Objective: In this study we aimed to evaluate the effect of dietary live yeast supplementation on ruminal pH pattern, fermentation characteristics and associated bacteria in beef cattle. Methods: This work comprised of in vitro and in vivo experiments. In vitro fermentation was conducted by incubating 0%, 0.05%, 0.075%, 0.1%, 0.125%, and 0.15% active dried yeast (Saccharomyces cerevisiae, ADY) with total mixed ration substrate to determine its dose effect. According to in vitro results, 0.1% ADY inclusion level was assigned in in vivo study for continuously monitoring ruminal fermentation characteristics and microbes. Six ruminally cannulated steers were randomly assigned to 2 treatments (Control and ADY supplementation) as two-period crossover design (30-day). Blood samples were harvested before-feeding and rumen fluid was sampled at 0, 3, 6, 9, and 12 h post-feeding on 30 d. Results: After 24 h in vitro fermentation, pH and gas production were increased at 0.1% ADY where ammonia nitrogen and microbial crude protein also displayed lowest and peak values, respectively. Acetate, butyrate and total volatile fatty acids concentrations heightened with increasing ADY doses and plateaued at high levels, while acetate to propionate ratio was decreased accordingly. In in vivo study, ruminal pH was increased with ADY supplementation that also elevated acetate and propionate. Conversely, ADY reduced lactate level by dampening Streptococcus bovis and inducing greater Selenomonas ruminantium and Megasphaera elsdenii populations involved in lactate utilization. The serum urea nitrogen decreased, whereas glucose, albumin and total protein concentrations were increased with ADY supplementation. Conclusion: The results demonstrated dietary ADY improved ruminal fermentation dose-dependently. The ruminal lactate reduction through modification of lactate metabolic bacteria could be an important reason for rumen pH stabilization induced by ADY. ADY supplementation offered a complementary probiotics strategy in improving gluconeogenesis and nitrogen metabolism of beef cattle, potentially resulted from optimized rumen pH and fermentation.
초산발효 중 에탄올 농도를 On-line으로 측정하기 위해 막가스 센서를 개발하였다. 에탄올이 함유된 발효액은 실리콘막을 통해 투과되고 Carrier gas로 사용된 Synthetic air에 의해 운반되어 반도체형 가 스센서에 감지되도록 설계하였다. 이 때 실리콘막의 두께가 O.5mm이고 Carrier gas의 유속이 20ml/mim이었을 때 막가스 센서의 감도가 가장 높았다. 막가스센셔의 저항치는 측정하고자 하는 에탄올 농 도에 따라 변하였고 이 저항치는 전위차로 변환되어 출력되었다. 제작된 막가스센서의 Calibration CUf ve를 작성하였고 실제로 조업 중인 초산 발효조의 발효액 중 에단올 농도의 On-line 측정이 가능하였 으며 이를 Gas chromatography에 의한 분석치와 비교한 결과 에단올 농도가 $0∼70g/\ell$의 범위에서 서로 상관관계를 나타내어 이러한 막가스센서가 초산발효와 같은 여러 생물공정의 모니터링과 제어에 이용이 가능함을 확인하였다.
청도반시를 이용하여 감와인 및 증류주 개발을 위해 감과실의 알코올 발효특성을 조사하였다. 알코올 발효에 적합한 균주를 선별한 결과 S. kluyveri DJ97이 알코올 함량 10.8%, 알코올 수율 96.3%로 높게 나타났으며, 메탄을 함량은 935 ppm으로 가장 낮게 나타났다. 초기 $^{\circ}Brix$와 가수량의 영향을 조사한 결과 초기 $22^{\circ}Brix$, 가수 120%(v/w)군간에서 알코올함량 10.7%로 가장 높게 나타났으며 pectinase 무처리군에서 알코올 함량이 조금 더 높게 나타났다. Pectinase 처리군은 무처리군에 비해 acetaldehyde, n-propanol 및 isobutanol 함량은 낮게 나타났으나 methanol 함량은 증가시키므로 pectinase처리를 하지 않는 것이 효과적이었다.
Oxygen sensitivity and substrate requirement have been known as possible reasons for the intricate growth of Dehalococcoides spp. and limiting factors of for routinely applying bioaugmentation using anaerobic Dehalococcoides-containing microbes for remediating chlorinated organic compounds. To explore the effect of the short-term exposure of the short-term exposure of oxygen on Dehalococcoides capability, dechlorination performance, and hydrogen production fermentation from formate, an anaerobic reductive dechlorination mixed-culture (Evanite culture) including dehalococcoides spp. was in this study. In the results, once the mixed-culture were exposed to oxygen, trichloroethylene (TCE) degradation rate decreased and it was not fully recovered even addition of excess formate for 40 days. In contrast, hydrogen was continuously produced by hydrogen-fermentation process even under oxygen presence. The results indicate that although the oxygen-exposed cells cannot completely dechlorinate TCE to ethylene (ETH), hydrogen fermentation process was not affected by oxygen presence. These results suggest that dechlorinating microbes may more sensitive to oxygen than fermenting microbes, and monitoring dechlorinators activity may be critical to achieve an successful remediation of a TCE contaminated-aquifer through bioaugmentation using Dehalococcoides spp..
Bacteria 군집 차이를 이용한 신속한 한국산 및 중국산 김치 원산지 판별 가능성의 검토를 위하여 Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) 분석법을 적용하였다. T-RFLP 분석은 김치발효에 관여하는 주요 유산균의 빠르고, 재현성 있는 검출에는 효과적이었지만, 종(species) 수준에서의 미생물 확인에는 한계를 가지고 있어 한국산 및 중국산 김치에 특이적으로 존재하는 bacteria의 검출에는 부적합한 것으로 평가되었다. T-RFLP를 적용한 발효과정 중의 한국산 및 중국산 김치에 존재하는 bacteria 군집 천이 분석은 비슷한 양상으로 나타났고, Bacillus 속이 발효 후기까지 검출되었다. 또한 Bacillus 속은 발효 후기에 포자를 형성하는 것으로 확인되었다.
현미를 이용하여 증자하지 않고 생전분 분해효소를 이용한 알콜발효조건을 모니터링 하였다. 알콜발효에 가장 영향을 미치는 요인변수인 현미분쇄 정도에 따른 입자크기(20, 40, 60 mesh), 효소제 함량(0.1, 0.3, 0.5%), 교반속도(0, 100, 200 rpm)에 대하여 반응표면회귀분석한 결과, 현미분쇄 정도는 35~42 mesh, 효소제함량 0.32~0.43%(w/w) 범위로 나타났으며, 이때 알콜발효의 품질인자인 알콜함량, 총당, 환원당, 아미노산도, 총산 및 pH의 $R^2$는 환원당을 제외한 모든 성분에서 5~l0%이내의 수준에서 유의성이 인정되었다. 또한 최적조건범위 에서 실증실험 결과 pH 4.33, 총산 1.10, 아미노산도 0.51, 환원당 200.50 mg%, 총당 1,039.0 mg%, 알콜함량 10.15%로 RSM기법에 의해 예측된 값과 유사한 값을 나타내어 도출된 회귀식의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 또한 최적조건의 알콜발효 중 성분분석 결과 pH는 6.26에서 발효가 진행됨에 따라 점 점 감소하여 발효 종료시 4.34이었으며, 총산은 발효초기 0.15였으며 발효가 진행됨에 따라 다소 증가하였으나 발효종료시 0.20으로 총산의 변화는 크지 않았다. 아미노산도는 발효초기 1.88에서 발효가 진행됨에 따라 감소하는 경향이었으며 발효종료시 0.92었다. 환원당과 총당은 발효가 진행됨에 따라 감소하여 각각 213, 1,077 mg%로 나타났다. 알콜함량은 발효 24시간부터 증가하여 발효 48시간에 10.15%로 최대치를 나타낸 후 감소하였다. 이상의 결과로 생전분분해효소를 이용한 현미 알콜발효조건을 설정할 수 있었으며, 초산발효에 필요한 알콜함량을 얻을 수 있어 생전분을 이용한 현미식초 제조가 가능할 것으로 생각된다.
Itaconic acid has been produced during the cutivation of Aspergillus terreus DSMZ 5770 by using several starchs as carbon sources. The starchs were pretreated by partial hydrolysis with some acids at various pH conditions. The highest yield for the production of itaconic acid has been found when rice starch was pretreated by sulfonic acid at pH 2.5 and utilized for the cultivation. Using the results from shaker fermentation A. terreus has been cultivated in 2.5 L bioreactor for the production of itaconic acid and its on-line monitoring.
Detection of specific compounds influencing food flavor quality is not easy. Electronic nose, comprised of electronic chemical sensors with partial specificity and appropriate pattern recognition system, is capable of recognizing simple and complex volatiles. It provides fast analysis with simple and straightforward results and is best suited for quality control and process monitoring of flavor in food industry. This review examines application of electronic nose in food analysis with brief explanation of its principle. Characteristics of different sensors and sensor drift. and solutions to related problems are reviewed. Applications of electronic nose in food industry include monitoring of fermentation process and lipid oxidation, prediction of shelf life, identification of irradiated volatile compounds, discrimination of food material origin, and quality control of food and processing by principal component analysis and neural network analysis. Electronic nose could be useful for quality control in food industry when correlating analytical instrumental data with sensory evaluation results.
용존산소농도(DO)와 pH를 동시에 검출하기 위하여 이중층 광학 센서 막을 제조하였다. DO 민감성 염료인 Rudpp를 MTMS 졸-겔에 혼합하고 24-웰 마이크로타이터 플레이트에 코팅하였다. DO-검출층 위에 HPTS와 혼합된 GA 졸-겔용액을 코팅하고 pH 측정을 위해 사용하였다. 이중층 광학 센서 막은 온도와 이온 강도에 영향을 받았다. 또한 DO와 pH 이중층 광학 센서 막은 미생물발효공정에 온라인 모니터링 하는데 응용하였으며 좋은 성능을 보였다.
김치의 숙성과정 중 일어날 수 있는 식품위생상 이물질의 오염방지를 위하여 혼입시험을 고안하여 이를 모니터링 하였다. 먼저, 시험군은 소금으로 절이고 양념으로 버무린 김치였고, 대조구는 소금에 절이지 않았거나 양념을 하지 않은 배추를 선택하였다. 오염원으로는 배추와 색깔이 유사한 청개구리를 선택하였다. 그 결과, 염분이 첨가되지 않은 대조구에서는 오염원이 10일 이상 생존하였으나 염분이 첨가된 시험구의 이물질은 5일 이상 생존할 수 없었다. 김치제조 중에 혼입된 생물학적 이물질은 대개 5일 정도 생존하므로 소비자에 의하여 살아있는 상태로 발견된 사실은 제조 후에 혼입되었다고 추정할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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