• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1312-1321
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• 2011

Enzyme extracts of cellulase [filter paper cellulase (FPase) and carboxymethyl cellulase (CMCase)], chitinase, and chitosanase produced by Aspergillus niger NRRL-567 were evaluated. The interactive effects of initial moisture and different inducers for FP cellulase and CMCase production were optimized using response surface methodology. Higher enzyme activities [FPase $79.24{\pm}4.22$ IU/gram fermented substrate (gfs) and CMCase $124.04{\pm}7.78$ IU/gfs] were achieved after 48 h fermentation in solid-state medium containing apple pomace supplemented with rice husk [1% (w/w)] under optimized conditions [pH 4.5, moisture 55% (v/w), and inducers veratryl alcohol (2 mM/kg), copper sulfate (1.5 mM/kg), and lactose 2% (w/w)] (p<0.05). Koji fermentation in trays was carried out and higher enzyme activities (FPase $96.67{\pm}4.18$ IU/gfs and CMCase $146.50{\pm}11.92$ IU/gfs) were achieved. The nonspecific chitinase and chitosanase activities of cellulase enzyme extract were analyzed using chitin and chitosan substrates with different physicochemical characteristics, such as degree of deacetylation, molecular weight, and viscosity. Higher chitinase and chitosanase activities of $70.28{\pm}3.34$ IU/gfs and $60.18{\pm}3.82$ to $64.20{\pm}4.12$ IU/gfs, respectively, were achieved. Moreover, the enzyme was stable and retained 92-94% activity even after one month. Cellulase enzyme extract obtained from A. niger with chitinolytic and chitosanolytic activities could be potentially used for making low-molecular-weight chitin and chitosan oligomers, having promising applications in biomedicine, pharmaceuticals, food, and agricultural industries, and in biocontrol formulations.

• 유기물자원화
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• 제22권3호
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• pp.11-22
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• 2014

음식물 쓰레기는 산완충능(buffer capacity)이 충분하지 않아 포집과 운송기간 동안 유기산이 축적될 수 있고 몰리브덴이나 코발트와 같은 미량원소가 부족할 수 있기 때문에 가축분뇨는 음식물 쓰레기와 혼합소화 시 부족한 메탄생성량을 보충할 수 있는 혼합기질로서 적합한 것으로 판단된다. 본 논문에서는 성공적인 혐기공정 설계 및 안정적 운영을 위한 우리 나라 유래 대상기질의 실제성상 특징과 메탄가스 발생사이의 상관성을 알아보고자 하였다. 서울시의 8개 기초자치단체(강남, 강동, 송파, 영등포, 관악, 구로, 동작, 용산)의 음식물 쓰레기 중간 집하장이나 처리시설에서 음식물 쓰레기를 채취하였다. 음식물 쓰레기의 고형물 함량은 평균 16%를 보였고 잠재 메탄발생량은 평균 $446.6STP-m{\ell}/g-VS$로서 $334.8{\sim}567.5STP-m{\ell}/g-VS$의 범위를 가진다. 우분의 고형물 함량과 잠재메탄 발생량은 각각 평균 26%과 $280.6STP-m{\ell}/g-VS$로 타나났다. 잠재 메탄발생량은 고위발열량, 지방 함량, 탄소함량, 수소함량과 양의 상관관계를 가지고 탄수화물 함량과 음의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다($r^2&gt;0.8$). 따라서 이러한 기질특성 분석결과를 통해 잠재 메탄발생량을 비교적 정확하게 예측하였다. 본 연구에서는 단일 기질과 잠재 메탄발생량을 분석하였으나 향후는 최대 메탄발생량을 위하여 혼합기질 (음식물쓰레기, 가축분뇨, 수분조절제 등)의 최적조합을 결정하는 연구가 수행하여야 할 것으로 여겨진다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.357-363
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• 2011

고역가 액체종국 제조 및 배양기술을 개발하기 위해, Aspergillus 속의 곰팡이(A. oryzae, A. niger)를 이용한 밀기울 첨가율 별(0, 5, 10, 15 및 20%) 배지를 이용한 액체종국을 제조하여 이들의 품질 특성을 조사하였다. 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한, 효소활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있었고 A. oryzae와 A. niger 곰팡이의 액체종국 배양은 10~15% 밀기울을 첨가하여 48~72시간 배양하는 최적조건을 규명하였다. 기존에 사용되었던 고체종국과 비교하여 밀입국제조에 종국으로써 적합한지를 구명하고자 A. oryzae와 A. niger를 사용한 고체종국을 접종한 밀누룩을 대조구로 하여 밀기울 10% 액체배지로 만든 액체종국의 접종량 별(1, 3, 5, 10%) 밀누룩의 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs) 및 이화학적 특성과 효소활성(${\alpha}$-amylase, glucoamylase, acidic protease)변화를 비교하였다. 결론적으로 시간과 인력등의 경제적 가치가 많이 투입되는 고체종국 보다는 누룩 제조시 액체종국을 사용하는 것이 여러 가지 측면에서도 유리 하다고 여겨진다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제9권2호
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• pp.71-75
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• 1981

Trichoderma sp. KI 7-2와 내열성 효모를 이용하여 볏짚에서 ethanol을 생산하기 위한 동시당화-발효의 최적조건을 검토하였다. 발효생산시 고체배양에서의 배지는 밀기울과 볏짚을 3 : 2 로 혼합하고 pH를 4.5로 조절한 수분함량 50%의 고체배지에서 7일간 배양한 koji를 사용했을 때 가장 높은 ethanol이 생산되었다. 기질의 전처리는 ethanol 생산성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 볏짚의 동시당화-발효를 위해서는 효소량은 볏짚 1g당 2.47units가 요구되며, 발효액중 초기 효모 농도가 2.5$\times$$10^{7}$ cell/$m\ell$이면 충분하였다. 동시당화-발효 과정을 위한 최적 pH와 온도는 각각 4.5와 4$0^{\circ}C$였다. 또한 동시당화-발효액에 다시 기질 또는 효소와 기질을 첨가하여 최종 ethanol 농도를 높일 수 있었다.

• 한국관광식음료학회지:관광식음료경영연구
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• 제13권1호
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• pp.69-80
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• 2002

약용버섯의 균사체(Ganoderma lucidum 7094, Fomitella fraxinea 81003, Phellinus igniarius 26005)를 곡류와 같은 고체재료에 배양하고 발효된 곡류의 유리당 조성 변화를 관찰함으로써 기능성식품 개발의 가능성을 검토하였다. 담자균사체의 대량배양 조건 실험을 실시한 결과, 냉침에 의해 최대수화에 도달한 곡물을 배양용기에 담고, 액체배양 후 균질화한 담자균사체를 곡물에 접종함으로써 접종초기 짧은 시간에 균사가 완전히 활착되도록 할 수 있었다. 또한 균사 배양중기에 멸균 증류수를 첨가함으로써 균사의 활력을 유지시킬수 있었다. 담자균사체는 종류에 따라 유리당 총량 및 구성비에 있어서 큰 차이를 나타내었다. 또한 담자균사체가 배양된 곡물의 유리당 함량을 측정한 결과, 유리당 총량 및 대부분의 유리당 함량이 곡물 자체에서 보다 증가하였으며, 담자균과 곡물배지의 종류에 따라 당의 이용성에 큰 차이를 나타내었다.

• Animal Bioscience
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• 제35권7호
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• pp.999-1009
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• 2022

Objective: To improve the feeding value of rice straw (RS), this study evaluated the potential of rice straw fermented with Pleurotus sajor-caju (FRS) as dairy goat feed. Methods: Spent Pleurotus sajor-caju mushroom substrate was used as fungi inoculum to break the lignocellulose linkage of rice straw, which was solid-fermented at 25℃ to 30℃ for 8 weeks. The ruminal degradation of pangolagrass hay (PG), FRS, and RS were measured in situ for 96 hours in three dry Holstein cows, respectively. Effect of fungi fermented RS on milking performance was studied in feeding trials. A total of 21 Alpine goats a trial were divided into 3 groups: a control group in which PG accounted for 15% of the diet dry matter, and FRS or RS was used to replace the PG in the control group. Goats were fed twice a day under two 28-day trial in individual pens. Meanwhile, a 3×3 Latin square trial (14 days/period) was conducted to study the rumen digestion of three diets by using three fistulated dry goats. Rumen contents were collected for metabolite analyses every one to three hours on the last two days. Results: In situ study showed that fermentation could elevate the rumen degradable fraction and effective degradability of RS (p<0.05). Effective degradability of FRS dry matter was significantly increased from 29.5% of RS to 41.7%. Lactating trial results showed that dry matter intake and milk yield in the PG group and FRS group were similar and higher than those in RS group (p<0.05). The concentration of propionic acid and total volatile fatty acid in the RS group tended to be lower than those in PG group (p<0.10). There were no differences in rumen pH value and ammonia nitrogen level among the groups tested. Conclusion: Fermentation of rice straw by spent Pleurotus sajor-caju mushroom substrate could substantially enhance its feeding value to be equivalent to PG as an effective fiber source for dairy goat. The fermented rice straw is recommended to account for 15% in diet dry matter.

• KSBB Journal
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• 제10권3호
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• pp.304-316
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• 1995

액화 실험에서 BAN과 Termamyl을 비교할 때 전반적으로 Termamyl이 우수했으며 Termamyl을 (0.00625% ~0.025% 범위로 첨가하였을 때 첨가량 증가에 따른 액화반응 촉진이 뚜렷이 관찰되였다. Termamyl 240uc의 경우 타파오카에 대해 최소 0 0.0125 (v/w)% 이상이 필요하였고, 반응시간은 2 시간 정도가 석당하였다. 최적온도는 $90∼95^{\circ}C$이었고 pH는 5.8 부근이 최척이였다. 반응초기 점도가 매우 높게 나타나는데 호화속도를 약간 줄이가 위해 초기 온도를 $70^{\circ}C$정도로 낮추는 갯이 좋았다. 당화실험에서는 Novo AMG 및 국내 도일 산엽 당 화효소 모두 액화된 타피오카 용액을 잘 당화시켰다. 그러나 Novo AMG와 도일 당화효소의 활성은 기 질 에 따라 약간썩 탈랐다. 즉 이당류인 말토오스를 기 질 로 할 때는 Novo AMG의 단위 부피당 활성이 도일 당화효소의 약 1.2배이였으나, 전분을 기질로 할 때는 활성비가 1.5배였다. 경시적으로 볼 때 초기에는 당화 속도가 빨랐고 포도망이 축적되는 후기에는 당화속도 가 감소하였다. 당화의 최적온도는 약 $55∼60^{\circ}C$ 부근이었고 pH는 조절하지 않는 경우 (pH 5.7)와 조절 한 경우 (pH 4.3)간에 차이가 없었다. 85% 이상의 당화를 위해서는 타피오카 샤용량에 대해 Novo AMG 400uc을 기준으로 O.0625(v/w)% 이상, 그 리고 10시간 이상의 반응사간이 필요하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1322-1329
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• 2011

Filamentous fungi colonizing rice straw were collected from 11 different sites in Korea and were identified based on characterization of their morphology and molecular properties. The fungi were divided into 25 species belonging to 16 genera, including 14 ascomycetes, one zygomycete, and one basidiomycete. Fungal cellulolytic and xylanolytic enzymes were assessed through a two-step process, wherein highly active cellulase- and/or hemicellulase-producing fungi were selected in a first screening step followed by a second step to isolate the best enzyme-producer. Twenty-five fungal species were first screened for the production of total cellulase (TC), endo-${\beta}$-1,4 glucanase (EG), and endo-${\beta}$-1,4 xylanase (XYL) using solid-state fermentation with rice straw as substrate. From this screening, six species, namely, Aspergillus niger KUC5183, A. ochraceus KUC5204, A. versicolor KUC5201, Mucor circinelloides KUC6014, Trichoderma harzianum 1 KUC5182, and an unknown basidiomycete species, KUC8721, were selected. These six species were then incubated in liquid Mandels' media containing cellulose, glucose, rice straw, or xylan as the sole carbon source and the activities of six different enzymes were measured. Enzyme production was highly influenced by media conditions and in some cases significantly increased. Through this screening process, Trichoderma harzianum 1 KUC5182 was selected as the best enzyme producer. Rice straw and xylan were good carbon sources for the screening of cellulolytic and xylanolytic enzymes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.947-953
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• 2011

A fungal strain, Aspergillus terreus strain GA2, isolated from an agricultural field cultivating sweet sorghum, produced feruloyl esterase using maize bran. In order to obtain maximum yields of feruloyl esterase, the solid state fermentation (SSF) conditions for enzyme production were standardized. Effective feruloyl esterase production was observed with maize bran as substrate followed by wheat bran, coconut husk, and rice husk among the tested agro-waste crop residues. Optimum particle size of 0.71-0.3 mm and moisture content of 80% favored enzyme production. Moreover, optimum feruloyl esterase production was observed at pH 6.0 and a temperature of $30^{\circ}C$. Supplementation of potato starch (0.6%) as the carbon source and casein (1%) as the nitrogen source favored enzyme production. Furthermore, the culture produced the enzyme after 7 days of incubation when the C:N ratio was 5. Optimization of the SSF conditions revealed that maximum enzyme activity (1,162 U/gds) was observed after 7 days in a production medium of 80% moisture content and pH 6.0 containing 16 g maize bran [25% (w/v)] of particle size of 0.71-0.3 mm, 0.6% potato starch, 3.0% casein, and 64 ml of formulated basal salt solution. Overall, the enzyme production was enhanced by 3.2-fold as compared with un-optimized conditions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권8호
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• pp.1260-1269
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• 2018

Production of good Koji primarily depends upon the selection of substrate materials and fermentative microflora, which together influence the characteristic flavor and aroma. Herein, we performed comparative metabolomic analyses of volatile organic compounds (VOCs) and primary metabolites for Koji samples fermented individually with Bacillus amyloliquefaciens and Aspergillus oryzae. The VOCs and primary metabolites were analyzed using headspace solid phase microextraction (HS-SPME) followed by gas chromatography time-of-flight mass spectrometry (GC-TOF-MS). In particular, alcohols, ketones, and furans were mainly detected in Bacillus-fermented Koji (Bacillus Koji, BK), potentially due to the increased levels of lipid oxidation. A cheesy and rancid flavor was characteristic of Bacillus Koji, which is attributable to high content of typical 'off-flavor' compounds. Furthermore, the umami taste engendered by 2-methoxyphenol, (E,E)-2,4-decadienal, and glutamic acid was primarily detected in Bacillus Koji. Alternatively, malty flavor compounds (2-methylpropanal, 2-methylbutanal, 3-methylbutanal) and sweet flavor compounds (monosaccharides and maltol) were relatively abundant in Aspergillus-fermented Koji (Aspergillus Koji, AK). Hence, we argue that the VOC profile of Koji is largely determined by the rational choice of inocula, which modifies the primary metabolomes in Koji substrates, potentially shaping its volatolome as well as the aroma characteristics.