식용과 약용버섯으로서 이용가치가 높은 것으로 알려진 먹물버섯(C. comatus)에 대하여 보다 우수한 인공재배법을 개발하고 자실체의 형태적 특성에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 먹물버섯속균 5개 균주 중에서 C. comatus균인 CM 980301 균주를 우량균주로 선발하였으며, 먹물버섯(C. comatus: CM 980301)자실체를 생산하기 위한 우수 배지는 종균용으로 밀곡립배지를 사용하고, 먹물버섯을 볏짚 발효배지에 인공재배 하였을 때 $24{\sim}28^{\circ}C$에서 균배양은 종균 접종 후 15일, 복토 후 13일이 소요되었으며, 원기형성 및 초발이는 $20{\sim}24^{\circ}C$에서 $10{\sim}11$일이 소요되었고, 버섯생육은 $20{\sim}24^{\circ}C$에서 $7{\sim}8$일이 소요되었다. 먹물버섯 (CM 980301)의 수확적기는 갓이 피기 전으로 자실체 경도는 갓 $102{\sim}169\;g/cm^2$, 대 $126{\sim}182\;g/cm^2$으로 단단하였고, 인공재배한 수량성은 $37.7kg/3.3m^2$, 개체중 17.9 g이었다.
느티만가닥버섯은 맛과 기능성이 풍부한 버섯으로 많이 활용되고 있다. 하지만 긴 재배기간과 낮은 자실체 수확량, 균이 오랜시간 배양되어 오염이 쉽게 발생되는 문제점을 극복할 새로운 품종육성이 필요하다. 이에 따라 육종모본으로 활용되는 느티만가닥 55균주의 종내 유전자원의 정확한 정보를 얻고자 분자유전학적 ISSR 마커분석을 활용하였다. 사용된 마커 중에서 ISSR 13과 15 마커를 사용했을 때 다형성이 분석되었으며 특히 ISSR 15마커 분석으로 다형성이 쉽게 구분되었다. UPGMA분석법으로 계통도를 분석하였을 때, 일부 백색을 가지고 있는 KMC03106, KMC03107, KMC03108 3 균주가 두 마커 모두에서 가까운 유연관계를 가졌으며, ISSR 15는 수집년도에 따라 3개의 그룹으로 구분되는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과로 ISSR마커의 다형석 분석은 느티만가닥버섯의 몇몇 균주에서는 갓색의 유연관계 확인과 수집 시기에 따른 유전변이 구분이 가능하며 자원의 유전적 다양성 확인할 수 있어, 느티만가닥버섯의 품종육성을 위한 효율적인 모본 선발이 가능 할 것으로 사료된다.
Plasmodiophora brassicae에 의한 배추 뿌리혹병은 배추뿐만 아니라 순무, 양배추에 발병하여 큰 피해를 주는 병원균이다. 배추 뿌리혹병균에 길항효과가 있는 미생물을 선발하기 위하여 배추 조직에서 분리한 Flavobacterium hercynium EPB-C313 균주의 항균활성 검정을 하였고, 포장시험을 통하여 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과를 조사하였다. F. hercynium EPB-C313의 균체, 배양액, 배양여액를 배추 뿌리혹병 휴면포자와 혼합 처리하여 24시간 후 조사하였을 때 각각 90.4%, 36.8% 및 26.0%의 휴면포자가 불활성화 되었다. 온실 포트검정에서는 배추의 어린묘를 F. hercynium EPB-C313 배양액에 침지한 후 정식하면 뿌리혹 형성 억제율이 100%로 대조약제 fluazinam액상수 화제의 91.7%보다 우수한 효과를 나타내었다. 배추 뿌리혹병이 50% 이상 발병되었던 재배포장에 F. hercynium EPB-C313 혼합펠렛을 토양혼화 하고, F. hercynium EPBC313 배양액의 유묘관주 및 정식 10일 후 1회 토양관주하면 63.7%의 방제효과를 보였다. 이상의 결과로 볼 때 F. hercynium EPB-C313 균주는 매우 유용한 배추 뿌리혹병 생물적 방제제로 판단된다.
PDA-calcium phosphate 평판배지를 이용하여 경남북 일대의 토양으로부터 인산가용화능이 우수한 1,000여종의 세균과 200여종의 사상균을 분리하였다. 이중에서 인산가용화능이 가장 우수한 사상균 GL-101 균주를 선발하여 MEA와 PDA 배지에서 배양하면서 분생자병과 분생자의 형태적 특성을 조사한 결과 플라스크형의 phialide, 분생자병의 branching type이 simple type이며, conidial head가 columnar shape 등의 특징을 갖는 Penicillium sp. GL-101로 동정되었다. 이 균주의 인광석 분해능이 최대가 되는 최적 배양온도와 초발 pH는 각각 $25^{\circ}C$와 pH 7.5이었다. 이와같은 배양조건에서 tricalcium-phosphate, aluminium phosphate, hydroxyapatite, 인광석 등의 난용성 인산염에 대한 이 균주의 인산가용화능을 살펴보면 배양 8일째에 최대값을 보였으며, tricalcium-phosphate에 대해서는 1,152 ppm, 인광석에 대해서는 565 ppm, aluminium phosphate에 대해서는 292 ppm, hydroxyapatite에 대해서는 217 ppm의 유리인산을 생성하였다.
Proteolytic 활성을 나타내는 균주 KYC 1028, 1100, 1134, 1139, 1151, 1159, 1182등 7개 균주를 선발하였고, 이중 KYC 1134와 KYC 1139이 azocazein을 이용한 proteolytic 활성 조사에서 높은 활성을 나타내었다. 선발된 7개 균주의 동정은 16S rDNA 염기서열를 조사하였으며, NCBI에서 myxobacteria의 16S rDNA와 비교분석 하여 Myxococcus속 M. macrospores와 M. Fulvus에 높은 상동성을 나타내었다. 활성이 가장 높은 KYC 1134배양액의 생화학적 특성은 배양 7일까지 활성이 10배 증가하고, 단백질 생산도 함께 증가하였다. 배양액의 적정 proteolytic활성 온도는$60^{\circ}C$이고, pH 5에서 10까지 활성이 안정적이었다. 배양액의 proteases의 종류를 확인하기 위하여 11개의 inhibitors를 조사하여 bestatin만이 억제효과를 나타내어 amino peptidases와 exopeptidases와 종류가 배양액에 존재하는 것으로 보인다.
본 연구에서는 백색부후균의 리그닌 분해 효소 시스템을 이용하여, 다양한 균주 중에서 목질계 바이오매스 유기용매 전처리 과정에서 발생한 리그닌(유기용매 리그닌)의 생분해에 적합한 우수 균주를 선별하고자 하였다. 우선 분양받은 15개의 백색부후균을 대상으로 shallow stationary cultur (SSC)배지와 malt extract broth (MEB)배지에 유기용매 리그닌의 첨가에 따른 Remazol Brilliant Blue R (RBBR)의 흡광도 변화를 측정하였다. RBBR 탈색능 결과, SSC 배지에서 Ceriporiopsis subvermispora, Ceriporia lacerate, Fomitopsis insularis, Phanerochaete chrysosporium, Polyporus brumalis, Stereum hirsutum 등 6종의 백색부후균에서 급격한 흡광도 변화를 나타냈다. 배양 초기에 급격한 흡광도 변화를 나타낸 6개의 백색부후균을 대상으로 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성을 측정하였다. 선발된 6개의 균 중에서 S. hirsutum과 P. chrysosporium은 유기용매 리그닌을 첨가한 실험구에서 높은 단백질 농도가 측정되었다. 반면, 리그닌 분해 효소 활성은 F. insularis에서 배양 6일째에 manganese peroxidase (MnP) 활성이 1,545 U/mg, laccase 활성은 1,259 U/mg으로 최고 활성을 나타냈다. 결론적으로, 균체 외 단백질 농도 및 리그닌 분해 효소 활성이 전반적으로 높았던 $STH^*$와 MnP 및 laccase의 활성이 가장 높은 FOI가 유기용매 리그닌 생분해에 유리하게 작용할 것으로 판단된다.
전통된장에서 B 세포만을 선택적으로 증가시키는 면역증강 물질을 생산하는 B. licheniformis E1을 분리한 바 있다(22). 이를 이용하여 면역증강 청국장을 제조하였으나 관능적인 측면에서 기호도가 좋지 않았고 아미노태 질소함량이 식품공전의 규격(280 mg%)에 적합하지 않았다. 이를 보완하기 위해 시판 청국장으로부터 발효미생물을 분리하였다. 단백질 분해효소 활성과 청국장 발효제조시 기호도에서도 가장 우수한 청국장 발효미생물이 선발되었고 동정한 결과 B. subtilis S2로 명명하였다. 청국장 발효에 있어서 최적 발효온도와 최적 발효시간을 조사한 결과 $40^{\circ}C$에서 48시간 동안 발효하였을 때의 기호도가 가장 우수하였다. 단일균주 B. licheniformis E1, B. subtilis S2 및 B. licheniformis E1과 B. subtilis S2의 혼합균주를 각각 접종하여 발효제조한 청국장과 시판 청국장을 대조구로 사용하여 청국장의 기호도, 이화학적 특성조사와 면역증강 활성 비교를 조사하였는데, B. licheniformis E1과 B. subtilis S2의 혼합균주를 접종하여 제조한 청국장에서 기호도가 가장 우수하였고 아미노태 질소함량과 조단백질 함량은 359 mg%와 45.6%로 식품공전의 규격에 적합하였다. 청국장으로부터 면역증강 물질을 분리하여 마우스 비장 림프구의 증식 및 억제 현상을 측정한 결과, 20,480 unit으로 림프구의 증식에 있어서도 가장 효과적인 것으로 확인되었다.
대구 무형문화재인 하향주 생산의 표준화를 위하여 전통 누룩으로부터 29균주의 효모를 분리하다. 이들을 대상으로 산 생성능을 측정한 결과, 분리된 효모들은 산 생성능이 비교적 양호 하였고 분리된 효모들을 50% glucose가 첨가된 YM broth에서도 생육이 우수하였다. 10% 에탄올 농도에서도 내성을 나타내는 HA2 HA3, HA4 균주를 대상으로 주정계를 이용하여 에탄올 생성능을 측정한 결과, 각각 10.8%, 10.45%, 10%로 단 시간에 고농도의 에탄올을 생산하였다. 분리된 효모 중 내당성, 산생성능, 에탄올 생성능, 에탄올 내성이 우수한 효모 HA3을 하향주 주조를 위한 산업적 이용 균주로 최종 선발하였고 ITS 영역 증폭을 통하여 동정한 결과, HA3은 Saccharomyces cerevisiae와 97% 상동성을 나타내어 Saccharomyces cerevisiae HA3로 명명하였다. 선발된 효모인 Saccharomyces cerevisiae HA3를 주모로 첨가하여 하향주를 제조하여 전통적 방법으로 제조되는 하향주 발효와 비교한 결과, 환원당의 함량, 아미노산함량 pH 변화는 큰 차이가 없었으나 주모 첨가는 밑술 발효시 효모의 생육이 빠르게 유도되어 상대적으로 젖산균의 증식이 억제시킴으로써 유기산 중 lactic acid의 함량 및 높은 산도를 낮출 수 있었으며, 22%로 높은 알콜 발효력을 보였다. 또한 주모를 첨가하여 제조한 하향주는 관능적 기호도 평가에서 전반적 기호도가 전통적 제조법으로 주조한 하향주 보다 우수함을 확인하였다.
액젓 또는 어간장 제조시 발효기간의 단축과 향미를 개선할 목적으로 최근들어 soy sauce용 koji를 많이 이용하고 있으나 본 연구에서는 soy sauce용 koji를 대체하기 위하여 어육을 기질로 한 koji의 제조 가능성을 검토하였다. 마쇄한 정어리육과 전분을 혼합한 후 살균 처리한 다음 Aspergillus awamori(KFCC. 11439), Aspergillus guercinus (KFCC. 11595), Aspergillus niger(KFCC. 11239), Aspergillus oryzae(KFCC. 32343) 및 Aspergillus sojae(KFCC. l1559)의 곰팡이균을 각각 접종하여 배양 시간에 따른 생육특성을 조사하고 우수한 균주를 선정하여 정어리육을 기질로 한 koji의 효소적 특성을 조사하였다. 생육특성을 조사한 바 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양한 후 곰팡이의 포자가 형성되었으며 protease 및 lipase activity는 배양 72시간까지 계속 증가하는 현상을 보였고 trimethylamine생성은 배양 96시간까지 Aspergillus awamori와 Aspergillus niger를 접종한 처리구를 제외하고는 모두 감소되었으며 5종의 Aspergillus spp중 Aspergillus oryzae와 Aspergillus sojae가 비교적 우수한 균주로 선발되었고 적정 배양시간은 72시간이었다. 이 균주를 대상으로 적정 koji의 제조조건을 검토하기 위하여 pH의 변화, 전분의 첨가양 및 배양온도에 따른 protease및 lipase activity를 조사한 바 protease activity는 Asp. oryzae를 접종한 경우 pH 9 부근에서 Asp. sojae의 경우는 pH $6\~7$에서 가장 높은 활성을 나타냈고 lipase activity는 pH $6\~7$ 범위에서 가장 높았다. 전분의 첨가양은 어육중량의 $20\%$(w/w), 배양온도는 Asp. oryzae는 $30\~35^{\circ}C$ 범위에서 Asp. sojae는 $35^{\circ}C$ 부근에서 이들의 활성도가 가장 높게 나타나 어육을 기질로 한 koji의 제조 가능성을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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