전분자원의 효율적 이용을 위한 방법의 일환으로 자연으로부터 전분이용성 효모를 분리동정 하였고, 이 효모와 S. cerevi siae의 단상체 영양요구성 변이ㆍ주의 개발을 시도하였다. 분리선발된 전분이용성 효모는 형태학적, 배양적 및 생리학적 특성을 구명한 결과 Hansenula anomala var. anomala로 동정되었다. 단상체 영양요구성 변이주를 개발하기 위하여, H. anomala var. anomala FRI YO -32와 S. cerevisiae을 sporulation시켜 단포자분리에 의하여 단상체 균주를 분리하였으며, EMS나 MNNG을 사용하여 영양 요구성 및 canavanine내성 변이주를 선발하였다.
이미 발표한 바와 같이 사과산을 강력히 분해하는 Schizosacharomyces japonicus var. japonicus를 과실주에 직접 적용하기 위한 기초적 자료를 얻고자 하여 양조학적 성질을 검토한 바를 보고하고자 한다. 사과산의 정량은 paper chromatograohy에 의하여 발색시킨 사과산의 spot를 Goodban의 방법에 의하여 비색 정량하였다. 본 공시균은 pH 4.2~4.8, 알코올 12% 이하, $SO_2는$ 150ppm 이하, $Mn^{2+}$ 은 $MnSO_4$ 로서 0.01% 이하의 농도에서 양호한 Maloalcohol 발효를 유도하였다. 더욱 공시균은 7.5%의 알코올을 생성시켰다. 당류의 첨가는 Maloalcohol 발효를 저해하였으며 정치 배양과 진탕 배양과의 차이점은 거의 인정할 수 없으나 공시균의 생육은 진탕 배양하므로 촉진되었다. 0.3%의 사과산을 $30^{\circ}C에서$ 정치 배양하므로 배양 6일로서 완전히 분해하였다.
생균제로 새로이 개발된 효모인 Pichia amomala를 대량 생산하기 위한 배양 실험으로 가격이 저렴하고 균주 생육에 적절한 질소원으로의 CSL 실험을 실시한 결과 Yeast extract 에 비해 보다 우수한 생육을 보였고 , CSL 을 이용한 3ton fermenter 에서의 batch 실험결과 최대 OD 58까지 배양되었고 , batch 배양시 harvest 시점은 가장 많은 viale cell 을 얻을 수 있는 시점인 배양 후 20 시간으로 결정되었다 . 또한 원심분리후 동결건조시 안정제에 따fms 동결건조시의 생존에 대한 실험을 실시한 결과 skim milk 2%, scrose 2% 에서 가장많은 생균수를 얻을 수 있었다.
지방친화성 진균인 M. pachydermatis가 두 마리의 수캐에서 피부병의 원인균으로 증명되었다. 두 마리의 환축에서 흥반, 인설, 탈모 등이 여러 부위에서 발생하였으며, 광역항생물질과 코르티코스테로이드의 45일간 투여에 대해 아무런 임상적 반응을 나타내지 않았다. 발아를 나타내는 난원형 내지 원주형의 효모균이 KOH 및 PHOL 방법에 의해 환축의 피부병변으로부터 다수 증명되었고, 이들은 형태학적으로 M. pachydermatis와 일치하였다. 두 환축의 피부 병변부위 시료를 chloramphenicol을 첨가한 %37{\diamond}C$의 Saubouraud dextrose agar에 배양하면 이 진균이 반복하여 배양되었다. ketoconazole의 경구투여와 sulphur lime의 국소적용에는 치료반응을 잘 나타내었다.
본 연구는 효모를 동정하는 방법으로서 각 효모의 단백질 조성 차이와 이들 단백질의 면역학적 특성에 의한 새로운 동정법을 개발하고자 하였다. S. cerevisiae, C. utilis, C. tropicalis, K. fragilis 의 4가지 효모를 배양하여 세포를 파괴시킨 다음 가용성 단백질과 막 단백질을 분리 추출하였다. 4종 효모의 가용성 단백질과 막 단백질의 조성은 SDS-polyacrylamide gel electrophoresis를 실시 비교하였다. S. cerevisiae와 C. utilis 는 전기영동 pattern상 유사하였고 이들은 쉽게 C. tropicalis, K. fragilis 로부터 구별이 가능하였다. 또한 4종 효모의 가용성 단백질과 막 단백질을 토끼에게 주사하여 각각에 대응하는 항체를 만든 후 Ouchterlony double immunodiffusion을 실시하여 형성된 precipitin line에 의한 효모의 동정을 수행하였다. 면역학적으로도 S. cerevisiae와 C. utillis의 유사성이 증명되었고 이들은 C. tropicalis, K. fragilis 와 상이함이 관찰되었다.
본 연구는 효모의 killer toxin을 포도주 발효효모에 도입시켜 발효중 다른 야생효모의 생육을 억제함으로서 starter를 절감하고 발효기간을 단축시키는 보다 효율적인 발효균주를 개발하기 위하여 수행되었다. 포도주 효모 Saccharomyces cerevisiae M524 균주에 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine을 처리하여 3종의 영양요구 변이주$CHM2(thr^-),\;CHM3(asp^-),\;CHM6(tyr^-)$를 만들었고, 이 변이주 각각을 killer 효모인 S. cerevisiae 1368R $({\alpha}\;his\;4\;kar\;1-1[kil-K][K_0]$, respiratory deficient)과 세포융합시켜 4종의 융합주 $CHF21(thr^-kil^+)\;CHF22(thr^-\;kil^+)\;CHF31(asp^-\;kil^+)\;CHF61\;(tyr^-\;kil^+)$을 만들었다. 이중 CHF31 융합주를 killer 효모 1368R과 killer 감수성 효모 S. cerevisiae $5{\times}47$에 각각 혼합 배양한 바 CHF31이 killer로서의 특성과 모균주에 못지 않은 ethanol 생성능을 지녔음이 확인되었다.
효모(Saccharomyces cerevisiae)제품의 첨가가 육계의 생산성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 Arbor Acres종으로 2차에 걸친 사양시험을 실시하였다. 실험 1은 육계 숫 병아리 200수를 무첨가 대조구, yeast culture 0.25%구(YC-0.25%) 및 2.5%구(YC-2.5%), 활성효모 0.05%구(LY-0.05%) 및 0.1%구(LY-0.1%)의 5처리에 4반복으로 반복당 10수씩 battery에 완전임의배치하여 6주간의 사양시험을 실시하였다. 실험 2는 육계 감별추 암, 수 각 120수씩을 성별로 무첨가대조구, 후기(4~6주)에만 0.1% 활성효모첨가구 그리고 전기간 0.1% 활성효모첨가구를 2$\times$3 요인 배치하고 각 처리당 4반복, 반복당 10수씩 공시하여 7주간 사양하였다 실험 1의 결과는 증체율과 사료섭취량 및 폐사율에 있어서 처리간에 유의한 차이가 없었으나 YC-0.25%와 LY-0.1%가 대조구나 타처리구에 비해 3주 이후부터 증체율이 높아지는 경향이 있었다. 사료효율은 LY-0.05%가 대조구, YC-0.25% 및 LY-0 1%에 비해 유의하게 낮았다. 영양소 이용율은 처러간에 유의한 차이가 없었으나 Ca 및 P의 이용율은 첨가구들이 대조구에 비하여 높은 경향을 보여주었다. 소장내의 미생물총균은 Lactobacilli spp., Streptococcus spp. 그리고 yeast 수는 첨가구들에서 높고 Coliforms세균수는 대조구에서 높은 경향을 보였다. 실험 2의 결과는 사료, 성별, 사료$\times$성별 상호작용이 증체량에 모두 유의한 영향을 미쳤는데 특히 숫 육계에서는 활성효모를 전기간 첨가한 구가 증체량이 가장 높은 반면 암 육계에서는 후기만 첨가한 구가 가장 높았다 사료섭취량과 폐사율은 숫 육계가 유의하게 높았으며 사료효율은 사료$\times$성별 상호작용이 유의하여 숫 육계에서는 활성효모 전기간 첨가구가 그리고 암 육계에서는 후기만 첨가한 구가 가장 높았다. 영양소 이용율에 있어서 숫 육계는 암 육계보다 건물, Ca및 P의 이용율이 유의하게 높았고 활성효모 첨가구들은 Ca및 P의 이용율이 대조구에 비하여 유의하게 높았다. 근위, 소장 상, 하부 및 맹장의 세균수를 조사한 결과 Lactobacillus spp.와 yeast는 소장 상, 하부 그리고 Streptococcus spp는 소장과 맹장에서 활성효모첨가구가 대조구에 비하여 높은 경향이 있었으며 Coliforms 세균수는 소장 상, 하부에서 대조구가 첨가구보다 높은 경향이 있었다. 또한 소장의 pH는 활성효모첨가구들이 대조구에 비하여 높은 경향이 있었다.
포도당과 자일로스는 자연계에서 가장 풍부한 물질이며 이들은 효모에 의해 에탄올로 전환될 수 있다. 본 연구에서는 Saccharomyces cerevisiae와 Pichia stipitis을 이용하여 분리배양, 공동배양 그리고 순차배양 등의 조합을 통해 가장 효과적인 발효의 방법을 찾고자 하였다. 분리배양에서 S. cerevisiae은 29.4 g/l의 포도당을 발효하여 14.5 g/l의 에탄올을 생산한 반면에 자일로스를 이용하지 못했다. 그렇지만 P. stipitis은 포도당뿐만 아니라 자일로스도 분해하여 각각 포도당 29.4 g/l로부터 11.9 g/l의 에탄올을, 자일로스 29.0 g/l로부터 11.6 g/l의 에탄올을 생산하였다. 포도당과 자일로스 혼합배양에서, S. cerevisiae은 13.4 g/l의 에탄올을 생산한 반면에 P. stipitis은 21.1 g/l의 에탄올을 생산하였다. 공동배양과 순차배양에서, 공동배양이 18.6 g/l, 순차배양이 12.4 g/l의 에탄올을 생산하여 공동배양이 더 효과적인 것으로 나타났다. 두 효모의 생장에서 영양분의 효과를 보기 위해 yeast nitrogen base (YNB)을 S. cerevisiae가 포도당을 소모한 시점에 첨가하니 자일로스의 소비량과 미생물의 성장이 증가하였고 54.6 g/l의 당 혼합배양액에서 22.5 g/l의 에탄올을 생산하여 0.41 g/g의 수득율을 나타내었다.
연안해역에서 분리된 해양효모 중 불포화 지방산을 함유한 두 종의 해양효모를 선정하여 물벼룩인 Moina macrocopna에 먹이로 투여하여 먹이의 유효성과 먹이의 선호도를 방사성 안전 동위원소를 사용하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 두 종의 해양효모 Debaryomyces sp. Y-14는 전체 지방산 중 Docosahexaenoic acid (DHA)가 3.6%이고 총 아미노산 함량이 34.9%이며, Candida sp. Y-16는 지방산중 Eicosa pentaenoic acid (EPA)가 0.4%이고 총 아미노산이 46.2%였다. 2. Debaryomyces sp. Y-14로 배양한 M. macrocopa는 전체 지방산 함량 중 DHA가 5.5%, 총 아미노산 함량이 49.2%이고, Candida sp. Y-16으로 배양한 M. macrocopa는 전체 지방산 함량 중 EPA가 2.1%, DHA가 0.6%이고 총 아미노산 함량은 30.3% 였다. 3. 탄소안정 동위원소(${\delta}^{13}C$)는 Debaromyces sp. Y-14는 $-11.5\%_{\circ}$이고 Candida sp. Y-16은 $-10.1\%_{\circ}$이고 대조구인 Erythrobacter sp. $S{\pi}-1$은 $-24.1\%_{\circ}$로 약 $14\%_{\circ}$정도의 차이를 보였다. 4. 해양효모를 M. macrocopa에 먹이로 투여했을 때 ${\delta}^{13}C$값은 $-10.9\%_{\circ}$, Erythrobacter sp. $S{\pi}-1$을 먹이로 투여한 경우는 $-21.8\%_{\circ}$였다. 5. M. macrocopa의 생체내 탄소의 회전율은 실험초기에는 $-15\%_{\circ}$와 $-13\%_{\circ}$였지만 Erythrobacter sp. $S{\pi}-1$으로 바꾸어 20일 정도 배양한 결과 $-19\%_{\circ}$로 안정화되는 경향이 있었다. 6. 먹이의 선호도는 배양 4일부터 M. macrocopa 생체내의 ${\delta}^{13}C$값이 $-13\%_{\circ}$에서 $-10\%_{\circ}$사이의 범위로 나타나 해양효모에 가까운 값으로 대조구인 Erythrobacter sp. $S{\pi}-1$보다 선호하는 것으로 나타났다.
값싼 전분질 원료로부터 직접 균체생산을 목적으로 화성군 반월면 근교의 퇴비 및 토양 등 전분질 시료에서 전분을 직접 자화하여 균체를 상당량 생산하는 전분 이용성 효모 1주를 분리하고 동정하였다. 이 효모의 형태적 배양적 및 생리적 특성을 구명한 결과 Sporobolomyces holsaticus로 동정되었다. 이 효모는 가용성 전분이나 이눌린 같은 다당류에서 이당류나 단당류에서보다 최대 균체량 및 비성장속도가 컸으며 균체성분은 조단백 45.2%, 조지방 15.9%, 회분 9.2%이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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