• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1312-1321
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• 2011

Enzyme extracts of cellulase [filter paper cellulase (FPase) and carboxymethyl cellulase (CMCase)], chitinase, and chitosanase produced by Aspergillus niger NRRL-567 were evaluated. The interactive effects of initial moisture and different inducers for FP cellulase and CMCase production were optimized using response surface methodology. Higher enzyme activities [FPase $79.24{\pm}4.22$ IU/gram fermented substrate (gfs) and CMCase $124.04{\pm}7.78$ IU/gfs] were achieved after 48 h fermentation in solid-state medium containing apple pomace supplemented with rice husk [1% (w/w)] under optimized conditions [pH 4.5, moisture 55% (v/w), and inducers veratryl alcohol (2 mM/kg), copper sulfate (1.5 mM/kg), and lactose 2% (w/w)] (p<0.05). Koji fermentation in trays was carried out and higher enzyme activities (FPase $96.67{\pm}4.18$ IU/gfs and CMCase $146.50{\pm}11.92$ IU/gfs) were achieved. The nonspecific chitinase and chitosanase activities of cellulase enzyme extract were analyzed using chitin and chitosan substrates with different physicochemical characteristics, such as degree of deacetylation, molecular weight, and viscosity. Higher chitinase and chitosanase activities of $70.28{\pm}3.34$ IU/gfs and $60.18{\pm}3.82$ to $64.20{\pm}4.12$ IU/gfs, respectively, were achieved. Moreover, the enzyme was stable and retained 92-94% activity even after one month. Cellulase enzyme extract obtained from A. niger with chitinolytic and chitosanolytic activities could be potentially used for making low-molecular-weight chitin and chitosan oligomers, having promising applications in biomedicine, pharmaceuticals, food, and agricultural industries, and in biocontrol formulations.

• 한국식품과학회지
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• 제41권4호
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• pp.423-427
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• 2009

본 연구에서는 탈지대두 grits(DSG)와 B. subtilis NUC1균주로 발효시킨 탈지대두 발효물(FD)을 제조한 다음 열풍건조한 시료를 물 추출하여 이들 DSG 물추출물(DW)과 발효된 DSG 물추출물(FDW)의 항혈전 활성과 콜레스테롤 저하 효과를 알아보았다. 그 결과, FDW는 DW보다 항혈전 활성 및 혈소판의 응고 억제 효과가 더 우수하였으며, 유의적으로 높은 HMG-CoA reductase 저해활성을 가졌다. 그러나 DW와 FDW 처리군 둘다 HepG2 세포를 이용한 콜레스테롤 생합성 억제능을 보였고, 대조군에 비해 세포 내의 콜레스테롤 함량을 유의적으로 감소시켰다. 그리고 콜레스테롤 흡착능에서는 FDW만 약 90% 정도의 높은 흡착능을 보였고, DW는 콜레스테롤 흡착능을 보이지 않았다. 따라서 발효된 DSG는 원료인 DSG 보다 항혈전 및 콜레스테롤 개선 효과가 더 우수한 것으로 생각되었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권11호
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• pp.239-247
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• 2021

본 논문은 대체식품 및 화장품 원료로 사용되는 미강을 발효를 통해 기능성과 경쟁력을 증가시키는 것을 목표로 하였다. 미강 추출물과 누룩에서 분리된 Saccharomycopsis fibuligera A8로 발효된 미강 추출물을 이용해 세포독성과 항염효과를 확인하였다. 세포 독성의 경우 미강 추출물의 경우 100 ㎍/mL에서 세포독성을 보였으나 발효 미강 추출물의 경우에는 세포독성을 보이지 않았다. 한편 nitric oxide, IL-6, TNF-α, IL-1β와 같은 염증 지표를 통해 항염효과를 확인한 결과, 미강 추출물은 nitric oxide, TNF-α만 100 ㎍/mL이상의 농도에서 항염효과를 보였다. 발효 미강 추출물의 경우에는 각각 25 ㎍/mL, 25 ㎍/mL, 50 ㎍/mL, 50 ㎍/mL의 농도에서 항염효과를 보여 더 낮은 농도로 항염효과를 나타내는 것을 확인하였다. 한편 S. fibuligera A8 사균체의 세포 독성 및 항염 효과를 실험한 결과 발효 산물에서 사균체 역시 유효하게 작용하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권10호
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• pp.1808-1819
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• 2017

Knowledge on the functional characteristics and temporal variation of anaerobic bacterial populations is important for better understanding of the microbial process of two-stage anaerobic reactors. However, owing to the high diversity of anaerobic bacteria, close attention should be prioritized to the frequently abundant bacteria that were defined as core bacteria and putatively functionally important. In this study, using MiSeq sequencing technology, the core bacterial community of 98 operational taxonomic units (OTUs) was determined in a two-stage upflow blanket filter reactor treating pharmaceutical wastewater. The core bacterial community accounted for 61.66% of the total sequences and accurately predicted the sample location in the principal coordinates analysis scatter plot as the total bacterial OTUs did. The core bacterial community in the first-stage (FS) and second-stage (SS) reactors were generally distinct, in that the FS core bacterial community was indicated to be more related to a higher-level fermentation process, and the SS core bacterial community contained more microbes in syntrophic cooperation with methanogens. Moreover, the different responses of the FS and SS core bacterial communities to the temperature shock and influent disturbance caused by solid contamination were fully investigated. Co-occurring analysis at the Order level implied that Bacteroidales, Selenomonadales, Anaerolineales, Syneristales, and Thermotogales might play key roles in anaerobic digestion due to their high abundance and tight correlation with other microbes. These findings advance our knowledge about the core bacterial community and its temporal variability for future comparative research and improvement of the two-stage anaerobic system operation.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권6호
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• pp.904-909
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• 2005

일본 청국장에서 분리된 Bacillus firmus NA-1를 이용하여 비지의 수분함량, 생대두미세분말첨가 및 발효시간에 따른 비지 발효물의 혈전용해효소, 점질물, 펩타이드생산 및 풍미 개선 효과를 알아보았다. 비살균 D-비지는 30시간 이상부터 청국장 발효가 진행되는 반면, 살균 D-비지는 18시간부터 고초균 발효에 의하여 pH가 증가하였으며 혈전분해효소, 펩타이드 함량이 비살균 D-비지보다 높은 값을 보였다 P-비지의 경우는 18시간 발효시에 가장 높은 pH, tyrisone 함량과 혈전용해효소활성을 나타냈다. 또한 P-비지를 건조하여 초기수분함량을 $60\%$로 낮추었을 때 발효비지물의 펩타이드 함량과 혈전용해분해효소활성이 증가하였다. p-비지에 전지활성 생대두미세분말을 $10\%$수준으로 첨가함으로써 혈전분해효소 및 펩타이드 함량이 증가되는 효과를 보였으며, 점질물의 생성에 따른 점조도 값의 증가를 나타내었다. 특히, 콩미세분말을 $20\%$ 수준으로 첨가하여 발효시킨 비지는 고유한 청국장의 풍미를 나타내었으며, 건조시킨 발효비지물의 조단백질함량은 $27.3\%$를 나타내었다. 따라서 비지의 고초균 발효시에 전지활성 생대두미세분말의 첨가는 비지의 초기수분함량을 낮추면서, 고초균 발효의 촉진을 통한 콩 펩타이드 및 혈전용해효소의 증가, 점질물 생산, 풍미 개선을 비롯하여 발효비지의 단백질 보강이 가능하였다.

• 생명과학회지
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• 제20권8호
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• pp.1268-1275
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• 2010

본 연구에서는, 장수상황버섯(Phellinus baumii) 균사체를 이용한 한약재 고체발효 추출물의 암세포 성장억제 효과를 확인하고자 36종의 한약재 및 이들의 고체발효 한약재 추출물을 대상으로, 인간 대장암세포(HCT116) 성장억제능, 정상세포(HEK-293, 3T3-L1 및MC3T3-E1)에 대한 세포독성 및 인간 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 선별된 36종의 한약재 추출물은 100 ${\mu}g/ml$ 농도에서, 사인, 천궁, 석곡, 백선피, 시체, 두충, 백과, 신이, 와송, 삼칠, 견우자, 원지 및 괄루인의 13종에서 암세포 성장률이 50% 이하를 나타내었으며, 균사체 추출물은 46.3%의 성장률을 나타내었다. 반면 25종의 발효한약재 추출물은 대부분 암세포 성장억제능의 변화가 미미하였으나, 백선피, 백과, 신이, 황부자, 산약, 현삼 및 괄루인은 암세포 증식억제능이 유의적으로 감소하였으며, 도인, 골쇄보, 구기자 및 패모에서는 암세포 성장억제능이 유의적으로 증가하였다. 특히 골쇄보, 구기자 및 패모 추출물의 대장암세포에 대한 $IC_{50}$는 각각 394, 917 및 149 ${\mu}g/ml$이었으나, 발효 후 각각 28, 85 및 80 ${\mu}g/ml$를 나타내었다. 또한 발효 골쇄보, 구기자 및 패모 추출물은 200 ${\mu}g/ml$ 농도까지 정상세포에서 미미한 세포독성을 나타내었다. 이러한 결과는 장수상황버섯 균사체를 이용한 한약재 고체발효가 새로운 항암 활성물질 개발 및 신규의 생리활성물질 생산에 이용될 수 있음을 제시하고 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권2호
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• pp.133-139
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• 2012

Bacillus 균주가 생산하는 효소를 식품과 동물사료 첨가제로 이용하기 위해서 맥아로부터 단백질 분해능력과 전분 분해능력이 우수한 균주를 분리 동정하여 $Bacillus$ $amyloliquefaciens$ CNL-90으로 명명하였다. 분리된 $B.$ $amyloliquefaciens$ CNL-90이 생산하는 ${\alpha}$-amylase의 안정성은 pH는 7, 온도는 $40^{\circ}C$, protease의 경우는 pH가 7, 온도는 $50^{\circ}C$에서 안정했다. $B.$ $amyloliquefaciens$ CNL-90을 밀기울에 접종하여 고체 배양한 결과 ${\alpha}$-amylases의 효소활성은 6일 배양 후 290,000 unit/kg이었고, protease의 효소활성은 310,000 unit/kg으로 나타났다. 밀기울에 고체 배양한 생균수는 배양 6일 후에는 $2.2{\times}10^9$ CFU/g으로 높았다. 사료 요구율 개선은 $B.$ $amyloliquefaciens$ CNL-90 배양액 0.2% 첨가구가 대조구에 비해서 일당 증체량은 6.66% 높았고, 사료 요구율은 0.05% 효과가 있었다. 이러한 결과는 $B.$ $amyloliquefaciens$ CNL-90이 생산하는 단백질 분해효소와 전분 분해효소는 식품산업 및 가축사료 첨가제 산업에 응용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제50권1호
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• pp.53-59
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• 2014

본 연구에서는 Aspergillus terreus KCCM 12225 균주를 이용하여 발효한 마와 쌀(칠보미)의 발효 물질 특성을 조사하였다. 발효한 마와 쌀의 항산화활성을 확인하기 위하여 DPPH radical 소거활성, 총 polyphenol, flavonoid 함량 및 환원력을 조사하였다. 또한 동일 균주를 사용하여 마 및 쌀의 발효시에 주요한 약용성분인 monacolin K의 생산량을 조사하였다. DPPH radical 소거활성은 장마, 병마, 둥근마 및 쌀의 경우 발효전에는 51.8%, 66.4%, 42.2% 및 7.5%이었으나, 발효 후에는 64.7%, 74.7%, 52.8% 및 32.3%로 각각 증가하는 것으로 나타났다. 총 polyphenol 함량은 발효 전의 경우 196.9, 265.7, 160.1 및 91.6 mg/kg이었으나, 발효 후에는 530.7, 708.3, 427.2 및 265.9 mg/kg으로 각각 증가하는 것으로 나타났다. 총 flavonoid 함량은 발효 전의 경우 73.3, 107.9, 42.6 및 22.6 mg/kg이었으나, 발효 후에는 242.0, 347.7, 139.1 및 63.3 mg/kg으로 각각 증가하는 것으로 나타났다. 환원력은 발효 전의 경우 0.97, 1.28, 0.64 및 0.17 (700 nm에서의 OD값) 이었으나, 발효 후에는 1.75, 2.38, 1.24 및 0.46으로 각각 증가하는 것으로 나타났다. Monacolin K 생산량은 467.1, 514.8, 339.2 및 272.5 mg/kg으로 각각 나타났다. 결과로서, 병마를 이용한 발효 시 가장 높은 생리활성 효과를 보이는 것으로 나타났으며, 이러한 발효마는 항산화 및 항고지혈증 관련 기능성 식품 및 의약품 소재로 이용될 수 있음을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권3호
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• pp.450-457
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• 2011

본 연구에서는 콩 비린내가 감소되고 고소한 풍미가 증진된 볶은 콩에 다양한 볶은 곡류 분말을 혼합하여 Bacillus subtilis HA 고초균을 이용한 고체발효를 행하였다. 발효 원료의 수분함량 및 발효 시간에 따른 결과 볶은 콩 분말 대비 수분 1배 첨가된 초기 수분함량 52.6%에서 24시간 발효 후에 protease 활성이 42.6 unit/g으로 높았으며, 점질물 함량 역시 10.60%로 높았다. 발효 48시간째 tyrosine 함량과 protease 활성이 24시간째보다 높게 나타났으나, 발효취가 강하게 생성되어 발효 24시간이 가장 적합한 것으로 나타났다. 곡류 분말(보리, 현미) 종류에 따른 발효조건 최적화를 위해 실시한 결과 현미 첨가 시 점질물 함량이 유의적으로 증가되었고 특히 80% 첨가 시 24.55%로 대조구에 비해 약 2배 향상되었고, 보리는 60% 첨가 시 혈전용해효소 활성이 11.8 unit/g으로 대조구에 비해 약 2배 증진된 것을 확인하였다. 혈전용해효소 활성이 가장 우수했던 볶은 콩 대비 보리 60% 첨가 발효물에 청국장에서 분리한 균주 4가지를 접종하여 혈전용해효소 활성 및 비타민 $K_2$ 함량을 각각 알아 본 결과 B. subtilis HA가 11.8 unit/g, 2.36 ${\mu}g/g$으로 가장 효과적이었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권3호
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• pp.487-496
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• 2013

커피의 생리활성을 증진시키기 위해 고체발효를 이용하여 인도네시아산 Mandheling 커피생두에 3종의 버섯 균사체(Phellinus linteus, PL; Hericium erinaceum, HE; Ganoderma lucidum, GL) 및 2종의 홍국균 균사체(Monascus purpureus, MP; Monascus ruber, MR)를 배양하였다. 균사체-고체발효 커피생두를 로스팅하여 얻은 원두커피는 decoction법에 의한 열수추출물과 reflux에 의한 에탄올추출물로 조제하였는데, 열수추출물(HW, 수율 17.7~25.3%)은 에탄올추출물(EE, 9.5~12.2%)보다 더 높은 수율을 나타내었다. 2종의 홍국균 균사체-고체발효 커피생두로부터 조제된 원두커피 열수추출물(MP-CB-HW, MR-CB-HW)은 비발효 원두커피 또는 3종 버섯 균사체-고체발효 원두커피 열수추출물보다 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 DPPH 자유라디칼 소거능을 나타내었다. 또한, 홍국균 균사체-고체발효 원두커피 중에서도 MR-CB-HW는 가장 높은 마크로파지 활성과 마이토젠 활성을 나타내었다(CB-HW의 1.32배와 1.40배). MP-CB-EE와 MR-CB-EE는 $100{\mu}g/mL$의 시료농도에서 세포에 대한 독성을 나타내지 않으면서도 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포의 산화질소(NO)의 생성을 효과적으로 억제하였다(LPS 처리군의 38.6과 37.0%). 한편, 홍국균 균사체를 이용한 고체발효는 카페인 함량에 영향을 주지 않으면서 클로로겐산을 유의적으로 증가시켰다($76.21{\sim}76.73{\mu}g/mL$). 결론적으로 원두커피의 생리활성은 M. purpureus 또는 M. ruber와 커피생두의 고체발효에 의해서 증진되었으며 이러한 결과는 홍국균-고체발효 원두커피가 기능성 커피음료의 소재로 이용될 가능성을 제시하는 것으로 사료된다.