Bacillus natto 및 Bacillus subtilis 균(菌)을 이용(利用)한 청국장메주 발효과정중(醱酵過程中)의 아미노산(酸) 함량(含量)과 질소성분(窒素成分)의 변화(變化)는 다음과 같았다. (1) 발효과정(醱酵過程)중에 pH는 시험구(試驗區) 모두 증가(增加)되어 발효초기(醱酵初期)에 6.37에서 72시간(時間) 후(後)에는 8.2로 나타났으며 조단백질(粗蛋白質) 함량(含量)은 16.82%에서 18%로서 불규칙적(不規則的)인 증감현상을 보였고 총당(總糖)은 시험구(試驗區) 모두 감소한 반면에 Reducing sugar는 발효(醱酵) 24시간(時問)에 최대치(最大値)를 나타내다가 다소(多小)감소 하였으며 protease활성(活性)은 발효시간(醱酵時間)이 경과함에 따라 증가(增加)하여 $48{\sim}60$시간(時間)에서 최대활성(最大活性)을 보였으며 Bac. subtilis보다 Bac. natto구(區)가 높은 활성(活性)을 보였다. (2) Amino nitrogen과 수용성질소도 서서히 증가(增價)하였으며 Bac. natto구(區)가 더 높았다. 단백분해율(蛋白分解率)에 있어 Bac. natto시험구(試驗區)가 Bac. subtilis 보다 발효(醱酵) 72시간(時間)후에 4.4%가 더높은 것으로 나타났다. (3) 유리(遊離)아미노산(酸) 함량(含量)에 있어 두 시험구(試驗區) 모두 glutamic acid가 가장 높았고 그 다음이 leucine, phenylala nine, histidine, alanine, arginine순(順) 이었으며 Bac. natto구(區)가 Bac. subtilis구(區)에 비(比)하여 다소(多小) 높았다. 이상의 결과(結果)로 보아 청국장 제조(製造) 균주(菌株)로서 Bac. subtilis보다 Bac. natto가 더욱 우수 하였다.
전통 장류 발효식품의 발효도와 저장성을 증진시키기 위하여 전통 콩 발효식품으로부터 cellulase, amylase, protease 활성 및 항균활성 물질 생성이 우수한 바실러스 HS25 균주를 분리하여 그 배양학적 특성을 검토하였다. HS25 균주는 편모와 내생포자를 가지며, 다량의 점질물을 형성하는 그람양성 간균으로 catalase 양성, oxidase 음성으로 esculin을 가수분해하였고, 16S rDNA분석 등을 통하여 Bacillus subtilis로 밝혀져 B. subtilis HS25로 명명하였다. B. subtilis HS25 균주의 생육 및 항균물질 생산을 위하여 최적 배지조성은 soluble starch 1%, yeast extract 0.5%, peptone 0.5% 및 $MgCl_2{\cdot}6H_{2}O$ 0.05%이었으며, 최적 배양온도는 $25{\sim}45^{\circ}C$, 초기 pH는 $6.5{\sim}9.5$, 최적 교반속도는 $160{\sim}200$ rpm이었고, 항균활성이 가장 높게 나타나는 배양 시간 범위는 $12{\sim}36$시간째였다.
밀, 쌀 및 녹두를 분쇄 후 밀기울을 첨가하여 일정 비율(15:1:1:3)로 혼합한 곡물에 양조용 곰팡이의 균종을 달리하여 제조한 누룩의 품질 특성을 알아보고자 발효 시기별 일반성분 및 효소활성과 유기산 분석을 하였다. 누룩의 pH는 발효 시기별 큰 차이는 보이지 않았으며, 산도와 아미노산도는 두균을 혼합하여 제조한 누룩(AO-AK)이 가장 높게 나타났다. 전반적으로 두 균을 혼합한 누룩이 단일 균을 접종한 누룩보다 ${\alpha}$-amylase 및 acidic protease의 효소활성이 높게 나타났다. 누룩의 유기산은 acetic, citric, formic, fumaric, lactic, malic 및 oxalic acid 등이 확인되었다. 전체 유기산 총량은 혼용누룩(2,116.3 mg%), A. kawachii SC60 단용누룩(1,608.5 mg%), A. oryzae RIB1353 단용누룩(1,146.7 mg%) 순으로 혼용누룩의 유기산 생성량이 가장 높게 나타났다. 따라서 두 균주를 혼용하여 제조한 누룩이 단일균주를 사용한 누룩보다 유기산 함량, 효소활성 등 품질 특성이 우수한 것으로 여겨진다.
동치미에서 분리된 Lactobacillus brevis DK25 균주는 생화학적 특성, 당 분해능 및 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 동정하였다. L. brevis DK25가 생산한 박테리오신의 항균활성은 Enterococcus faecalis와 Listeria monocytogenes에 대해서만 나타나 항균 스펙트럼은 비교적 좁은 것으로 확인되었다. 배양과정 동안 L. brevis DK25의 박테리오신은 정지기 초기에 최대의 활성(1,280 AU/ml)을 나타내었으나, 그 이후에는 급격하게 감소되었으므로 박테리오신은 생산균이 증식하는 과정 동안 생성됨을 알 수 있었다. 박테리오신의 활성은 protease 처리에 의해 완전히 소실되었으나 pH 4-9의 범위에서는 활성에 변함이 없었고, $100^{\circ}C$에서 30분간 가열처리에도 활성을 유지하였으므로 열에 비교적 안정하였다. 박테리오신의 L. monocytogenes KCTC 3569에 대한 항균활성은 농도의존적으로 나타났고 특히, $4^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에 저장하는 동안 마요네즈 내에 존재하는 L. monocytogenes KCTC 3569의 증식을 억제하기 위해선 박테리오신과 안식향산칼륨 용액을 단독으로 처리하는 것보다는 이들을 혼합하여 처리했을 때 유의적으로 더 높은 항균 효과를 얻을 수 있었다. 따라서 L. brevis DK25가 생산한 박테리오신은 안식향산칼륨과 함께 식품의 제조 공정 중 식중독균 제어를 위해서 hurdle technology에 적용될 수 있다고 판단된다.
본 연구에서 와인발효의 최적 균주를 조사하였으며 최종 선발된 Saccharomyces sp. BCNU 6006의 발효 특성과 항산화 활성을 측정하였다. 먼저 효모는 막걸리, 과일 그리고 발효 식품에서 분리하였으며, 분리된 균주는 β-glucosidase, glycosidase와 protease 효소 활성과 에탄올 및 SO2 내성에 의해 선별하였고, 추가로 황화수소와 바이오제닉 아민을 생성하는 균주를 제외하여 총 9균주가 선별되었다, 한편 선별균주들은 계통적으로 K. sevazzii와 S. cerevisiae의 subcluster에 속하는 균주로 확인되었다. 최종 선발된 Saccharomyces sp. BCNU 6006균주의 흑마늘 와인 최적 발효조건은 26 brix, 28℃, 10일로 확인되었다. 발효가 완료된 흑마늘 와인의 성분은 에탄올 15.03%, 12 brix, pH 4.01로 측정되었고, 총 polyphenol, 총 flavonoid함량, tannin 그리고 5-HMF의 함량은 각각 3.85 mg/ml, 0.51 mg/ml, 5.90 mg/ml, 0.07 mg/ml으로 확인되었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능 및 환원력은 각각 90.77%, 95.20% 그리고 1.261로 측정되었으며, 흑마늘 진액보다 낮았으나, Superoxide anion 라디칼 소거능은 94.42%로 흑마늘 진액보다 높았다. 효소활성, 발효특성 그리고 항산화 효능을 기초로 판단하면 Saccharomyces sp. BCNU 6006에 의해 제조된 흑마늘 와인은 산업적으로 잠재성이 높음이 확인되었다.
Microbial counts, enzyme activities and taste components of traditional kochujangs prepared with the powders from 4 different varieties of red pepper, were investigated during 90 days fermentation for the industrial production of traditional kochujang. The viable cell counts of anaerobic bacteria in kochujangs did not change remarkably during fermentation, however, aerobic bacterial counts showed a rapid increase up to 90 days of aging. The yeasts in all kochujang samples increased until 60 days of aging and than decreased. After 90 days of aging, the count of aerobic bacteria in Kumtop kochujang was higher than those of others. The activities of liquefying amylase decreased during the aging, but those of saccharogenic amylase increased at 60 days of aging. The activities of neutral protease were higher than those of acidic protease, and increased during the middle and last period of aging. The major free sugars of kochujang were maltose and glucose, and their contents were higher in Hongkwang kochujang. The major organic acids of kochujang were succinic, formic and citric acid, followed by lactic acid. Succinic acid content in kochujang decreased during fermentation, whereas formic and citirc acids were increased. The major free amino acids were serine, proline, glutamic acid, aspartic acid and alanine. Kumtop kochujang contained the highest amount of total free amino acids. Among the nucleotides and related components in kochujang, cytidine-5-monophosphate was the most abundant component at the begining of aging period, while hypoxanthine increased remarkably during fermentation. Hanwang kochujang was higher in the content of nucleotides than others. Capsaicin contents of kochujang decreased during aging and those of Jangter kochujang was higher than that of others. Sensory evaluation showed that Jangter kochujang was significantly better than Kumtop kochujang in overall acceptability, but there were no appreciable differences in color and flavor.
Objective: In this study, two glycosidases (XMosidases), ${\beta}$-xylosidase and ${\beta}$-mannosidase, were investigated on their in vitro hydrolysis activities of feed and on the improvement of growth performance in vivo in weanling pigs. Methods: Enzyme activities of XMosidases in vitro were evaluated in test tubes and simulation of gastric and small intestinal digestion, respectively, in the presence of NSPase. In vivo study was performed in 108 weaned piglets in a 28-d treatment. Pigs were allotted to one of three dietary treatments with six replicate pens in each treatment. The three treatment groups were as follows: i) Control (basal diet); ii) CE (basal diets+CE); iii) CE-Xmosidases (basal diets+ CE+${\beta}$-xylosidase at 800 U/kg and ${\beta}$-mannosidase at 40 U/kg). CE was complex enzymes (amylase, protease, xylanase, and mannanase). Results: In vitro XMosidases displayed significant activities on hydrolysis of corn and soybean meal in the presence of non-starch polysaccharide degrading enzymes (xylanase and ${\beta}$-mannanase). In vitro simulation of gastric and small intestinal digestion by XMosidases showed XMosidases achieved $67.89%{\pm}0.22%$ of dry matter digestibility and $63.12%{\pm}0.21%$ of energy digestibility at $40^{\circ}C$ for 5 hrs. In weanling pigs, additional XMosidases to CE in feed improved average daily gain, feed conversion rate (p<0.05), and apparent total tract digestibility of crude protein (p = 0.01) and dry matter (p = 0.02). XMosidases also altered the gut bacterial diversity and composition by increasing the proportion of beneficial bacteria. Conclusion: Addition of a complex enzyme supplementation (contained xylanase, ${\beta}$-mannanase, protease and amylase), XMosidases (${\beta}$-xylosidase and ${\beta}$-mannosidase) can further improve the growth performance and nutrient digestion of young pigs.
국내 삼천포 및 서천에서 채집한 갯장어(Muraenesox cinereus)의 장내기관으로부터 분리된 미생물들의 다양성 및 특성에 관하여 조사하였다. 장내 미생물의 순수 분리를 위하여 marine agar 배지를 사용하였으며 $37^{\circ}C$에서 호기적으로 배양하였다. 순수 분리 후, 49 균주를 분리하였으며 16S rRNA 염기서열 분석 결과를 바탕으로 계통학적 분석을 실시한 결과, 3문, 13과, 14속, 34종으로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 특히, Proteobacteria 문은 83.7%의 분포를 나타내었으며 8과, 8속, 26종으로 Aeromonadaceae, Pseudoalteromonadaceae, Shewanellaceae, Enterobacteriaceae, Morganellaceae, Moraxellaceae, Pseudomonadaceae와 Vibrionaceae로 분포하는 것을 확인하였다. 그리고 분리한 균주들이 amylase, lipase, protease와 같은 산업적으로 유용한 효소를 생산하는지 확인하기 위하여 효소 활성 평가를 실시하였으며, 39 균주가 최소 한 종류 이상의 효소 활성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 특히 Aeromonas 속의 균주들은 테스트한 모든 효소의 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 본 연구를 통하여 분리한 미생물들의 산업적 활용 가능성을 나타내었다. 그러므로 이번 연구는 국내 유전자원 확보 및 갯장어의 장내마이크로비옴의 과학적 지식 확장에 도움이 될 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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