• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권3호
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• pp.250-256
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• 1998

D-Tagatose의 생산 가능성이 있는 미국 종균협회(ATCC)와 한국 유전자은행(KCTC)에서 구입한 균주 35 종류를 사용하여 D-galactose로부터 D-tagatose의 생산을 조사하였다. 여러 균주 중에 발효시간이 짧고 D-tagatose의 생산량이 높은 Enterobactor agglomerans ATCC 27987을 D-tagatose 생산 균주로 선정하였다. 선정된 균을 사용하여 D-tagatose의 생산에 영향을 주는 배양 조건을 최적화 하였다. 여러 가지 탄소원 중에서 D-galactose가 D-tagatose의 생산량이 가장 높게 나타났고 그 농도를 달리하였을 때 D-galactose의 농도가 증가할수록 D-tagatose의 생산량과 균체농도가 증가하였다. 20 g/l의 D-galactose 배지에서 여러 가지 질소원이 D-tagatose의 생산에 미치는 영향을 살펴본 결과 D-tagatose의 생산량은 유기 질소원의 경우 yeast extract가 가장 높았고 무기 질소원의 경우 (NH$_4$)$_2$SO$_4$가 높게 나타났다. D-Tagatose의 생산량이 가장 높게 나타난 질소원인 yeast extract를 선택하여 농도별 실험을 수행하여 최적 yeast extract의 농도를 5.0 g/l로 결정하였다. (NH$_4$)$_2$SO$_4$를 yeast extract 5.0 g/l가 함유된 배지에 농도별로 첨가하여 2.0 g/l에서 최대 D-tagatose의 생산량을 얻었다. 또한, 무기염의 영향을 조사하여 KH$_2$PO$_4$ 5.0 g/l, $K_2$HPO 5.0 g/l, MgSO$_4$.7$H_2O$ 5.0 mg/l의 최적 D-tagatose 생산 조건을 결정하였다. 배지최적화를 통하여 최적 배지로 D-galactose 20 g/l, yeast extract 5.0 g/l, (NH$_4$)$_2$SO$_4$ 2.0 g/l, KH$_2$PO$_4$ 5.0 g/l, $K_2$HPO$_4$ 5.0 g/l, MgSO$_4$.7$H_2O$ 5 mg/l를 선정하였다. 최적 배지에서 배양 환경이 D-tagatose의 생산에 미치는 영향을 조사하여 초기 pH 6.0, 배양 온도 3$0^{\circ}C$, 교반속도 150 rpm의 최적 배양 조건을 결정하였고 이 조건에서 배양시간 24시간에 D-galactose 20 g/l로부터 D-tagatose의 0.41 g/l를 얻을 수 있었다.

• 식품산업과 영양
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• 제2권1호
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• pp.16-21
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• 1997

Microbial of enzymatical methods are suitable for production of rare monosaccharides. Using oxidation and reduction ability of Microorganisms, various rare ketoses and polyols can be produced, for example D-tagatose from galagtitol by Enterobacter agglomerans strain 221e. L-tagatose from galactitol by Klebsiella pheumonias strain 40b, L-psicose from allitol by Gluconobacter frateurii IFO 3254, D-talitol from d-tagatose by Aureobasidium pullulans strain 113B, allitol from D-psicose by Enterobacter agglomerans strain 221e and so on. We can produce various rare aldoses and ketoses using aldose isomerases, for example L-galactose from L-tagatose by D-arabnose isomerase, and L-ribose from L-ribulose by L-isomerase, and so on. D-Tagatose 3-epimerase of Pseudomonas sp. ST-24 is very useful for preparationof various rare ketoses, for example D-psicose from D-fructose, D-sorbose from D-tagatose, L-fructose, from L-psicose and so on. Using polyol dehydrogenases, aldose isomerases and D-tagatose 3-epimerase, we can design the suitable for production of a certain rare monosaccharide from a suitable substrate.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2000년도 Proceedings of 2000 KSAM International Symposium and Spring Meeting
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• pp.68-75
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• 2000

D-Tagatose is a potential bulking agent in food as a non-calorific sweetener. To produce D-tagatose from cheaper resources, plasmids harboring the L-arabinose isomerase gene (araA) from Escherichia coli was constructed because L-arabinose isomerase was previously suggested as an enzyme that mediates the bioconversion of galactose to tagatose as well as that of arabinose to ribulose. In the cultures of recombinant E.coli with pTC101, which harboring araA of E.coli, tagatose was produced from galactose in 9.9 % yield. The enzyme extract of E.coli containing pTC101 also converted galactose into tagatose in 96.4 % yield. For the economic production of D-tagatose, an L-arabinose isomerase of E.coli was immobilized using covalent binding on agarose. While the free L-arabinose isomerase produced tagatose with the rate of 0.48 mg/U$.$day, the immobilized one stably converted galactose into average 7.5 g/l$.$day of tagatose during 7 days with higher productivity of 0.87 mg/U$.$day. In the scaled up immobilized enzyme system, 99.9 g/l of tagatose was produced from galactose with 20 % equilibrium in 48 hrs. The process was stably repeated additional 2 times with tagatose production of 104.1 and 103.5 g/l.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권3호
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• pp.655-658
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• 2008

Although arabinose isomerase (E.C. 5.3.1.4), a commercial enzyme for edible tagatose bioconversion, can be expressed in an Escherichia coli system, this expression system might leave noxious by-products in food. To develop an eligible tagatose bioconversion with food-safe system, we compared the tagatose production activity of immobilized arabinose isomerase expressed in Bacillus subtilis (a host generally recognized as safe) with that of the enzyme expressed in E. coli. A 48% increase in tagatose production (4.3 g tagatose/L at $69.4\;mg/L{\cdot}hr$) was found using the B. subtilis-expressed immobilized enzyme system, compared to the E. coli-expressed enzyme system (2.9 g tagatose/L). The increased productivity with safety of the B. subtilis-expressed arabinose isomerase suggests that it is a more eligible candidate for commercial tagatose production.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1545-1553
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• 2018

희소당(Rare Sugars)은 국제희소당학회(International Society of Rare Sugars, ISRS)에 의해 지구상에 극히 소량 존재하는 단당류 또는 단당 유도체로서 정의되어 있으며, 희소당이 보유하고 있는 저칼로리, 항암, 항염증 및 항산화와 같은 유용한 생리활성으로 인해 현대산업분야에서 높은 주목을 받고 있는 차세대 기능성 신소재이다. 희소당은 자연계에 존재의 희소성으로 인해 희소당의 원활한 공급을 위한 희소당 생산 연구는 무엇보다도 중요한 연구로서 인식되어져 있다. 일반적으로 희소당은 화학적 방법과 미생물 유래 효소를 이용한 생물학적 방법으로 생산이 가능한데, 친환경적이며 생산공정도 안전한 생물학적 방법이 최근에 많은 주목을 받고 있다. 현재까지 희소당은 약 50종류 이상이 보고되어져 있는데 저칼로리, 항산화, 설탕 유사 감도 및 감미 특성으로부터 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose가 특히 많은 주목을 받고 있는 희소당으로서 알려져 있다. 본 연구에서는 식품산업 및 의약산업을 비롯하여 다양한 산업분야에서 향 후 높은 활용성이 기대되는 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose에 대한 미생물 유래 효소를 이용한 생물전환 생산에 대하여 보고를 하고자 한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권3호
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• pp.348-354
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• 2013

Tagatose가 장내세균의 성장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 in vitro 실험을 하였다. 탄소원 이용능을 알아보기 위하여 탄소원 이용능 검색 배지인 m-PYF medium에 탄소원으로 tagatose와 glucose를 각각 0.5%(w/v) 첨가한 후 여러 장내 세균을 각각 배양하였다. 장내 유해균인 Staphylococcus aureus subsp. aureus, Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium, Pseudomonas fluorescens는 성장이 저해되었지만, 장내 유익균인 Lactobacillus casei는 tagatose가 첨가된 배지에서 glucose가 첨가된 배지에서의 성장과 유사한 성장 곡선을 나타내었다. 이후 tagatose의 이용성 증진 및 다양한 기능적 가치를 부여한 유산균 발효유를 개발하기 위하여 tagatose를 탄소원으로 이용하는 Lactobacillus casei를 접종하여 tagatose를 첨가한 요구르트의 유산균 생육과 산 생성에 미치는 영향 및 요구르트의 품질특성을 조사하였다. Tagatose 첨가 요구르트의 pH는 발효기간 동안 감소하였으며, 적정산도는 pH의 변화 양상과 대체적으로 일치하는 경향을 나타내었다. 생균수는 12시간까지 급격한 증가를 보이다가 그 이후 완만히 증가하여 발효 24시간에는 8.44~8.49 log CFU/mL 범위를 나타내었다. 점도는 대조군보다 tagatose 첨가군이 1,266 cps로 높게 측정되었으며, 관능검사 결과 맛과 종합적인 기호도에서 glucose 첨가군과 유의적인 차이 없이 높게 평가되었다. 요구르트를 $4^{\circ}C$에서 15일간 저장하면서 요구르트의 품질변화를 측정한 결과 pH, 적정산도, 유산균수에는 거의 변화가 없어 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.312-316
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• 2004

Five strains, producing bacterial thermostable L-arabinose isomerase, were isolated from Korean soil samples obtained from compost under high temperature circumstances. Among these strains, the CBG-Al showed the highest L-arabinose isomerase activity at $60^\circ{C}$ and was selected as a D-tagatose producing strain from D-galactose. This strain was identified as Geobacillus thermodenitrificans based on the 16S rRNA analysis, and biological and biochemical characteristics. The isolated strain was aerobic, rod-shaped, Gram-positive, nonmotile, and an endospore-forming bacterium. No growth was detected in culture temperature below $40^\circ{C}$. The maximum growth temperature and maximum temperature of enzyme activity were $75^\circ{C}$ and $65^\circ{C}$, respectively. In metal ion effects, $Ca^{2+}$ was the most effective enzyme activator with the reaction rate by 150%. In a 5-1 jar fermentor with 3-1 MY medium, L-arabinose isomerase activity was growth-associated and pH decreased rapidly after the initial logarithmic phase.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.41-41
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• 2003