beta}$-glucanase activities, respectively) on colonization and digestion of ground barley straw and alfalfa hay by Fibrobacter succinogenes S85 and Ruminococcus flavefaciens FD1 were studied in vitro. The two levels (28 and 280 ${\mu}g$/ml) of EFE tested and both bacteria were effective at digesting NDF of hay and straw. With both substrates, more NDF hydrolysis (p<0.01) was achieved with EFE alone at 280 than at 28 ${\mu}g$/ml. A synergistic effect (p<0.01) of F. succinogenes S85 and EFE on straw digestion was observed at 28 but not 280 ${\mu}g$/ml of EFE. Strain R. flavefaciens FD1 digested more (p<0.01) hay and straw with higher EFE than with lower or no EFE, but the effect was additive rather than synergistic. Included in the incubation medium, EFE showed potential to improve fibre digestion by cellulolytic ruminal bacteria. In a second batch culture experiment using mixed rumen microbes, DM disappearance (DMD), gas production and incorporation of $^{15}N$ into particle-associated microbial N ($^{15}N$-PAMN) were higher (p<0.001) with ammoniated (5% w/w; AS) than with native (S) ground barley straw. Application of EFE to the straws increased (p<0.001) DMD and gas production at 4 and 12 h, but not at 48 h of the incubation. EFE applied onto S increased (p<0.01) $^{15}N$-PAMN at 4 h only, but EFE on AS increased (p<0.001) $^{15}N$-PAMN at all time points. Prehydrolysis increased (p<0.01) DMD from both S and AS at 4 and 12 h, but reduced (p<0.01) $^{15}N$-PAMN in the early stage (4 h) of the incubation, as compared to non-prehydrolyzed samples. Application of EFE to barley straw increased rumen bacterial colonization of the substrate, but excessive hydrolytic action of EFE prior to incubation decreased it.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제48권3호
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• pp.415-424
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• 2006

한국 재래산양에서 분리된 Neocallimastix sp NLRI-3을 이용하여 기질의 종류에 따른 미생물의 성장 특성 및 효소단백질의 발현양상을 비교하고자 본 연구를 수행하였다. 혐기배지에 glucose, starch, 볏짚, filter paper, CMC, sigmacell, xylan 및 xylose를 0.2% 수준으로 첨가하여 배양하였다. 배양결과 가스 발생량은 96시간대에서 filter paper 배지에서 가장 높았고 CMC배지에서 가장 낮게 조사되었다(P<0.05). 곰팡이 포자 발생량은 72시간대에서 살펴보면 처리구들 중 볏짚 배지에서 가장 높게 나타났다 (P<0.05). 곰팡이가 분비하는 enzyme activity는 보통 72시간대 이후부터 급격히 증가함을 보이는데 CMCase의 경우에 filter paper disc, sigmacell, xylose에서 활성이 높게 나타났다. xylanase 역가는 starch, rice straw, sigmacell에서 높게 나타났다. Zymogram을 이용하여 각 효소단백질의 발현을 분석한 결과 효소단백질의 발현양상은 전 처리구에 걸쳐 유사하였으나 발현정도는 기질의 종류에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한, zymogram 결과에 의해 6개의 CMCase와 4개의 xylanase가 검출 되었다. 본 연구의 결과로 혐기성 곰팡이의 효소단백질은 배양액에 존재하는 기질의 종류에 의해 발현정도가 영향을 받음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 산업적으로 이용 가능한 혐기곰팡이 유래 효소제의 개발에 필요한 배양조건의 결정에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권3호
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• pp.379-385
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• 2011

Ferulic acid esterase (FAE) and acetyl esterase (AE) cleave feruloyl groups substituted at the 5'-OH group of arabinosyl residues and acetyl groups substituted at O-2/O-3 of the xylan backbone, respectively, of arabinoxylans in the cell wall of grasses. In this study, the enzyme profiles of FAE, AE and polysaccharide hydrolases of the anaerobic rumen fungus Neocallimastix sp. YQ1 grown on Chinese wildrye grass hay (CW) or alfalfa hay (AH) were investigated by two $2{\times}4$ factorial experiments, each in 10-day pure cultures. The treatments consisted of two glucose levels ($G^+$: glucose at 1.0 g/L, $G^-$: no glucose) and four N sources (N1: 1.0 g/L yeast extract, 1.0 g/L tryptone and 0.5 g/L $(NH_4)_2SO_4$; N2: 2.8 g/L yeast extract and 0.5 g/L $(NH_4)_2SO_4$; N3: 1.6 g/L tryptone and 0.5 g/L $(NH_4)_2SO_4$; N4: 1.4 g/L tryptone and 1.7 g/L yeast extract) in defined media. The optimal combinations of glucose level and N source for the fungus on CW, instead of AH, were $G^-N4$ and $G^-N3$ for maximum production of FAE and AE, respectively. Xylanase activity peaked on day 4 and day 6 for the fungus grown on CW and AH, respectively. The activities of esterases were positively correlated with those of xylanase and carboxymethyl cellulase. The fungus grown on CW exhibited a greater volatile fatty acid production than on AH with a greater release of ferulic acid from plant cell wall.

• 한국균학회지
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• 제35권2호
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• pp.85-95
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• 2007

독버섯인 갈황색 미치광이버섯의 균사체 추출물(EGM) 및 배양여액 농축물(SGB)의 생리활성을 탐색하였다. 다당류 및 단백질, 페놀화합물, 총 ${\beta}-glucan$ 함량은 EGM의 경우 각각 80.14%, 5.04%, 3.50 mg/ml, 5.95%이었으며, SGB는 78.68%, 4.75%, 3.32 mg/ml, 3.28%로 나타났다. 아질산염 소거능은 pH 1.2에서 EGM의 경우 100 mg/ml 처리 시 64.68%이었다. 환원력의 경우 EGM는 10 mg/ml 처리 시 0.54였으며, SGB는 100 mg/ml의 농도에서 0.87로 가장 높았고 10 mg/ml에서 0.57을 나타내었다. 그리고 linoleic acid의 자동산화 억제 실험에서 EGM의 경우 반응 30시간 이후에는 1 mg/ml 농도에서 합성항산화제인 butyl hydroxy toluene (BHT)나 vitamin E보다 높은 항산화활성을 나타내었다. 암세포 성장억제는 EGM의 경우 10 mg/ml의 농도에서 모든 세포에서 약 59%이상의 억제율을 보였으며, SGB의 경우 자궁암 세포인 HeLa에서 45%의 억제 효과를 나타낸 반면, 정상 간세포주인 NCTC에서도 76.76%의 억제를 나타내었다. 혈전용해 활성에서는 EGM의 경우 Streptokinase의 1,180 unit/g과 동일한 활성을 보였고, SGB는 1,011 unit/g을 나타내었다. ACE 저해활성에서 EGM의 경우 통상법에서는 $8.186{\pm}0.053%$이고, 전처리법에서는 $10.184{\pm}0.223$로 나타났으나, SGB의 경우 ACE 저해활성이 없는 것으로 나타났다. 항보체 활성의 경우 100 mg/ml농도에서 EGM의 경우 51.48%, SGB의 경우 62.65%의 활성도를 보였으며, 10 mg/ml 농도에서는 각각 7.01% 및 17.74%를 나타내었다. 체내 uric acid 생성인자인 xanthine oxidase 저해활성은 1 mg/ml 농도에서 EGM의 경우 9.53%, SGB의 경우 16.92%의 저해효과를 나타내었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.1019-1030
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• 2003

본 연구는 국내의 재래 반추동물인 재래산양과 한우의 장내에 서식하며 강력한 섬유소를 분해하는 혐기 곰팡이를 탐색하고 분리하여 섬유소 분해 특성을 구명하고자 실시되었다. 산양의 반추위로부터 16종과 한우의 십이지장 소화물로부터 5종의 혐기 곰팡이를 분리하여 총 21종의 혐기성 곰팡이가 분리되었다. 섬유소 분해효소의 활력을 측정하여 그 중 섬유소 분해력이 높은 4종의 곰팡이에 대하여 광학현미경에 의한 형태학적 관찰을 기초로 동정 작업을 수행하였다. NLRI-M003은 monocentric 성장형태, 구형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 flagella가 다수인 Neocallimastix sp., NLRI-M014는 monocentric 성장형태, 방추형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 flagella가 단수인 Piromyces sp.로, NLRI-T004는 monocentric 성장형태, 난형의 포자낭, filamentous rhizoid 및 유주자의 fagella 수가 다수인 Neocallimastix sp.로 각각 확인되었다. NLRI-M001은 Orpinomyces sp. 와 유사한 것으로 추측되나 지금까지 밝혀진 곰팡이 이외에 다른 밝혀지지 않은 곰팡이가 존재할 가능성이 있을 것으로 평가되어 더욱 더 세부적인 조사가 필요하다고 사료되었다. 혐기 곰팡이의 섬유소 분해 특성을 조사하기 위해 산양의 반추위로부터 분리된 NLRI-M003 혐기 곰팡이 배양액을 2% 첨가하여 혼합 반추위 미생물의 in vitro 건물 분해율을 볏짚과 filter paper를 기질로 하여 조사하였다. 모든 처리구에서 혐기 곰팡이 배양액을 첨가한 첨가구가 무첨가구에 비하여 볏짚의 경우 약 4%이상(p〈0.05) 그리고 filtre paper를 기질로 사용시 11% 이상(p〈0.001)의 분해율이 증가하였다. 또한 CMCase와 xylanase 효소의 활력도 첨가구에서 증가하였으며 특히 반추위 곰팡이는 강력한 xylanase 효소활력이 높음을 보여주었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제18권10호
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• pp.1435-1439
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• 2005

Bacterio-mineral water (BMW) produced from manure has been known to exert a number of positive effects on animal production and odor control. An experiment was conducted to examine the effects of BMW produced from bio-reacted swine manure on in vitro gas production, cellulose degradation, microbial growth and fibrolytic enzyme activities of mixed rumen microorganisms. The five levels of 0, 0.001, 0.005, 0.01 and 1.0% BMW were supplemented into serum vials containing mixed rumen microorganisms. Incubations were carried out anaerobically at $39^{\circ}C$ without shaking for 0, 12, 24, 48, 72 and 96 h. There were no significant (p>0.05) differences among the treatments for the initial rate of gas production. At 72 h incubation, the gas production tended (p<0.1) to be increased by the 0.01 and 1.0% BMW treatments compared with control and the 0.001% BMW treatment. At the end of incubation (96 h), the sample supplemented with 0.01% BMW was higher (p<0.05) than control (0% BMW) in the gas production. The microbial growth rate was increased by all the BMW treatments, while 0.01% BMW was most effective in stimulating the growth rate. Although the addition of BMW on the filter paper DM degradation was not significantly influenced throughout the incubation period except the 48 h incubation, DM degradation tended to be increased by all BMW treatments compared with control. The addition of both 0.005 and 0.01% BMW highly increased (p<0.05) CMCase activity compared with control after 24 h and 48 h incubation, while at the 72 h incubation the 0.01% BMW addition only significantly increased (p<0.05). After 72 h incubation, the xylanase activity was significantly (p<0.05) increased with the addition of 1.0% BMW compared with the addition of 0.001 and 0.005% BMW, while at the other incubation times, the xylanase activity was not different among the treatments. In conclusion, the 0.01% BMW of supplementation level would be the suitable addition level to stimulate rumen fermentation increasing microbial growth and cellulose degradation.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권5호
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• pp.667-676
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• 2007

본 연구는 톱밥주원료의 병재배 버섯폐배지의 퇴적발효 간 섬유소분해성 미생물 첨가가 발효물의 발효 성상, 균수 및 효소 활력에 미치는 영향을 평가하고, 미생물 처리한 버섯폐배지 급여시 면양의 영양소 이용성에 미치는 효과를 구명하고자 실시하였다. 면양 대사시험의 경우, 면양 6두를 공시하여 배합사료, 볏짚 그리고 버섯폐배지를 각각 70:15:15(건물기준)의 비율로 급여하였다. 처리구의 버섯폐배지는 퇴적발효 시 4종의 섬유소 분해균(201-3, 201-7, 206-3, 3)을 접종하였다. 1.2 M/T 규모의 버섯폐배지의 퇴적발효 온도는 발효 7일 이내에 50 ℃ 내외에 도달하였다. 고온의 발효열에 의해 발효 전과 비교해서 발효 후에는 대조구와 균처리구 모두 총균수가 현저히 감소하였고(P<0.05), 처리에 따른 차이는 없었다(P>0.05). 섬유소 분해효소의 활력에 있어서, CMCase와 xylanase의 활력은 퇴적발효 처리에 의해 공히 현저히 감소하였다(P<0.05). 발효 후에는 대조구와 비교해서 미생물 처리구에서 CMCase 활력은 2.5배 정도, xylanase 활력은 4배 정도 더 높았다(P<0.05). 리그닌 분해 효소인 laccase와 MnP의 활력은 미생물 처리에 따른 차이는 없었다. 면양대사시험 결과, 버섯폐배지를 볏짚 급여량의 50%(총사료의 15%)와 대체하였을 때(건물기준) 미생물 처리한 폐배지 발효물 급여 시에는 무처리 폐배지 발효물 급여시와 비교하여 면양체내에서의 ash(P=0.051), NFE(P=0.071), hemicellulose(P=0.087) 및 NDF(P=0.096)의 전장 소화율은 증가하는 경향이었으며, 체내 질소 균형은 차이가 없었다(P>0.05). 따라서 이러한 연구 결과는 톱밥주원료 버섯폐배지의 발효사료화 시 섬유소분해성 미생물 처리는 반추동물에 의한 폐배지 영양소의 체내 이용성을 향상시킬 수 있음을 시사해 주고 있다.