This study was conducted to establish process conditions for plant-originated lactic acid production using a mixed culture of plant originated lactic acid bacteria, Lactobacillus sakei B2-16, and Lactobacillus plantarum P23, which were isolated from kimchi, and Bacillus subtilis, which was TP6 isolated from Denjang. Soybean medium was pretreated for 10 minutes at $110^{\circ}C$ and hydrolyzed with 0.2%(w/v) cellulase at $55\sim60^{\circ}C$ for at least 2 hrs. The quality of the final fermentation product was influenced by the inoculation ratio of the Lactobacillus sakei B2-16, Lactobacillus plantarum P23, and Bacillus subtilis TP6. The optimum microorganism inoculation ratio was 1:0.7:0.3, Lactobacillus sakei B2-16: Lactobacillus plantarum P23: Bacillus subtilis TP6, respectively. The sensory characteristics of the product were a refreshing sourness and a soft flavor.
The process of biological treatment of organic wastewater is principally associated with those of self-purification in the natural water environment. The treatment system has e intensive function of stabilizing wastewater more effectively than in natural water, which is like natural water concentrated in a small space. Biological treatment of wastewater involves activated sludge and various modified process, trickling filter, rotating disk, oxidation ditch, etc. for aerobic decomposition and anaerobic processes such as anaerobic decomposition and methane fermentation. The basic characteristic of these processes is the use of mixed culture for the conversion of pollutants. This review forcuses on the various kinds of microorganisms related to each treatment processes. Kinetic analysis of the activated sludge process is discussed in order to understand the basis of control and maintenance of the biological treatment process.
호화시킨 쌀을 액 당화한 후 젖산발효하고 균질화하여 호상 쌀젖산발효물을 제조하였다. 발효시 ${\alpha}$-아밀라제와 글루코아밀라제를 각각 0.02%수준으로 처리하여 2차 당화와 동시에 발효를 진행함으로써 쌀젖산발효물의 품질을 크게 향상시킬 수 있었다. 이들 효소처리에 의하여 쌀젖산발효물의 신맛과 단맛이 증대되었으며 꺼끌꺼끌한 촉감을 주는 불용성 고형물 입자의 크기가 감소하였다. 쌀젖산 발효물의 관능적 품질은 매우 양호하였으며 기호도가 높았다. 최적화된 공정에 의거하여 제조된 쌀젖산발효물의 이화학적 특성을 조사하였다.
Sour liquid 발효가 식빵의 제조조건과 품질에 미치는 영향을 알아보았다. Lactobacillus brevis와 Lactobacillus brevis와 Lactobacillus plantarum을 혼합 배양하면 sour dough bread 사용 유산균 중 산생성력이 가장 높았고 pH도 낮았다. Sour liquid 발효 제조시 제빵의 제조조건에 가장 적합한 배양조건, 배양온도, 시간 및 배지의 조서에 대해 실험하였다. L. brevis와 L. plantarum의 배양은 3$0^{\circ}C$에서 24시간 하였다. 배지조성 중 글루코오스를 2% 첨가하고 영양원으로서 yeast extract 0.4%를 첨가한 것의 결과가 가장 좋았다. Sour liquid ferments를 제빵제조시 중종 (sponge dough)에 넣었을 때 반죽의 pH를 4.64까지 낮추어 주어 발효력을 증가시켰고, total titratable acidity(TTA)도 보통 식빵의 0.46%보다 높은 0.54%를 나타내었다. 품질평가에 있어서, sour dough liquid를 이용한 식빵의 경우가 보통식빵보다 비용적 (specific volume)이 좋았다. 맛과 외형 특히 관능적인 품질(향취)이 증가되었다. 이는 유산균이 생성한 초산, 젖산 및 아미노산 등이 영향을 미치기 때문으로 보인다. 제품을 $25^{\circ}C$에서 6일 동안 저장하면서 노화도를 측정한 결과 보통식빵보다 노화지연에 훨씬 효과적으로 나타났고 Sour liquid ferments는 유산균 등이 생성한 유기산들이 곰팡이의 생육을 억제하여 제품의 저장기간이 연장되었다.
루우핀콩 단백질 농축물(LPC)을 이용한 두유에 7가지 유산균과 13가지 유산균 조합을 접종하여 유생성능력을 검토하고 루우핀 두유에 탄수화물 분해 효소로 처리한 것과 하지 않은 것의 차이를 살펴보았다. 그 결과, L. acidophilus, L. casei, S. lactis, L. mesenteroides, L. acidophilus와 S. thermophilus의 혼합균과 S. lactis와 L. mesenteroides의 혼합균을 선정하여 탄수화물 분해효소로 처리한 루우핀 두유와 처리하지 않은 루우핀 두유에서의 유산균의 생육과 산생성 능력을 조사하였다. 효소처리에 의한 루우핀 두유의 당조성은 처리하지 않은 루우핀 두유에 비하여 Fructose가 8.2배, Glucose가 3.0배 그리고 maltose가 2.3배였으며 총 유이당 함량은 1.5배였다. 효소처리하지 않은 루우핀 두유에서는 L., mesenteroides가 최대 생균수 1.0 $\times$$10^{9}$$m\ell$, 최종 pH 4.40 및 최종 산도 0.46%를 나타내어 가장 우수하였으며 효소 처리한 루우핀 두유에서는 L. acidophilus와 S. thermophilus의 혼합균이 최대 생균수 1.9 $\times$$10^{9}$$m\ell$, 최종 pH 3.69 및 최종 산도 1.13%를 보여주어 가장 뛰어난 유산균 조합임을 나타내었다. 유산 발효를 통한 루우핀 두유의 물리적 성질의 변화를 살펴보면 대체로 발효가 진행됨에 따라 효소처리하지 않은 루우핀 두유 기질에서는 점도가 증가하였고, 효소처리한 기질에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 발효된 루우핀 두유의 점도변화와 심전속도는 유산균에 따라 다양함을 보여주었다. 관능 검사 결과에서 효소처리한 루우핀 두유를 S. lactis 및 L. casei로 배양한 것과 S. lactis와 L. mesenteroides 및 L. acidophilus와 S. thermophilus의 혼합균으로 배양한 것이 비교적 우수한 풍미를 지녔으며 유산균 음료로서의 사용 가능성이 확인되었다.
An in vitro study was conducted to determine the effects of defaunation (removal of protozoa) and forage sources (rice straw, ryegrass and tall fescue) on ruminal fermentation characteristics, methane ($CH_4$) production and degradation by rumen microbes. Sodium lauryl sulfate, as a defaunation reagent, was added into the mixed culture solution to remove ruminal protozoa at a concentration of 0.375 mg/ml. Pure cellulose (0.64 g, Sigma, C8002) and three forage sources were incubated in the bottle of culture solution of mixed rumen microbes (faunation) or defaunation for up to 24 h. The concentration of ammonia-N was high under condition of defaunation compared to that from faunation in all incubations (p<0.001). Total VFA concentration was increased at 3, 6 and 12 h (p<0.05~p<0.01) but was decreased at 24 h incubation (p<0.001) under condition of defaunation. Defaunation decreased acetate (p<0.001) and butyrate (p<0.001) proportions at 6, 12 and 24 h incubation times, but increased propionate (p<0.001) proportion at all incubation times for forages. Effective degradability of dry matter was decreased by defaunation (p<0.001). Defaunation not only decreased total gas (p<0.001) and $CO_2$ (p<0.01~0.001) production at 12 and 24 h incubations, but reduced $CH_4$ production (p<0.001) at all incubation times for all forages. The $CH_4$ production, regardless of defaunation, in order of forage sources were rice straw > tall fescue > ryegrass > cellulose (p<0.001) up to 24 h incubation.
Three different doengjang(fermented soybean paste) were prepared by using B. subtilis SS103 with high angiotensin converting enzyme(ACE) inhibitory activity, Asp. oryzae and mixed culture of two organisms, respectively. Quality characteristics and the inhibitory activity were compared. $\beta$-Amylase activity rapidly increased during 30 days of fermentation, but lower activity was found in doenjang prepared with B. subtilis. However, $\alpha$-Galactosidase activity decreased for 15 days of fermentation and little activity was observed after that fermentation period. Protease production tended to increase during the fermentation. High protease activity was found only in doengjang prepared with Asp. oryzae, but the doengjang prepared with B. subtilis SS103 showed very low activity. Total isoflavone content at 90 day fermentation was the highest in doengjang prepared with mixture of Asp. oryzae and B. subtilis. ACE inhibitory activity increased during the fermentation period. The highest activity was found in doengjang made with mixture of Asp. oryzae and B. subtilis. Sensory evaluation on doengjang itself and its soup indicated that doengjang made with mixture of Asp. oryzae and B. subtilis showed higher acceptability on taste, flavor and color than those prepared with only Asp. oryzae or B. subtilis, respectively.
복분자 과육의 농축액을 유산균을 이용하여 발효시킨 후 발효액의 생리활성을 평가하였다. 발효에는 Lactobacillus acidophilus KCCM 32820, L. casei KCCM 12452, Lactococcus lactis subsp. lactis KCCM 40104, Streptococcus thermophilus KCCM 40430을 단독 또는 혼합하여 사용하였으며 접종량은 대수증식기 말기의 배양액을 2%(v/v)가 되도록 첨가하였다. 단독발효의 경우 L. casei의 발효능이 가장 우수하였으며 혼합 starter를 사용하였을 경우에는 L. casei와 L. lactis를 1:1로 혼합하였을 때 가장 우수한 발효능을 나타내었으나 관능검사에 있어서 L. acidophilus와 S. thermophilus를 이용하였을 때 종합적 기호도가 가장 높았다. 발효는 올리고당을 1%(w/v) 첨가하고 pH를 4.0, 발효온도를 $35{\sim}37^{\circ}C$로 하였을 때 $72{\sim}96$시간에서 가장 잘 이루어졌다. 발효액에는 glucose와 fructose가 주요 유리당으로 존재하였고 lactic acid 함량은 698.2 mg/100 g으로 발효전보다 9배 이상 증가하였다. 발효액의 생리활성을 측정한 결과 69%의 전자공여효과를 나타내었으며 아질산염 소거기능은 pH 1.2에서 38.3%, SOD 유사활성과 xanthine oxidase 저해활성은 각각 60.3%와 41.8%의 활성을 나타내었다. 발효액은 Escherichia coli 0-157:H7에 대해서는 17.3%의 생육저해율을 나타내 사용한 검정균 중에서 가장 높은 항균력을 보였으며 Salmonella typhimurium과 Bacillus cereus에 대해서는 각각 8.9%, 9.7%의 생육저해효과를 나타내었고 Staphylococcus aureus에 대해서는 7.2%의 생육저해효과를 나타내었다.
Influences of plant phenolic acids and their possible metabolites(non-phenolic aromatic acids involved) in the rumen on the cellulolytic activity of mixed rumen populations were examined by a simple in vitro culture technique. Initial concentrations of aromatic acids were 1, 5, 10 and 20 mM/l. All the tested aromatic acids reduced microbial cellulose digestion especially at the higher initial concentration. P-Coumaric acid, ferulic acid and cinnamic acid, those having unhydrogenated propenoic side chain were more inhibitory than were 3-phenylpropinic acid and phloretic acid, those having hydrogenated propanoic side chain. Lag-time for cellulose digestion was prolonged by former three acids by 16 h. Apparent reduction in p-coumaric acid concentration was observed at 24 h when cellulose digestion began. Volatile fatty acid productions from cellulose fermentation were shifted by former three aromatic acids to produce more acetate and less propionate. This suggests that the selection of celluloytic organisms was induced by these aromatic acids.
다양한 기능성을 갖는 유청과 표고버섯을 혼합한 기능성 음료를 개발해 유청의 활용 범위를 높이고자, 유청과 표고버섯을 혼합하여 유산균 발효를 시킨 다음, 발효 전 후 성분 비교, 항산화 활성 평가 및 관능검사 등을 실시한 결과는 다음과 같다. 표고버섯 첨가량에 따른 pH 변화는 버섯 첨가량이 증가할수록 약간 감소하는 경향을 보였으나, 시료구별 큰 유의적인 차이를 보이지 않았다. 산도는 표고버섯 첨가량이 증가할수록 높아지는 걸 확인하였다. 표고버섯 첨가 유청 발효액의 유산균수는 $10^{11}$까지 확인되어 유산균 음료로의 가능성을 확인하였다. 발효 전 유청과 발효 후 유청 발효액의 단백질 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았고, 지방 함량은 0.31%에서 0.63%로 발효 후 유청 발효액이 약 2배 정도 증가하였다. 유리당은 lactose의 경우, 발효 전 4.83%에서 발효 후 2.48~2.61%로 급격히 감소하였다. 유리아미노산 함량은 발효 전 유청은 196.7 mg%였고, 발효 후 유청 발효액의 경우 260.16~462.16 mg%로 함량이 증가하였다. 발효 전 후 DPPH radical 소거 활성은 유산균 접종 후 즉시 측정한 값과 비교해, 발효 24시간째 측정한 값이 모든 시료구에서 높게 나타났다. ABTS radical 소거 활성은 DPPH radical 소거 활성 측정 결과와 마찬가지로 발효한 시료가 발효 전 시료에 비해 활성이 매우 높게 나타났다. 발효 전 후 산화질소 생성량은 발효 후의 산화질소 생성량이 발효 전의 산화질소 생성량에 비해 낮아지는 경향을 보였다. 유청 발효액의 관능평가 결과는 색, 맛 및 종합기호도 항목에서는 1.0% 첨가구에서 4.7, 4.5 및 4.8로 가장 높은 기호도를 보였다. 유청 발효액의 브랜딩을 통한 유청 음료의 관능평가 결과, 브랜딩 후 유청 음료는 7~8점 정도의 기호도를 보여 음료로써의 기호도 값을 확보하였다. 표고버섯향 첨가량에 따른 기호도를 보면 0.01% 첨가 시료구에서 모든 항목의 기호도가 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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