• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권11호
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• pp.1174-1178
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• 2011

Exopolysaccharides (EPSs) are microbial polysaccharides that are released outside of the bacterial cell wall. There have been few studies on EPS-producing lactic acid bacteria that can enhance macrophage activity and the underlying signaling mechanism for cytokine expression. In the current study, EPS-overproducing Lactobacillus (L.) paracasei KB28 was isolated from kimchi and cultivated in conditioned media containing glucose, sucrose, and lactose. The whole bacterial cells were obtained with their EPS being attached, and the cytokine-inducing activities of these cells were investigated. Gas chromatography analysis showed the presence of glucose, galactose, mannose, xylose, arabinose, and rhamnose in EPS composition. EPS-producing L. paracasei KB28 induced the expression of tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, interleukin (IL)-6, and IL-12 in mouse macrophages. This strain also caused the degradation of $I{\kappa}B{\alpha}$ and phosphorylation of the major MAPKs: Jun N-terminal kinase (JNK), p38, and extracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2. The use of pharmacological inhibitors showed that different signaling pathways were involved in the induction of TNF-${\alpha}$, IL-6 and IL-12 by L. paracasei KB28. Our results provide information for a better understanding of the molecular mechanisms of the immunomodulatory effect of food-derived EPS-producing lactic acid bacteria.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.148-157
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• 2020

Eucalyptus oil is a rich source of bioactive compounds with a variety of biological activities and is widely used in traditional medicine. Eucalyptus citriodora is cultivated for the production of essential oils. However, the mode of antibacterial action of essential oils from E. citriodora is not well-known. This study aimed to determine the chemical components, microbial inhibitory effect, and mechanism of action of the essential oil from E. citriodora. The oil was extracted from E. citriodora leaves by hydro-distillation and the chemical components were analyzed using gas chromatography-mass spectrometry. The antibacterial activities of eucalyptus oil against gram-positive bacteria (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, and Staphylococcus intermedius) and gram-negative bacteria (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa) were screened by disc diffusion method and quantitative analysis was conducted by the microdilution method. The mechanism of action of the extracted essential oil was observed using SEM and analyzed by SDS-PAGE. The major components of E. citriodora oil were citronellal (60.55 ± 0.07%), followed by dl-isopulegol (10.57 ± 0.02%) and citronellol (9.04 ± 0.03%). The antibacterial screening indicated that E. citriodora oil exhibited prominent activity against all tested strains. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) against B. subtilis were 0.5% and 1.0%, respectively. The MIC and MBC concentrations against S. aureus, S. intermedius, E. coli, and P. aeruginosa were 1% and 2%, respectively. As observed by SEM, the antibacterial mechanism of E. citriodora oil involved cell wall damage; SDS-PAGE revealed decrease in protein bands compared to untreated bacteria. Thus, E. citriodora oil showed significant antimicrobial properties and caused cellular damage.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제32권1호
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• pp.103-109
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• 2019

Objective: Ensiling of tannin-rich fruit byproducts (FB) involves quantitative and qualitative changes in the tannins, which would consequently change the rumen fermentation characteristics. This study aimed to evaluate whether ensiled FBs are effective in mitigating methane emission from ruminants by conducting in vitro assessments. Methods: Fruit byproducts (grape pomace, wild grape pomace, and persimmon skin) were collected and subjected to four-week ensiling by Lactobacillus buchneri inoculant. A defined feed component with or without FB samples (both fresh and ensiled material) were subjected to in vitro anaerobic culturing using rumen fluid sampled from beef cattle, and the fermentation parameters and microbial populations were monitored. Results: Reduced methane production and a proportional change in total volatile fatty acids (especially enhanced propionate proportion) was noted in bottles containing the FBs compared with that in the control (without FB). In addition, we found lower gene copy number of archaeal 16S rRNA and considerably higher levels of one of the major fibrolytic bacteria (Fibrobacter succinogenes) in the bottles containing FBs than in the control, particularly, when it was included in a forage-based feed. However, in the following cultivation experiment, we observed that FBs failed to exhibit a significant difference in methane production with or without polyethylene glycol, implying that tannins in the FBs may not be responsible for the mitigation of methane generation. Conclusion: The results of the in vitro cultivation experiments indicated that not only the composition but also ensiling of FBs affected rumen fermentation patterns and the degree of methane generation. This is primarily because of the compositional changes in the fibrous fraction during ensiling as well as the presence of readily fermented substrates, whereas tannins in these FBs seemed to have little effect on the ruminal fermentation kinetics.

• Animal Bioscience
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• 제35권9호
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• pp.1379-1389
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• 2022

Objective: This study identified the major lactic acid bacteria (LAB) strains from different fermented total mixed rations (FTMRs) via metataxonomic analysis and evaluated the ability of their standard strain as ensiling inoculants for corn stover silage. Methods: The bacterial composition of eight FTMRs were analyzed by 16S rDNA sequencing. Corn stover was ensiled without LAB inoculation (control) or with 1×10⁶ cfu/g LAB standard strain (Lactobacillus vaginalis, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus helveticus, or Lactobacillus paralimentarius) selected from the FTMRs or 10 g/t commercial silage inoculant (CSI) around 25℃ for 56 days. For each inoculation, a portion of the silage was sampled to analyze ensiling characteristics at time intervals of 0, 1, 3, 7, 14, 28, and 56 days, gas production (GP), microbial crude protein and volatile fatty acids as the measurements of rumen fermentation characteristics were evaluated in vitro with the silages of 56 days after 72 h incubation. Results: Lactobacillus covered >85% relative abundance of all FTMRs, in which L. pontis, L. vaginalis, L. reuteri, L. helveticus, and L. paralimentarius showed >4% in specific FTMRs. CSI, L. helveticus, and L. paralimentarius accelerated the decline of silage pH. Silage inoculated with L. paralimentarius and CSI produced more lactic acid the early 14 days. Silage inoculated with L. paralimentarius produced less acetic acid and butyric acid. For the in vitro rumen fermentation, silage inoculated with CSI produced more potential GP, isobutyric acid, and isovaleric acid; silage inoculated with L. helveticus produced more potential GP and isovaleric acid, silage inoculated with L. paralimentarius or L. reuteri produced more potential GP only. Conclusion: The standard strain L. paralimentarius (DSM 13238) is a promising ensiling inoculant for corn stover silage. The findings provide clues on strategies to select LAB to improve the quality of silage.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.112-122
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• 2007

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 석탄회의 철산화광물에는 중금속원소들이 다량 농집되어 있어서 침출이 일어나는 환경에서는 토양과 지하수 및 해양오염의 가능성이 높다. 본 연구에서는 해안가에 위치한 당진화력 발전소에서 배출하고 있는 석탄회와 주변 해수와의 반응과정에서 토착 미생물이 어떤 역할을 하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 해수와 석탄회를 혼합하여 배양기에 60일 동안 보관하면서 물시료와 석탄회 시료를 분석함으로써 박테리아의 활동에 따른 광물의 상변화 및 해수의 지화학적 변화 정도를 살펴보았다. 매립호수에서 해수의 평균 pH는 8.97이다. 지화학적 변화 결과에 비추어 볼 때, 박테리아의 활동은 실험 시작 7일 이후부터 급격하게 활성화되었다. ${SO_4}^{2-}$는 글루코스를 첨가한 시료에서 다른 처리방식에 비해 현저하게 감소하는 경향을 나타낸다. 매립호수에 서식하는 박테리아는 주로 Mn, Fe, Zn와 반응하여 매립호수로부터 금속이온을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 탄산염 광물을 형성하는 과정에서 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 역할도 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제33권3호
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• pp.282-287
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• 2001

인삼 조사포닌을 기존의 고온 MeOH 추출/n-BuOH 분획법 및 고온 MeOH 추출/Diaion HP-20 흡착/MeOH 용출법과 새로이 시도된 고온 MeOH 추출/cation AG 50W흡착/$H_2O$ 용출/n-BuOH 추출법(AG 50W법), 상온 MeOH 추출/Diaion HP-20 흡착/MeOH 용출법(상온추출법)과 EtOAc/n-BuOH 직접 추출법으로 분리한 다음 기존의 HPLC/RI 방법으로 ginsenoside조성을 비교한 결과 EtOAc/n-BuOH 직접 추출법을 제외하고는 큰 차이가 없었으나 분리능과 감도가 우수한 HPLC/ELSD방법을 사용한 결과, ginsenoside $Rb_2$, Rf, $Rg_1$ 및 $Rh_1$ 등을 뚜렷이 식별할 수 있었고 추출 및 분획방법에 따라 조사포닌간 ginsenoside의 현저한 조성차이를 볼 수 있었다. 특히 AG 50W법에 의해 분리된 조사포닌에서 뚜렷한 prosapogenin 피크를 볼 수 있었으며 LC/MS의 결과, ginsenoside $Rb_1$, $Rb_2$ 등의 7종의 주종 사포닌 이외에도 5종의 prosapogenin과 1종의 chikusetsusaponin을 포함한 총 13종의 ginsenoside를 동정하였다. 새로이 정립한 HPLC 분석조건, 즉 $NH_2$ 대신에 $C_{18}$ column을 사용하고 $KH_2PO_4/CH_3CN$ gradient로 상온추출법으로 분리한 조사포닌을 분석한 결과, malonyl ginsenoside 피크를 용이하게 확인할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제44권2호
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• pp.85-92
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• 2008

Pseudomonas aeruginosa는 기회 감염성 병원균으로, Cystic fibrosis, 미생물 감염성 각막염,화상 부위 2차 감염 등의 다양한 질병을 초래한다. 정족수 인식(쿼럼 센싱)이라고도 알려져 있는 세포간 신호전달 기전이 이러한 감염에서 중요한 역할을 하기 때문에 P. aeruginosa의 정족수 인식 시스템들이 집중적으로 연구되어 왔다. P. aeruginosa의 정족수 인식 시스템들을 소개하는 많은 문헌들이 주로 두 개의 주요 acyl-homoserine lactone (AHL) 계열 정족수 신호물질들인 N-3-oxododecanoyl homoserine lactone (3OC12)과 N-butanoyl homoserine lactone (C4)에 초점을 맞추어 설명하고 있지만, 실제로는 몇 가지 새로운 신호물질들이 발견되어져 왔고, 그들이 P. aeruginosa의 병독성과 신호전달에 중요한 역할을 할 수 있음이 제안되어져 왔다. 그 중 하나가 PQS(Pseudomonas quinolone signal; 2-heptyl-3-hydroxy-4-quinolone)인데, 이 물질은 현재 P. aeruginosa의 잘 규명된 주요 신호물질로 인식되고 있다. 이에 더하여, 최근의 연구들은 또 다른 가능성 있는 P. aeruginosa신호물질들을 제안해 왔는데, diketopiperazines (DKPs)과 pyocyanin이 그들이다. DKPs는 환형 dipeptide로써 이를 구성하는 아미노산의 종류에 따라 다양한 구조를 가진다. P. aeruginosa의 배양액에서 검출된 몇몇 DKPs들이 기존에는 AHL에만 특이적으로 반응한다고 알려졌던 Vibrio 랸�N갸 LuxR biosensor를 활성화 시킬 수 있다는 것이 발견되어 새로운 신호물질로 제안되었다. Pyocyanin (1-hydroxy-5-methyl-phenazine)은 P. aeruginosa가 생산하는 여러 phenazine 화합물들 중의 하나로써, 특징적인 청록색을 띄는 산화-환원 활성물질이다. 이 물질도 정체 성장기 동안 일부 정족수 인식의 조절을 받는 유전자들의 발현을 증가시키는 최종 신호 인자로 최근 제안되었으며, 그 신호는 또 다른 전사 조절 인자인 SoxR에 의해 매개된다고 제안되었다. 본 논문에서는 P. aeruginosa에서 새롭게 발견, 제안되고 있는 이들 신호 전달 물질들에 대해 자세히 다루어 보기로 한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권6호
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• pp.920-925
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• 2015

발효 온도를 달리한 전통방식으로 제조된 두 가지 형태(TN-A와 TN-B)의 누룩들로부터 발효 기간별 배양된 유산균 총균수, 유산균 종들의 변화 및 분리된 유산균들의 효소활성을 비교하였다. TN-A의 유산균 총균수는 $10^4{\sim}10^5$ log CFU/mL로 발효 3일차부터 발효 기간에 관계없이 유지되었고, TN-B에서는 발효 6일차까지 $10^2$ log CFU/mL로 유지되다가 6일차 이후 유산균이 검출되지 않는 특징을 보였다. 유산균 종들의 변화에 있어서, TN-A는 발효 3일차에 우점종 유산균으로 나타난P. pentosaceus 종이 발효 종료 시점이 30일차 까지 우점하고 있음을 확인할 수 있었고, TN-B는 발효 3일차와 6일차에 각각 P. pentosaceus와 E. hirea로 나타나 유산균이 검출된 발효 기간까지 TN-A 보다는 많은 변화를 보였다. TN-A와 TN-B으로부터 분리된 유산균들의 효소 활성은 단백질분해효소와 당화효소 활성을 분석하였다. 단백질분해효소평가는 티로신 생성량으로, 당화효소 활성은 아밀로스 분해에 따른 아밀로스 잔여 함량으로 평가한 결과, 분리된 유산균(9종)들은 0.49~0.89 mg/mL의 티로신 생성 범위의 단백질분해 활성과 0.64~0.79 mg/mL의 아밀로스 분해 활성 범위를 보였고, 유산균들 중 가장 높은 단백질분해효소와 당화효소 활성을 보이는 균주는 각각 P. acidilactici와 L. sakei로 확인되었다. 이상의 결과들은 온도를 달리하여 전통적인 방법으로 누룩을 제조하였을 시 누룩 내에 유산균들을 조절할 수 있음을 시사한다. 이를 토대로 향후 많은 연구들이 진행된다면, 누룩관련 제품에 유산균들에 의해 만들어지는 산미와 풍미를 향상 시킬 수 있는 전통적인 누룩제조가 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제54권2호
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• pp.135-142
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• 2011

우모분으로부터 높은 함량의 아미노산을 생성하는 Elizabethkingia meningoseptica CS2-1 (729.7 ${\mu}mol/mL$)를 선발하였다. 선발 균주의 protease 활성과 우모 분해능을 위한 최적배지 및 배양조건을 확립하고 우모 분해산물 아미노산의 특성을 조사하였다. E. meningoseptica CS2-1의 최적 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 7.5, 180 rpm이었으며, 효소는 pH 8.0, $40^{\circ}C$에서 가장 높은 활성을 나타내었다. E. meningoseptica CS2-1의 아미노산 생산을 위한 최적 배지조건은 $NH_4Cl$ 0.05%, NaCl 0.05%, $K_2HPO_4$ 0.03%, $KH_2PO_4$ 0.03%, $MgCl_2{\cdot}6H_2O$ 0.01%, urea 0.1%, 닭 우모분 2%이었다. E. meningoseptica CS2-1를 최적 배지 및 배양조건에서 배양한 결과, 아미노산의 총 함량은 1063 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (729.7 ${\mu}mol/mL$)보다 46%로 향상되었고 필수 아미노산 함유량은 315.9 ${\mu}mol/mL$로 기본조건 (219.3 ${\mu}mol/mL$)보다 44%로 향상되었다. 닭 우모분으로부터 추출되 는 17 종류의 아미노산 중 proline (14%), aspartic acid (12%), serine (10%), alanine (10%), glycine (9%), tyrosine (7%)이 주요 아미노산으로 추출되는 특징을 나타내었다. 따라서, E. meningoseptica CS2-1은 닭 우모로부터 아미노산 생산을 위한 미생물유전자원 소재로서 잠재적 가치가 클 것으로 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제21권3호
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• pp.364-370
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• 2008

Chemical analysis and in vitro studies were conducted to investigate the nutritive value for ruminants of cell mass from lysine production (CMLP) which is a by-product of the lysine manufacturing process. Proximate analysis, protein fractionation, and in vitro protein degradation using protease from Streptomyces griseus and strained ruminal fluid were carried out to estimate ruminal protein degradability of CMLP with two reference feedstuffs-soybean meal (SBM) and fish meal (FM). Amino acid composition and pepsin-HCl degradability were also determined to evaluate postruminal availability. CMLP contained 67.8% crude protein with a major portion being soluble form (45.4% CP) which was composed of mainly ammonium nitrogen (81.8% soluble CP). The amount of nucleic acids was low (1.15% DM). The total amount of amino acids contained in CMLP was 40.60% DM, which was lower than SBM (47.69% DM) or FM (54.08% DM). CMLP was composed of mainly fraction A and fraction B2, while the protein fraction in SBM was mostly B2 and FM contained high proportions of B2 and B3 fractions. The proportion of B3 fraction, slowly degradable protein, in CP was the highest in fish meal (23.34%), followed by CMLP (7.68%) and SBM (1.46%). CMLP was degraded up to 51.40% at 18 h of incubation with Streptomyces protease, which was low compared to FM (55.23%) and SBM (83.01%). This may be due to the insoluble portion of CMLP protein being hardly degradable by the protease. The in vitro fermentation by strained ruminal fluid showed that the amount of soluble fraction was larger in CMLP (40.6%) than in SBM (17.8%). However, because the degradation rate constant of the potentially degradable fraction of CMLP (2.0%/h) was lower than that of SBM (5.8%/h), the effective ruminal protein degradability of CMLP (46.95%) was slightly lower than SBM (53.77%). Unavailable fraction in the rumen was higher in CMLP (34.0%) compared to SBM (8.8%). In vitro CP degradability of CMLP by pepsin was 80.37%, which was lower than SBM (94.42%) and FM (89.04%). The evaluation of protein degradability using different approaches indicated that soluble protein in CMLP may supply a large amount of ammonia in the rumen while insoluble protein can be by-passed from microbial attacks due to its low degradability. The results from this study suggest that CMLP can be used as a protein supplement to ruminants for supplying both non-protein nitrogen to rumen microbes and rumen undegradable protein to the host animal.