• 제목/요약/키워드: solid-substrate fermentation

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유용식용 균주에 의한 발효 누에분말의 이화학적 특성과 생리활성 (Biological Activity and Biochemical Properties of Silkworm (Bombyx mori L.) Powder Fermented with Bacillus subtilis and Aspergillus kawachii)

  • 차재영;김용순;안희영;강민정;허수진;조영수
    • 생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.81-88
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    • 2011
  • 누에 분말을 이용하여 B. subtilis 및 A. kawachii 균주에 의한 고체 발효를 통해 얻어진 발효 누에분말의 발효시간에 따른 이화학적 특성(단백질 함량 및 단백질 분해 패턴) 및 생리활성 효과(항산화 작용, 환원력 및 혈전용해 활성)를 평가하였다. 누에 단백질 함량과 항산화 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 12일째에 가장 높았으며, 발효시간 증가와 함께 증가하는 경향을 보였다. 발효 누에분말의 환원력은 B. subtilis 균주 발효에 의해서는 6일째에 A. kawachii 균주 발효에 의해서는 12일째 가장 높은 것으로 나타나 균주간에 차이가 있었다. 혈전 분해 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 6일째에 가장 높았으며, 이러한 효과는 B. subtilis 발효 누에분말보다는 A. kawachii 발효 누에분말에서 더 높았다. SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석에서는 66-97 kDa 크기의 단백질 밴드가 B. subtilis 발효에 의해서는 발효 초기인 3일째 대부분 분해가 일어났으나, A. kawachii 발효 누에분말에서는 발효 3일째부터 차츰 분해되기 시작하여 12일째 분해가 대부분 이루어졌다. 따라서 미생물을 이용한 발효 누에에서 특정의 생리활성 작용을 기대하기 위해서는 사용하는 균종에 따라 발효 기간이 달라져야 한다는 것을 시사하였다.

회분 및 연속세포유지 배양에 의한 타피오카당화액으로부터의 에탄올생산 (Ethanol Production from Tapioca Hydrolysate by Batch and Continuous Cell Retention Cultures)

  • 이용석;이우기
    • KSBB Journal
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    • 제10권5호
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    • pp.598-603
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    • 1995
  • 현재 국내 주정공장에서 사용되고 있는 타파오카를 액화 및 당화시켜 얻은 당화액과 당화액에서 분 리된 고형분으로 회분실험과 total cell retention c culture 실험을 하였다. 당화액에 의한 회분 실험결과 에탄올 수율은 0.48 g-ethanol/g- (reducing s sugar)으로서 약 $180g/\ell$의 환원당이 36시간만에 거의 다 소모되어 약 $84g/\ell$의 에탄올이 생성되었다. 이 때 최종 효모농도는 $8.5{\times}107$ cellsjml(약$2.30g/\ell$) 이었다. 원료 중 환원당농도가 $224g/\ell$이고 희석속도가 $0.18h^{-1}$ 인 total cell retention culture 실험에서는 효모농도가 약 $40g/\ell$, 잔류 환원당농도 가 약 $15g/\ell$로서 포도당은 거의 소모된 것으로 나 타났다. 에탄올농도는 약 $81.4g/\ell$로서 이의 부피 생산성이 약 $14.7g/\ell$-h이었다. 원료 중 환원당농도가 $205g/\ell$ 이고 희석속도가 $0.2h^{-1}$이며 bleed가 있 는 cell retention culture 실험에서는 효모의 농도가 약 $22g/\ell$까지 증가하였고 에탄올농도는 $685g/\ell$부근에서 진통하였으며 생산성은 약 $13.6g/\ell$-h이 다. 약 $12g/\ell$의 잔류 환원당 중에 약 $4.5g/\ell$의 포도당이 포함되어 있었다. 타피오카 당화액으로부터 분리된 고형분을 사용한 실험을 통하여 고형분도 기 질로서 효용가치가 어느 정도 있는 것으로 판명되었으며 당화액 발효조와 별도로 고형분 발효조의 개발도 필요한 것으로 생각되었다.

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열처리 단백질-광물질 복합제제 첨가가 In Vitro 발효성상과 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향 (Effects of Feeding Heat Treated Protein and Mineral Complex on In Vitro Fermentation Characteristics, Milk Production and Composition of Holstein Dairy Cows)

  • 최낙진;배귀석;남경표;장문백;엄재상;고종렬;하종규
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.541-548
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    • 2002
  • 본 연구의 in vitro 실험결과를 살펴보면, 배양액의 pH와 암모니아 생성량은 전 배양 시간동안 처리구간 통계적 유의차가 없었다. Total VFA, acetate, propionate, butyrate 생성량은 12 h에서 HPM을 0.2%, 1% 첨가한 시험구에서 대조구와 비교하여 증가하는 경향이었으나, 2% 첨가구에서는 오히려 감소되었고, 48 h에서는 HPM 첨가한 세 처리구에서 대조구와 비교하여 모두 증가하는 경향을 보였다. 반면에, 다른 배양시간대에서는 처리구간 통계적 유의차는 발견되지 않았다. A/P ratio 경우에도 처리구간 유의차가 없었다. 총 gas 생성량은 배양시간 24 h과 48 h에 HPM 처리구에서 대조구와 비교하여 증가하였다 (P<0.05). 한편 사양실험은 열처리된 단백질 (대두박)과 광물질의 복합 제제 (HPM)가 젖소의 유생산량과 유성분에 끼치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었는데 그 결과를 요약하면, 유생산량은 대조구와 비교하여 HPM 시험구에서 하루에 약 1kg 정도 더 높았고 (27. 7 vs 28.8 kg/d, P<0.001), 4% FCM 생성량 또한 대조구와 비교하여 볼 때 HPM 시험구에서 1.3 kg/d 이 더 높았다 (P<0.001). 유단백 (P<0.05)과 SNF (P<0.05)도 대조구와 비교하여 HPM 시험구에서 그 생산량이 증가되었다. 반면에, 유지방, MUN과 체세포수는 처리구간 통계적 유의차가 발견되지 않았다. 이상의 결과로 보아, HPM 첨가에 의한 반추위 발효 저해현상은 없었으며, HPM 내 함유되어 있는 열처리된 단백질과 광물질의 결합체와 잔여 광물질이 반추위 내 단백질과 결합하여 단백질 분해 속도를 지연시킴으로써, 단백질의 by-pass율을 증가시켜, 유생산량 증가와 유질을 개선 (유단백질, SNF 함량 증가 등) 하는 등 젖소의 생산성을 향상시킨 것으로 요약할 수 있다.

Saccharification of Foodwastes Using Cellulolytic and Amylolytic Enzymes from Trichoderma harzianum FJ1 and Its Kinetics

  • Kim Kyoung-Cheol;Kim Si-Wouk;Kim Myong-Jun;Kim Seong-Jun
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제10권1호
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    • pp.52-59
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    • 2005
  • The study was targeted to saccharify foodwastes with the cellulolytic and amylolytic enzymes obtained from culture supernatant of Trichoderma harzianum FJ1 and analyze the kinetics of the saccharification in order to enlarge the utilization in industrial application. T. harzianum FJ1 highly produced various cellulolytic (filter paperase 0.9, carboxymethyl cellulase 22.0, ${\beta}$-glucosidase 1.2, Avicelase 0.4, xylanase 30.8, as U/mL-supernatant) and amylolytic (${alpha}$-amylase 5.6, ${\beta}$-amylase 3.1, glucoamylase 2.6, as U/mL-supernatant) enzymes. The $23{\sim}98\;g/L$ of reducing sugars were obtained under various experimental conditions by changing FPase to between $0.2{\sim}0.6\;U/mL$ and foodwastes between $5{\sim}20\%$ (w/v), with fixed conditions at $50^{\circ}C$, pH 5.0, and 100 rpm for 24 h. As the enzymatic hydrolysis of foodwastes were performed in a heterogeneous solid-liquid reaction system, it was significantly influenced by enzyme and substrate concentrations used, where the pH and temperature were fixed at their experimental optima of 5.0 and $50^{\circ}C$, respectively. An empirical model was employed to simplify the kinetics of the saccharification reaction. The reducing sugars concentration (X, g/L) in the saccharification reaction was expressed by a power curve ($X=K{\cdot}t^n$) for the reaction time (t), where the coefficient, K and n. were related to functions of the enzymes concentrations (E) and foodwastes concentrations (S), as follow: $K=10.894{\cdot}Ln(E{\cdot}S^2)-56.768,\;n=0.0608{\cdot}(E/S)^{-0.2130}$. The kinetic developed to analyze the effective saccharification of foodwastes composed of complex organic compounds could adequately explain the cases under various saccharification conditions. The kinetics results would be available for reducing sugars production processes, with the reducing sugars obtained at a lower cost can be used as carbon and energy sources in various fermentation industries.

Aspergillus oryzae 및 Aspergillus sojae를 이용한 개량(改良)메주의 형상에 의한 장류(醬類)의 품질비교 (Effect of Meju Shapes and Strains on the Quality of Soy Sauce)

  • 김상순
    • 한국식품과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.63-72
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    • 1978
  • 재래식(在來式)콩간장의 제조(製造)에 있어서 국균(麴菌)의 종류별(種類別), 메주의 형태별(形態別)로 담금하여 숙성과정(熟成過程)중의 효소력(酵素力)과 성분(成分)의 변화(變化)를 검토한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 메주 및 간장숙성과정(熟成過程)중의 protease 활성(活性)은 Asp. sojae로 제조한 종국(種麴)이 Asp. oryzae로 제조한 종국(種麴)에 비하여 높았고 국수형의 매주가 벽돌형의 메주에 비하여 높았으며 amylase활성(活性)은 Asp. oryzae균(菌)이 Asp. oryzae균(菌)에 비하여 대체로 높은 경향을 나타냈다. 2. 간장숙성기간(熟成其間)중의 총질소(總窒素), 아미노태질소(窒素), 순고형분(純固形分)의 함량과 비중(比重)은 Asp. sojae균(菌)의 국수형의 메주로 담금한 것이 가장 높았고 Asp. oryzae의 벽돌형메주로 담금함 것이 가장 낮았다. 3. 완층능은 Asp. sojae균(菌)의 국수형의 메주로 담금한 간장이 $1.77{\sim}2.56$으로서 가장 높았으며 알코올성분(成分)은 전시험구 공히 검출되지 않았고 암모니아태질소(窒素)의 함량은 각 시험구간의 큰 차가 없었다. 4. 간장 숙성기간(熟成其間)중의 단백분해율(蛋白分解率)과 질소이용율(窒素利用率)은 Asp. sojae균(菌)의 국수형메주가 가장 높았고 Asp.oryzae균(菌)의 벽돌형메주가 가장 낮았으며 특히 메주의 형태(形態)에 따라 질소이용율(窒素利用率)은 많은 차이(差異)를 나타냈다. 5. 3개월간 숙성(熟成)후 간장을 여과하고 남은 재래식(在來式) 장중의 일반성분(一般性分)은 수분(水分) $54{\sim}61%$, 아미노태질소(窒素) $457{\sim}682mg%$, 염분(鹽分) $18{\sim}23%$, 지방(脂肪) $5.4{\sim}9.1%$, 단백질(蛋白質) $8.6{\sim}9.4%$로 나타났고 이중 Asp. sojae균(菌)의 국수형메주의 경우 성숙도(아미노태질소의 mg%)가 가장 높았다. 6. 3개월간 숙성(熟成)한 간장을 색 맛 향기(香氣)등에 대하여 관능시험한 결과 Asp. sojae균(菌)의 벽돌형메주로 담금한 것이 가장 양호(良好) 하였으며 Asp. oryzae균(菌)의 벽돌형메주로 담금한 것이 가장 불량(不良)하였다.

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