• 제목/요약/키워드: Submerged culture

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복합기능성 Bacillus velezensis GH1-13 균주의 대량배양 최적화 및 특성 (Mass Cultivation and Characterization of Multifunctional Bacillus velezensis GH1-13)

  • 박준경;김주은;이철원;송재경;서선일;봉기문;김대혁;김평일
    • 한국유기농업학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.65-76
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    • 2019
  • 작물생육촉진과 병 방제 기능을 지닌 Bacillus velezensis GH1-13 균주의 대량배양을 위한 최적배지(glucose 0.5%, soy bean flour 0.8%, NaCl 0.15%, $K_2HPO_4$ 0.25%, $Na_2CO_3$ 0.05%, $MgSO_4.7H_2$ 0.1%) 조성을 확립하였다. 최적배지(MMS)를 이용하여 500 L 대용량 발효기에서 배양한 결과 총 균체수 $7.5{\times}10^9cells/mL$, $6.8{\times}10^9\;endospore\;cells/mL$ 및 90% 내생포자 형성률 등 안정된 대량생산을 확인하였다. 최적배지에서 배양한 GH1-13 균체와 배양 상층액의 경우 Colletotrichum gloeosporioides를 포함한 4종의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균활성을 보였다. 또한 식물생육촉진 호르몬의 일종인 IAA 생산량을 비교한 결과, 최적배지에서 배양한 경우 상업용 배지(TSB, R2A)에 비해 2.5~13배 이상 높은 생산성을 보였다. 더불어, 최적배지에 0.3% tryptophan을 첨가하여 배양했을 경우 28.50 mg/L의 IAA 최대 생산량을 보였으며, 이는 tryptophan을 첨가하지 않고 배양한 경우보다 약 4배 높은 수준이었다. 이러한 결과로 볼 때 본 연구에 사용된 B. velezensis GH1-13 균주는 작물생육촉진 및 곰팡이 병 방제 측면의 복합기능 생물학적 제제로서 매우 유용할 것으로 판단된다.

묽은황산(黃酸) 및 Cellulase에 의(依)한 목재당화(木材糖化)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Hydrolysis of Wood with Dilute Sulphuric Acid Solution and Trichoderma viride Cellulase)

  • 정인표;김홍은;민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-6
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    • 1979
  • 1. 본시험(本試驗)은 당화기질(糖化基質)로 산오리나무재(材)를 묽은황산(黃酸)으로 전처리(前處理)한 후(後) Trichoderma viride 16374호균(號菌)에서 얻은 cellulase를 작용(作用)시켜 환원당(還元糖)을 생성(生成)할 수 있는 최적조건(最適條件)을 조사(調査)한 것이다. 즉(卽) 산오리나무(10~15년생(年生))의 톱밥을 전처리(前處理)할 때 황산농도(黃酸濃度) 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2%, 1.5%로 구분(區分)하고 열압시간(熱壓時間)은 $1.5kg/cm^2$에서 15분(分), 30분(分), 45분(分), 60분(分)으로 각각(各各) 구분(區分) 처리(處理)하여 건조(乾燥)시킨것을 다시 $190^{\circ}C$에서 30분간(分間) 열처리후(熱處理後) 60mesh로 분쇄(粉碎)한 것을 당화기질(糖化基質)로 사용(使用)하였다. 그리고 cellulase 반응조건(反應條件)은 0.1M황산완충액(黃酸緩衝液)(pH 5.0) 50ml, 기질량(基質量) 0.5g, 고근효소액(盬析酵素液) 0.5ml를 100ml용(用) 삼각(三角) flask에 넣고 잘 혼합(混合)한 후(後) $40^{\circ}C$에서 96시간(時間) 반응(反應)시켜 이때 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)을 조사(調査)하였다. 2. 고근효소액(盬析酵素液)의 조제(調製)는 밀기울액체진탕배양법(液體振盪培養法)에 의(依에) 하여 생성(生成)된 조효소액(粗酵素液)을 유안절포도(硫安飽和度)에 의(依)한 고근효소액(盬析酵素液)을 만들었다. 3. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 4. 묽은황산(黃酸)으로 처리(處理)한 톱밥의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 황산농도(黃酸濃度) 1.5%, $1.5kg/cm^2$에서 열압시간(熱壓時間)은 45분(分)으로 처리(處理)한 것이 16.0%로 최대량(最大量)을 나타냈으나 작용(作用)함으로서 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)은 황산농도(黃酸濃度) 0.9%, 열압시간(熱壓時間) 60분(分) 처리(處理)한 것이 23.6%로(본시험(本試驗) 범위(範圍)에서는 47.5% 증가(增加)) 나타났다.

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Cellulase에 의한 목재당화(木材糖化)에 관(関)한 연구(硏究) - (III) 최적(最適) 처리조건(処理條件)과 효소처리(酵素処理) 잔사(殘渣)의 재기질화(再基質化) 효과(效果) - (Studies on the Hydrolysis of Holocellulose with Trichoderma viride Cellulase. (III). Effects of the Optimum Treated Conditions and Reactivation of Residue of Digested Substrates)

  • 민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.1-5
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    • 1980
  • 이 연구(硏究)는 Trichoderma viride Cellulase에 의(依)한 수재가수분해(水材加水分解)에 관(関)한 것으로서 공시재료(供試材料)는 산오리나무, 상수리나무, 자작나무, 이태리포푸라, 버즘나무재(材)를 사용(使用)하였다. 그리고 환원당(還元糖) 생성(生成)을 위한 Cellulose 반응(反応)의 최적(最適) 처리조건(處理條件)과 효소처리(酵素處理) 잔사(残渣)를 재가열(再加熱)과 재분취(再粉醉)한 기질(基質)의 당생성량(糖生成量)을 비교(比較)하였다. Trichoderma viride 조효소액(粗酵素液)은 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하여 생산(生産)하였고 이것을 염석효소법(塩析酵素液)을 제조(調製)하여 사용(使用)하였다. 기질(基質)은 산오리나무, 상수리나무, 자작나무, 이태리포푸라, 버즘나무재(材)의 톱밥을 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하여 탈(脱)리그닌 한 것과 다시 이들의 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재가열(再加熱)함과 재분쇄(再粉碎)한 것을 사용(使用)하였다. 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS 법(法)에 의(依)하였다. 1. Trichoderma viride Cellulase를 사용하여 최적조건(最適條件)에서 당화처리(糖化處理)하면 반응시간(反応時間) 96시간(時間)에서 평균(平均) 28.3%의 환원당(還元糖) 생성(生成)하였다. 2. 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 수세(水洗)한 후(後) $60^{\circ}C$에서 건조(乾燥)하여 $190^{\circ}C$에서 45분간(分間) 재열처리(再熱處理)하여 60mesh로 재분쇄(再粉碎)한 기질(基質)은 동일기질(同一基質)에서 효소농도(酵素濃度)가 높아질수록 환원당(還元糖) 생성량(生成量)도 증가(増加)하였다. 3. 효소처리잔사(酵素處理残渣)를$60^{\circ}C$에서 건조(乾燥)하여 기질(基質)로 사용(使用)한 것의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 대단(大端)히 저조(低調)하였으나(Fig1의 $S_1$ 곡선(曲線)) 최초(最初) 기질(基質)과 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재가열(再加熱)과 재분쇄(再粉碎)하여 사용(使用)한 기질(基質)에서 생성(生成)된 환원당량(還元糖量)은 비슷하였으며 또한 이들간(間)(최초(最初)의 기질(基質)($S_3$)과 효소처리잔사(酵素處理残渣)를 재처리(再處理)한 기질(基質)($S_2$)에는 환원당생성량(還元糖生成量)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.

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표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Hydrolysis of the Waste wood of Cortinellus edodes with Trichoderma viride Cellulase)

  • 민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.31-34
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    • 1979
  • Trichoderma viride SANK 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)에 관(關)한 연구(硏究)로서 효소생산(酵素生產)은 액체진탕(液體振盪) 배양법(培養法)에 의(依)하였다. 이와같이 하여 생산(生產)된 조효소액(粗酵素液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석효소액(鹽析酵素液)을 공시용(供試用) 효소액(酵素液)으로 사용(使用)하였다. 그리고 환원당(還元糖) 정량(定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. 1. 표고재배폐재(栽培廢材)의 일반적(一般的) 조성(組成)은 조단백질(粗蛋白質)이 2.26%, 조지방(粗脂肪)이 2.57%, 조섬유(粗纖維)가 44.6%, 회분(灰分)이 5.58%, 리그닌이 13.62%, 가용무질소물(可溶無窒素物)이 23.21%였다. 그리고 아미노산(酸)의 조성분(組成分)과 비타민의 성분(成分)은 (Table 1)과 같다. 2. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)은 Cellulase에 의(依)한 반응(反應)이 48시간(時間)이면 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 최대치(最大値)에 달(達)하였다. 3. 표고재배폐재(栽培廢材)를 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 45분간(分間) 열처리(熱處理)한 후(後) 분쇄(粉碎)하여 사용(使用)한 기질(基質)은 환원당(還元糖) 생성량(生成量)이 11.5%이었다. 4. 열처리(熱處理)하지 않은 표고재배폐재(栽培廢材)의 기질(基質)은 cellulase 반응시간(反應時間)이 72시간(時間)에 환원당(還元糖) 생성물(生成物)이 최대치(最大値)에 달(達)하였으며 그 양(量)은 10.1%였다. 5. 각처리별(各處理別) 환원당(還元糖) 생성량(生成量)은 폐재(廢材)를 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)한 기질(基質)(11.5%)> 열처리(熱處理)하지 않은 기질(基質)(10.1%)> 분쇄후(粉碎後) 열처리(熱處理)한 기질(基質)(6.9%) 순(順)으로 나타났다. 6. 표고재배폐재(栽培廢材)의 당화(糖化)는 기질(基質)을 열처리후(熱處理後) 분쇄(粉碎)함으로서 더욱 가능(可能)하였다. 그리고 당생성량(糖生成量)이 증대(增大)될 수 있어 당질원료(糖質原料)로 가능(可能)할 것으로 본다.

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볏짚버섯속 ASI1 9003(버들송이)과 ASI1 9016(차신고)의 배양 및 재배적 특성 (Characteristics of mycelial growth and fruit body production in two strains of the genus Agrocybe ASI19003(A. cylindracea) and ASI19016(A. chaxingu))

  • 정종천;석동권;김승환;전창성;이찬중
    • 한국버섯학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.13-19
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    • 2008
  • 본 시험의 볏짚버섯속(Agrocybe) 2균주 ASI19003(A. cylindracea; 버들송이)와 '차신고'로 불려지는 ASI19016(A. chaxingu)의 배양생리 및 재배적 특성 비교에서 종간에는 많은 차이가 있었다. 균사생장 최적온도는 ASI19003이 28, ASI19016이 30 이었으며 배지산도는 고체배지 평판배양의 경우 ASI19003과 ASI19016 균주 공히 pH 5.5~7.0 범위에서 잘 자랐다. 그러나 액체배지 정치배양에서는 ASI19003이 pH 5.5에서, ASI19016이 pH 5.0에서 잘 자랐으며 ASI19016 균주의 경우 액체배지의 pH 6.0~7.5 범위에서는 균사생장이 매우 저조한 특이적 현상을 나타내었다. 탄소원으로는 ASI19003이 lactose, ASI19016 균주가 fructose에서 잘 자라고, 질소원으로 ASI19003이 asparagine > alanine > glycine, ASI19016이 ammonium tartrate > asparagine > glycine > alanine 순이었다. 봄재배 시 ASI19003은 배양기간이 27일, 초발이소요일수 13일로 ASI19016의 29일과 17일보다 총재배기간이 6일 빨랐으며, 850 $m{\ell}$ PP병당 자실체 수량도 ASI19003이 114 g으로 ASI19016의 100g보다 15%가 많았다. 한편 여름재배 시 ASI19003은 배양기간이 29일, 초발이소요일수 11일로 ASI19016의 30일과 12일보다 총재배기간이 3일 빨랐다. 그러나 버섯 생육기에 온도가 상승하면 ASI19003 균주는 자실체 색이 옅어지고 조직이 물러지는 등 상품성이 낮아지는 단점이 있으나, ASI19016은 고온기에 오히려 버섯 발생이 빨라지고 자실체의 갓 색깔도 짙게 유지되는 장점이 있다. 따라서 봄, 가을과 겨울철에는 다수성인 ASI19003(버들송이)을, 여름철 고온기에는 상품성이 좋은 ASI19016(차신고) 균주를 재배품종으로 선택함으로써 버들송이류 버섯의 상품성을 연중 내내 유지하면서 안정적인 공급이 가능할 것으로 본다.

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Butachlor와 규산질비료(珪酸質肥料)의 수도(水稻)에 대(對)한 상호작용(相互作用) (Butachlor and Silicate Fertilizer Interaction to Rice)

  • 오병열;양환승;신용화
    • 한국잡초학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.52-61
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    • 1984
  • 수도작(水稻作)에 있어 토양비옥도(土壤肥沃度) 증진(增進) 및 생산성(生産性) 증대(增大)에 필수적(必須的)인 규산질비료(珪酸質肥料)의 시용(施用)과 butachlor의 수도(水稻)에 대(對)한 상호작용(相互作用)을 구명(究明)하기 위하여 진주(眞珠)벼(Japonica 型)와 서광(曙光)벼 (Japonica ${\times}$ Indica 형(型))를 대상(對象)으로 실내(室內) 및 pot 시험(試驗)을 통(通)하여 생물(生物), 화학적(化學的)으로 검토(檢討)한 바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. $SiO_2$ 150ppm에서 수도유묘(水稻幼苗)의 생장(生長)을 촉진(促進)하였으나 300ppm이상(以上)에서는 억제효과(抑制效果)가 있었으나 butacholor의 수도생장저해작용(水稻生長沮害作用)을 증대(增大)시켰다. 2. 규산질비료(珪酸質肥料) 150kg/10a 시용수준(施用水準)의 pot 시험(試驗)에서 butachlor의 nitrofen에 의(依)한 수도생육(水稻生育)은 영향(影響)을 받지 않았으나 300kg/10a에서는 butacholr가 표준약량(標準藥量)에서 서광(曙光)벼의 초기생육(初期生育)을 현저(顯著)히 저지(沮止)하였다. 규산질비료(珪酸質肥料)와 butachlor에 의(依)한 수도생육억제(水稻生育抑制)는 약제처리(藥劑處理) 50 일후(日後)에 완전(完全)히 회복(回復)되었다. 3. 규산질비료시용(珪酸質肥料施用)에 의(依)한 토양(土壤)의 butachlor 흡차이(吸差異)은 변화(變化)가 없었으나 토양산도(土壤酸度)는 다소(多少) 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다. 4. 규산질비료(珪酸質肥料)의 시용(施用)은 담수토양중(湛水土壤中) butachlor의 분해(分解)에 영향(影響)이 없었으나 $SiO_2$ 처리(處理)로 수도근부(水稻根部)에의 제초제(除草劑) 부착량(附着量)은 증가(增加)하였다. 5. 수도체내(水稻體內) butachlor의 흡수량(吸收量)은 $SiO_2$의 첨가(添加)로 서광(曙光)벼에서 증진(增進)되었으며 흡수량(吸收量)의 대부분(大部分)은 근부(根部)에 존재(存在)하였다. 6. 치환성(置換性) 염기(鹽基)에 의(衣)한 butachlor의 수도체내흡수(水稻體內吸收)는 $K_2O$가 촉진효과(促進效果)를 나타낸 반면(反面) $Na_2O$는 영향(影響)이 없었고 CaO는 감소(減少)시키는 경향(傾向)이었다. 7. $SiO_2$에 의(依)하여 수도체내(水稻體內)에 흡수(吸收)된 butachlor의 분해양상(分解樣相)은 무처리(無處理)와 차이(差異)가 없었고 진주(眞珠)벼보다 서광(曙光)벼에서 높게 유지(維持)되었다.

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유색미 미강발효물의 면역활성 효과 (In Vivo Immunological Activity in Fermentation with Black Rice Bran)

  • 김동주;류수노;한상준;김화영;김중학;홍성길
    • 한국식품영양학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.273-281
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    • 2011
  • 본 연구는 유색미 미강을 표고버섯 균사체로 발효한 1차 발효물(CFP)과 1차 발효물을 효모와 유산균으로 2차 발효시킨 2차 발효물(CFP-S, CFP-L)을 이용하여 in vivo 상에서 면역 활성을 측정하였다. 4주간 각 물질을 250 mg/kg BW/day로 경구 투여시킨 후 마우스 복강 대식세포와 비장세포를 분리하여 각각의 세포 증식도을 평가하였으며, 각 세포에서 분비하는 사이토카인의 분비량을 측정하였다. 실험 결과, 마우스 대식세포의 증식은 CFP 경구 투여군과 CFP-S 경구 투여군이 높게 나타났다. 또한 비장세포의 증식에 있어서는 CFP 경구투여군이 대조군에 비해 높게 나타났다. 마우스 대식세포에서 분비하는 사이토카인의 분비량을 측정한 결과, CFP-S군은 IFN-${\gamma}$, TNF-${\alpha}$, IL-6의 분비량을 모두 증가시켰으며, CFP 경구 투여군은 LPS를 처리하여 대식세포를 활성화시킨 세포에서 IFN-${\gamma}$, IL-6의 분비량이 증가하였다. CFP-L 경구 투여군에서는 LPS를 처리한 세포에서 TNF-${\alpha}$의 분비량이 증가됨이 관찰되었지만 미비한 수준이었다. 비장세포에서 분비하는 사이토카인의 농도 측정 결과는 CFP 경구 투여군에서 모든 사이토카인(IFN-${\gamma}$, TNF-${\alpha}$, IL-6) 분비량을 증가시켰으며, CFP-S는 LPS를 처리한 비장세포에서 분비하는 사이토카인 중 TNF-${\alpha}$, IL-6의 분비량이 증가됨을 관찰하였다. CFP-L 경구 투여 군에서는 사이토카인 분비량이 대조군에 비해 모두 감소되었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 유색미 미강 1차 발효물(CFP)와 2차 발효물 중 효모로 발효시킨 CFP-S가 마우스에 경구 투여 시 면역과 관련된 세포의 활성을 증가시키고, 이 세포에서 분비되는 면역인자인 사이토카인의 분비량을 증가시키는 것으로 나타났다. 반면, 2차 발효물 중 유산균으로 2차 발효 시킨 CFP-L은 면역 활성에 효과를 나타내지 않았다. 여러 선행연구에서는 미강 표고버섯 균사체 발효물이 면역 증진작용 가진다고 보고하고 있다. 이는 발효물에 생리활성을 나타내는 기능성 다당체가 포함되어 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 일반 미강에서 유색미 미강을 이용하고, 더 나아가 1차 발효물을 효모와 유산균으로 2차 발효를 함으로 좀 더 저분자화된 다당체를 생성함으로 면역 증진 기능의 상승효과를 기대하였다. 특히, 2차 발효에 사용한 효모는 자체 내세포벽에 베타-글루칸을 함유한 것으로 현재 기능식품소재로 사용되고 있으며, 여러 연구 결과, 면역 증강 작용이 확인되었다(Kim 등 2008). 또한 유산균종은 BRM(biological response modifier)이라 불리는 면역조절물질로 알려져 있다(Hong 2005). 그러나 연구 결과, 유산균을 통한 2차 발효물은 면역기능 평가 시 효과적이지 못하였다. 또한 본 연구에서는 유색미 미강발효물의 면역효과는 기능성 다당체와 더불어 유색미에 포함되어 있는 안토시아닌이라는 항산화 성분의 효과라고 생각된다. 그러나 본 연구에서는 유색미 미강 발효물과 일반미의 미강발효물의 면역활성 효과를 비교하지 않았고, 유색미 미강의 어떤 물질이 면역활성에 기여했을 지는 판단하기 어렵다. 따라서 앞으로 1차 발효물과 2차 발효물의 기능성 다당체의 성분과 또한 항산화 효과를 기대한 안토시아닌 함량 분석하고, 2차 발효시 미강에 존재하는 기능성 다당체들의 수율과 활성의 변화를 평가할 필요가 있다고 판단된다. 이 같은 연구는 유색미 미강의 이용가치를 높이고, 식품 소재 개발에 있어서 중요한 기초자료가 될 것으로 보인다.