투과증발법은 투과 측의 진공 유지에 필요한 전력만을 소비하기 때문에 에너지 저감 기술이며, 공비증류와 같이 제 3의 보조 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 환경 친화 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 수열 합성을 통해 Silicalite-1을 합성하고 이를 PDMS 고분자에 적절한 양을 첨가하여 PDMS-zeolite 복합막을 제조하였다. 제조한 분리막을 이용하여 n-부탄올 수용액으로부터 n-부탄올을 분리하였다. 공급 수용액의 농도 변화 및 첨가한 제올라이트의 양 변화에 따른 투과증발 특성을 관찰하였다. 부탄올 농도가 매우 낮은 0.001 몰분율이 포함된 1,000 $cm^3$ 수용액을 용기로 공급하였다. 투과측의 압력을 약 0.2~0.3 torr로 유지하였다. n-부탄올의 투과플럭스는 공급된 n-부탄올의 농도가 0.015 몰분율인 실험조건에서 복합막 내의 Silicalite-1의 첨가량이 0 wt%에서 10 wt%로 증가함에 따라 14.5에서 186.3 g/$m^2$/hr로 크게 증가하였다. 이는 제올라이트 입자가 지닌 미세공 구조와 강력한 소수성으로 인하여 분리막의 분자 선택성이 4.8에서 11.8로 상당히 개선되었음을 의미한다. 이러한 결과로 투과된 투과물 내의 n-부탄올의 농도가 0.07 몰분율에서 0.15 몰분율로 상당히 증가함을 알 수 있었다. 이렇게 합성된 복합막을 n-부탄올 농도가 0.015 몰분율 이하의 상당히 낮은 발효액으로부터 분리 회수하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 하수처리장에서 발생되는 생슬러지와 잉여슬러지를 대상으로 열적가용화 공정의 적용성을 평가하였다. 열적가용화 효율 및 특성평가는 각 슬러지를 대상으로 $100{\sim}220^{\circ}C$ 온도범위에서 30분간 전처리를 수행한 후 실시되었다. 그 결과, 가용화 온도가 상승함에 따라 $SCOD_{Cr}$, $NH_4{^+}$, VFAs 농도가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 COD 가용화효율 평가 결과, 온도 상승에 비례하는 경향이 나타나 열적가용화에 의해 가수분해 및 산발표 단계를 촉진시킨 것으로 판단된다. BMP (Biochemical Methane Potential) 실험을 통해 생슬러지의 경우 $220^{\circ}C$에서 가장 높은 biogas 생산량을 보여주었으나, 증가율은 5.6%로 열적가용화에 의한 효과가 미미한 것으로 나타났다. 반면 잉여슬러지의 경우 최대 38.8% ( $180^{\circ}C$) 증가하여, 열적가용화 공정은 잉여슬러지에 대한 적용성이 더욱 우수한 것으로 나타났다.
본 연구는 전통적인 발효식품인 식해에 대하여 염농도에 따른 발효기간별 품질특성, 발효 최적조건 및 유통기한 설정, 발효 최적조건에서의 생리활성을 측정하여 우리 전통식품인 식해를 저염화하고 생산 보급함과 동시에 이에 대한 과학적 자료를 제공하는 것을 목표로 하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 본 연구에서 제조한 오징어 식해는 발효기간에 경과함에 따라 염농도가 낮고 온도가 높을수록 pH는 급격하게 감소하였으며, 아미노질소 및 휘발성 염기질소의 함량은 급격하게 증가하였다. 발효최적조건은 5% 염농도의 식해를 $-1^{\circ}C$에서 53일간 발효한 것이었고 유통기한은 염농도 5%의 식해를 $-1^{\circ}C$에서 142일간 저장한 것이었다. 식해는 DPPH 저해활성이 확인되어 항산화 효과가 있으나, hydrolxyl 및 hydrogen peroxide radical 소거능, 항당뇨, 항대장암 및 주름제거 활성은 낮아 기능성 소재로의 활용은 보충연구가 필요하다고 판단된다. 유리아미노산의 조성은 정미 아미노산이 고미 아미노산보다 많아 맛에서 우수하였으며, 시판중인 다른 수산발효식품과 관능적으로 큰 차이가 없었다. 이상의 결과를 고려할 때 $-1^{\circ}C$의 저온에서 식염 5%로 식해를 저염화 시킨다면 현대인의 식기호에 적합한 식품으로 영양학적 측면이나 시장성 측면에서 큰 효과를 낼 수 있을 것이라 판단된다.
국내 6개 지역에 걸쳐 채취한 토양 63점으로부터 1,000여 종의 방선균주를 분리하였다. 이들 균주의 배양 상징액중 PLD의 생산이 양호한 균주를 탐색한 결과, 분해활성이 0.3 U/ml 이상인 131 균주를 일차로 선발하였다. 이중 전이활성이 20% 이상인 균주는 23 개였으며, 최종적으로 분해 및 전이활성이 가장 우수한 균주(방선균 KF923)를 선발하였다. 방선균 KF923 균주는 P배지하에서 발효조 배양시 배양 48시간후에 최고의 분해활성을 나타내었고(13 U/ml) 전이활성은 95%로 나타났다. 방선균 KF923 균주가 생산한 PLD를 정제하여 비활성이 567 U/mg의 PLD를 얻었다. 정제된 PLD는 분자량이 약 55 kD으로 나타났고, 효소반응의 최적 pH는 6.0, 최적온도는 $60^{\circ}C$였으며, 효소의 안정성에 미치는 pH 및 온도의 영향은 pH 8.0부근 및 $40^{\circ}C$ 이하에서 가장 안정하였다. 또한. 특별한 금속이온의 요구성은 없는 것으로 나타났다. 방선균 KF923 균주가 생산한 PLD는 산업화에 충분히 활용 가능하며, 이를 위하여 효소의 대량생산 및 효소반응을 위한 공정개발 등의 연구가 필요하다고 생각한다.
현미는 도정한 백미보다 이로운 영양분을 더 많이 함유하고 있다. 본 연구에서는 현미를 이용하여 만든 현미 발효 슬러리의 이화학적 특성과 항균활성에 대해 시험하였으며, 현미발효슬러리의 항균활성은 paper disc-agar diffusion 방법을 이용하여 6가지 병원성 균주(Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium and Yersinia enterocolitica)와 2가지 발효균주(Gluconacetobacter intermedius and Lodderomyces elongisporus)에 대해 항균성을 조사하였다. 특히, Staphylococcus aureus, E. coli, Listeria monocytogenes, P. aeruginosa, Salmonella typhimurium, Y. enterocolitica 그리고 Lodderomyces elongisporus에 대해서는 시판 항생제인 카베니실린과 테트라사이클린보다 더 높은 항균활성을 보였다. 항산화활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능을 이용하여 측정하였을 때, 대표되는 항산화제인 아스코르빅 산과 비슷한 활성을 나타내었다. 현미발효슬러리의 발효중에 나타나는 균주를 동정하기 위해 TSB 고체배지와 YPD 고체배지에 현미발효슬러리를 도포하였을 때, 분리된 콜로니를 16S rDNA sequence 분석을 통하여, 네가지 균주를 분리하였으며, phylogenic tree 분석법을 이용하여 조사하였을 때, 각각 G. intermedius, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum 그리고 Acetobacter peroxydans와 유사하였다.
Kim, Tae Yoon;Jang, Ja Yeong;Jeon, Sun Jeong;Lee, Hye Won;Bae, Chang-Hwan;Yeo, Joo Hong;Lee, Hyang Burm;Kim, In Seon;Park, Hae Woong;Kim, Jin-Cheol
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제26권8호
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pp.1383-1391
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2016
The fungal strain EML-DML3PNa1 isolated from leaf of white dogwood (Cornus alba L.) showed strong nematicidal activity with juvenile mortality of 87.6% at a concentration of 20% fermentation broth filtrate at 3 days after treatment. The active fungal strain was identified as Aspergillus oryzae, which belongs to section Flavi, based on the morphological characteristics and sequence analysis of the ITS rDNA, calmodulin (CaM), and β-tubulin (BenA) genes. The strain reduced the pH value to 5.62 after 7 days of incubation. Organic acid analysis revealed the presence of citric acid (515.0 mg/kg), malic acid (506.6 mg/kg), and fumaric acid (21.7 mg/kg). The three organic acids showed moderate nematicidal activities, but the mixture of citric acid, malic acid, and fumaric acid did not exhibit the full nematicidal activity of the culture filtrate of EML- DML3PNa1. Bioassay-guided fractionation coupled with 1H- and 13C-NMR and EI-MS analyses led to identification of kojic acid as the major nematicidal metabolite. Kojic acid exhibited dose-dependent mortality and inhibited the hatchability of M. incognita, showing EC50 values of 195.2 μg/ml and 238.3 μg/ml, respectively, at 72 h post-exposure. These results suggest that A. oryzae EML-DML3PNa1 and kojic acid have potential as a biological control agent against M. incognita.
전통 청국장에서 protease 활성이 우수한 21개 균주를 ISP 배지를 이용하여 선발하였다. 선발된 21개 균주로 각각 청국장을 제조 후 관능 평가를 통해 청국장 특유의 이취와 비슷한 향을 생성하는 8균주를 선발 및 49개 탄소원의 이용성을 조사하여 Bacillus subtilis MB4와 B. amyloliquefaciens A1, A2, B1, MC1, SB2, SC1, SD1로 명명하였다. 최종적으로 우수한 균주로 선정된 MB4, A2와 SB2는 PCR sequencing(16S rDNA)에 의한 상동성을 비교하여 B. subtilis MB4, B. amyloliquefaciens A2, B. amyloliquefaciens SB2로 각각 동정되었다. B. subtilis MB4 및 B. amyloliquefaciens SB2로 제조한 청국장의 protease 활성은 179.6(Unit/mL/min)과 201.9(Unit/mL/min)로, 대조구의 97.0(U nit/mL/min)보다 우수했으며, 관능 평가는 B. subtilis MB4로 제조한 청국장이 3.6점의 평점을 얻어 전통 청국장과 가장 비슷한 향을 가진 것으로 평가 되었다. 겉보기 점도는 B. amyloliquefaciens SB2, MC1, B1, A1, SD1, A2, SC1로 제조한 청국장은 각각 0.010-0.013 Pa s (404/s)에서 0.008-0.006 Pa s(1001/s)로 감소하는 추세를 보였다. Bacillus subtilis MB4로 제조된 청국장과 대조구인 전통 청국장의 경우 각각 0.0008, 0.0006 Pa s(404/s)에서 0.0007, 0.0002 Pa s (1001/s)로 거의 변화가 없었으며, 이러한 결과는 B. subtilis MB4로 제조된 청국장과 대조구인 전통 청국장이 매우 유사한 물성을 가지는 것으로 판단된다.
찹쌀과 멥쌀로 진양주를 제조하여 이화학적 성분 변화 및 관능적 특성을 조사하였다. 찹쌀 진양주의 주모는 ${\alpha}-amylase$가 121.0 unit, ${\beta}-amylase$가 40.0 unit이었으며 산성 중성 protease 각각 34.2, 23.7 unit의 활성을 나타냈다. 멥쌀 진양주의 경우는 ${\alpha}-amylase$는 156.0 unit, ${\beta}-amylase$는 45.2 unit를 산성 중성 protease 활성은 각각 9.1과 0.1 unit로 나타났다. 찹쌀 진양주와 멥쌀 진양주의 발효 과정 중에 pH는 0일에 각각 5.33, 4.04이었으나 발효 3일부터는 일정한 값을 나타냈다. 산도는 찹쌀 진양주가 2.30%, 멥쌀 진양주가 2.05%로 발효 3일에 가장 높은 값을 나타내었다. Alcohol 함량은 찹쌀 진양주는 $2.58{\sim}13.5%$까지 계속 증가하였으며, 멥쌀 진양주 또한 $2.51{\sim}15.5%$까지 증가한 것으로 나타나 멥쌀 진양주의 alcohol 발효가 더 우수하였다. 유기산은 oxalic acid, malic acid, lactic acid, acetic acid, citric acid, succinic acid등 6가지를 측정한 결과, 총 함량이 찹쌀 진양주는 4.38mg%, 멥쌀 진양주는 7.63mg%로 거의 2배 정도가 멥쌀 진양주의 양이 많이 검출되었다. 유리당은 maltose, glucose, fructose, sucrose를 측정한 결과, 찹쌀 진양주가 4.98 m%이었고 멥쌀 진양주가 2.90 m%로 찹쌀 진양주에서 더 많은 유리당을 나타냈다. 관능평가 결과, 찹쌀 진양주가 멥쌀 진양주에 비해 종합적 기호성이 더 높은 것으로 나타났다.
본 연구에서는 냉동요구르트 제조 시 trehalose와 sorbitol 첨가가 유산균의 동결변성방지 및 향기성분의 변화에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 요구르트를 L. bulgaricus와 S. thermophilus 단독균주 및 혼합균주로 발효시켰을 때 처리구 모두 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 발효과정 중 유산균의 증식효과는 나타나지 않았다. 요구르트를 6주간 냉동저장하는 동안 trehalose와 sorbitol 첨가에 의한 모든 처리구에서 유산균수의 차이가 없었으며, MRS 액상배지에 trehalose와 sorbitol 을 각각 2%, 5% 첨가하여 6주간 냉동저장하였을 때는 5% trehalose 처리구의 동결변성방지 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 냉동저장 기간 동안 고형분 함량이 12%인 처리구와 20%인 처리구의 생균수는 큰 차이가 나타나지 않아 고형분 함량 차이에 의한 trehalose와 sorbitol 효과에는 차이가 없는 결과를 나타내었다. 요구르트의 동결과 해동을 반복하였을 경우 trehalose와 sorbitol 모두 2% 첨가구보다 5% 첨가구가 우수한 동결변성방지 효과를 나타내었다. 전반적으로 Trehalose 첨가구가 sorbitol 첨가구보다 2%, 5% 모두 동결변성방지 효과가 좋은 결과를 나타내었다. Trehalose와 sorbitol을 첨가하여 요구르트를 제조하였을때 향미성분의 함량은 대조구와 유사하였으며 일반적인 요구르트의 향미를 나타내었다. 냉동저장 중 요구르트 향미성분은 손실되거나, 함량비율의 변화가 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 요구르트의 풍미에는 영향을 미치지 않으면서 냉동저장에 의한 유산균의 동결변성방지제로서의 trehalose첨가가 냉동요구르트의 유산균 안정화에 효과가 있다고 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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