• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1479-1484
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• 2022

Bacterial cellulose (BC) is gaining attention as a carbon-neutral alternative to plant cellulose, and as a means to prevent deforestation and achieve a carbon-neutral society. However, the high cost of fermentation media for BC production is a barrier to its industrialization. In this study, chestnut shell (CS) hydrolysates were used as a carbon source for the BC-producing bacteria strain, Gluconacetobacter xylinus ATCC 53524. To evaluate the suitability of the CS hydrolysates, major inhibitors in the hydrolysates were analyzed, and BC production was profiled during fermentation. CS hydrolysates (40 g glucose/l) contained 1.9 g/l acetic acid when applied directly to the main medium. As a result, the BC concentration at 96 h using the control group and CS hydrolysates was 12.5 g/l and 16.7 g/l, respectively (1.3-fold improved). In addition, the surface morphology of BC derived from CS hydrolysates revealed more densely packed nanofibrils than the control group. In the microbial BC production using CS, the hydrolysate had no inhibitory effect during fermentation, suggesting it is a suitable feedstock for a sustainable and eco-friendly biorefinery. To the best of our knowledge, this is the first study to valorize CS by utilizing it in BC production.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권7호
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• pp.896-902
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• 2017

본 연구는 감귤 콤부차의 산업화를 위한 발효 균주 표준화를 위하여 콤부차에서 분리된 3가지 균주(Gluconacetobacter xylinus, Gluconacetobacter medellinensis, Gluconobacter oxydans)를 이용한 감귤 발효액(CK-MOX)의 기능적 특성을 탐색하고자 하였다. CK-MOX 제조 후 15일간 3일 마다 샘플링을 하였으며, 발효 기간에 따른 pH, 산도, 항산화 능력을 평가하였다. 발효에 따라 pH는 감소하였고, 산도는 증가하였다. DPPH, ABTS 라디칼 소거능, ORAC assay를 통한 항산화 능력 측정 결과 발효에 따라 항산화 능력이 향상하는 것으로 나타났으며, 방광암 세포주(EJ 세포)의 생존 억제 및 이동 억제 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 CK-MOX로 유도된 EJ 세포의 사멸에 MAPK pathway의 중추적인 역할을 하는 것으로 알려진 ERK의 발현이 깊이 관여하는 것으로 나타났다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Bacterial cellulose (BC), which is produced by some bacteria, has unique structural, functional, physical and chemical properties. Thus, the mass production of BC for industrial application has recently attracted considerable attention. To enhance BC production, two aspects have been considered, namely, the engineering and genetic viewpoints. The former includes the reactor design, nutrient selection, process control and optimization; and the latter the cloning of the BC synthesis gene, and the genetic modification of the speculated genes for higher BC production. In this review, recent advances in BC production from the two viewpoints mentioned above are described, mainly using the bacterium Gluconacetobacter xylinus.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제21권6호
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• pp.903-907
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• 2014

식초 제조용 종초 선발을 위해 다양한 초산균을 분리한 후, 그들의 발효특성 분석하여 종초 가능성을 검토하였다. 수집된 식초 시료에서 분리된 균주의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과, A. pasteurianus, A. malorum, Ga. entanii, Ga. intermedius, Ga. xylinus로 동정되었다. 식초 제조용 초산균의 발효특성을 분석한 결과, 초산의 과산화능은 모든 시험 균주에서 음성으로 나타나 과산화를 보이지 않았으며, 초산 내성은 Gluconacetobacter 속 균주만 관찰되었다. pH 내성은A. malorum V5-7 균주가 가장 높았다. 식초 품질에 해로운 영향을 주는 섬유질상의 세포외 다당체인 콜로이드 생성 균주는 Ga. intermedius V11-5, Ga. xylinus V8-1 균주로 나타났다. 초산 생성능은 A. malorum V5-7, A. pasteurianus Gam2, Ga. intermedius V11-5에서 가장 높은 산 생성능을 나타내었다. 본 연구에서는 종초용 초산균의 발효 특성 연구를 통해 국내 발효 식초의 품질 향상을 기대한다.

• 폴리머
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• 제34권6호
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• pp.522-526
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• 2010

Bacterial cellulose는 초산균인 Gluconacetobacter xylinus에 의해 생산되며, 배양 배지의 표면에 나노섬유상의 막을 형성한다. 본 연구에서는 배지의 조성에서 탄소원을 달리하여 생산한 bacterial cellulose의 결정화도, 점도, 모폴로지와 역학적 물성을 살펴보았다. Gluconacetobacter sp. V6 균은 세 종류의 배양 배지에서 정치 상태로 배양되었다. 배양 배지로는 표준 Hestrin-Schramm 배지와 탄소원으로 glycerol 또는 molasses를 첨가한 개질 배지가 각각 사용되었다. 세포 성장과 셀룰로오스 수율은 molasses 배지와 glycerol 배지에서 증가하였다. Glycerol 배지를 사용한 배양은 결정화도와 고유점도, 파단응력과 같은 셀룰로오스의 물성을 향상시켰으나, molasses 배지를 사용한 배양은 셀룰로오스의 결정화도, 미결정의 크기, 고유점도를 감소시켰다. 요약하면, molasses 배지에서 셀룰로오스의 수율은 현저히 향상되었으나, 낮은 구조적 물성을 가졌다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.276-283
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• 2004

Screening was performed to isolate cellulose-producing microorganisms from the Korean traditional fermented persimmon vinegar. The resulting strain, KJ $145^{T}$, was then taxonomically investigated by phenotypic characterization, particularly chemotaxonomic, and by phylogenetic inference based on a 16S rDNA sequence analysis including other related taxa. Strain KJ $145^{T}$ was found to grow rapidly and form pale white colonies with smooth to rough surfaces on a GYC agar. Strain KJ $145^T$ also produced acetate from ethanol, and was tolerable to 10% ethanol in SM medium. In a static culture, a thick cellulose pellicle was produced, and in GYC broth, the strain grew at temperatures ranging from 28 to $40^\circ{C}$ with an optimum pH of 4.0. The genomic DNA G+C content of strain KJ $145^T$ was 61.9 mol%, and the predominant ubiquinone was Q 10 as the major quinone and Q9 as the minor quinone. The major cellular fatty acids were $C_{16:0}$ and the sum in feature 7 ($C_{18:1}$ w9c, w12t and/or w7c). A 16S rRNA-targeted oligonucleotide probe specific for strain KJ $145^T$was constructed, and the phylogenetic position of the new species was derived from a 16S rDNA-based tree. When comparing the 16S rDNA nucleotide sequences, strain KJ $145^T$ was found to be most closely related to G. hansenii LMG $1527^T$ (99.2%), although KJ $145^T$ was still distinct from G. hansenii LMG $l527^T$ and G. xylinus LMG $1515^T$ in certain phenotypic characteristics. Therefore, on the basis of 16S rDNA sequences and taxonomic characteristics, it is proposed that strain KJ $145^T$ should be placed in the genus Gluconacetobacter as a new species, Gluconacetobacter persimmonis sp. nov., under the type-strain KJ $145^T$ (=KCTC =$10175BP^T$=KCCM=$10354^T$).

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.296-303
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• 2024

식초는 당과 전분을 함유하는 다양한 재료를 초산균으로 발효시켜 제조되며, 다양한 유기산, 당류, 아미노산, 에스터 및 기타 화합물을 포함하여 독특한 맛과 향미를 나타낸다. 식초는 소화를 원활하게 하고 혈당 수준을 낮추는 데 도움을 주며, 항비만 및 항산화 활성이 알려져 있으며, 체액의 알칼리화에 기여한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 천연 발효식초로부터 기능성 분말식초(dried vinegar, DV)를 제조하기 위해, 풋사과, 현미 및 아로니아를 각각 Gluconacetobacter xylinus로 90-180일 발효시킨 발효식초를 말토덱스트린(37.46%), 포도당(5%), 구연산(1%) 및 비타민 C (0.04%) 용액에 현탁 후 분무건조하여 3종의 DV를 제조하였다. 제조된 DVs의 산도, 색상, 수분 및 용해성 고형 내용물 및 열 안정성 분석 결과, 분무건조가 분말제조에 적합함을 확인하였으며, DVs는 우수한 관능과 용해성을 나타내었다. 제조된 DVs중 아로니아-DV가 0.5 mg/ml 농도에서 가장 높은 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl 및 2,2-azobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) 자유 라디칼 소거 활성(각각 36.7% 및 75.3%) 및 환원력 (0.334)을 보였으며, nitrite 소거 활성은 풋사과-DV에서 가장 높았으며, 아로니아-DV 및 현미-DV순으로 나타났다. 항혈전 활성 평가결과 아로니아-DV가 prothrombin 억제 활성이 가장 높게 나타난 반면, 현미-DV는 3T3-L1 지방세포에서 세포 독성 없이 지질 축적 억제 활성을 나타내었다. 상기 결과는 분말식초의 산업화 가능성을 제시하며, 식품가공 소재로 응용 가능함을 제시하고 있다.