• 제목/요약/키워드: microbial fermentation

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발효낙농유제품인 Kefir 다양한 기능 및 특성: 총설 (Functional Characteristics of Kefir as a Fermented Dairy Product: A Review)

  • 천정환;김현숙;송광영;김동현;김홍석;임진혁;최다솜;황대근;김영지;이수경;서건호
    • Journal of Dairy Science and Biotechnology
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    • 제31권2호
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    • pp.99-108
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    • 2013
  • 다양한 건강 증진 및 의료적인 능력을 가진 영양 식품이 많은 관심을 받아 오고 있다. 이러한 이유 때문에 kefir가 다른 발효유제품보다 소비가 증가되고 있는 실정이다. 왜냐하면 기능성 식품 및 치료적인 활력이 다른 발효유제품보다 매우 높은 kefir 및 kefir 관련 제품이기 때문이다. Kefir의 유익한 건강 특성은 단백질, 비타민, 산화 방지제, 미네랄, 특정 생물기원 물질에 기인한다. Kefir와 관련된 건강 관련 특성으로는 위장 촉진, 항균 능력, 항암 효과, hypocholesterolemic 효과, 항당뇨병 효과, 항돌연변이 활성, ${\beta}$-galactosidase 활력, scavenging 활력, 유산 함량, 지질 및 혈압 제어 효과, 세포 사멸에 대한 보호, 항알레르기 특성, 항염증 작용, 세균 정착능, 면역 시스템 활성 등이 알려져 있다. 따라서 kefir는 장내 미생물을 정상화 할 수 있으며, 유아부터 성인까지 매우 적합한 발효유제품이다. Kefir는 제품 제조 시 스타터 균주로서 사용되는 독특하고 다종의 자연적인 kefir grain 때문에 특유의 발효유제품이다. Kefir의 미생물학적 및 화학적 조성은 고유의 유산균과 효모에 의한 복합적인 probiotics 효과를 제공한다. 발효 중에 생성되는 대사 물질들은 약효 식품(neutraceutical) 활력이 입증되었다. 이러한 긍정적인 건강 속성은 kefir는 매우 가치 있는 식품에 근거해서 추가적인 실험과 임상 연구를 통해서만 가능할 것으로 사료된다.

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Clostridium ljungdahlii 배양에서 배지 조성에 따른 균주 성장과 바이오에탄올 생산에 대한 영향 (Effect of Medium Composition on Cell Growth and Bioethanol Production in Clostridium ljungdahlii Culture)

  • 안보혜;박소은;김영기
    • 공업화학
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    • 제29권4호
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    • pp.419-424
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    • 2018
  • 무기탄소원으로부터 에탄올을 생산하는 acetogenic 박테리아인 Clostridium ljungdahlii 발효공정에서 배양 배지 조성에 따른 영향을 분석하여 균주 성장과 에탄올 생산 향상을 시도하였다. 균주 성장 및 에탄올 생산에 영향을 줄 수 있는 배지 구성성분으로 yeast extract, fructose, $NH_4Cl$, $K_2HPO_4$를 선정하였다. Yeast extract 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 증가하였으며 에탄올 비생산성은 yeast extract 기본 배지 농도보다 낮은 0.05 g/L에서 가장 높았다. Fructose 농도가 증가할수록 균주 성장은 증가하였지만 5 g/L을 초과하는 fructose 투입은 에탄올 생산을 감소시켰다. Yeast extract 5 g/L인 조건에서 fructose 5 g/L와 넣었을 때 에탄올 생산농도가 0.297 g/L로 가장 높았으나, fructose를 넣지 않았을 때 매우 낮은 균주 농도로 인해 에탄올 비생산성은 0.281 g/g DCW로 높았다. $NH_4Cl$은 균주 성장이나 에탄올 생산은 큰 차이를 보이지 않았으며 30 g/L 이상 과다 투입하면 성장저해가 나타났다. $K_2HPO_4$에 대해서는 농도가 증가할수록 균주 성장과 에탄올 생산이 모두 증가하였다. $NH_4Cl$$K_2HPO_4$를 사용한 경우 에탄올 비생산성은 yeast extract를 적게 사용한 경우 크게 나타났다.

당뇨병 마우스(db/db) 모델에서 삼채(Allium Hookeri) 부위별 추출물의 항당뇨 효능 연구 (Effects of Allium Hookeri Extracts on Glucose Metabolism in Type II Diabetic Mice)

  • 김남석;최봉겸;이선혜;장환희;김정봉;김행란;최정숙;조용식;김유석;양재헌;김영수;김현주;김대근;이창현;이성현
    • 생약학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.158-164
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    • 2016
  • This study was conducted to verify the potential of Allium hookeri to control blood glucose metabolism in diabetes model. We fed the experimental diets(ALE, ARE) supplemented with the extract of Allium hookeri leaf or root at 1% of diet to the diabetic mice (C57BLKS/J, db/db) for 8 weeks. Hetero and control mice were fed the control diet without any extract of Allium hookeri leaf or root. At 8th week of feeding the diets, we measured body weight, blood glucose, HbA1c, and plasma insulin levels and conducted an oral glucose tolerance test (OGTT) and staining insulin immunoreactive cells in islets of pancreas. ARE group treated with the root of A. hookeri showed significantly lower blood glucose levels than the Cont group at 120 min in the OGTT. However, HbA1c level was significantly reduced in both ALE and ARE groups, and higher serum insulin levels and increased density of insulin immunoreactive cells compared with the Cont group were found in these 2 groups. Based on these results, A. hookeri is considered to be effective in improving glucose tolerance by partially affecting insulin secretion and it may be used to prevent and treat diabetic disease.

Development of a Biofungicide Using a Mycoparasitic Fungus Simplicillium lamellicola BCP and Its Control Efficacy against Gray Mold Diseases of Tomato and Ginseng

  • Shin, Teak Soo;Yu, Nan Hee;Lee, Jaeho;Choi, Gyung Ja;Kim, Jin-Cheol;Shin, Chul Soo
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제33권3호
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    • pp.337-344
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    • 2017
  • To develop a commercial product using the mycoparasitic fungus Simplicillium lamellicola BCP, the scale-up of conidia production from a 5-l jar to a 5,000-l pilot bioreactor, optimization of the freeze-drying of the fermentation broth, and preparation of a wettable powder-type formulation were performed. Then, its disease control efficacy was evaluated against gray mold diseases of tomato and ginseng plants in field conditions. The final conidial yields of S. lamellicola BCP were $3.3{\times}10^9conidia/ml$ for a 5-l jar, $3.5{\times}10^9conidia/ml$ for a 500-l pilot vessel, and $3.1{\times}10^9conidia/ml$ for a 5,000-l pilot bioreactor. The conidial yield in the 5,000-l pilot bioreactor was comparable to that in the 5-l jar and 500-l pilot vessel. On the other hand, the highest conidial viability of 86% was obtained by the freeze-drying method using an additive combination of lactose, trehalose, soybean meal, and glycerin. Using the freeze-dried sample, a wettable powder-type formulation (active ingredient 10%; BCP-WP10) was prepared. A conidial viability of more than 50% was maintained in BCP-WP10 until 22 weeks for storage at $40^{\circ}C$. BCP-WP10 effectively suppressed the development of gray mold disease on tomato with control efficacies of 64.7% and 82.6% at 500- and 250-fold dilutions, respectively. It also reduced the incidence of gray mold on ginseng by 65.6% and 81.3% at 500- and 250-fold dilutions, respectively. The results indicated that the new microbial fungicide BCP-WP10 can be used widely to control gray mold diseases of various crops including tomato and ginseng.

음식물 쓰레기와 폐활성 슬러지를 이용한 생물학적 수소생산 및 수소생산 미생물 군집분석 (Continuous Bio-hydrogen Production from Food Waste and Waste Activated Sludge)

  • 김동건;이윤지;김동임;김지성;유명진;박대원;김미선;상병인
    • KSBB Journal
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    • 제20권6호
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    • pp.438-442
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    • 2005
  • 1. 회분식 실험결과 유기물의 함량이 높은 음식물만을 기질로 이용한 경우보다 폐활성 슬러지의 혼합비율이 $10{\sim}20%$일 때 더 높은 수소생산을 나타내었다. 또한 폐활성 슬러지의 혼합비율이 40%인 경우에는 메탄이 발생하여 생성된 수소가 소모되는 반응을 나타내었다. 2. 연속 실험의 경우 HRT를 줄여 유기물의 부하를 증가시킬 경우 수소생산량이 급격히 증가하였으며, HRT 2일까지는 미생물의 wash out 없이 안정적 수소생산을 보였다. 3. 음식물과 폐활성 슬러지를 이용한 연속 운전을 HRT와 두 기질의 비율을 달리하여 운전한 결과 2일의 HRT와 FW:WAS=80:20의 비율에서 140 mL $H_2/g$ VSS의 높은 수소생산율을 얻을 수 있었다. 4. 음식물 쓰레기와 폐활성 슬러지의 비율을 적절히 혼합할 경우, 수소생산의 상승작용을 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 5. SEM과 FISH 분석을 통하여 반응조 내의 수소 미생물의 공간적 분포 및 형태를 관측하였으며, 음식물이나 슬러지 주변에 많은 수소생산 미생물이 관측되었다.

Diversity of bacterial community during ensiling and subsequent exposure to air in whole-plant maize silage

  • Hu, Zongfu;Chang, Jie;Yu, Jianhua;Li, Shuguo;Niu, Huaxin
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제31권9호
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    • pp.1464-1473
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    • 2018
  • Objective: To describe in-depth sequencing, the bacterial community diversity and its succession during ensiling of whole-plant maize and subsequent exposure to air. Methods: The microbial community dynamics of fermented whole-plant maize for 60 days (sampled on day 5, 10, 20, 40, 60) and subsequent aerobic exposure (sampled on day 63 after exposure to air for 3 days) were explored using Illumina Miseq sequence platform. Results: A total of 227,220 effective reads were obtained. At the genus level, there were 12 genera with relative abundance >1%, Lactobacillus, Klebsiella, Sporolactobacillus, Norank-c-cyanobacteria, Pantoea, Pediococcus, Rahnella, Sphingomonas, Serratia, Chryseobacterium, Sphingobacterium, and Lactococcus. Lactobacillus consistently dominated the bacterial communities with relative abundance from 49.56% to 64.17% during the ensiling process. Klebsiella was also an important succession bacterium with a decrease tendency from 15.20% to 6.41% during the ensiling process. The genus Sporolactobacillus appeared in late-ensiling stages with 7.70% abundance on day 40 and 5.32% on day 60. After aerobic exposure, the Lactobacillus decreased its abundance from 63.2% on day 60 to 45.03% on d 63, and Klebsiella from 5.51% to 5.64%, while Sporolactobacillus greatly increased its abundance to 28.15%. These bacterial genera belong to 5 phyla: Firmicutes (relative abundance: 56.38% to 78.43%) was dominant, others were Proteobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, and Actinobacteria. The bacterial communities clearly clustered into early-ensiling (d 5), medium-ensiling (d 10, d 20), late-ensiling (d 40, d 60), and aerobic exposure (d 63) clusters, with early- and late-ensiling communities more like each other than to the aerobic exposure communities. Conclusion: High-throughput sequencing based on 16S rRNA genes proved to be a useful method to explore bacterial communities of silage. The results indicated that the bacterial communities varied during fermentation and more dramatically during aerobic exposure. The study is valuable for understanding the mechanism of population change and the relationship between bacteria and ensilage characteristics.

Nutrient Digestibility, Ruminal Fermentation Activities, Serum Parameters and Milk Production and Composition of Lactating Goats Fed Diets Containing Rice Straw Treated with Pleurotus ostreatus

  • Kholif, A.E.;Khattab, H.M.;El-Shewy, A.A.;Salem, A.Z.M.;Kholif, A.M.;El-Sayed, M.M.;Gado, H.M.;Mariezcurrena, M.D.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제27권3호
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    • pp.357-364
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    • 2014
  • The study evaluated replacement of Egyptian berseem clover (BC, Trifolium alexandrinum) with spent rice straw (SRS) of Pleurotus ostreatus basidiomycete in diets of lactating Baladi goats. Nine lactating homo-parity Baladi goats (average BW $23.8{\pm}0.4$ kg) at 7 d postpartum were used in a triplicate $3{\times}3$ Latin square design with 30 d experimental periods. Goats were fed a basal diet containing 0 (Control), 0.25 (SRS25) and 0.45 (SRS45) (w/w, DM basis) of SRS. The Control diet was berseem clover and concentrate mixture (1:1 DM basis). The SRS45 had lowered total feed intake and forages intake compared to Control. The SRS25 and SRS45 rations had the highest digestibilities of DM (p = 0.0241) and hemicellulose (p = 0.0021) compared to Control which had higher (p<0.01) digestibilities of OM (p = 0.0002) and CP (p = 0.0005) than SRS25 and SRS45. Ruminal pH and microbial protein synthesis were higher (p<0.0001) for SRS25 and SRS45 than Control, which also had the highest (p<0.0001) concentration of TVFA, total proteins, non-protein N, and ammonia-N. All values of serum constituents were within normal ranges. The Control ration had higher serum globulin (p = 0.0148), creatinine (p = 0.0150), glucose (p = 0.0002) and cholesterol (p = 0.0016). Both Control and SRS25 groups had the highest (p<0.05) milk (p = 0.0330) and energy corrected milk (p = 0.0290) yields. Fat content was higher (p = 0.0373) with SRS45 and SRS25 groups compared with Control. Replacement of BC with SRS in goat rations increased milk levels of conjugated linoleic acid and unsaturated fatty acids compared with Control. It was concluded that replacing 50% of Egyptian berseem clover with SRS in goat rations improved their productive performance without marked effects on metabolic indicators health.

알코올에 대한 Escherichia coli, Clostridium acetobutylicum, Saccharomyces cerevisiae의 반응 (Cellular Responses to Alcohol in Escherichia coli, Clostridium acetobutylicum, and Saccharomyces cerevisiae)

  • 박주용;홍천상;한지혜;강현우;정봉우;최기욱;민지호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권1호
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    • pp.105-108
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    • 2011
  • 유가의 급등과 화석 연료에 의한 온난화 현상은 재생 가능한 대체 연료에 대한 필요성이 요구되었다. 수송용 바이오 연료를 비교하였을 때 에탄올보다 높은 알코올 경우 휘발유와 비슷한 장점을 갖는데 그 이유는 높은 에너지 밀도와 낮은 흡습성을 갖기 때문이다. 이러한 이유로 미생물의 발효는 지속적인 에너지를 얻을 수 있는 잠재적 생산자라 할 수 있다. 본 연구에서는 생물학적으로 생산되는 알코올 성분에 대하여 두 종의 세균과 한종의 효모인 Escherichia coli와 Clostridium acetobutylicum 그리고 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 바이오 알코올에 대한 세포 성장 정도와 함께 미생물내에 스트레스 반응 유전자들의 분석을 실시하였다. 분석한 알코올은 에탄올과 부탄올이며, 이들의 농도별 세균의 성장속도와 산화적 손상에 민감하게 반응하는 katG 유전자, 생물막 손상에 민감하게 반응하는 fabA 유전자, 단백질 손상에 민감하게 반응하는 grpE 유전자, 유전자 손상에 민감하게 반응하는 recA 유전자의 반응여부를 분석하였다. 그 결과, 에탄올과 부탄올 중 부탄올의 세포 독성이 더 높게 관찰되었으며, 부탄올의 경우 생물막 손상을 유발하는 세포내 독성효과를 지니고 있음을 확인하였다.

미생물 페니실린 아미다제에 관한 연구 (제 5보) Bacillus megaterium 페니실린 아미다제의 새로운 고정화 방법 (Studies on Microbial Penicillin Amidase (Part 5) Application of Reinforced Calcium-Alginate Gel Entrappment Method for Immobilization of Penicillin Amidase from Bacillus megaterium)

  • Son, Hyeung-Jin;Seong, Baik-Lin;Mheen, Tae-Ick;Han, Moon-Hi
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.159-164
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    • 1981
  • 부분적 항상성변이주인 Bacillus megaterium (KFCC 10029)가 생산하는 페니실린 아미다제를 예로하여 강화된 $Ca^{++}$-alginate gel에 의한 포괄방법을 이용하는 효소 고정화 방법을 제시하였다. 발효액으로 부터 celite 흡착법에 의해 효소를 분리한 후 alginate의 gellatin용액에 혼합하고 $Ca^{++}$ 용액에서 응고시키고 glutaraldehyde로 처리하여 성형하였다. 이렇게 하여 얻은 고정화효소의 최적 pH 및 온도는 각각 8.0과 6$0^{\circ}C$였다. Km value 와 6-APA 및 페닐초산에 의한 저해 상수는 각각 2.6mM, 7.4mM, 21.2mM이었다. Gel의 증가된 물리적 강도 때문에 반응조 조작중 흡착효소의 유실을 성공적으로 없앨수 있었다. 관형식 반응조에서의 고정화 효소의 반감기는 4$0^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$에서 각각 6일 및 30일이었으며, 이것은 흡착효소와 비교해 볼 때 6-8배의 증가치이다. 결론적으로 alginate gel 포괄방법에 의한 효소고정화 방법에 있어, 본 연구에서 개발된 개량된 방법을 사용함으로써 고정화효소의 물리적 강도 및 안정도를 크게 증가시킬 수 있었다.

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젖산균과 온도가 김치발효에 미치는 영향(I) (Effect of Lactic Acid Bacteria and Temperature on Kimchi Fermentation (I))

  • 조영;이혜수
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.15-25
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    • 1991
  • 김치 발효 중에 주로 나타나는 Lac. plantarum, Leu. mesenteroides, Ped. acidilactici, Lac. brevis 등의 젖산균들이 김치 발효에 미치는 영향을 규명하고자, 이 젖산균들을 순수배양하여 염도 2.31%의 김치즙에 접종한 후 $30^{\circ}C$, $21^{\circ}C$, $14^{\circ}C$, $7^{\circ}C$에서 발효시키면서 pH및 총산도의 변화, 휘발성 유기산과 비휘발성 유기산의 변화를 관찰하였다. Control group과 Leu. mesenteroides를 접종한 시료, 4종의 젖산균을 혼합 접종한 시효들의 발효온도에 따른 pH 및 산도 변화 경향은 서로 매우 유사하며, 특히 1$14^{\circ}C$에서 이러한 경향은 더 뚜렷하게 나타났다. Lac. plantarum이나 Ped. acidilactici 그리고 Lac. brevis를 접종한 시료들은 control group이나 Leu. mesenteroides, 4종의 젖산균을 혼합접종한 시료보다 더 느리게 pH 및 총산도가 변화하였으며 특히 $14^{\circ}C$에서는 control group과 Leu. mesenteroides 그리고 4종의 젖산균을 혼합 접종한 시료에서만이 발효가 진행되었다. 휘발성산과 비휘발성산의 변화 양상도 control group, Leu. mesenteroides를 접종한 시료, 4종의 젖산균을 혼합 접종한 시료에 있어서 서로 매우 유사하였다. 검출한 휘발성 유기산으로는 formfic, acetic acid뿐이었으며, 이들은 Leu. mesenteroides나 Lac. brevis 등에 의해 주로 생성됨을 알 수 있다. Leu. mesenteroides를 접종한 시료에서 다른 발효온도에서보다 $14^{\circ}C$에서 acetic acid의 함량이 높았다. 비휘발성 유기산은 모든 시료에서 lactic acid가 검출되었고, Leu. mesenteroides를 접종한 시료에서 $21^{\circ}C$$14^{\circ}C$에 citric aicd가 검출되었으며 succinic acid는 controlgroup과 Lac. brevis를 접종한 시료에서 검출되었다.

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