• 미생물학회지
• /
• 제51권1호
• /
• pp.48-60
• /
• 2015

순창군에서 제조된 전통 장류로부터 612종의 다양한 미생물을 분리하였고, 612종의 미생물 중에서 생리활성 분석 및 biogenic amine 생성여부를 조사하여 최종적으로 Bacillus subtilis SCJ4를 선별하였다. 최종 선별한 균주 SCJ4의 생화학적 특성과 16S rRNA 염기서열 분석에 의해 B. subtilis SCJ4로 명명하였으며, B. subtilis SCJ4의 산업적으로 사용이 적합한 최적배지조성을 확립하기 위하여 통계학적 방법인 반응표면 분석법을 사용하였다. 실험계획법은 배지조성을 예측하기 위해 Plackett-Burman design을 사용하여 모델을 설정하였다. 실험 모델을 통하여 선별된 배지 조성으로는 tryptone, peptone, $MgSO_4$로 예측되었으며, 배지조성에 대한 농도를 설정하기 위해 중심합성계획법을 사용하여 최적화를 수행하였다. 최종 예측된 배지 조성의 농도는 tryptone 15.35 g/L, peptone 12.235 g/L, $MgSO_4$ 3.5 g/L로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 1.07497 g/L로 예측되었으며, 모델의 검증실험을 통하여 예측된 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 기본배양배지와 비교하였을 때 균체량이 0.8767 g/L에서 1.1222 g/L으로 약 28%증가하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.378-384
• /
• 1999

Protopectinase (PPases) are heterologous group of enzymes that degrade pectin from the insoluble protopection which is constituent of the middle lamella and primary cell wall of higher plants by restricted depolymerization. From the previous report[6], enzymatically separated plant cells, which are produced from plant tissues by PPases treatment, showed well-conserved cellular components with their rigid cell wall and this characteristic is applicable to preparation of novel food material. The purpose of this study is to investigate the effect of medium composition of PPase production from Bacillus subtilis EK11 which was selected as a PPase producer. Various carbon sources and concentrations on PPase production were studied and corn starch at 0.7% was the most effective for production of PPase. Among the nitrogen sources, yeast extract was the most effective for PPase production and the effect of (NH4)2SO4 was notable as inotganic nitrogen source. Inorganic compounds such as KH2PO4, K2HPO4, Na3-citrate.2H2O and MgSO4 were optimized for PPase production. PPase activity was inhibited by the adition of Ba2+ or Zn2+. The optimal medium for PPase production was devised: 0.7% corn starch, 0.3% yeast extract, 1.4% KH2PO4, 0.6% K2HPO4, 0.1% Na3-citrate.2H2O and 0.02% MgSO4. PPase production by using the optimum medium was carried out with shaking cultivation at 37$^{\circ}C$. The maximum PPase activity of 256unit/ml could be obtained after the cultivation for 48hrs. The activity was increased about 2.2timesthan the activity, 112 unit/ml, in basal medium.

• KSBB Journal
• /
• 제29권3호
• /
• pp.165-178
• /
• 2014

Statistical medium optimization has been carried out for the production of succinic acid in anaerobic fermentations of Actinobacillus succinogenes. Succinic acid utilized as a precursor of many industrially important chemicals is a fourcarbon dicarboxylic acid, biosynthesized as one of the fermentation products of anaerobic metabolism by A. succinogenes. Through OFAT (one factor at a time) experiments, corn steep liquor (CSL), a very cheap agricultural byproduct, was found to have significant effects on enhanced production of succinic acid, when supplemented along with yeast extract. Hence, using these factors including glucose as a carbon/energy source, interactive effects were investigated through $2^n$ full factorial design (FFD) experiments, showing that the concentration of each component (i.e., glucose, yeast extract and CSL) should be higher. Further statistical experiments were conducted along the steepest ascent path, followed by response surface method (RSM) in order to find out optimal concentrations of each constituent. Consequently, optimized concentrations of glucose, yeast extract and CSL were observed to be 180 g/L, 15.08 g/L and 20.75 g/L respectively (10 g/L of $NaHCO_3$ and 100 g/L of $MgCO_3$ to be supplemented as bicarbonate suppliers), with the estimated production level of succinic acid to be 92.9 g/L (about 3.5 fold higher productivity as compared to the initial medium). Notably, the RSM-estimated production level was almost similar to the amount of succinic acid (92.9 g/L vs. 89.1 g/L) produced through the actual fermentation process performed using the statistically optimized production medium.

• 미생물학회지
• /
• 제38권1호
• /
• pp.50-53
• /
• 2002

백강균(Beauveria bassiana DGUM 34001)은 $24^{\circ}C$의 온도와pH 7.0의 초기 pH에서 최적의 균사체 생육을나타내었다. 사용한 복합배지 중 mushroom complex배지(MCM)에서 가장 우수한 균사생육을 나타내었다. Czapek-Dox 한천배지를 최소배지로 각각 탄소원, 질소원 및 인산원의 영향을 조사한 결과, glucose, soytone 및 sodium phosphate ($NaH_2$$PO_4$)에서 가장 우수한 균사 생육을 보여주었다. MCM액체배지에서 균사 배양 후 세포외 효소 활성을 측정한 결과,$\alpha$-amylase, lipase, chitinase, CMCase및 pretense의 비효소활성은 각각 297.0, 0.058, 0.33, 0.21 및 22.8 units/mg protein이었다. Casein과 soluble chitosan을 첨가할 경우 세포외 분비 pretense와 chitinase의 효소 활성 이 증가되었다.

• KSBB Journal
• /
• 제24권1호
• /
• pp.30-40
• /
• 2009

Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$와 $MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$ 및 $MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.

• 생명과학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.101-106
• /
• 2000

과즙 및 과실주 제조에서 착즙 수율 향상, 혼탁방지, 삼의 벌효정제, 식물 조직배양들에 pectinase가 널리 이용되고 있다. 본연구에서는 삼지닥나무의 이용 및 응용하는 연구의 일환으로서 토양으로 부터 높은 pectinase 활성을 나타내는 균주를 분리, 동정하여 삼지닥나무를 분해시키는 pecrinase의 생산조건을 검토하였다. 경남일대에서 채취된 토양시료 100여점으로 부터 pectinase 활성이 높은 6균주의 형태학적, 생화학적특성을 조사하여 동정한 결과 Bacillussp.로 밝혀졌다. Bacillus sp.BS-214의 배양 특성과 pectinase 생성조건을 검토한 결과 온도 4$0^{\circ}C$,pH8.5, 배양시간 36시간에서 효소생산이 가장 양호햐였다. 균의 생육과 효소 생산에는 탄소원으로 1%의 농도의 polygalacturonic acid 와 질소원으로서 0.25%의 yeast extract가 가장 적합하였으며, 본 균주에서 생산된 효소에 의한 삼지닥나무의 펙틴질 분해도 관찰되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.571-583
• /
• 2016

바이오제닉 아민은 주로 발효식품에 존재하는 미생물에 의해 발생하며, 종종 사람의 체내에서 심각한 독성을 나타내기도 한다. 따라서 바이오제닉 아민 비생성 균주의 선별을 위하여 순창군에서 제조된 전통 장류 200여 종으로부터 620종의 다양한 미생물을 분리하였고, 이중에서 다양한 생리활성 분석 및 바이오제닉 아민 생성여부를 조사하여 최종적으로 바이오제닉 아민 비생성 균주로써 Bacillus subtilis SCJ1을 선별하였다. 최종 선별한 SCJ1의 생화학적 특성과 16S rRNA 염기서열 분석을 통하여 Bacillus subtilis SCJ1로 명명하였다. Bacillus subtilis SCJ1의 산업적 적용이 가능한 최적배지 조성을 확립하기 위해 먼저 SCJ1균체 성장을 조사하였으며, 이를 기반으로 통계학적 방법인 반응표면 분석법을 사용하여 최적화를 수행하였다. 실험계획법은 배지 조성 성분의 선별을 위해 Plackett-Burman design을 사용하여 모델을 설정하였다. 실험 모델을 통하여 선별된 배지 성분으로는 molasses, yeast extract, peptone으로 예측되었으며, 배지조성에 대한 최적 농도를 설정하기 위해 중심합성계획법을 사용하여 최적화를 수행하였다. 최종적으로 예측된 배지 성분의 농도는 molasses 27.5 g/l, yeast extract 7.5 g/l, peptone 17.5 g/l로 예측되었고, 이때의 최대 균체량은 2.03704 g/l로 예측되어 모델의 검증실험을 통한 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였다. 또한, 기본 배지와 균체량을 비교하였을 때 1.32 g/l에서 1.9722 g/l로 약 49.4% 증가하였고, 효소활성과 항균활성 또한 증가함을 확인하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.577-586
• /
• 2018

본 연구는 전보의 블루베리로부터 분리하여 프로바이오틱스 특성이 우수한 Lactobacillus brevis SBB07의 기능성에 관한 연구에 이어, 산업적 적용을 위한 배양 시간, 배양용 배지의 성분 및 농도, 초기 pH, 배양 온도의 영향 등을 조사하였다. SBB07의 균체량 증진을 위한 배지 최적화를 수행하였고 이를 위해 통계적 방법인 Plackett-Burman design (PBD)와 central composite design (CCD)를 이용하여 배지의 성분 및 최적 농도를 확인하였다. PBD의 경우 탄소원 7종, 질소원 6종, 기타 미량 원소 6종을 이용 총 19가지 요소를 적용하였으며, 이 중 protease peptone, corn steep powder (CSP), yeast extract가 SBB07의 균성장에 중요 인자로 확인하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균체 성장을 위한 최적 농도로 protease peptone 2.0%, CSP 2.5%, yeast extract 2.0%로 이때 최대 균체량은 2.93963 g/l가 예측되었다. 모델의 검증 실험을 통해 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 확립된 최적 배지를 사용하여 배양 온도 및 초기 pH에 따른 영향을 조사한 결과 기본배양조건과 비교하였을 때 $37^{\circ}C$, 초기 pH 8.0에서 균체량이 $2.2933{\pm}0.0601g/l$에서 $3.85{\pm}0.0265g/l$로 약 1.68배 증가함을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 프로바이오틱스 소재로서 우수한 기능성을 갖는 L. brevis SBB07의 배양 조건 확립을 통해 향후 소재의 산업화를 위한 기반을 확립하였다.

• 한국유기농업학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.135-148
• /
• 2017

본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 $12.03{\pm}0.15mg/L$의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract -0.4144 (1.23 g/L), $Na_2CO_3$ 0.8541 (3.71 g/L)와 $MgSO_4$ 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, $NH_4Cl$ 1.75 g, NaCl 2.5 g, $K_2HPO_4$ 2 g, $MgSO_4$ 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, $Na_2CO_3$ 3.71 g, $NH_4Cl$ 3.5 g, $CaCl_2$ 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권10호
• /
• pp.1120-1125
• /
• 2019

수명이 짧은 예쁜꼬마선충은 수명 연장 등 많은 연구의 모델생물으로서 사용되고있다. 해조류 추출물들이 포함된 선충배양용 한천배지에서 선충(N2 야생형)을 키우면서 그 수명을 측정하였다. 13종의 흔한 해조류 중에서 갈조류 톳의 에탄올추출물이 난 부화, 성장 및 생존율에서 가장 큰 효과를 보였다. 그 수명은 에탄올추출물(0.05 mg/ml) 및 주 활성성분인 fucosterol (0.05 mg/ml) 첨가에 의하여 1.54배 및 1.23배 정도로 유의미하게 증가되었다. 또한 에탄올추출물에 의하여 chemotaxis는 1.13배 증가, 한 배에서의 새끼는 0.74배 감소, 첫 산란시기는 0.96 배 단축되었다. 이와 같은 결과들로 보아서 양식 가능한 해조류 톳은 건강에 이로운 건강보조 식품으로서의 좋은 재료가 될 수 있을 것이다.