Anaerobic reductive dehalogenation of perchloroethene (PCE) was studied with lactate as the electron donor in a continuously stirred tank reactor (CSTR) inoculated with a mixed culture previously shown to dehalogenate vinyl chloride (VC). cis-1,2- dichloroethene (cDCE) was the dominant intermediate at relatively long cell retention times (>56 days) and the electron acceptor to electron donor molar ratio (PCE:lactate) of 1:2. cDCE was transformed to VC completely at the PCE to lactate molar ratio of 1:4, and the final products of PCE dehalogenation were VC (80%) and ethene (20%). VC dehalogenation was inhibited by cDCE dehalogenation. Propionate produced from the fermentation of lactate might be used as electron donor for the dehalogenation. Batch experiments were performed to evaluate the effects of increased hydrogen, VC, and trichloroethene (TCE) on VC dehalogenation which is the rate-limiting step in PCE dehalogenation The addition of TCE increased the VC dehalogenaiton rate more than an increase in the $H_2$ concentration, which suggests that the introduction of TCE induces the production of an enzyme that can comtabolize VC.
갯벌 퇴적물에서 분리한 미생물(Haejae-1)을 이용하여 혐기성 및 호기성 조건 하에서 신예미 자철광으로부터 철 침출 및 침출된 철의 생광화작용에 따른 2차 광물의 형성을 연구하였다. 침출에 사용한 미생물은 Haejae-1 (Shewanella sp.)을 이용하였으며 자철광(자철광 : 미생물 성장 배지 = 100 : 1)과 글루코스(10 mM)를 주입한 후 호기성과 혐기성 조건하에서 1개월간 상온에서 실험을 실시하였다. 미생물의 성장 동안 자철광으로부터 침출된 철과 망간의 농도를 ICP-AES를 이용하여 분석하였다. 미생물의 성장과 철의 침출기간 동안 미생물 성장 배지의 열역학적 조건 변화를 알아보기 위하여 미생물 성장 배지의 Eh와 pH를 혐기성 조건하에서 측정하였다. 자철광으로부터 미생물의 성장과 철의 침출, 그리고 자철광의 광물조성 변화 및 2차 광물의 형성을 알아보기 위하여 핀-선 회절분석(XRD), 그리고 SEM-EDX 분석을 실시하였다. XRD 분석결과에 따르면 신예미 자철광의 주 구성광물은 자철석으로 이루어져 있었다. 자철석이 주 구성광물인 신예미 자철광을 이용하여 1개월 동안 미생물에 의한 금속이온의 침출 실험을 실시한 후 호기성에서 15 mg/L의 철(total Fe)과 3.41 mg/L의 망간이 침출 되었으며, 혐기성에서는 32.8 mg/L의 철(total Fe)과 5.23 mg/L의 망간이 침출되었다. 이는 철 환원 미생물이 활동하였기 때문으로 사료된다. 호기성과 혐기성에서의 미생물의 활동에 따른 pH와 Eh의 변화를 측정한 결과, 호기성 조건 하에서는 Eh는 +144.9 mV에서 -331.7 mV로 변화되었으며 pH는 8.3 에서 7.2로 감소하였다. 혐기성 조건하에서 Eh는 -2.3 mV에서 -494.6 mV로 변화되었으며 pH는 8.2에서 7.0으로 감소하였다. Eh의 변화는 미생물에 위한 글루코스의 산화에 따른 전자의 방출에 따른 결과로 사료되며, pH의 감소는 글루코스의 산화에 따른 유기산의 생성에 기인한 것으로 사료된다.
Two experiments were conducted to evaluate multi-microbe submerged liquid (SLF) and solid substrate (SSF) fermented probiotic products in broilers. The SLF and SSF probiotics were comprised of Lactobacillus acidophilus ($1.1{\times}10^9$ and $4{\times}10^8$ cfu/g), Bacillus subtilis ($1.1{\times}10^9$ and $4{\times}10^9$ cfu/g), Saccharomyces cerevisiae ($1.5{\times}10^7$ and $1.0{\times}10^4$ cfu/g) and Aspergillus oryzae ($2.6{\times}10^7$ and $4.3{\times}10^7$ cfu/g), respectively. In Exp. 1, 640 day-old Ross chicks were allotted to 4 treatments, each comprising 4 replicates (40 chicks/replicate). The basal diet was prepared without any antimicrobials (negative control, NC), and 20 mg/kg avilamycin (positive control, PC), 0.3% SLF and 0.3% SSF probiotics were added to the basal diets as treatments. Birds fed PC and SSF diets showed improved (p<0.001) overall weight gain and F/G than birds fed NC and SLF diets; whereas, birds fed SLF diet had better weight gain and F/G than birds fed NC diet. Retention of CP was higher (p<0.05) in birds fed the SSF diet than birds fed PC, SLF and NC diets. Birds fed the SLF diet tended to have higher (p<0.10) cecal total anaerobic bacteria than birds fed PC and NC diets; whereas, lesser cecal coliforms were noticed in birds fed PC, SLF and SSF diets than birds fed the NC diet. In Exp. 2, 640 day-old Ross chicks were randomly allotted to 4 treatments in a $2{\times}2$ factorial arrangement. Each treatment had 4 replicates (40 chicks/replicate). Two different multi-microbe probiotic products (0.3% SLF or SSF) each with two different antibiotics (10 mg/kg colistin, or 20 mg/kg avilamycin) were used as dietary treatments. Birds fed the SSF diet had greater weight gain (p<0.001), better F/G (p<0.05), greater retention of energy (p<0.001) and protein (p<0.05), and lesser cecal Clostridium (d 35) than birds fed SLF diet. Birds fed the colistin-supplemented diet had less (p<0.01) cecal coliforms when compared with birds fed the avilamycin diet. Additionally, birds fed the avilamycin diet had greater energy retention (p<0.05) than birds fed the colistin diet. Thus, the results of this study suggest the multi-microbe probiotic product prepared by a solid substrate fermentation method to be superior to the probiotic product prepared by submerged liquid fermentation; moreover, feeding of probiotics with different antibiotics did not elicit any interaction effect between probiotic and antibiotic.
요구르트는 유산균을 이용하여 제조한 대표적인 유발효식품이다. 국내 유통되고 있는 요구르트는 약 30개의 업체에서 생산되고 있으며, 최근 당 저감화 정책 실시로 저당제품이 출시되고 있다. 본 연구는 국내 시판되고 있는 액상타입의 요구르트를 수집하여 제품의 일반적인 특성을 조사하였고, pH, 산도, 당도, 점도, 호기성 혐기성 유산균수를 측정하여 기초자료로 사용하고자 하였다. 탈지분유(97%) 및 원유(57%)가 주된 원료로 높은 빈도로 사용되고 있으며, 발효스타터는 요구르트에 100% 이용되고 있으며 주로 수입균주가 이용되고 있다. 당은 sucrose, oligosaccharide, xylitol이 첨가되었고, 그 외 구연산, vitamin C, gum류 등이 요구르트의 기능성과 물성 등을 개선하고자 하는 부원료로 사용되고 있는 것을 확인하였다. 30종의 요구르트의 품질특성을 분석한 결과 pH는 3.6-4.6, 당도는 7.4-21.2%, 총산도는 0.4-0.9%, 호기성 유산균수 7.2-11.3 log CFU/mL, 혐기성 유산균수는 8.0-11.5 log CFU/mL로 분석되었다. 본 연구에서 도출된 시판 액상타입 요구르트의 품질분석 결과는 다양한 소재를 접목한 요구르트 개발의 품질규격설정의 기초자료로 유용 할 것으로 사료된다.
아산화질소($N_2O$)가 원예 작물의 저장 중 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 9월 하순에 수확된 '장호원 황도' 복숭아를 대상으로 연구를 수행하였다. $N_2O$ 처리는 70% $N_2O$ + 20% $O_2$ + 10% air, 80% $N_2O$ + 20% $O_2$, 그리고 90% $N_2O$ + 10% $O_2$의 3가지 농도로 48시간 동안 처리하였으며 처리 후 $15^{\circ}C$에서 저장하였다. 경도와 당도의 변화는 air(대조구) 및 $N_2O$ 처리간 뚜렷한 차이가 없었으나, 외관 변화 및 식미에 있어서는 80% $N_2O$를 48시간 동안 처리한 것이 처리하지 않았을 때보다 뚜렷한 품질 유지 효과를 보였다. 90% $N_2O$를 처리하였을 때에는 산소 부족으로 인한 발효로 중량 감소와 식미가 오히려 악화되는 양상을 나타내었다. 복숭아의 주된 부패 원인이 되는 잿빛곰팡이(Botrytis cinerea)를 분리하여 80% $N_2O$를 처리하였을 때 air에 비해 곰팡이 성장이 12일까지 약 80% 억제되었다. 복숭아의 타박상이 생긴 부분의 갈변 방지 억제 효과를 알아보기 위해 80% $N_2O$를 처리하고 타박상을 입혔을 때에, 타박상 부분의 갈변이 air에 비해 억제되었으며, 과실로부터 추출한 polyphenol oxidase(PPO)에 80% $N_2O$를 처리한 결과 PPO의 활성이 80% 이상 억제되었다. 80% $N_2O$ 처리는 복숭아 저장 중 식미를 유지시키고, 부패와 타박상에 의한 연화 및 갈변을 억제하는 것으로 품질을 유지시켜 저장 기간을 연장시킬 수 있었다.
시금장 메주는 보리등겨를 도우넛형태로 반든 후 훈연하여 제조하는 것이 특징적이었으며 평균 발효기간은 약 60일에서 90일 정도였다. 호기성 세균수는 $6.8{\times}10^7\;cfu/g$으로 $3.2{\times}10^6\;cfu/g$인 혐기성 세균수에 비해 20배 가량 많았다. 효모와 곰팡이의 수는 각각 $1.0{\times}10^6\;cfu/g$와 $4.0{\times}10^5\;cfu/g$였다. 수분함량은 $10.5{\pm}2.6%$, 지방함량은 $2.9{\pm}1.1%$, 단백질과 회분은 각각 $8.3{\pm}0.7%$와 $3.8{\pm}0.7%$가 함유되어 있었다. pH는 $6.0{\pm}0.5$를 보였다. 색도는 명도가 $54.5{\pm}4.7$, 적색도는$+3.3{\pm}0.7$, 황색도는 $+10.7{\pm}2.0$으로 나타났다. 무기질 함량은 K가 $910.8{\pm}207.3\;mg%$로 가장 많이 함유되어 있었으며, P > Mg> Ca > Na > Fe > Zn > Mn > Cu의 순으로 많은 함량을 나타내었다. Ca과 P의 비는 0.1로 조사되었다. 유리당은 maltose를 포함하여 5종류가 검출되었다. 유리아미노산의 총 함량은 $1524.9{\pm}1295.3\;mg%$이었고 proline>valine>alanine>tyrosine>glutamic acid의 순이었다. 총 필수아미노산의 함량은 총 아미노산에 대해 $30.0{\pm}12.9%$로 비교적 많이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 주요 구성 지방산은 18 : 2, 18 : 1, 16 : 0이 전체의 93.7%를 차지하고 있었으며, 포화지방산은 $23.2{\pm}1.9%$, 단일 불포화 지방산은 $23.5{\pm}5.2%$ 정도를 차지하고 있는 것으로 나타났다. PUFA/SFA는 $2.3{\pm,}0.3$으로 1보다 더 높게 나타났다.
Aspergillus awamori(A)와 Zymomonas mobilis(Z)로 구성된 혼합고정화 배양계(A-Z 36계)의 특성을 이용하여 생전분으로 부터 직접 에탄올생산을 행할 때 투입되는 에너지를 절약할 목적으로 비가열살균 배양법을 검토하였다. A-Z 36계에 의한 비가열살균 배양은 배지에 함유된 세균 때문에 어려웠다. Sorbic acid, benzoic acid, dehydroacetic acid, p-hydroxybenzoic acid, Vantocil IB, Neupectin-L 등의 여러 가지 살균제 중에서 Vantocil IB와 Neupectin-L은 잡균의 오염없이 대조구와 비슷한 속도로 기질을 분해하였다. 0.1% Neupectin-L은 대조구보다 약간 높은 6.9 g/l(대조구 : 6.4 g/l)의 에탄올을 생산하였다$(Y_{p/s}:0.39)$. 0.1% Neupectin-L을 첨가한 유가배양에서는 2%기질을 기본으로 5회분의 기질을 첨가하여 34 g/l 에탄올을 얻어 2.0 g/l/day의 생산성을 나타내었다.
숲가꾸기사업 등의 산림사업에 의하여 발생하는 미이용 산림자원의 고부가가치로의 이용을 위하여 유효 세립 목질칩을 제조하여 목질칩의 특성, 분뇨처리 선능, 정화조 적용시험 및 제반 조건 탐색 및 제작을 시도하였다. 시판중인 일본산 삼나무칩으로 제조된 바이오클러스터는 공극율, 수분보유율, 투수계수가 우수하고, 열수추출물함량이 적고 셀룰로오스함량이 상대적으로 높게 나타났으며 해부학적 특성에서 방사단면 유연막공의 화학적 처리 흔적은 없으며 삼나무칩과 비교시 횡단면 가도관의 세포막이 얇고 공극이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 돈분뇨 정화용 적정 목질칩 크기는 10 (길이) ${\times}$ 5 (너비) ${\times}$ 2 (두께) mm이였으며 소나무 및 현사시외 전셀룰로오스함량이나 열수추출물함량이 바이오클러스터에 근접하였다. 처리과정에서 돈분뇨는 만재 (晩材)보다는 조재 (早材)의 세포내강에 충전되어 있으며 목질칩의 표면층에서는 세포막이 미생물 공격에 의하여 파괴된 흔적이 있었으나 장기간 사용이 가능한 것으로 추정되었다. 목질칩 종류별 돈분뇨 분해능에서 소나무 > 잣나무 > 삼나무 순으로 나타나 소나무 또는 잣나무 무처리 목질칩이 돈분뇨 분해용 정화조 사용에 적당한 것으로 판단되었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 분해는 시간별로 일정하게 분해량을 유지 ($15{\sim}16$ g/시간/kg칩)하며 잣나무 1톤 칩 이용시 일일 돈분뇨 분해량은 390 kg (약 70두 분량)이였다. 목질칩에 의한 돈분뇨 장기처리시 40일간 처리 목질칩은 전질소함량이 안정화되었고 pH도 적정 수준이나 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨 등이 초기 칩과 비교하여 $31{\sim}118$배 이상 축적되며, 처리칩은 흑갈색을 띄며 냄새가 없었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 계절별 처리시 동절기에도 정화조 내부온도 $43^{\circ}C$ 이상을 유지하며 발효가 정상적으로 진행되나 분뇨의 점도 및 pH 상승으로 기포가 발생하므로 대형정화조 제작시 송풍 및 기포처리장치 필요를 확인하였다. 최적 목질칩과 돈분뇨 투입 비율은 $1:2{\sim}1:3$이며, 1:3비율이상에서 혐기화로 인한 암모니아가스 악취 발생, 시간당 3분 교반시 제일 양호한 분해능을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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