• 제목/요약/키워드: microbial fermentation

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Chemosensitization of Fusarium graminearum to Chemical Fungicides Using Cyclic Lipopeptides Produced by Bacillus amyloliquefaciens Strain JCK-12

  • Kim, K.;Lee, Y.;Ha, A.;Kim, Ji-In;Park, A.R.;Yu, N.H.;Son, H.;Choi, G.J.;Park, H.W.;Lee, C.W.;Lee, T.;Lee, Y.W.;Kim, J.C.
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2018년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.44-44
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    • 2018
  • Fusarium head blight (FHB) caused by infection with Fusarium graminearum leads to enormous losses to crop growers, and may contaminate grains with a number of Fusarium mycotoxins that pose serious risks to human and animal health. Antagonistic bacteria that are used to prevent FHB offer attractive alternatives or supplements to synthetic fungicides for controlling FHB without the negative effects of chemical management. Out of 500 bacterial strains isolated from soil, Bacillus amyloliquefaciens JCK-12 showed strong antifungal activity and was considered a potential source for control strategies to reduce FHB. B. amyloliquefaciens JCK-12 produces several cyclic lipopeptides (CLPs) including iturin A, fengycin, and surfactin. Iturin A inhibits spore germination of F. graminearum. Fengycin or surfactin alone did not display any inhibitory activity against spore germination at concentrations less than 30 ug/ml, but a mixture of iturin A, fengycin, and surfactin showed a remarkable synergistic inhibitory effect on F. graminearum spore germination. The fermentation broth and formulation of B. amyloliquefaciens JCK-12 strain reduced the disease incidence of FHB in wheat. Furthermore, co-application of B. amyloliquefaciens JCK-12 and chemical fungicides resulted in synergistic in vitro antifungal effects and significant disease control efficacy against FHB under greenhouse and field conditions, suggesting that B. amyloliquefaciens JCK-12 has a strong chemosensitizing effect. The synergistic antifungal effect of B. amyloliquefaciens JCK-12 and chemical fungicides in combination may result from the cell wall damage and altered cell membrane permeability in the phytopathogenic fungi caused by the CLP mixtures and subsequent increased sensitivity of F. graminearum to fungicides. In addition, B. amyloliquefaciens JCK-12 showed the potential to reduce trichothecenes mycotoxin production. The results of this study indicate that B. amyloliquefaciens JCK-12 could be used as an available biocontrol agent or as a chemosensitizer to chemical fungicides for controlling FHB disease and as a strategy for preventing the contamination of harvested crops with mycotoxins.

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미생물 급원을 달리한 숙성 된장의 질소성분과 아미노산 조성 (Compositions of Nitrogen Compound and Amino Acid in Soybean Paste(Doenjang) Prepared with Different Microbial Sources)

  • 박정숙;이명렬;김정수;이택수
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.609-615
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    • 1994
  • Aspergillus oryzae, Bacillus natto균주와 재래식 메주를 사용하여 담금한 재래식 된장, 고오지 된장, 나토 된장, 고오지와 나토의 혼용된장의 질소성분과 아미노산을 분석한 결과는 다음과 같다. 아미노산성 질소는 숙성 90일에 $271{\sim}868\;mg/100g$으로 최대치를 보였으며 시험된 장별 함량은 고오지 된장, 재래식 된장, 고오지-나토 된장, 나토 된장의 순으로 높았다. 총 아미산은 Glutamic acid, Aspartic acid가 양적으로 많았고 함량은 고오지 된장에서 높았으나 시험 된장간의 함량 차이는 크지 않았다. 유리 아미노산은 시험된장에 따라서 다소 차이는 있지만 Glutamic acid, Tyrosine, lysine Aspartic acid 등이 비교적 많이 검출 되었다. 90일 유리 아미노산 총량은 고오지 된장이 3,339.5 mg/100g로 가장 높았고, 다음이 재래식 된장, 고오지-나토 된장, 나토 된장의 순이었다. 총 아미노산에 대한 유리 아미노산의 비율은 45일에는 $3.3{\sim}19.8%$였으나 90일에는 $10.98{\sim}25.1%$로 증가 되었고 90일의 총 아미노산에 대한 유리 아미노산의 비율은 재래식 된장, 고오지 된장 고오지-나토 된장, 나토 된장의 순으로 높았다. Methionine, Histidine 등은 총 아미노산에 대한 유리 아미노산의 비율이 높으나 Glutamic acid, Aspartic acid 등은 낮았다. 본 실험의 결과로 볼 때 유리 아미노산 및 총 아미노산에 대한 유리 아미노산의 비율이 높은 재래식이나 고오지 된장이 된장 숙성에 유리한 것으로 생각된다.

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농산폐자원의 미생물학적 이용에 관한 연구 (제육보) 섬유소단세포단백 생산에서의 천연기질의 이용성 (Studies on Microbial Utilization of Agricultural Wastes (Part IV) Cellulosic Waste Materials as Substrate on the Production of Cellulosic Single Cell Protein.)

  • 배무;고영희
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.18-23
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    • 1977
  • 섬유소자화세균 Cellulomonas flavigena KIST 321로 섬유소 단세포 단백을 생산하기 위하여 우리주변에서 제기되고 있는 각종 섬유소폐기물을 수집하여 기질로서의 사용 가능성을 검토하였는 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 당유를 유일한 탄소원으로 하였을 때 cellulose와 rylose에서 균체량이 가장 많았다. 2. 폐지유와 폐의유를 기질로 하였을 때 알카리 전처리를 함으로써 알카리 전처리하지 않았을 때보다 균체량이 많았으며, 폐신문지와 같은 인쇄물에서는 균체량이 적었다. 3. 짚류(straws)를 기질로 하였을 때는 대체로 균체수율이 높았으며, 볏짚, 채종대, 피를 기질로 하였을 때 균체량이 많았다. 4. 목재유의 톱밥에서는 균체량이 적었으나 잎류(leaves)에서는 비교적 많았다. 5. 기질의 종류에 따라 전처리시 NaOH농도를 다르게 하여 균체생산량을 조사하였다. NaOH 농도는 기질의 종류에 따라 최적농도가 달랐으나 짚류(Straws)에서는 0.8∼1.0% 일때가 좋았고, 잎류(leaves)에서는 0.4∼0.6%일때가 좋았다. 6. 각종기질을 알카리 처리후 세척하여 기질로 사용하였을 때 볏짚에서는 균체량이 감소하였으나 소나무 톱밥, 피나무 톱밥, 소나무잎, 폐신문지에서는 증가하였다.

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홍국쌀로 제조한 식혜의 품질특성에 관한 연구 (Quality Characteristics of Sikhae Made with Monascus Anka Rice)

  • 나성주;최상호;이선호;안종성;김정수
    • 한국조리학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.46-56
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    • 2013
  • 홍국쌀의 첨가량을 달리하여 전통음료인 식혜를 제조한 후 품질특성을 조사한 결과는 다음과 같았다. 홍국쌀을 첨가한 식혜의 당화과정 중 pH는 큰 변화를 보이지 않았으며 당도는 증가 하여 식혜 제조를 위한 최적의 당화시간은 $^{\circ}Brix$의 증가가 최대인 4시간 이후부터 5시간 사이가 적당한 것으로 사료된다. 홍국쌀 식혜의 pH는 홍국의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, 당도와 환원당은 변화가 없었다. 색도는 홍국쌀의 첨가량이 증가 할수록 L값은 감소하고 a값과 b값은 증가하였으며, 탁도는 증가하였다. DPPH free radical 소거활성의 변화는 홍국쌀의 첨가량이 증가할수록 시료간에 유의적인 차이를 보이며 높은 값을 보였다. $4^{\circ}C$에서 저장을 하여 미생물 총균수를 측정한 결과 홍국쌀의 첨가량이 많아질수록 저장성이 향상이 되었다. 기호도는 40% > 50 %> 30%, 20% > 0%, 10%순이었으며 홍국쌀의 첨가량은 40-50% 미만으로 첨가하는 것이 적당할 것으로 보여 지며, 홍국쌀의 첨가는 식혜에 붉은색을 나타내어 관능적으로 좋은 점수를 나타냈고, 항산화성의 향상과 미생물 생육억제작용이 나타나 제품의 저장성과 기호성을 증진시킬 것으로 사료된다.

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Carbon Nanotube 전극과 효소반응기로 구성된 Amperometric Biosensor를 이용한 Biogenic Amines 검출 (Determination of Biogenic Amines using an Amperometric Biosensor with a Carbon Nanotube Electrode and Enzyme Reactor)

  • 김종원;전연희;김미라
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.735-742
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    • 2010
  • 식품 중 잠재적 위험 물질로 작용할 수 있는 BAs의 신속 검출을 위하여 전기전도성이 우수하다고 알려진 MWCNTs의 개질, 작업 전극의 제작, 효소반응기 제작을 통해 바이오센서 시스템을 구성하고 hydrogen peroxide와 주요 BAs 물질에 대한 감응도를 측정하였다. MWCTS의 성질을 향상시키기 위해 아민기를 도입하였고, 이를 FT-IR 스펙트럼을 통해 확인하였다. 아민기를 도입한 MWCNTs를 GCE에 고착시키고 PB 막을 입힌 후 cyclic voltammetry 반응을 비교한 결과, PB/MWCNT-$NH_2$/GCE 전극이 GCE에 비해 산화 전류는 8배 이상, 전체 전류는 25배 이상의 높은 전류 흐름을 보였으며, 미세한 전류 흐름의 측정도 용이해진 것으로 나타났다. 또한, carrier buffer의 pH를 달리하여 제작된 전극의 감응 전류를 비교한 결과, pH 7.0에서 전류의 감응도가 가장 높게 측정되었다. 과산화수소를 주입하여 전극의 성능의 검증한 결과, $0.5 {\mu}M{\sim}100 {\mu}M$ 범위에서 선형관계를 보였으며, 검출 한계는 $0.5{\mu}M$로 측정되었다. Histamine 표준 용액 주입 시 $1{\mu}M{\sim}100{\mu}M$ 범위에서 선형 관계를 나타내었고, tyramine은 histamine에 비해 약 95%, 2-phenylethylamine과 tryptamine은 histamine에 비해 각각 75%, 70% 수준의 감응도를 이용하여 구성된 바이오센서 시스템이 낮은 검출 한계와 높은 수준의 반응 감도를 나타내어 BAs를 측정하는데 좋은 장치임이 확인되었다.

생분해성 고분자, 폴리하이드록시알카노에이트를 이용한 바이오센서 칩 연구와 그 응용 (A Research and Application of Polyhydroxyalkanoates in Biosensor Chip)

  • 박태정;이상엽
    • KSBB Journal
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    • 제22권6호
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    • pp.371-377
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    • 2007
  • 나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

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.

카제인 유래 생리활성 Peptide의 체내 효과 (Physiological Effects of Casein-derived Bioactive Peptides)

  • 정호정;민복기;곽해수
    • 한국축산식품학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.659-667
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    • 2009
  • 카제인은 우유에서 단백질의 주요 급원으로 알려져 있으며, 이에 따라 카제인 유래 생리활성 펩타이드와 체내 작용에 대한 연구들이 지속적으로 보고되어 왔다. 카제인은 모체단백질 내에서는 불활성을 띄지만 여러 종류의 protease의 작용, 미생물 발효 시 효소적인 가수분해 및 위장에서의 소화를 거치면서 모체단백질에서 방출되어 활성을 띄게 된다. 카제인은 체내에서 흡수된 후 여러 생리활성을 지니게 된다. 먼저 심장혈관계에서 카제인 유래 펩타이드는 ACE 저해활성을 가지므로 고혈압을 예방하는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 신경계에서는 opioid 유사물질로서 모르핀과 같은 효과를 나타낸다. 면역계에서는 여러 측면에서 면역기능을 조절한다고 알려져 있으며, 마지막으로 영양계에서는 대표적으로 CPP(caseinophosphopeptide) 및 GMP(glycomacropeptide)가 칼슘, 철과 같은 무기질 흡수에 도움을 준다. 이와 같이 카제인 유래 펩타이드의 다양한 생리활성은 다양한 기능성 유제품에 적용되어왔다. 본고에서는 생리활성 펩타이드의 생성, 흡수 및 흡수기전과 이들의 대표적인 생리활성기능 중 심혈관, 신경, 면역 및 영양에 미치는 영향에 대해 논하였다.

분리저장 방법에 따른 막걸리의 품질특성 (Quality Characteristics of Makgeolli during Separation Storage Methods)

  • 이진원;박장우
    • 산업식품공학
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    • 제14권4호
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    • pp.346-353
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    • 2010
  • 전통식품에 대한 관심이 증가되고 있는 현재 최근 막걸리에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 특히, 막걸리의 경우 유통 중 발효현상에 따른 저장 안정성이 중요하게 대두되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 막걸리 저장을 위한 안정성에 대한 실험을 수행하였다. 저장 시료로는 대조구 및 원심분리를 하여 얻은 상층액(SS), 침전물(SD)로 하였다. 저장 실험은 $10^{\circ}C$에서 30일 동안 시행하였으며, 저장기간에 따라 취한 시료에 대해 이화학 분석 및 미생물 실험을 하였다. 그 결과 모든 시료군에 대해서 환원당은 10일째부터 감소하는 경향을 나타내었으며, 산도 및 색도 경우 저장기간에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 특히, 침전물 부분은 yellowness value가 저장 초기보다 2배 정도 증가하였다. 미생물의 경우 유산균은 저장기간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 효모는 저장 15일 이후 감소하는 경향을 나타내었으나 그 유의차는 크지 않았다. 이러한 변화는 원심분리한 후 저장한 시료군에 대하여 비교적 적게 나타났다. 따라서 분리저장 방법이 저장 유통 중 막걸리의 품질변화 개선 효과에 대해 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 향후 막걸리 제품에 대해 분리형 포장 기법이 막걸리 유통 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

국내 유통 김치의 계절별 품질특성 변화 (Seasonal Change in the Quality Characteristics of Commercial Kimchi)

  • 이재용;천선화;김수지;이희민;이해원;유수연;윤소라;황인민;정지혜;김성현
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.224-232
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    • 2019
  • This study evaluated the physicochemical and microbial quality characteristic of seasonal commercial kimchi for hygienic safety levels. The pH of seasonal commercial kimchi was 3.84-6.36 and the titratable acidity and salinity of the samples were 0.21-1.16 and 1.19-1.54%, respectively. The content of nitrate and nitrite in the commercial kimchi were lower in the spring and summer, which was affected by acidic condition of the kimchi depending on fermentation. Heavy metal contents in commercial kimchi are not an issue because they were detected only at very low levels. The total aerobic bacteria and coliforms counts ranged from 5.25 to 8.44 Log CFU/g and 0.00 to 5.08 Log CFU/g, respectively. The total aerobic bacteria and coliforms were detected more in summer than in the other seasons. E. coli was detected in three of the samples tested. Food-borne pathogens were not detected in any of the samples except for B. cereus. B. cereus was detected in the fall in more than 70% of samples. These results suggest that commercial kimchi distributed in the fall maintain the quality properties and the microbiological safety of kimchi compared to the other seasons. Therefore, further studies as an effective distribution system for the particular seasons will be needed to guarantee the hygienic safety levels of commercial kimchi required by the consumers.