본 연구에서는 청국장에서 biogenic amine의 함량을 조사하고, 이를 생성하는 미생물의 스크리닝 및 biogenic amine 형성 등을 통하여 생성원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 국내 시판 청국장에는 putrescine, histamine, tryptamine 등 11종의 biogenic amine이 검출되었으며, 이 중 tyramine이 $4.2{\pm}0.9-483.1{\pm}28.4mg/kg$의 범위를 보여주여 다른 amine에 비하여 높게 나타났다. 청국장내 균주는 B. amyloliquefaciens, B. subtilis, B. licheniformis 등이 분리 동정되었고, 이들 균주에 대한 탈탄산 효소 활성 스크리닝을 살펴본 결과 모두 양성(+) 반응을 보여주었다. 최종적으로 균주에 대한 biogenic amine 생성을 확인하였을 때, 청국장내 존재하는 균주가 탈탄산 효소 활성을 통하여 biogenic amine 생성하는 것을 확인할 수 있었다.
무염조건에서는 생육할 수 없고 2 M의 NaCl 존재하에서 가장 잘 생육하는 중도 호염성균이며 alkaline protease를 생산하는 ES 10균주를 멸치젓에서 분리하여 Halomonas속 균으로 동정하였다. 이 균은 합성배지인 TSM배지에 DL-alanine의 첨가로 생육이 촉진되고 L-proline의 첨가로 생육이 저해되었다. 이 균의 세포내 $Na^+$함량은 Bacillus subtilis나 E. coli보다 5배 정도 많았으며 $K^+$함량은 25배, $Mg^{2+}$함량은 38배 정도 많았다. 이 균의 Protease 생산은 NaCl 1 M첨가된 Norberg와 Hofsten배지에서 $20^{\circ}C$로 배양했을 때 가장 양호하였다.
식물체 구성성분의 하나인 hemicellulose의 대부분을 차지하는 xylan은 농산 폐기물 또는 목재 성분의 약 30%를 차지하는 풍부한 자원물질이다. 이러한 xylan을 효과적으로 분해하기 위해 Bacillus에서 발현시킨 재조합 endoxylanase를 이용하여 기능성 식품소채인 xylooligosaccharide의 최적 생산 조건을 조사하였다. B. subtilis 재조합 균주 DB431/pJHKJ4를 이용한 발효조 회분배양 결과, endoxylanse의 총 활성은 857 unit/ml이며, 대부분이 세포밖으로 분비됨을 알 수 있었고, 분비효율은 92%로 나타났다. 재조합 endoxylanase를 이용하여 xylan으로부터 xylooligosaccharide 생성을 위한 최적 반응조건을 검토한 결과, xylooligosaccharide 생산을 위한 기질로는 birchwood xylan이 적합함을 알 수 있었고, 4%의 xylan 농도에서 가장 많은 xylooligosaccharide 을 생산하며, xylobiose와 xylotriose가 주생성물임을 알았다. 효소의 농토와 반응시간의 영향은 10 unit의 endoxylanase를 첨가하여 1시간 반응시켰을 때 가장 많은 양의 xylooligosaccharide을 생산할 수 있었고, 반응온도는 $40^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$가 적합함을 알았다. 결론적으로 재조합 endoxylanase을 이용한 xylooligosaccharide생성에는 10 unit endoxylanase과 4% birchwood xylan을 기질로 이용하여 $50^{\circ}C$에서 1시간 반응시키는 것이 최적반응 조건임을 알았다.
This study explores beneficial bacteria isolated from the roots and rhizosphere soil of Khao Rai Leum Pua Phetchabun rice plants. A total of 315 bacterial isolates (KK001 to KK315) were obtained. Plant growth-promoting traits (phosphate solubilization and indole-3-acetic acid (IAA) production), and antimicrobial activity against three rice pathogens (Curvularia lunata NUF001, Bipolaris oryzae 2464, and Xanthomonas oryzae pv. oryzae) were assessed. KK074 was the most prolific in IAA production, generating 362.6 ± 28.0 ㎍/ml, and KK007 excelled in tricalcium phosphate solubilization, achieving 714.2 ± 12.1 ㎍/ml. In antimicrobial assays using the dual culture method, KK024 and KK281 exhibited strong inhibitory activity against C. lunata, and KK269 was particularly effective against B. oryzae. In the evaluation of antimicrobial metabolite production, KK281 and KK288 exhibited strong antifungal activities in cell-free supernatants. Given the superior performance of KK281, taxonomically identified as Bacillus sp. KK281, it was investigated further. Lipopeptide extracts from KK281 had significant antimicrobial activity against C. lunata and a minimum inhibitory concentration (MIC) of 3.1 mg/ml against X. oryzae pv. oryzae. LC-ESI-MS/MS analysis revealed the presence of surfactin in the lipopeptide extract. The crude extract was non-cytotoxic to the L-929 cell line at tested concentrations. In conclusion, the in vitro plant growth-promoting and disease-controlling attributes of Bacillus sp. KK281 make it a strong candidate for field evaluation to boost plant growth and manage disease in upland rice.
This study is being performed to confirm the container effects during the fermentation processes of kimchi. Kimchi fermentation was prepared in the laboratory with four different types of containers; namely, a traditional Onggi vessel (Korean traditional clay pot, TOV), plastic airtight covered Onggi vessel (PAOV), plastic covered vessel (PCV) and plastic airtight covered vessel (PACV). The kimchi fermentation in the different containers was followed by taking samples at 48 hour intervals for 10 days. In all fermentation containers, the pH changes of kimchi were decreased with fermentation days, while salt content was the same for all types of containers. The number of lactic acid bacteria in kimchi were $1.09{\times}10^8$$CFU/m{\ell}$ at first. But the TOV, PAOV, PCV, and PACV after fermentation for 10 days were $1.42{\times}10^{10}$, $9.13{\times}10^9$, $4.93{\times}10^9$ and $7.46{\times}10^9$$CFU/m{\ell}$, respectively. The kimchi fermented in the TOV with the most dominant bacterial species were the following 5 strains: Bacillus subtilis, B. licheniformis, B. safensis, Lactobacillus brevis and B. pumilus. The use of different types of containers therefore influenced the number of L. brevis and the four Bacillus species. in kimchi, and may influence the characteristics of the fermented kimchi products. The TOV offered the greatest L. brevis numbers and suggested that it could be the best suited for preparing traditional kimchi fermentation.
Noh, Seong Woo;Seo, Rira;Park, Jung-Kwon;Manir, Md. Maniruzzaman;Park, Kyungseok;Sang, Mee Kyung;Moon, Surk-Sik;Jung, Ho Won
The Plant Pathology Journal
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제33권4호
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pp.402-409
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2017
Cyclic dipeptides (CDPs) are one of the simplest compounds produced by living organisms. Plant-growth promoting rhizobacteria (PGPRs) also produce CDPs that can induce disease resistance. Bacillus vallismortis strain BS07 producing various CDPs has been evaluated as a potential biocontrol agent against multiple plant pathogens in chili pepper. However, plant signal pathway triggered by CDPs has not been fully elucidated yet. Here we introduce four CDPs, cyclo(Gly-L-Pro) previously identified from Aspergillus sp., and cyclo(L-Ala-L-Ile), cyclo(L-Ala-L-Leu), and cyclo(L-Leu-L-Pro) identified from B. vallismortis BS07, which induce disease resistance in Arabidopsis against Pseudomonas syringae infection. The CDPs do not directly inhibit fungal and oomycete growth in vitro. These CDPs require PHYTOALEXIN DEFICIENT4, SALICYLIC ACID INDUCTION DEFICIENT2, and NONEXPRESSOR OF PATHOGENESIS-RELATED PROTEINS1 important for salicylic acid-dependent defense to induce resistance. On the other hand, regulators involved in jasmonate-dependent event, such as ETHYLENE RECEPTOR1, JASMONATE RESPONSE1, and JASMONATE INSENSITIVE1, are necessary to the CDP-induced resistance. Furthermore, treatment of these CDPs primes Arabidopsis plants to rapidly express PATHOGENESIS-RELATED PROTEIN4 at early infection phase. Taken together, we propose that these CDPs from PGPR strains accelerate activation of jasmonate-related signaling pathway during infection.
본 연구에서는 콩 비린내가 감소되고 고소한 풍미가 증진된 볶은 콩에 다양한 볶은 곡류 분말을 혼합하여 Bacillus subtilis HA 고초균을 이용한 고체발효를 행하였다. 발효 원료의 수분함량 및 발효 시간에 따른 결과 볶은 콩 분말 대비 수분 1배 첨가된 초기 수분함량 52.6%에서 24시간 발효 후에 protease 활성이 42.6 unit/g으로 높았으며, 점질물 함량 역시 10.60%로 높았다. 발효 48시간째 tyrosine 함량과 protease 활성이 24시간째보다 높게 나타났으나, 발효취가 강하게 생성되어 발효 24시간이 가장 적합한 것으로 나타났다. 곡류 분말(보리, 현미) 종류에 따른 발효조건 최적화를 위해 실시한 결과 현미 첨가 시 점질물 함량이 유의적으로 증가되었고 특히 80% 첨가 시 24.55%로 대조구에 비해 약 2배 향상되었고, 보리는 60% 첨가 시 혈전용해효소 활성이 11.8 unit/g으로 대조구에 비해 약 2배 증진된 것을 확인하였다. 혈전용해효소 활성이 가장 우수했던 볶은 콩 대비 보리 60% 첨가 발효물에 청국장에서 분리한 균주 4가지를 접종하여 혈전용해효소 활성 및 비타민 $K_2$ 함량을 각각 알아 본 결과 B. subtilis HA가 11.8 unit/g, 2.36 ${\mu}g/g$으로 가장 효과적이었다.
세계적으로 축산 폐수로 인한 환경오염 문제는 매우 심각하게 거론되어져 왔으며 특히 네덜란드, 덴마크, 영국 등과 같은 축산 선진 국가에서의 연구는 매우 심도 있게 이루어져 왔다. 우리 나라의 경우도 최근 들어 축산업이 대규모 전업화 혹은 기업화 되면서 가축이 배설하는 분뇨가 심각한 수질 및 토양 오염원이 됨에 따라, 정부는 이들 축산 폐수를 억제하기 위한 일환으로 환경 시행법을 법률화하고 있다. 또한 농림수산부는 시설 개선과 축산 폐수의 처리를 위한 시설 지원에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 환경청이나 환경 관련 단체의 활동이 강화되면서 일반 국민의 수질오염에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데 이에 부응하는 축산인들의 자체 노력이 가세하여 축산 폐기물로부터 발생하는 수질오염에 대한 경각심은 초미의 관심사로 대두되고 있다. 동물의 품종의 개량과 함께 생산성을 저해하는 각종 질병의 예방, 치료 약제, 성장 촉진 및 사료 효율을 개선할 수 있는 물질이 사료첨가제로 개발되어 사용되었다. 동물의 성장 능력을 향상시키고 사료 효율을 개선하기 위하여 사용되는 물질로서는 항생제(Thrasher, 1968), 효소제(권 등, 2003), 호르몬제(Chung, 1990) 등이 있으며, 최근에는 축산악취저감 및 사료 효율개선 등을 위한 생균제에 관한 연구(박 등, 2001; 길 등, 2004)가 진행되고 있다. 하지만, 양돈 산업에 있어 생산성 향상뿐만 아니라 환경 친화적인 축산을 위하여 양돈을 하면서 발생하는 오염 물질을 감소시키는 것이 가장 시급한 문제로 대두됨에 따라 질소의 배설량을 줄이기 위해서는 저단백질 사료를 급여하거나 단백질 소화율을 개선시킬 수 있는 소화효소제나 미생물제제, 효모제, 생균제 등을 이용하여 배설량 및 질소의 배출량을 감소시킨다는 연구들이 있었으며(민 등, 1992; Park 등, 1994), Sutton 등(1999)과 Shriver 등(2003)은 사료내 단백질 수준을 낮추고, 합성아미노산을 급여함으로써 질소 배설량을 감소시켰다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 친환경적인 사료 개발은 사료 효율 및 영양소 소화율의 개선, 분뇨내 질소 배출량 및 악취 발생량을 감소시킬 수 있는 저공해 사료 개발에 대하여 연구하고자 하였다. 저공해 사료 개발에 대한 시험에서는 육성돈의 사료에서 대사에너지 함량을 낮추고, α-1, 6-galactosidase와 β-1,4-mannanase를 포함한 복합 효소제를 첨가하여 성장 능력 및 소화율에 미치는 영향을 알아보고자 시험을 실시하였다. 사료내 낮은 CP의 함량과 복합 생균제를 첨가 급여 성장능력, 질소배설량 및 악취발생량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다.
오이검은별무늬병균인 Cladosporium cucumerinum KACC 40576에 대하여 높은 항진균 활성을 나타내는 KMU-13은 Norway Lillehammer 근교 토양시료에서 분리하였으며, 형태학적, 배양 및 생화학적인 특성을 조사한 결과와 16S rDNA 염기서열을 분석한 결과, B. subtilis로 판단되었다. B. subtilis KMU-13의 항진균 물질의 생산을 위한 최적조건은 LB broth를 기본배지로 하여 탄소원으로 0.5% maltose와 질소원으로 0.5% bactopeptone을 첨가하였을 때 가장 높은 항진균 활성을 나타내었으며, 배양조건은 $30^{\circ}C$, 180rpm, 48시간이였고, 배양초기 pH는 6.0으로 조사되었다. TLC에서 Rf값이 0.64로 확인된 밴드에서만 항진균 활성을 가지는 것으로 조사되었으며 잿빛곰팡이병, 고추 탄저병, 참외 탄저병, 수박 등의 박과작물의 덩굴마름병, 토마토 시들음병, 글라디올러스 마른썩음병, 토마토 질병, 수박 덩굴쪼김병, 수박 질병, 사과나무 역병, 벼 잎집무늬마름병, 참외 줄기썩음병, 그리고 고추 균핵병에 대하여 양호한 항진균 활성을 나타내는 것으로 조사되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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