Sung, Ha Guyn;Kim, Min Ji;Upadhaya, Santi Devi;Ha, Jong K.;Lee, Sung Sill
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제26권9호
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pp.1276-1281
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2013
An in vitro experiment was conducted to evaluate the effect of methylcellulose on the attachment of major cellulolytic bacteria on rice straw and its digestibility. Rice straw was incubated with ruminal mixture with or without 0.1% methylcellulose (MC). The attachment of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus populations on rice straw was measured using real-time PCR with specific primer sets. Methylcellulose at the level of 0.1% decreased the attachment of all three major cellulolytic bacteria. In particular, MC treatment reduced (p<0.05) attachment of F. succinogenes on rice straw after 10 min of incubation while a significant reduction (p<0.05) in attachment was not observed until 4 h incubation in the case of R. flavefaciens and R. albus. This result indicated F. succinogenes responded to MC more sensitively and earlier than R. flavefaciens and R. albus. Dry matter digestibility of rice straw was subsequently inhibited by 0.1% MC, and there was a significant difference between control and MC treatment (p<0.05). Incubated cultures containing MC had higher pH and lower gas production than controls. Current data clearly indicated that the attachment of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus on rice straw was inhibited by MC, which apparently reduced rice straw digestion.
Serratia marcescens ATCC 21074 의 세포배양액으로 부터 순수분리한 metalloprotease 의 자가분해성 및 안정성과 관련된 몇가지 효소적 특성을 조사하였다. 최적 반응온도와 pH 는 각각 37.deg.C, pH 8.0 였으며 안정성은 pH 5.0-11.0 범위에서, 온도의 경우 10-37.deg.C 에서 비교적 안정한 것으로 나타냈다. Differential scanning calorimeter 로 이효소의 열적 성질을 분석한 결과 변셩 시작 온도는 37.6 .deg.C, endothermic peak 온도는 43.2 .deg.C, enthaply 변화량은 -8.4 mJ/mg 이었다. 이 효소는 30.deg.C 에서 24 시간 동안 거의 자가분해가 일어나지 않았으나 변성된 단백질의 셩우 쉽게 자가분해되는 것으로 나타났다. 또한 이효소는 trypsin, .alpha.-chymotrypsin, elastase 에 의해서 분해되지 않았으나 분해되지 않았으나 thermolysin 에 의해서는 쉽게 분해되었다.
본 연구에서는 버섯 폐배지의 혐기성소화 효율 향상을 위해 수열전처리를 실시하고, 리그노셀룰로오스계 물질의 고온 가수분해 과정에서 생성될 수 있는 중간산물이 기질의 생분해도와 바이오가스 전환 효율에 미치는 영향을 함께 판단하였다. 수열전처리 온도의 범위를 150, 180, 210℃로 설정하였으며, 모든 수열전처리 온도에서 기질의 가용화율이 향상되는 결과를 확인할 수 있었다. 추가적으로, 150℃로 버섯 폐배지를 전처리한 경우에는 혐기성소화 효율에 영향을 미칠 수 있는 C/N 비가 개선되는 효과를 함께 확인하였다. 다만 전처리 온도가 180, 210℃인 경우에는 오히려 150℃로 전처리를 수행한 경우에 비해 메탄 생성량이 저하되는 경향을 보였는데, 이는 리그노셀룰로오스 물질의 중간분해 산물인 퓨란유도체의 형성으로 인해 메탄생성균이 영향을 받은 것으로 판단된다. 결국, 수열전처리를 통해 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 가용화율 향상을 통한 메탄 생성 향상을 기대할 수 있으나, 혐기성소화 효율을 저해할 수 있는 중간산물이 생성되지 않는 적정 전처리 온도의 확인과 적용이 중요할 것으로 판단된다.
본 시험은 우리나라의 조사료자원 확대 방안을 모색하는 노력의 일환으로 대부분의 축산농가에서 조사료원으로 이용하고 있는 볏짚의 생육기별에 따른 사료가치를 구명하기 위하여 1998년 4월부터 동년 11월까지 우석대학교 부속 시험포장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 볏짚의 생육기별 섬유소와 조회분 함량은 벼의 생육이 진행됨에 따라 증가하였으며, 조단백질과 조회분 함량은 감소하였다. NDF 함량은 큰 변화가 없었다. 황숙기 이후 hemicellulose 함량은 크게 감소하였고, cellulose 및 lignin 함량은 증가하였다. 2. 볏짚의 성숙기별 NDF의 반추위 분해율은 출수기때 가장 빨랐고, 유숙기부터는 비슷한 경향을 보였다. ADF의 반추위 분해율은 성숙기별에 따라 큰 변화를 나타내지 않았다. 따라서 볏짚의 성숙에 따른 화학적 조성분의 변화와 반추위 분해율을 종합해 볼 때, 출수기까지의 볏짚은 아직 목질화가 완성되지 않아 섬유질의 반추위 분해속도도 빨랐고, 그 이후의 볏짚은 사료적 가치가 급속히 낮아진다고 할 수 있다.
불용성 기질인 섬유소의 고효율 효소당화에 적합한 분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체의 혼합액을 통자체를 회전시켜 교반마찰시키는 tumnling drum type bioreactor를 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 반응조 내부의 구조 및 제반 운전조건하에서의 당생성 효울을 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 에너지와 비교분석 검토함으로써 공업적 규모의 활용을 위한 기술적, 경제적 타당성을 평가하였다. 3L규모의 장치의 경우 반응조내경과 baffle의 크기의 비가 1:0.05이고 8개의 baffle을 설치한 반응조에서 3mm glass bead를 600g/l로 첨가하여 100rpm으로 교반할 때 가장 우수한 결과를 얻었다. Tumbling drum type bioreactor는 매우 효율적인 attrition coupled된 당화장치로 판단되며, 특히 산업적 규모로 scale-up하기 용이한 구조를 갖고 있어 이에 대한 구체적 연구가 요망된다.
본 연구는 메탄생성에 직접적으로 관여하는 혼합 메탄균과 셀롤로스 등의 고분자 물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 반추위 내 혐기성 섬유소분해균 중에서 대표적인 Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens 및 Ruminococcus albus를 biochemical methane potential (BMP) 시험에 첨가하였을 때 메탄 발생에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. BMP시험은 멸균증류수를 첨가한 control과 각각의 미생물 배양액을 첨가한 혼합 메탄균 첨가구 (M), F. succinogenes 첨가구 (FS) R. flavefaciens 첨가구 (RF), R. albus 첨가구 (RA) 및 RA+FS 혼합첨가구와 M+RA+FS 혼합 첨가구로 총 7개 처리구로 각 처리구별 3반복으로 진행되었다. 미생물 배양액의 첨가량은 식종액과 기초혐기배지 (anaerobic basic medium) 혼합액 50 mL에 1% (0.5 mL), 3% (1.5 mL) 및 5% (2.5 mL) 씩 첨가 하였고 배양을 위한 기질로는 cellulose ($2.0g\;VS\;L^{-1}$)이 이용되었다. BMP 시험을 위해 40일간 배양이 지속되었고 중온소화를 위해 $38^{\circ}C$의 배양기에서 수행되었다. 실험의 결과 총 바이오가스 및 메탄 발생량은 5% FS에서 다른 처리구와 비교하여 각각 10.4~22.7% 및 17.4~27.5% 높았다 (p<0.05). 총고형물 (TS) 분해율도 가스발생 결과와 유사하였는데, 전반적으로 FS가 높게 나타났으며, 5% FS에서 64.2%로 가장 높았다. 휘발성 고형물 (VS) 분해율은 5% FS와 5% RF가 각각 68.4 및 71.0%로 가장 높았다. BMP 종료시 배양액내 pH는 모든 처리구가 6.4이상으로 메탄발효에 큰 영향을 주지 않았음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 실험의 결과 혐기소화에 대한 회분식 배양에서는 메탄생성단계보다는 가수분해단계에서 특히, F. succinogenes 배양액의 첨가량이 증가할수록 메탄의 생성량을 증가시킴을 알 수 있었다.
This study was devised to elucidate whether soused shrimp exhibits a digestive action on boiled pork meats. and the mechanism by which sousing with a high concentration of sodium chloride preserves nutrients in foods for a prolonged pe\ulcornerriod. Protease was isolated from soused shrimp using a combination of ammonium sulfate fractionation. DEAE - cellulose ion exchange chromatography and gel filtra\ulcornertion. The isolated protease had specific activity of 1.560 units. 210 purification fo\ulcornerld with an yield of 38%. Its optimum pH and temperature were 8.0 and $43^{\circ}C$ respectively. The molecular weight of the enzyme was 35.000. The Km value of the enzyme for casein was 1.6 x $10^{-6}$ M The e=yme required the presence of cu\ulcornerpric ion to exhibit its full activity. Eighty eight percent of the enzyme activity was in\ulcornerhibited by 3.5M NaCI showing a reversibly linear decrease of the enzyme activity as NaCI concentration increased. The nature of the inhibition by NaCl was rever\ulcornersible and noncompetitive. The protease activity in soused shrimp was well preser\ulcornerved with the elapse of time at least in part due to NaCI induced suppression of autodigestion. The enzyme was denatured by acid easily. i.e. 1% of the original activity remained after staying at pH 2 for 10 minutes. which is within the norm\ulcorneral range of pH of the human stomach. Soused shrimp was observed to be one of those containing the highest protease activity compared with the other soused foo\ulcornerds such as soused oyster. squid. clam. and Pollack intestine with respect to spec\ulcornerific activities of dialized 1:4 whole homogenates(w/v) in 5 mM sodium phospha\ulcornerte - 2.4 mM j3 - mercaptoethanol buffer. pH 8.0. Casein and boiled meats including pork, beef, and chicken appeared to be the good substrates for the protease. Casein was the best. Therefore. the ingestion of boiled meats including pork together with soused sh\ulcornerrimp would help digestion of boiled pork in human not only by increasing appe\ulcornertite also by the direct proteolytic digestion of boiled meats by soused shrimp to\ulcorner some extent. And a high concentration of sodium chloride inhibited the protease activity reversibly in a remarkable degree, which ensued in a significant retardat\ulcornerion of autodigestion of protein in foods by proteases, and hereby contributed to the preservation of foods for an extended period.
A simple cross-over design was used in digestion experiment carried out on finishing pig (70 kg body wt.) fitted with ileal T-cannula, to determine the difference between ileal and fecal digestible values as affected by various fiber sources and levels. The series of semi-purified diets were formulated in an attempt to meet 1, 3, 7 and 9% crude fiber level, with alfalfa meal (AFM), rubber seed meal (RSM), leucaena meal (LM) and cellulose. Both the levels and sources influenced the amino acid digestibilities, as increasing crude fiber level the digestibilities increased. The digestibilities of amino acids at ileal level were higher than at fecal level. The magnitude of response were ranged from 1.76 to 8.41 percentage unit or 4.86 by average. The dry matter digestibilities of the diets reflect the digestibilities of amino acids as accumulation of fiber would increase endogenous losses. It indicates that the digestibilities of amino acids varied irregularly among diets, probably depended on a dietary nutrient and individual fiber fraction contents.
Four adult rams ($22.25{\pm}0.90kg$) were used in a $4{\times}4$ latin square design to evaluate the rations without ($T_1$) or with supplementation of sunflower acid oil at 5 ($T_2$), 10 ($T_3$) or calcium soap at 10% of dietary DM ($T_4$) on nutrient digestibility and balances of nitrogen, calcium and phosphorus. The basal ration contained 60 parts Brazilian napier grass hay and 40 parts concentrate mixture. The DM, CF, NDF and ADF digestibilities and nitrogen retention (g/d) decreased (p<0.01) by inclusion of sunflower acid oil at 5% of dietary DM. In addition, depression (p<0.01) in digestibilities of CP, nitrogen free extract (NFE), cellulose, hemicellulose, retention of calcium and phosphorus (g/d) were also observed with increasing the level of sunflower acid oil to 10% of dietary DM. The EE digestibility, total digestible nutrients (TDN) content and calcium retention (g/d) were significantly higher (p<0.01) for ration supplemented with calcium soap. It is concluded that sunflower acid oil supplementation in free form as low as 5% of dietary DM is deleterious to fibre digestion in sheep while as calcium soap, it can be fed up to 10% of dietary DM as an energy source without any adverse effect.
Wu, Yijing;Zhao, Chao;Xiao, Zheng;Lin, Hetong;Ruan, Lingwei;Liu, Bin
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제26권12호
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pp.2127-2137
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2016
A mangrove microbial community was analyzed at the gene and protein levels using metagenomic and proteomic methods with the green macroalgae Enteromorpha prolifera as the substrate. Total DNA was sequenced on the Illumina HiSeq 2000 PE-100 platform. Two-dimensional gel electrophoresis in combination with liquid chromatography tandem mass spectrometry was used for proteomic analysis. The metagenomic data revealed that the orders Pseudomonadales, Rhizobiales, and Sphingomonadales were the most prevalent in the mangrove microbial community. By monitoring changes at the functional level, proteomic analyses detected ATP synthase and transporter proteins, which were expressed mainly by members of the phyla Proteobacteria and Bacteroidetes. Members of the phylum Proteobacteria expressed a high number of sugar transporters and demonstrated specialized and efficient digestion of various glycans. A few glycoside hydrolases were detected in members of the phylum Firmicutes, which appeared to be the main cellulose-degrading bacteria. This is the first report of multiple "omics" analysis of E. prolifera degradation. These results support the fact that key enzymes of glycoside hydrolase family were expressed in large quantities, indicating the high metabolic activity of the community.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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