• 제목/요약/키워드: hydrogen fermentation

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가축(家畜) 분뇨(糞尿) 발효시(醱酵時) 악취(惡臭)가스 생성억제제(生成抑制劑) 시용(施用) 효과에 관(關)한 연구(硏究) (Effects of Physico-chemical and Microbiological Inhibitors for Odour gas Evolution in the Fermentation of Liverstock Feces)

  • 윤세영;이상규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.62-69
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    • 1992
  • 계분(鷄糞), 우분(牛糞), 돈분(豚糞)등의 가축분뇨(家畜糞尿)가 발효(醱酵)시 발생(發生)되는 악취(惡臭)가스에 대한 이화학적(理化學的), 생물학적(生物學的) 억제효과 및 시판(市販) 악취억제제(惡臭抑制劑)의 시용효과에 대한 실내시험결과(室內試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 항온기간중(恒溫期間中) 각종(各種)가스의 경시적(輕時的) 발생량(發生量)은 항온(恒溫) 7일경 가장높은 발생량(發生量)을 보였으며 그후는 점차 감소(減少)되었다. 2. 혐기적발효(嫌氣的醱酵)에 의한 가스의 총발생량(總發生量)은 이산화탄소(二酸化炭素)($CO_2$)>아산화질소(亞酸化窒素)($N_2O$)>메-탄($CH_4$)>암모니아($NH_3$)>황화수소(黃化水素)($H_2S$)의 순(順)으로 많았다. 3. 가축분(家畜糞) 종류별(種類別) 가스 생성량(生成量)을 보면 계분(鷄糞)에서 메-탄, 돈분(豚糞)에서 이산화탄소(二酸化炭素) 및 아산화질소(亞酸化窒素), 그리고 우분(牛糞)에서 황화수소(黃化水素)가스의 발생량(發生量)이 많았다. 4. 각종(各種)가스 발생량간(發生量間)의 상관관계(相關關係)를 보면 $NH_3$$CH_4$, $CO_2$$CH_4$, $N_2O$$CH_4$는 부상관관계(負相關關係)를 보였고 $CO_2$$N_2O$, $CO_2$$NH_3$$NH_3$$N_2O$ 간(間)에는 정상관관계(正相關關係)를 보였다. 5. 농가(農家)에 유통(流通)되는 악취(惡臭) 억제제(抑制劑)인 VK88은 암모니아의 발생(發生)을 오히려 증가(增加)시켰으며 황화수소(黃化水素) 발생(發生)을 억제(抑制)시키는 효과가 있었으나 현저(顯著)한 효과는 아니었으며 VK88은 Vermiculite와 유사(類似)한 결과(結果)를 보였다. 6. 자연계(自然界)의 논토양(土壤)과 광합성세균(光合成細菌)의 첨가(添加)는 암모니아, 아산화질소(亞酸化窒素)및 황화수소(黃化水素)의 발생억제(發生抑制) 효과가 뚜렷하였다.

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흰쥐 해마 CA1 영역에서 H2O2에 의한 장기강화 억제에 대한 발효황금 추출물의 효과 (Effects of Fermented Scutellaria Baicalensis Extract on H2O2 - Induced Impairment of Long-term Potentiation in Hippocampal CA1 Area of Rats)

  • 허준호;;김민선
    • 동의생리병리학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.356-362
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    • 2019
  • Scutellaria baicalensis (SB) has widely used in the treatment for various brain diseases in the field of Oriental medicine. Biofermantation of SB can make major chemical constituents of SB to pass blood-brain barrier easily and to have more potent anti-oxidant ability. There is a little information about the contribution of fermented SB (FSB) to the formation or maintenance of the neural plasticity in the hippocampus. The purpose of this study was to evaluate effects of FSB extract on hydrogen peroxide (H2O2) - induced impairments of the induction and maintenance of long-term potentiation (LTP), an electrophysiological marker for the neural plasticity in the hippocampus. From hippocampal slices of rats, the field excitatory postsynaptic potentials (fEPSPs) were evoked by the electrical stimulation to the Schaffer collaterals - commissural fibers in the CA1 areas and LTP by theta-burst stimulation by using 64 - channels in vitro multi-extracellular recording system. In order to induce oxidative stress to hippocampal slices two different concentrations (200, 400 μM) of H2O2 were given to the perfused aCSF before and after the LTP induction, respectively. The ethanol extract of FBS with concentration of 25 ㎍/ml, 50 ㎍/ml was diluted in perfused aCSF that had 200 μM H2O2, respectively. Oxidative stress by the treatment of H2O2 resulted in decrease of the induction rate of LTP in the CA1 area with a dose - dependent manner. However, the ethanol extract of FSB prevented the reduction of the induction rate of LTP caused by H2O2 - induced oxidative stress with a dose - dependent manner. These results may support a potential application of FSB to ameliorate impairments of hippocampal dependent neural plasticity or memory caused by oxidative stress.

토양으로부터 카탈라제 생산균의 분리 및 특성 (Isolation and Characterization of Catalase-producing Bacteria from Soil)

  • 한경아;이종일
    • KSBB Journal
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    • 제24권6호
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    • pp.508-514
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    • 2009
  • 국내 토양 미생물로부터 효과적인 카탈라제 생산 미생물을 이용하기 위하여 전라남도 벌교 토양 시료로부터 카탈라제 생산량이 높은 균주 (BKBChE-1, BKBChE-2, BKBChE-3)를 분리, 생화학 실험과 전자현미경을 통한 균주의 형태 관찰및 16S rDNA 유전자 서열분석 등을 통해 미생물을 동정하여 각각의 균주는 99% 이상의 상동성으로 Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2, Bacillus flexus BKBChE-3로 명명하였다. 선별된 세 가지 균을 배양하여 얻은 카탈라제 효소의 온도와 pH 변화가 효소 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 토양에서 분리한 세 가지 균주가 생산한 카탈라제 효소는 $60^{\circ}C$ 이상의 온도에서도 약 50% 가량의 활성을 유지, pH 7.0 이상의 알칼리 조건에서 pH가 증가함에 따라 활성이 증가하다 감소하는 경향을 보여 pH 13.0의 강한 염기 조건에서 약 20% 가량의 활성을 나타내는 것을 확인하였다. $4^{\circ}C$에서의 장기 저장 안정성 실험에서는 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제를 제외한 나머지 두 가지 미생물이 생산한 카탈라제 활성 실험의 경우 20일이 지난 후에도 40% 이상의 활성이 유지되는 것을 조사하였다. 상기 결과는 세 가지 미생물이 생산한 카탈라제가 생산량의 측면에서 Costa 등 [21]이 바실러스로부터 얻은 카탈라제 활성의 결과와 비교하여 높은 카탈라제 활성을 보일 뿐만 아니라, Yang 등 [9]이 곰팡이로부터 얻은 카탈라제의 pH 실험 결과와 비교하여 보다 높은 알칼리 조건에서도 안정하여 그 활성이 우수함을 확인하였다. 이들 결과를 근거로 고온의 호알칼리 과산화수소 제거 공정에서 분리한 미생물 사용이 가능할 것으로 기대된다.

음식물류폐기물처리시설의 악취관리대책에 관한 연구 (Odor control of Foodwaste Treatment Facilities)

  • 김성범;오길종;김규연;정명숙
    • 유기물자원화
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    • 제14권2호
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    • pp.71-82
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    • 2006
  • 본 연구에서는 음식물류폐기물처리시설의 시설운영에 대한 전반적인 문제점 분석을 통해 음식물류폐기물처리시설의 효율적인 운영관리방안을 제시하고자 음식물류폐기물 관련 연구보고서와 자료를 수집 분석하였다. 음식물류폐기물처리시설에서 발생하는 악취의 특성을 알아보기 위하여 퇴비화시설과 사료화시설의 악취시료를 채취하여 분석하였다. 퇴비화 및 사료화시설의 주요 악취발생인이 큰 투입공정, 파쇄공정, 발효공정에 대하여 악취를 측정 분석한 결과 파쇄공정이 악취농도가 가장 높았다. 퇴비화시설의 주요 악취성분은 황화수소, 메틸머캅탄, 다이메틸설파이드, 암모니아였으며, 사료화시설의 주요 악취성분은 메틸머캅탄, 트라이메틸아민, 아세트알데하이드이었다.

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Saccharomyces cerevisiae Live Cells Decreased In vitro Methane Production in Intestinal Content of Pigs

  • Gong, Y.L.;Liao, X.D.;Liang, J.B.;Jahromi, M.F.;Wang, H.;Cao, Z.;Wu, Y.B.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제26권6호
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    • pp.856-863
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    • 2013
  • An in vitro gas production technique was used in this study to elucidate the effect of two strains of active live yeast on methane ($CH_4$) production in the large intestinal content of pigs to provide an insight to whether active live yeast could suppress $CH_4$ production in the hindgut of pigs. Treatments used in this study include blank (no substrate and no live yeast cells), control (no live yeast cells) and yeast (YST) supplementation groups (supplemented with live yeast cells, YST1 or YST2). The yeast cultures contained $1.8{\times}10^{10}$ cells per g, which were added at the rates of 0.2 mg and 0.4 mg per ml of the fermented inoculum. Large intestinal contents were collected from 2 Duroc${\times}$Landrace${\times}$Yorkshire pigs, mixed with a phosphate buffer (1:2), and incubated anaerobically at $39^{\circ}C$ for 24 h using 500 mg substrate (dry matter (DM) basis). Total gas and $CH_4$ production decreased (p<0.05) with supplementation of yeast. The methane production reduction potential (MRP) was calculated by assuming net methane concentration for the control as 100%. The MRP of yeast 2 was more than 25%. Compared with the control group, in vitro DM digestibility (IVDMD) and total volatile fatty acids (VFA) concentration increased (p<0.05) in 0.4 mg/ml YST1 and 0.2 mg/ml YST2 supplementation groups. Proportion of propionate, butyrate and valerate increased (p<0.05), but that of acetate decreased (p<0.05), which led to a decreased (p<0.05) acetate: propionate (A: P) ratio in the both YST2 treatments and the 0.4 mg/ml YST 1 supplementation groups. Hydrogen recovery decreased (p<0.05) with yeast supplementation. Quantity of methanogenic archaea per milliliter of inoculum decreased (p<0.05) with yeast supplementation after 24 h of incubation. Our results suggest that live yeast cells suppressed in vitro $CH_4$ production when inoculated into the large intestinal contents of pigs and shifted the fermentation pattern to favor propionate production together with an increased population of acetogenic bacteria, both of which serve as a competitive pathway for the available H2 resulting in the reduction of methanogenic archaea.

주류의 풍미 및 품질 향상을 위한 야생 효모의 분리 및 특성분석 (Isolation and Characterization of Wild Yeasts for Improving Liquor Flavor and Quality)

  • 백성열;이유정;김재현;여수환
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.56-64
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    • 2015
  • non-Saccharomyces 효모는 야생효모로서, 다양한 효소를 세포 밖으로 분비하여 와인의 향기 성분 증가에 중요한 영향을 준다고 알려져 있다. 본 연구에서는 한국의 발효식품에서 분리된 효모 1,007주의 세포외 효소 활성을 조사하였다. 그 결과, β-glucosidase 566, glucanase 45, protease 401로 나타났으며, AA decarboxylase 활성 균주는 각 아미노산 별로 His 69, Tyr 306, Phe 171, Trp 23, Lys 197, Leu 198 균주로 나타났다. Cerulenin 과 TFL 내성 균주는 각각 563, 610주로, 15% 에탄올 내성 균주는 307주로 나타났다. 황화수소 생성균은 500주로 조사되었다. AA decarboxylation와 황화수소 저생성 균주 중 유용 효모 12 균주를 선발하여 26S rDNA 염기서열을 분석한 결과, C. tropicalis, H. opuntiae, H. uvarum, P. kudriavzevii, S. cerevisiae, W. anomalus로 각각 동정되었다. 12주의 효모 중 당 내성 우수 균주는 9주이며, 알코올 내성 우수 균주는 5 균주로 나타났다. 알코올 발효능은 Saccharomyces 효모는 8% 이상으로 나타났으며, non-Saccharomyces 효모는 3% 내외로 나타났다.

저식염 오징어 식해의 생리활성 및 유통기한 설정 (The Biofunctional Activities and Shelf-life of Low-salt Squid Sikhae)

  • 조원일;김상무
    • 한국식품과학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.61-68
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    • 2012
  • 본 연구는 전통적인 발효식품인 식해에 대하여 염농도에 따른 발효기간별 품질특성, 발효 최적조건 및 유통기한 설정, 발효 최적조건에서의 생리활성을 측정하여 우리 전통식품인 식해를 저염화하고 생산 보급함과 동시에 이에 대한 과학적 자료를 제공하는 것을 목표로 하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 본 연구에서 제조한 오징어 식해는 발효기간에 경과함에 따라 염농도가 낮고 온도가 높을수록 pH는 급격하게 감소하였으며, 아미노질소 및 휘발성 염기질소의 함량은 급격하게 증가하였다. 발효최적조건은 5% 염농도의 식해를 $-1^{\circ}C$에서 53일간 발효한 것이었고 유통기한은 염농도 5%의 식해를 $-1^{\circ}C$에서 142일간 저장한 것이었다. 식해는 DPPH 저해활성이 확인되어 항산화 효과가 있으나, hydrolxyl 및 hydrogen peroxide radical 소거능, 항당뇨, 항대장암 및 주름제거 활성은 낮아 기능성 소재로의 활용은 보충연구가 필요하다고 판단된다. 유리아미노산의 조성은 정미 아미노산이 고미 아미노산보다 많아 맛에서 우수하였으며, 시판중인 다른 수산발효식품과 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 $-1^{\circ}C$의 저온에서 식염 5%로 식해를 저염화 시킨다면 현대인의 식기호에 적합한 식품으로 영양학적 측면이나 시장성 측면에서 큰 효과를 낼 수 있을 것이라 판단된다.

천연식물추출물을 첨가한 저염 오징어젓갈의 품질특성, 유통기한 및 생리활성 (Quality Characteristics, Shelf-life, and Bioactivities of the Low Salt Squid Jeot-gal with Natural Plant Extracts)

  • 홍원준;김상무
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.721-729
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    • 2013
  • 본 연구는 염농도의 저하에 따른 저염 오징어젓갈의 유통기한 감소에 대하여 유통기한의 연장과 기능성 제품화의 가능성을 검토하기 위하여 천연식물추출물 첨가에 따른 저장기간별 품질특성, 최적발효기한, 유통기한 설정 및 생리활성을 연구하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첨가군 모두 저장온도가 증가할수록 pH는 급격히 감소하였고, 아미노질소, 휘발성염기질소의 함량은 급격히 증가하였으며, 총균수 역시 증가하였다. 유통기한 및 최적발효기한은 Arrhenius equation의 결과에 따라 $10^{\circ}C$에서 대조구 34 및 28일, 월계수첨가 35 및 29일, 녹차첨가 34 및 30일, 솔잎첨가 34 및 29일 저장한 것이었다. 구성 및 유리아미노산은 첨가군 모두가 glutamic acid, glycine, alanine 등의 감칠맛, 단맛을 내는 아미노산의 함량이 대부분을 차지하여 맛에서 우수하다고 판단되었고, 핵산관련물질은 첨가군 모두 쓴맛을 나타내는 hypoxanthine이 대부분을 차지하였으며, 그 뒤 inosine 및 정미성분인 IMP 순이었다. 관능검사결과 월계수첨가군이 종합적으로 가장 뛰어났다. 생리활성은 첨가군이 대조구에 비해 활성이 높았으며, 기능성 제품으로서의 상업화가 가능하다고 판단된다. 그러므로 천연식물추출물을 첨가한 저염 오징어젓갈은 웰빙 등 시대의 변화에 맞추어 현대인의 식기호에 적합한 식품으로 이용 가능하며, 젓갈의 고급화 및 부가가치 창출이 가능하다고 사료된다.

Bio-Derived Poly(${\gamma}$-Glutamic Acid) Nanogels as Controlled Anticancer Drug Delivery Carriers

  • Bae, Hee Ho;Cho, Mi Young;Hong, Ji Hyeon;Poo, Haryoung;Sung, Moon-Hee;Lim, Yong Taik
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권12호
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    • pp.1782-1789
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    • 2012
  • We have developed a novel type of polymer nanogel loaded with anticancer drug based on bio-derived poly(${\gamma}$-glutamic acid) (${\gamma}$-PGA). ${\gamma}$-PGA is a highly anionic polymer that is synthesized naturally by microbial species, most prominently in various bacilli, and has been shown to have excellent biocompatibility. Thiolated ${\gamma}$-PGA was synthesized by covalent coupling between the carboxyl groups of ${\gamma}$-PGA and the primary amine group of cysteamine. Doxorubicin (Dox)-loaded ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated using the following steps: (1) an ionic nanocomplex was formed between thiolated ${\gamma}$-PGA as the negative charge component, and Dox as the positive charge component; (2) addition of poly(ethylene glycol) (PEG) induced hydrogen-bond interactions between thiol groups of thiolated ${\gamma}$-PGA and hydroxyl groups of PEG, resulting in the nanocomplex; and (3) disulfide crosslinked ${\gamma}$-PGA nanogels were fabricated by ultrasonication. The average size and surface charge of Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels in aqueous solution were $136.3{\pm}37.6$ nm and $-32.5{\pm}5.3$ mV, respectively. The loading amount of Dox was approximately 38.7 ${\mu}g$ per mg of ${\gamma}$-PGA nanogel. The Dox-loaded disulfide cross-linked ${\gamma}$-PGA nanogels showed controlled drug release behavior in the presence of reducing agents, glutathione (GSH) (1-10 mM). Through fluorescence microscopy and FACS, the cellular uptake of ${\gamma}$-PGA nanogels into breast cancer cells (MCF-7) was analyzed. The cytotoxic effect was evaluated using the MTT assay and was determined to be dependent on both the concentration and treatment time of ${\gamma}$-PGA nanogels. The bio-derived ${\gamma}$-PGA nanogels are expected to be a well-designed delivery carrier for controlled drug delivery applications.

광나무 열매 발효 추출물의 항염 및 항산화 활성 (Anti-inflammatory and Anti-oxidative Activities for Extract of Fermented Ligustrum japonicum Fruits)

  • 김정은;김소희;김미애;고미선;신찬성;이남호
    • 대한화장품학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.117-125
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    • 2023
  • 본 연구에서는 광나무(Ligustrum japonicum) 열매 발효 추출물의 항염 및 항산화 효능을 비발효 추출물과 비교 분석하였다. 광나무 열매의 발효는 제주 자리돔(Chromis notata) 내장에서 분리한 Latilactobacillus curvatus (L. curvatus) 및 Weisella minor (W. minor) 균주를 이용하였으며, 각각의 발효 추출물(LJF-LC 및 LJF-WM)의 수율은 40.5 ~ 46.0%로 비발효 추출물(LJF)의 29.5% 보다 높게 나타났다. Lipopolysaccaride(LPS)로 자극된 RAW 264.7 대식세포를 이용한 nitric oxide (NO) 생성 억제 활성 실험 결과, 발효 추출물인 LJF-WM이 세포 독성 없이 농도 의존적으로 NO의 생성을 저해시키는 효과가 우수함을 확인하였다. 또한 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거 활성 실험 결과, 발효 추출물의 라디칼 소거 활성이 비발효 추출물과 유사하게 나타났으며, 발효 추출물 LJF-WM은 과산화수소(H2O2)로 유도된 세포 손상에 대한 세포보호 효과를 보였다. 광나무 열매의 주성분인 salidroside의 함량을 HPLC를 이용하여 분석한 결과, 발효 추출물 LJF-LC에서 15.6 mg/g, LJF-WM에서 13.9 mg/g으로 확인되어 비발효 추출물(12.0 mg/g) 보다 함유량이 높게 분석되었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 광나무 열매 발효 추출물은 항염 및 항산화 효과를 갖는 천연 화장품 소재로써 활용 가능할 것이라 사료된다.