• 생명과학회지
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• 제33권6호
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• pp.481-489
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• 2023

콩을 주원료로 발효하여 제조되는 조미료인 간장의 맛과 품질은 발효 중 미생물의 대사에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 개량식 간장의 초기 발효과정에서 미생물학적 특성을 분석하기 위해 본 연구원 보유 미생물을 스타터로 활용한 메주와 염수를 이용하여 간장을 제조하였으며, 5주간의 발효과정에서 발효 1주차, 3주차, 5주차 간장 시료의 16S rRNA 유전자를 정량적으로 분석하였다. 발효기간에 따른 미생물의 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Halomonadaceae과 미생물이 89.83%를 차지하였으며, 3주차 간장과 5주차 간장에서는 각각 14.46%, 13.78%로 나타나 매우 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 종 수준에서 미생물 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Chromohalobacter beijerinckii와 Chromohalobacter canadensis가 가장 우점하는 미생물로 나타났으나, 발효 3주차와 5주차 간장에서는 Bacillus subtilis, Pediococcus acidilactici, Enterococcus faecalis가 상대적으로 높은 비율로 우점하는 것으로 나타났다. 또한, 발효과정 중 우점 미생물의 분포 상관관계를 분석한 결과 Chromohalobacter는 Bacillus, Enterococcus와 음의 상관관계를 나타냈다. Beta-diversity 분석 결과 발효 1주차 간장의 미생물 군집은 발효 3주차, 5주차 간장의 미생물 군집과 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났으나, 발효 3주차 간장과 5주차 간장의 미생물 군집 사이에는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 간장 발효기간별 바이오 마커를 분석하기 위해 선형 판별 효과 크기 분석을 수행한 결과 호염성 미생물, Bacillus 속 미생물, 유산균의 상대적인 풍부도가 발효기간에 따른 미생물 군집 구조 차이에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 식품저장과 가공산업
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• 제7권2호
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• pp.2-2
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• 2008

발효는 인류의 역사와 함께 해 왔으며 과학 기술발전에 따라 자연 발효에서 관리하는 방법으로 급격히 변하고 있다. 발효는 미생물과 미생물이 생산한 효소의 작용으로 일어나는바 미생물 관리를 통하여 실로 다양한 제품 생산이 가능하고 역할의 범위도 지극히 넓다. 즉 원하는 최종 제품의 종류에 따라 미생물을 선택하거나 발효조건을 관리하여 목적 지향적 완제품 생산이 가능한 경우가 많다. 한국인의 식단을 이루는 기본은 각종 발효 제품을 근간으로 하는 조미료이며, 조미료에 따라 맛의 변화가 온다. 발효를 통하여 소화성의 증대, 비타민 등 새로운 미량물질의 생산, 풍미의 개선 혹은 새롭게 창조하거나 저장기간을 연장하기도 하며, 사용하는 원료와는 완전히 다른 신제품을 만들어 내기도 한다. 근래의 연구 결과들을 살펴보면 여러 기능성 물질이 발효를 통하여 생성되며 이들이 인체 내에서 긍정적 역활을 한다는 것이 밝혀지고 있다. 전통식품 중 발효식품은 가장 큰 비중을 차지하며 곡류 중심의 식단에 맛을 부여하여 먹는 즐거움을 주고 전망있는 다른 산업으로 발전 해 나갈 수 있는 특성이 있다. 발효식품은 다양한 원료를 사용 할 수 있고 원료에 따라 많은 서로 다른 제품생산이 가능하다. 우리나라에서 생산되는 주요 발효식품은 김치를 포함한 절임류, 곡물 또는 과실을 이용한 주류, 어류로 각종 젓갈을 만들 수 있으며 근래 수요가 늘고 있는 요구르트 등도 인기 있는 발효식품이다. 특히 발효식품에 관여하는 미생물들이 probiotic으로 작용하여 장내 미생물의 항산성 유지 및 유해 세균의 증식억제 등 긍정적 역할을 하며 우유 발효균으로 알려진 젖산균류 뿐만 아니라 다른 세균들도 probiotic으로 작용한다는 것이 밝혀지고 있으며, 특히 장류에 많이 관여하는 Bacillus 속 들의 긍정적 역할이 속속 알려지고 있다. 또한 발효를 통하여prebiotic도 만들어지는 것을 알 수 있다. 앞으로 발효식품의 기능성의 과학적 입증 발효의 과학적 관리, 제품의 다양화와 함께 안전성도 검토할 대상이다. 또한 심도있게 발효 관여 미생물을 탐색, 동동하고 발효기반의 이용확대, 맞춤형 특수 미생물의 탐색과 용도 확인 등 노력이 필요하다. 우리나라 전통식품 중 큰 비중을 차지하는 발효식품을 세계화하기 위해서는 건강기능성의 과학적 기반 구축과 전문 학술 활동을 통한 홍보, 현지 식품에 맞는 fusion food의 개발도 필요하다. 발효식품을 포함한 전통식품은 경제적 측면과 함께 문화적 가치가 동시에 고려되어야 하고 다문화 추세에 따라 유연성 있게 변화를 수용 할 필요도 있다. 전통 발효식품을 우리 식문화를 세계에 전파시키는 좋은 매체로 활용 할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.453-464
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• 2024

간장의 발효는 원재료인 메주와 천일염에서 천이된 미생물 군집에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 간장의 발효 고도화를 위하여 메주의 크기 변화가 간장의 미생물 군집에서 분포 변화와 분포 상관관계에 대하여 미치는 영향을 조사하였다. 메주를 전체, 삼등분하여 간장을 제조하였으며, 28일간 발효를 진행하면서 7일 간격으로 간장 시료를 수집하여 16S rRNA 유전자 기반의 미생물 군집 분석을 진행하였다. 속 수준에서 발효가 진행되면서 메주를 전체 사용하여 제조한 간장은 Chromohalobacter (7일), Pediococcus (14일), Bacillus (21일), Pediococcus (28일) 순으로, 메주를 삼등분하여 제조한 간장은 28일 연속으로 Pediococcus가 가장 우점하였다. 메주 크기를 달리한 간장들의 미생물 군집의 beta-diversity 분석 결과, 발효 7일 차와 14일 차에서 메주 크기를 달리하여 제조한 간장의 미생물 군집 분리가 유의미한 차이를 가진다고 보여주었으나 발효 21일 차와 28일 차에는 모든 실험구의 미생물 군집은 분리되지 않았다. 미생물 군집의 분리가 시각적으로 나타난 발효 7일 차와 14일 차에서 미생물 군집 차이를 부여하는 바이오마커를 조사하기 위해 선형 판별 효과 크기 분석을 수행하여 LDA size 별로 정렬하였으며, 발효 7일차에서는 Gammaproteobacteria, Firmicutes, Oceanospirillales, Halomonadaceae, Bacilli, Chromohalobacter 순으로 호염성 미생물군이, 발효 14일 차에서는 Pedioccoccus acidilactici, Lactobacillaceae, Pediococcus, Bacilli, Leuconostocaceae, Weissella 순으로 유산균군이 미생물 군집 차이를 나타내는 것으로 조사되었다. 또한 속과 종에 속하는 바이오마커 미생물군을 주요 미생물로 간주하여 상관관계를 분석한 결과, 메주 크기 별로 미생물군집 간 상관관계가 차이가 있으며, 이에 따라 메주 크기가 간장 내 미생물 간 상호작용에 영향을 미칠 수 있는 것을 확인하였다.

• 미생물과산업
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• 제16권2호
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• pp.26-33
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• 1990

유전공학 제품을 생산하기 까지에는 여러 공정개발 단계를 거쳐야 하는데 크게 나누어 유전자 재조합기술 개발단계와 생물공정기술 개발단계로 나눌 수 있다. 유전자 재조합 기술에 의해 얻어진 생산균주로부터 발효및 분리&정제공정을 거쳐 대량생산에 이르기까지 필요한 기술을 생물공정기술이라 일컫고 있는데 본고에서는 유전자재조합 미생물의 발효공정에 촛점을 맞추어 재조합 미생물의 재조합 단백질의 분비기술, 고정화재조합 미생물을 이용한 생산기술 및 고농도 배양기술 등 재조합 미생물 발효공정기술의 최근 연구동향에 대해서도 고찰해 보고자 한다.

• 미생물학회지
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• 제48권4호
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• pp.254-261
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• 2012

본 연구의 목적은 포도당을 자연의 저질기반 미생물연료전지에 주입할 경우 전기생산을 최적화하기 위한 것이며, 이 때 관련된 미생물의 군집을 분석하고 관련미생물의 역할을 검토하고자 하였다. 1,000 mg/L의 포도당이 주입되었을 때 생성되는 전류가 약 3배 가량 증가하였다. 이러한 증가는 주로 발효세균과 전기생성세균의 상호작용에 기인하는 것으로서, 이는 발효미생물에 의해 생성된 유기산이 전기생성 미생물에 의해서 분해되므로 유기산의 축적을 방지하여 되먹임저해(feedback inhibition) 현상을 감소 시키는데 그 원인이 있는 것으로 보인다. 반면, 더 높은 농도의 포도당이 주입되었을 시에는 전류가 떨어지거나 큰 증가가 일어나지 않았다. 만약 적절한 농도의 포도당이 주입될 시, 전기생성 미생물과 발효미생물이 동시에 포도당을 분해하면서 피드백을 제거하며 전류생성이 증가함을 알 수 있었다. 포도당을 토양에 주입하였을 시에 Clostridium sp.과 같은 발효미생물이 많이 나타났다. 포도당의 발효는 전기생성에 있어서 긍정적 영향과 부정적 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다. 즉 발효산물이 전기생성미생물에 의해서 분해되어서 사용된다면 전기생성이 증가한다. 하지만, 발효산물이 전기생성미생물에 의해서 분해되지 못한다면 여러 전기생성을 억제하는 화학적반응(pH 저하, 메탄생성, 유기산 축적 등)이 일어나고 미생물연료전지와 관계없는 미생물들이 주입된 유기물을 대부분 분해하여 전기생성이 저하될 수 있음이 밝혀졌다. 적절한 농도의 포도당 주입을 통한 발효세균(Clostridium sp. 등)과 전기발생균(Geobacter sp. 등)의 적절한 조합은 자연상태에서의 혼합미생물존재 환경에서의 전기생산을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제32권10호
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• pp.803-811
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• 2022

우리나라 전통 콩 발효식품은 탄수화물을 주식으로 하는 한국인의 식생활에 중요한 단백질 급원임에도 불구하고 콩 발효식품의 미생물 다양성과 군집 구조에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 16S rDNA 유전자 서열 분석 기반의 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 한국 전통 발효식품인 된장과 간장의 미생물 군집 구조를 밝히고자 하였다. Alpha-diversity 분석 결과 미생물 다양성 지표인 Shannon과 Simpson에서 된장과 간장의 미생물 다양성에 통계학적인 차이가 있는 것으로 나타났으나, 종 풍부도 지표인 ACE, CHAO, Jackknife에서는 차이가 없는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 분포 분석 결과 된장과 간장의 공통적인 우점균은 Firmicutes로 나타났으나, 속 수준에서의 미생물 분포를 분석한 결과 된장에서 Bacillus, Kroppenstedtia, Clostridium, Pseudomonas가 간장보다 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 간장에서는 Tetragenococcus, Chromhalobacter, Lentibacillus, Psychrobacter와 같은 호염성 또는 내염성 세균이 된장보다 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조에 통계학적인 차이가 있는지 확인하기 위해 paired-PERMANOVA 분석을 수행하였으며, 그 결과 통계학적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 된장과 간장의 미생물 군집구조 차이에 큰 영향을 미치는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Bacillus와 Tetragenococcus가 된장과 간장의 미생물 군집 구조에 차이를 나타내는 biomarker로 분석되었다.

• 미생물학회지
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• 제53권3호
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• pp.170-179
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• 2017

차는 세계적으로 인기있는 음료로 불발효차(녹차), 반발효차(우롱차), 완전발효차(홍차)와 흑차(미생물발효차 or 후발효차)를 포함하고 구분된다. 미생물발효차는 차나무(Camellia sinensis)의 잎을 미생물 발효과정을 통해 제조된다. 삼국시대부터 전해 내려온 청태전은 한국 남해안지역에서 제조되며 돈차 또는 떡차로 불리는 독창적인 한국의 미생물발효차이다. 본 연구에서는 청태전에 우점하는 미생물군집구조 분석을 위해 16S rRNA 유전자를 이용하였다. 청태전에 우점하는 미생물은 ${\gamma}$-proteobacteria에 속하는 Pantoea sp.와 Klebsiella oxytoca가 우점하였다. 미생물 군집크기 분석을 통해 청태전의 미생물 군집크기가 다른 미생물발효차와 비교해 가장 큰 것을 확인하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.10-10
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• 2018

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.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권4호
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• pp.691-702
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• 2023

본 연구에서는 고부가가치 오디 식초를 개발하기 위하여 식품 미생물인 효모와 초산균을 사용하여 오디를 발효하고, 품질의 표준화는 물론 우수한 생리기능성을 함께 갖춘 식초를 제조하고자 하였다. 오디의 최적 발효균주를 선발하기 위하여 균주를 달리하여 발효를 진행하고 품질 특성 및 생리활성을 측정하였으며, 오디 발효 시 알코올과 초산 생성능이 뛰어난 S. cerevisiae SRCM101756과 A. pasteurianus SRCM102419를 발효용 균주로 최종 선발하였다. 제조된 오디 와인에 선발된 초산균을 사용하여 오디 식초를 제조하고 품질 특성 및 생리활성을 분석하였다. 오디 식초는 발효 9일 차에 pH 2.98, 총산도 4.70%로 측정되었고, 𝛼-glucosidase 저해 활성은 100배 희석 시에 발효 전 13.22%에서 발효 후 19.19%로, 50배 희석 시에 발효 전 42.35%에서 발효 후 46.11%로 활성이 증가하는 것을 확인하였다. Angiotensin-converting enzyme 저해 활성을 측정한 결과, 25배 희석 시에 발효 전 44.82%에서 발효 후 63.88%로, 50배 희석 시에 발효 전 30.10%에서 발효 후 37.24%로 angiotensin-converting enzyme 저해 활성이 증가하였고, 발효 전에 비하여 발효 후 pancreatic lipase 저해 활성도 유의적으로 증가한 것으로 나타났다. 50배 희석 시료에서 발효 전 30.01%에서 발효 후 40.25%로, 25배 시료에서는 발효 전 42.51%에서 발효 후 55.33%로 그 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 토대로 오디식초는 식품미생물을 이용한 발효를 통하여 생리활성이 증진된 고부가가치 식품이며, 향후 다양한 소재로도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 미생물과산업
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• 제19권3호
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• pp.53-56
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• 1993

식물 발효식품은 발효대상이 되는 식물의 기능성에 발효미생물의 기능성, 또는 기타 발효산물의 기능성이 가미된 것으로 그 범위는 대단히 넓다. 그러나, 국내에 소개된 것은 복합야채를 착즙하여 mixed culture한 제품, 알로에즙을 이용한 발효제품, 각종 과육 및 야채의 혼합발효제품 등 10여가지 품목이 유통될 뿐이다. 이러한 시점에서 식물발효식품의 역사, 식물엑기스 발효식품의 영양학적 중요성, 각종 식물엑기스의 유용성분 및 앞으로의 가능성을 예측해 보고자 한다.