In this study, phytoestrogen for the industrial production of soybean probiotics by lactic acid bacteria (LAB) was studied in a soybean extract. Soybean was fermented with LAB, Lactobacillus plantarum KCTC 3108 and Bifidobacterum longum ATCC 15707. The change in the content of various isoflavones (aglycone and glucoside) and the $\beta$-glucosidase activity in soybean during fermentation were investigated and shown to be dependent on the starter organism. Soybean extract powder fermented with L. plantarum showed the highest $\beta$-glucosidase activity and the greatest increase in the aglycone content. After 48h of fermentation, the contents of daidzin, genistin and glycitin in L. plantarum decreased from a mean initial levels of $83.03{\pm}2.17$, $168.13{\pm}8.17$ and $20.02{\pm}1.07$, respectively, to mean levels of $5.34{\pm}3.24$, $3.79{\pm}0.57$ and $1.87{\pm}1.09\;mg$/100 g. Whereas, after 48h fermentation, the contents of daidzein, genistein and glycitein increased from a mean initial levels of $8.09{\pm}0.78$, $11.20{\pm}0.84$ and $4.71{\pm}0.46$, respectively, to mean levels of $85.76{\pm}0.84$, $175.87{\pm}2.21$ and $22.41{\pm}0.91\;mg$/100 g. Taken together, these results suggested an increase of aglycones and decrease of glucoside in isoflavones occurred during fermentation, which coincided with an increase of $\beta$-glucosidase activity in the fermented soybean extract powder.
수계생태계에서 유기물질의 순환을 이해하기 위하여 팔당호에서 종속영양 활성도와 세균세포의 효소활성의 계절절 변화를 연구하였다. 팔당호 I 의 glucose 전환시간은 수층, 퇴적토에서 2-1,300 시간, 17-170 시간, protein hydrolysate 는 5-900 시간, 15-240 시간, acetic acid 는 4-350 시간, 15-230 시간으로 계절적인 변화를 나타냈다. Glucose, protein hydrolysate, acetate 각각의 호흡율은 수층에서 23-32%, 38-41%, 22-28%로 나타났고 퇴적토에서는 34%, 61% and 41% 로 나타났다. 이 결과로 3가지 유기물질 종류 모두가 수층보다 퇴적토에서는 높은 율로 호흡됨을 알 수 있었다. 한편 세균의 $\alpha$-glucosidase, $\beta$-glucosidase, N-acetyl-$\beta$-D-glucosaminidase, aminopeptidase 활성력을 살펴본 결과 수층에서는 효소 각각에 대해 32-44%, 31-32%, 18-34% 61-67% 의 범위를 나타내었고 퇴적토에서는 34%, 40%, 23% 65%로 나타났다.
밀기울 발효에서 효소회수의 모델로 Aspergillus niger를 고체상태로 발효시켜 조사하였다. 발효시킨 밀기울에서 증류수로 효소추출 효율은 초산 완충액, 구연산 완충액, 구연산-인산 완충액 및 5% 메탄올 처리보다 높았다. 따라서, 추출 용매로 증류수를 이용하여 최적 조건을 상세히 검토하였다. 최적 조건은 고체와 액체 용매를 1:5의 비율로 증류수로서 세 번 세척하였을 때에 최대 회수율을 0.025 U/g으로 확보하였다.
Lower termites need symbiotic microbes for cellulose digestion. Elizabethkingia miricola strain BM10 has been proposed as a symbiotic microbe that assists in low-temperature digestion and metabolism of Reticulitermes speratus KMT1, a termite on Bukhan Mountain, Seoul, Korea. In E. miricola strain BM10, β-glucosidase genes expressed at 10℃ were identified, and the psychrophilic enzymatic characteristic was confirmed by heterogeneously expressed proteins. Crude β-glucosidase in the culture broth of E. miricola strain BM10 showed specific enzymatic properties, and its substrate affinity was 4.69 times higher than that of Cellic CTec2. Among the genes proposed as β-glucosidase, two genes, bglB_1 and bglA_2, whose gene expression was more than doubled at 10℃ than at 30℃, were identified. They were heterogeneously expressed in Escherichia coli and identified as psychrophilic enzymes with an optimal reaction temperature of about 20℃-25℃. In this study, E. miricola strain BM10, a symbiotic bacterium of lower termites, produced psychrophilic β-glucosidases that contribute to the spread of the low-temperature habitat of a lower termite, R. speratus KMT1.
재배 상황버섯의 유산균 증식 효과를 측정한 결과 B. breve에 대한 증식 효과와 배양배지의 pHwj하 효과가 우수했다. 사람 및 흰주의 장내 세균을 버섯추출물 함유 배니에서 배양시 배지의 pH저하 효과가 우수할뿐만아니라 ${\beta}-glucosidase$의 효소 활성을 억제하였다. 그외에도 대장암 및 방광암 등의 원이효소로 주목되고 있는 사람 및 흰쥐의 장내 세균총 효소인 ${\beta}-glucosidases$ 및 tryptophanase 효소 활성을 억제하였다. 이외에도 인슐린 비의존형 당뇨병의 치료제로 사용되는 acarbose보다는 약하지만 maltase, sucrase 및 알파아밀라제를 효과적으로 저해하였다.
사상균 FJ1의 섬유소 분해효소 생산조건을 최적화하기 위해 반응표면 분석법을 이용하였다. 반응표면 분석을 위한 실험 계획법은 중심합성법 계획법을 이용하였으며, 주요 배양인자로서 탄소원의 농도, 질소원의 농도, 혼합탄소원 비율, 그리고 배양시간에 대해 조사하였다. CMCase의 경우에서는 탄소원의 농도 3.5%, 질소원 농도 0.6%, 혼합탄소원인 avicel 및 CMC의 비율 52:48, 그리고 배양시간 5.4일에 33.5 U/mL로 최적화되었고, xylanase의 생산은 3.5%, 7.8%, 54:46의 배양조건에서 5.3일에 52.6 U/mL이었고, $\beta$-glucosidase의 생산은 5.0%, 1.0%, 83:17의 배양조건에서 7일에 2.88 U/mL이었고, avicelase의 생산은 4.0%, 0.9%, 64:36의 배양조건에서 6.5일에 1.84 U/mL로 최적화되었다. 이 중에서 $\beta$-glucosidase의 생산성은 중앙값의 실험조건보다 74% 정도로 가장 높은 효율 향상을 보여 주었다. 실제로 최적 예측조건에서 실증실험을 수행한 결과 본 모델의 타당성이 입증되었다. 본 연구에서 얻은 섬유소 분해 효소 생산 조건 최적화에 관련된 자료들은 산업적으로 효소를 생산하고자 할 때 유용하게 사용될 것이다.
리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 감초의 주요 플라보노이드 성분이다. 이들 플라보노이드는 수용성 감초 추출물과 ${\beta}$-glucosidase를 생성하는 잎새버섯 HB0071 균사체 발효배양을 통하여 생산하였다. 감초추출물 내 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 잎새버섯 발효배양 동안 현저히 증가하였다. 이 균주의 ${\beta}$-glucosidase의 활성은 배양 96시간을 기준으로 최고 91.5 mU/mL로 확인되었으며, 감초추출발효물로부터 생성된 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량은 HPLC 분석을 통하여 최대 $568.5{\mu}g/mL$과 $89.6{\mu}g/mL$로 확인되었다. 본 연구에서는 감초추출물의 잎새버섯 발효 전 후의 시료가 처리된 각질형성세포를 이용하여 자외선 UVB에 조사로 발현된 염증유발인자(COX-2)와 사이토카인(IL-$1{\beta}$, IL-6) 모두 감초추출발효물(FLEx)에서 농도의존적으로 발현이 억제되는 것을 확인하였다. 결론적으로 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량이 증가된 감초추출발효물은 자외선으로부터 손상된 피부 염증반응을 완화시켜줄 것으로 사료된다.
본 연구에서는 양송이 육종에 필요한 기본 정보를 얻고자 다양한 출처의 양송이 이핵균주를 대상으로 생육 및 생화학적 특성을 비교 검정하였다. 시험한 31균주 중 대부분의 균주가 Oatmeal agar에서 MEA나 PDA에서 보다 균사생장이 우수하였다. 7가지 세포외효소 활성 비교에서 양송이 균주는 대체로 ${\beta}$-glucosidase가 가장 뚜렷한 활성을 나타내었으며 protease의 활성은 모든 균주가 지니고 있었다. ${\beta}$-glucosidase 활성은 27개 균주에서 xylanase 활성은 30개 균주에서 나타났다. 이에 반해 avicelase, CM-cellulase, amylase, pectinase 활성은 20균주 이하에서만 나타났다. 본 연구 결과는 국내 양송이 육종을 위한 균주 선발 기준 중 하나로 이용될 수 있을 것이다.
High-molecular-weight ${\beta}-glucosidase$ (EC 3.2.1.21) was purified from the culture filtrate of Trichoderma koningii through a four-step procedure including chromatography on Bio-Gel P-150, DEAE-Sephadex A-50 and SP-Sephadex C-50; and chromatofocusing on Polybuffer exchanger PBE 94. The molecular weight of the enzyme was determined to be about 101,000 by SDS-polyacrylamide gel electrophoreses, and the isoelectric point was estimated to be 4.96 by analytical isoelectric focusing. The temperature optimum for activity was about $55^{\circ}C$, and the pH optimumwas 3.5. The enzyme was considerably thermostable, for no loss of activity was observed when the enzyme was preincubated at $60^{\circ}C$ for 5h. Km values for cellobiose, gentiobiose, sophorose, salicin and $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ were 99.2, 14.7, 7.09, 3.15 and 0.70 mM, respectively, which indicates that the enzyme has much higher affinity towards $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ than towards the other substrates, especially cellobiose. Substrate inhibition by $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ and salicin was observed at the conecntrations exceeding 5mM. Gluconolactone was a powerful inhibitor against the action of the enzyme on $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside\;(K_i\;37.9\;{\mu}M)$, wherease glucose was much less effective ($K_i$ 1.95 mM). Inhibition was of the competitive type in each case. Transglucosylation activity was detected shen the readtion products formed from $p-nitrophenyl-{\betha}-D-glucoside$ by the enzyme were analysed using high-performance liquid chromatography.
Trichoderma sp. FJl의 섬유소 분해효소 생산조건을 최적화하기 위해 반응표면 분석법을 이용하였다. 반응표면 분석을 위한 실험 계획법은 중심합성법 계획법을 이용하였으며, 주요 배양인자로서 탄소원의 농도, 질소원의 농도, 혼합탄소원 비율, 그리고 배양시간에 대해 조사하였다. CMCase의 경우에서는 탄소원의 농도 3.5%, 질소원 농도 0.6%, 혼합탄소원인 avicel 및 CMC의 비율 52:48, 그리고 배양시간 5.4일에 33.5 U/ml로 최적화되었고, xylanase의 생산은 3.5%, 0.8%, 54:46의 배양조건에서 5.3일에 52.6 U/ml이었고, ${\beta}-glucosidase$의 생산은 5.0%, 1.0%, 83:17의 배양조건에서 7 일에 2.88 U/ml이었고, avicelase의 생산은 4.0%, 0.9%, 64:36의 배양조건에서 6.5일에 1.84 U/ml로 최적화되었다. 이중에서 ${\beta}-glucosidase$의 생산성은 기존 실험조건보다 74% 정도로 가장 높은 효율 향상을 보여주었다. 실제로 최적 예측조건에서 실증실험을 수행한 결과 본 모델의 타당성이 입증되었다. 본 연구에서 얻은 섬유소 분해 효소 생산 조건 최적화에 관련된 자료들은 산업적으로 효소를 생산하고자 할 때 설계에 유용하게 사용될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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