식물유래 생리활성물질인 garlic, scallion, fla- vonoid, urushiol 및 anthocyanidin과 기존의 항균 제품인 Bio-MOS?瑛? 병원성 미생물과 반추위 미생물에 대한 효과를 조사하기 위하여 병원성 균인 Escherichia coli O157, Salmonella paratyphi, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus에 항균활성과 in vitro 반추위 미생물 성장률, 가스 생성량, 암모니아 농도, CMCase 활성 및 미생물 수를 측정하였다. 생리활성물질 0.10% 첨가 후, 배양시험에서는 flavonoid, scallion 및 Bio-MOS?怜? 병원성 미생물의 성장을 억제하였으나, paper disc법에 의한 항균활성 시험에서는 flavonoid나 scallion을 5.00%이상 처리 시 clear zone이 뚜렷하였으며, scallion이 가장 강력한 항균활성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 생리활성물질의 in vitro 반추위 미생물 발효에 대한 영향은 크지 않았는데, 병원균에 활성을 나타내었던 flavonoid는 1.00% 처리 시 CMCase의 활성이 완전히 없어져 반추위 미생물에 대한 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 scallion은 병원균에는 강한 항균활성을 가지면서 반추위 미생물 발효에는 저해작용을 나타내지 않아 반추 가축의 대체 천연항균제로서 개발 가능성을 나타내었다.
미생물 및 식물 등이 가지고 있는 많은 천연물질은 항균, 항암, 강장작용 등 다양한 생리활성 기능이 있다고 알려져 있으며, 의약품의 원료로도 많이 이용되고 있다. 또한, 미생물을 통한 발효는 거대분자를 낮은 분자량의 물질로 분해하여 인체의 흡수를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 미생물이 자체적으로 합성하는 다양한 대사산물과 발효과정에서 기존 물질에 다양한 잔기를 가감함으로서 새로운 물질이 만들어질 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 구절초의 추출물을 바탕으로 발효를 진행하여 항산화 활성 및 항비만 활성 등을 발효 전 후로 비교하여 분석하고 이를 통하여 구절초 추출물을 활용한 발효제품 개발을 추진하였다. 구절초 잎과 전초의 항산화활성 측정 결과 전반적으로 구절초 전초보다는 잎 추출물에서 항산화 활성이 높게 나타났으며 구절초 잎을 70% 에탄올로 추출한 추출물에서는 비타민C보다 3.93% 항산화 활성이 높게 나타났다. 구절초 발효액의 항산화 활성 측정 결과 발효하지 않은 시료보다 발효한 시료에서 항산화 활성이 더 높게 나타났다. 더욱이, 항비만 활성과 추출물의 혈중콜레스테롤 저감 활성도 발효추출물에서 유의하게 증가하였다. 이러한 결과는 구절초 발효 추출물이 구절초 추출물에 비하여 기능성 활성이 향상되었음을 나타내고 있으며, 이러한 결과를 바탕으로 건강기능성음료 등 다양한 제품으로의 응용이 가능할 수 있음을 시사한다.
본 연구에서 분리된 phenanthrene 분해균주의 대부분이 소수성을 나타내었고, 미생물계면활성제를 생산하면서 분해하는 균주보다 phenanthrene 분해능이 높았다. 균주 H6의 경우 phenanthrene 분해시 생산되는 미생물계면활성제는 포도당을 분해할 때도 생산되면 미생물의 성장과 더불어 증가하다가 stationary phase에서 일정하게 유지되었다. H6는 Bacillus subtilis로서 분리된 미생물계면활성제는 lipopeptide이었으며 H6에서 추출한 미생물계면활성제는 pH 2 이하에서 거의 회수되었고, 분산력이 Tween 80이나 Brij 30 등 화학계면활성제보다 높았고 열에 강한 특성을 보였다.
갈대(Phragmites communis Trin.)란 염분이 있는 곳에서 자라는 염생식물로서 우리나라 전역에 분포하고 있다. 지난 50년 동안 우리나라의 여러 습지에 걸쳐서 갈대는 우점종으로 자라왔고, 육지와 수중서식지에서 갈대의 확산범위는 증가하고 있다. 갈대의 확산은 다른 습지 식물의 서식지를 파괴하고, 갈대가 번식하면 동 식물들의 번식 자체가 어려울 뿐 아니라 갈대숲에 포식자가 늘어나 살아가기 어려운 환경으로 변하기때문에 갈대를 체계적으로 관리할 수 있는 방안이 마련되어야 한다. 본 연구는 우점종이 다른 두 습지에서 갈대군집의 성장률을 관찰하고, 토양의 화학적 분석과 식물의 생리적 분석을 통해 갈대군집 성장에 미치는 영양염류의 영향을 규명하였다. 연구 대상지는 한강하구에 위치한 장항습지와 성동습지로서 동일하게 갈대가 분포하며, 장항습지에는 줄 군락이 성동습지에는 새섬매자기 군락이 우점하고 있다. 분석 항목은 이화학적 항목을 비롯하여 용존유기탄소(DOC, dissolved organic carbon), 체외미생물효소활성도(Extracellular enzyme activities), 암모니아성 질소($NH_4^+$), 질산성 질소($NO_3^-$)을 분석하였다. 실험결과, 두 습지 갈대의 성장은 7월부터 9월에 증가하였고 성동습지의 토양성분이 점토질로 형성되어 높은 수분함량과 유기물함량을 유지하고 있기 때문에 갈대의 밀도가 높고 성장률이 활발한 것으로 나타났다. 또한 미생물활성과 환경인자간 양의 상관관계를 보아 환경인자들이 미생물 활성을 자극하고 미생물들은 식물의 성장을 촉진하여 영향을 주며, 반면 식물 뿌리는 enzyme을 생성하는 미생물에게 C 삼출물을 공급해 enzyme 활성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
하천, 호소등의 자정작용(Stream self purification), 즉 미생물에 의한 수중의 유기물의 안정화는, 유기물의 산화분해와 미생물세포의 합성이라는 두가지 대사과정의 조합에 의해 달성된다. 미생물에 의한 폐수처리는, 상술한 자연계의 자정작용을 인공적으로 관리, 운영하는 것이다. 즉, 미생물은 폐수중의 유기영양물을 산화분해하므로써 세포의 합성과 유지에 필요한 energy를 획득하며, 한편 폐수중의 유기물은 산화되어 안정화된다. 이산화반응을 생물학적산화라고 하며, 호기적산화와 혐기적산화의 두가지 형식으로 구별된다. 여기서는 폐수처리에 관여하는 미생물의 분류, 또 폐수처리의 형식으로 호기적산화(산화지, 활성 오이법, 산포처상법 및 회전원판법)와 혐기적산화(Methane발효법)에 대해서 설명한다. 활성오이법 에서 bulking 현상에 대해서도 언급하며, 미생물에 의한 폐수처리의 원리와함께 동력학식의 활성오이법에의 응용에 대해서도 설명한다.
탄수화물분해 효소인 $\alpha$-glucosidase의 활성을 저해하는 물질을 생성하는 미생물을 검색하기 위하여 토양시료로 부터 수종의 미생물을 검색하였다. 토양 시료에서 강력한 $\alpha$-glucosidase 저해제를 생성하는 방선균PM718을 분리하였고 그 저해제의 활성을 기지물질인 acarbose와 비교 측정한 결과 우수한 활성을 나타냄을 확인하였다. 또한 그 활성은 pH 변화에도 안정된 활성을 유지하는 것을 확인하였다.
활성탄소섬유의 유해 미생물의 번식 억제력을 조사하기 위해 한천베지배양법을 이용하였다. 전이금속으로 코팅된 활성탄소섬유는 일부 유해 미생물에서 번식억제력이 나타났으며, 유해 미생물은 인간의 피부 부종을 야기시키는 미생물인 candida albicans이었다. 그리고 코팅 활성탄소섬유의 흡 탈착력은 코팅되지 않은 활성탄소섬유보다 약 5% 내외로 감소함을 알 수 있었다.
본 연구는 미생물을 이용하여 친환경적인 잔디관리를 위해 계분이나 돈분의 퇴비화 과정에서 얻어진 가축분 퇴비로부터 단백질 및 탄수화물 분해능과 잔디 갈색퍼짐병(large patch), 갈색마름병(brown patch), 그리고 동전마름병(dollar spot) 병원균에 항균활성을 보이는 미생물을 분리하기 위하여 실시하였다. 분리된 미생물은 총 68균주였고, 이들을 대상으로 단백질 분해활성, 탄수화물 분해활성 및 잔디 주요병원균에 대한 항균활성을 조사하여 활성이 높은 미생물 34균주를 선발하였다. 이 중에서 단백질과 탄수화물 분해 및 항균활성을 나타내는 균주인 ASC-14, ASC-18 및 ASC-35를 선발하였다. 이들 선발 균주를 대상으로 16s rRNA 유전자 분석 결과 ASC-14와 ASC-18은 B. amyloliquefaciens로 확인되었고, 반면에 ASC-35는 B. subtilis 세균으로 최종 동정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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