한국의 경기, 충청, 강원, 전라 및 경상도에서 각각 한개씩 취한 5개의 한국 재래식 메주의 발효 미생물을 분류 및 생태학적 견지에서 조사 연구한바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 발효 미생물중 molds는 메주 덩어리의 표면층의 부분에만 존재하며 그 종류는 잡다하여 주요 균종을 알아낼 수는 없었으나 본 실험에서는 3종의 Mucor, 2종의 Penicillium, 각 1종의 Scopulariosis 및 Aspergillus를 분리할 수 있었다. 2. 발효 미생물중 bacteria는 메주덩어리 전체에 골고루 조밀하게 분포되어 있었으며 특히 덩어리 내부에는 bacteria만이 존재하였다. Bacteria의 균종은 단순하여 Bacillus subtilis와 Bacillus pumilus가 한국 메주의 거의 전 bacteria군을 형성하고 있어 한국 메주의 발효 숙성은 bacteria군의 발효에 의한 것이 그 특색이 아닌가 생각되었다. 한국 메주에서는 그외에 Staphylococcus의 1종도 분리되었다. 3. 5개의 메주 시료중 2개의 메주 시료에서는 Rhodotorula flava 및 Torulopsis dattila의 2종의 yeasts가 분리되었으나 이들 yeasts가 메주의 발효 미생물군 형성에 괼요한 것인지의 여부는 아직 분명치 않았다. 4. 한국 재래식 메주는 그 부피의 약 1/2을 차지 하늘 덩어리의 표면층의 부분과 내부부분에있어서 발효 미생물의 생태가 다르며 따라서 이들 발효미생물에 의한 메주의 발효 숙성에 따른 화학적인 변화도 이 두 부분이 서로 상이하여 숙성된 메주는 그 질이 이 두 부분에 있어서 다르다고 인정되었다. 즉 메주의 외측부분은 견고하게 건조하여 삶은 콩이 그리 변질되지 않았으나 메주내부는 삶은콩이 세균에 의하 연하고 끈끈하고 암갈색으로 심하게 변하였다. 5. 한국 재래식 메주 5재 시료중 한개 시료에서만 Aspergillus oryzae가 분리되었으며 그 생육밀도도 ${\sim}10^4/g$의 희박한 것이고 또 이 mold가 자랄수 있는 것은 메주 덩어리의 표면 층 뿐이므로 한국재래식 메주에 있어서는 이 mold가 생산하는독소 aflatoxin은 일본식 메주의 경우처럼 심각한 문제가 되지는 않는다고 생각되었다.
식물세포의 세포질 $Ca^{2+}$ 이동과 관련된 $Ca^{2+}$ 수송 특성을 조사하기 위하여, 토마토 뿌리조직으로부터 마이크로솜을 분리하고, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 실험을 수행하였다. 반응용액에 P-type ATPase의 선택적 저해제인 1 mM vanadate와 액포막 $H^+-ATPase$의 선택적 저해제인 50 mM $NO_3^-$를 첨가하였을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 각각 20%와 33%가 저해되었고, 두 가지 저해제를 동시에 첨가하였을 때, 약 47%가 저해되었다. 이러한 저해효과의 특성을 밝히기 위하여 protonophore인 gramicidin을 처리하여 막을 경계로 형성된 $H^{+}$의 농도기울기를 감소시켰을 때, $^{45}Ca^{2+}$ 흡수는 30% 가량 저해되어, 토마토 뿌리조직 마이크로솜에 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재할 가능성을 확인하였다. Gramicidin의 저해효과는 vanadate에 의한 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수 저해 이후에도 대조실험과 같은 정도로 얻어져 vanadate의 저해효과와는 무관한 것이 확인되었다. 그러나, $NO_3^-$를 처리하여 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 저해시킨 후, gramicidin에 의한 추가저해는 거의 관측되지 않았다. 한편, 동물조직 ER/SR-type $Ca^{2+}-ATPase$의 선택적 저해제인 thapsigargin은 마이크로솜 $^{45}Ca^{2+}$ 흡수를 농도 의존적으로 저해하였으며, $10\;{\mu}M$ 농도에서 최대 저해효과를 나타냈다. Thapsigargin에 의한 저해효과는 $NO_3^-$를 사용하여 액포막 $H^{+}-ATPase$ 활성을 저해하였을 때와 gramicidin을 사용하였을 때, 현저하게 감소하였으며 , vanadate의 효과와는 무관하였다. 이러한 결과는 vanadate가 직접적으로 $Ca^{2+}-ATPase$를 저해하며, $NO_3^-$와 thapsigargin은 액포막에 위치한 $H^{+}-ATPase$의 활성을 저해하여 간접적으로 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter를 저해함을 의미한다. 결론적으로, 본 연구의 결과는 토마토 뿌리조직에 $Ca^{2+}$ 이동을 유발하는 주요 효소로서 $Ca^{2+}-ATPase$와 액포막 $Ca^{2+}/H^+$ antiporter가 존재함을 보여준다.
배추김치의 실제 유통온도조건$(0{\sim}l5^{\circ}C)$과 국제식품규격위원회(CODEX)에 제출된 염농도조건$(1.5{\sim}4.0%)$의 변화에 따른 김치의 발효특성을 반응표면분석법으로 조사하였다. 발효기간이 길어짐에 따라서 김치의 pH는 감소한 반면 산도는 증가하였다. 발효온도가 높아짐에 따라서 pH및 산도의 감소 및 증가 속도가 높아졌으며, $0{\sim}5^{\circ}C$구간에서는 24일이 지난 후에도 최적 pH인 4.2에 도달하지 못한 반면 $5{\sim}15^{\circ}C$구간에서는 $14{\sim}24$일만에 도달하였다. 소금농도가 증가할수록 pH 감소속도는 낮았으며 발효초기보다 발효말기에 효과가 컸다. $0^{\circ}C$에서 24일이 지난 후에도 산도는 $0.35{\sim}0.43%$ 수준이었지만, $15^{\circ}C$에서는 8일만에 적정산도인 0.75%를 넘어섰다. 소금농도 증가에 따른 산도증가의 억제효과는 $15^{\circ}C$보다는 $0^{\circ}C$에서 뚜렷하게 나타났다. 김치의 pH와 산도에 미치는 영향 정도는 발효기간, 발효온도, 소금농도 순서로 나타났다. 이차다항회귀곡선식에서 pH와 산도 모두 높은 적합도$(r^{2}>0.9276)$를 나타내었으며 일차다항회귀가 결정계수를 주도하였다. 적정 가식기간인 산도 $0.40{\sim}0.75%$를 기준으로 2.75%의 소금농도 배추김치의 경우 $15^{\circ}C$, $10^{\circ}C$ 및 $5^{\circ}C$에서 각각 4일, 10일 및 18일로 나타났으며, $5^{\circ}C$의 발효 온도에서는 소금농도가 1.50%에서 4.00%로 증가함에 따라 14일에서 19일로 적정 가식기간이 길어졌다.
사과 착즙액을 효모를 이용하여 발효시키는 과정에서 사과주의 발효패턴을 관찰하였으며 숙성과정 및 한외여과에 따른 미생물학적 변화와 이화학적 특성을 조사하였다. 사과 착즙액을 Saccharomyces cerevisiae KCCM 12224를 사용하여 $25^{\circ}C$에서 14일간 발효시킨 후 $15^{\circ}C$에서 14주간 숙성시킨 결과 발효기간 중 총세균과 효모는 각각 $1.4{\times}10^3$ CFU/ml, $4.3{\times}10^4$ CFU/ml에서 $2.8{\times}10^6$ CFU/ml, $1.2{\times}10^7$ CFU/ml로 증가하였다. 숙성과정을 거친 후에는 총세균수는 $10{\times}10^5$ CFU/ml로, 효모수는 $1.2{\times}10^4$ CFU/ml로 감소하였다. 발효기간 중 당도는 $20.0^{\circ}Brix$에서 $8.5^{\circ}Brix$로, 환원당은 9.66%에서 6.44%로 감소한 반면, 알코올 함량은 7.0%로, 산도는 0.19%에서 0.24%로 증가하였다. 14주 동안 숙성하였을 때 pH, 산도, 당도는 큰 변화를 보이지 않은 반면, 환원당과 고형물 함량은 감소하였고 알코올 함량은 11.8%까지 증가하였다. 사과주를 $0.45\;{\mu}m$ nitrocellulose 미세여과막을 이용하여 여과한 후 재질과 공경이 서로 다른 한외여과막을 사용하여 한외여과한 결과 Biomax 100k 막의 초기 $flux(121.2\;liter/m^2/h)$와 평균 flux가 사용한 한외여과막 중에서 가장 높았다. 한외여과에 의해 사과주 내에 존재하는 미생물은 완벽하게 제거되었으며 탁도와 고형물 함량은 감소하였으나 그 이외의 이화학적 특성은 변화하지 않았다. 사과주를 $15^{\circ}C$에서 6주간 저장하였을 경우 저장기간동안 미생물이 전혀 검출되지 않았으며 이화학적 특성도 변화하지 않았다.
본 연구는 혼합이온교환수지 캡슐이 수질 모니터링 도구로 활용가능한지를 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 수지의 질소$(NH_4\;^+-N,\;NO_3\;^--N)$와 인산$(PO_4\;^{3-}-P)$에 대한 물리적, 화학적 반응 특성을 구명하고, 현장적용시험을 수행하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 수지의 이온 흡착량은 감소하였으며, 이온 종류에 따른 흡착량은 $NO_3\;^--N\;>\;NH_4\;^+-N\;>\;PO_4\;^{3-}-P$ 순으로 나타나 수지의 흡착 선택성과 일치하였다. 온도와 시간에 따른 이온의 농도 변화를 일차반응속도모델에 적용하였을 때, 반응비상수$({\kappa})$는 반응온도가 증가함에 따라 증가하였고, 이온의 농도가 증가함에 따라 증가하였다. 온도가 증가함에 따라 ${\Delta}H^{o\ddag}$값과 ${\Delta}G^{o\ddag}$값은 증가하였으나, $E_a$값과 ${\Delta}S^{o\ddag}$값은 감소하여 열역학 이론과 일치하였다. $E_a$는 $155.38{\sim}682.89\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}H^{o\ddag}$는 $153.03{\sim}680.54\;kJ{\cdot}mol^{-1},\;{\Delta}S^{o\ddag}$는 $525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1},\;K^{-1}\;{\Delta}G^{o\ddag}$는 $525.02{\sim}610.99\;J{\cdot}mol^{-1}$의 범위를 나타냈다. 현장적용시험에서 삽입시간과 수지흡착량의 관계는 Langmuir 형태를 따랐으며, 질소는 24시간 경과 후, 인산은 8시간 후에 의사평형에 도달하였다. 따라서 현장에서의 최대 삽입시간은 인산의 평형 도달시간과 하천 내 인산 농도에 의해 결정될 것으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 이온교환수지를 수질 중 질소와 인의 모니터링 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 실제 현장에 활용하기 위해서는 온도, 유속, 삽입시간 등의 인자와 하천수 내 이온조성과의 상관관계에 대한 규명과 경험상수의 도출이 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 장기능 개선 및 변비 질환의 예방 및 치료에 효과적인 천연 식품인 무(Raphanuse sativa var. nigra L.)로부터 추출, 정제된 조성물, 보다 상세하게는 무의 물 추출물에서 정제 분획된 분자량 3-10 kDa가 주성분으로 장기능 및 변비 질환의 개선 효과를 가지는 조성물에 관한 것이다. 무의 물 추출물을 Balb/c mice를 이용한 활성탄 식이의 장 이동 효과와 SD rats를 이용한 loperamide-induced constipation method에 의한 항변비 효과를 검색하였다. 또한 항변비 효과 검색을 종료한 후, 희생한 횐쥐의 대장관 내 점액질 분비 효과를 조사하였다. 특히, 대장에 많이 존재하는 MUC2 분비 효과를 알아보고자 하였다. 무의 물 추출물은 식수만 투여한 대조군에 비해 용량에 비례해서 활성탄 식이의 장 이동 효과가 현저하게 증가되었고, 다양한 용매 분획에서는 무의 물 분획이 가장 큰 장 이동 효과를 나타내어, 물 분획이 장 이동을 촉진시키는 활성 물질이 가장 많이 함유된 분획으로 확인할 수 있었다. 또한 물 분획을 분자량 크기로 3 kDa 이하, 3-10 kDa, 10-300 kDa, 300 kDa 이상의 4가지 세 분획으로 나누어 활성탄 식이의 장이동 효과를 조사한 결과, 이들 세 분획중에서 3-10 kDa의 분자량을 가진 분획이 주요 구성 물질로 장 이동 촉진 효과를 보였다. Loperamide를 이용해 3-10 kDa의 변비해소 작용을 알아 본 결과에서도 무 물세분획(3-10 kDa) 투여로 변비 유발기간 내내 변량이 증가되었으며, 변비 유발군에 비해, 사료 섭취량의 증가는 변비 유발 물질인 loperamide를 계속 섭취함에도 불구하고 변비가 해소되고 있음을 확인할 수 있었다. 무 물세분획(3-10 kDa)의 대장관내 점액질의 분비에 미치는 영향을 조사한 결과에서도, 대장관 내 변의 개수가 정상군과 거의 같은 수준의 변 개수가 관찰되어 배변촉진 효과가 확인 되었고, 항체(Biogenex AM358)를 사용하여 면역조직 화학법으로 MUC2 관찰시, 변비 유발군에서는 MUC2로 염색된 세포가 현저하계 감소되나, 무 물세분획(3-l0 kDa) 투여시 뚜렷하게 MUC2 염색이 증가되었다.
일당(日當) PMA $30{\gamma}$제I군(第I群), $3{\gamma}$제II군(第II群),그리고 $0.3{\gamma}$제III군(第III群)씩 90 일간(日間) 투여(投與)한 가토(家兎)에 있어서, 주요(主要) 장기(臟器)에 일어난 병리조직학적변화(病理組織學的變化)와 배설물(排泄物) 및 간장중(肝臟中)의 수은함유량(水銀含有量) 분석결과(分析結果)는 다음과 같다. 1. 신장(腎臟) : 제I군(第I群)에 있어서는 근위곡뇨세관상피세포(近位曲尿細管上皮細胞)에 심(甚)한 공포형성(空胞形成)과 혼탁종창(混濁腫脹)이 있었고, 근위직뇨세관상피세포(近位直尿細管上皮細胞)에 심(甚)한 혼탁종창(混濁腫脹) 및 응고괴사(凝固壞死)가 있었다. 또한 다수(多數)의 초자양원주(硝子樣圓柱)를 집합관내(集合管內)에서 볼수 있다. 제II군(第II群)에있어서나 위곡뇨세관상피세포(爲曲尿細管上皮細胞)에 중정도(中程度)의 공포형성(空胞形成) 및 혼탁종창((混濁腫脹)이있었고, 근위직뇨세관상피세포(近位直尿細管上皮細胞)에 중정도(中程度)의 혼탁혼탁종창(混濁混濁腫脹) 및 응고괴사(凝固壞死)가 있었다. 집합관내(集合管內)에는 소수(少數)의 초자양원주(硝子樣圓柱)가 있었다. 제II군(第II群)에 있어서는 근위곡세뇨관(近位曲細尿管) 및 근위직세뇨관상피세포(近位直尿細管上皮細胞)에 경도(輕度)의 혼탁종창(混濁腫脹)만을 보였다. 2. 간장(肝臟): 제I군(第I群)에 있어서, 간소엽(肝小葉)은 중심(中心)으로 혼탁종창(混濁腫脹), 지방변화(脂肪變化) 및 응고괴사(凝固壞死)를 보였고, 간세포색(肝細胞索)의 해리(解離)가 있었다. 제II군(第II群)에 있어서는 간소엽(肝小葉)은 간세포색(簡細胞索)의 정상구조(正常構造)를 유지(維持)하면서 활발(活潑)한 간세포증생(肝細胞增生)을 보였다. 제III군(第III群)의 간장조직(肝臟組織)은 병리학적변화(病理學的變化)를 보이지 않았다. 3. 비장(脾臟): 제I군(第I群)에있어서 혈철소(血鐵素)의 침착(沈着)이 현저(顯著)하였고 제II군(第II群)에서는 소량(小量)의 혈철소침착(血鐵素沈着)을 보였다. 제III군(第III群)에서는 별(別)다른 병리학적소견(病理學的所見)이 없었다. 4. 부신(副腎), 결장(結腸) 및 심장(心臟)은 각군(各群)에 있어서 아무런 병리적변화(病理的變化)를 보이지 안항T다. 5. 배설물중(排泄物中)의 수은함유량(水銀含有量)은 제I군(第I群)에 있어서는 총급여수은량(總給與水銀量) 0.45g에 대(對)해서 약(約) 76.5%가 배설(排泄)되었고 제II군(第II群)에 있어서는 85.44%, 제(第)III에 있어서는 79.89%가 각각(各各) 배설(排泄)되었다. 6. 간장중(肝臟中)의 수은함유량(水銀含有量)을 보면 제I군(第I群)에서 0.0348 g, 제II군(第II群)에서는 0.00378 g, 그리고 제III군(第III群)에서 0.00066 g이었다. 7. 일반적(一般的)으로 수은(水銀) 투여량(投與量)이 많으면 많을수록간장(肝臟)에서의 수은(水銀) 축적농도(蓄積濃度)가 높으나 총투여량(總投與量)에 대(對)한 축적량(蓄積量)은 이와 반대(反對)의 경향(傾向)을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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