최근의 식량자원과 충돌의 우려가 있는 전분질계 에탄올 생산에 문제점이 대두되고 있고, 기존의 화석에너지를 대신할 새로운 재생가능 에너지개발에 대한 요구가 지속적으로 증가하면서 새로운 에너지 자원으로서 셀룰로오즈 계열 바이오매스가 지속적인 주목을 받고 있다. 하지만 지난 수십 년 간의 연구에도 불구하고 셀룰로오직 에탄올이 가격 경쟁력을 가지지 못하는 이유는 셀룰로오스 계열 바이오매스의 구성성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 분리과정이 어렵고, 전처리 과정 중 생산되는 부산물질에 의한 당화 및 발효율이 낮다는 점과, 당화를 위해 다량의 효소가 필요하고 가격이 비싸다는 점이다. 바이오 에탄올 생산을 위한 전처리 공정 기술을 상용화 단계까지 효율적이고, 경제적으로 구축하기 위해서는 경제성이 확보되고 원천 기술 적용이 가능한 바이오매스의 선정과 더불어 기존 기술들의 문제점을 파악, 극복하면서 전체 생산 수율을 높이는 동시에 에너지 저감형태의 새로운 전처리 공정 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제 점을 해결하기 위해 이전부터 많은 연구가 이루어진 농업 부산물 계열의 볏짚과 그 특성이 비슷할 것으로 보이는 보릿짚을 바이오매스로 선택하여 보편적으로 이용되고 있는 염기 전처리를 적용하여 그 특성에 대하여 파악해 보고자 하였다. 보릿짚은 볏짚과 비교하였을 때 셀룰로오스와 리그닌의 함량이 각각 41.60%와 17.56%로 그 함량이 비슷하게 나타났고 가축 사료로 사용되고 있는 볏짚에 비해 수급단가 또한 상대적으로 낮아 매우 경제적인 바이오매스로 보여진다. 보릿짚을 이용한 암모니아 침지 반응을 통한 볏짚과의 비교에서는 암모니아 농도; 15%, 반응온도; $60^{\circ}C$ 반응시간; 24hr의 조건에서 전처리 후 리그닌 제거율 29.09%, 가수분해도 64.78%(16.01 g/L), 에탄올 수율 56.50%(8.65 g/L)로 나타나 볏짚에 비해 그 효과가 낮은 것으로 나타났지만 암모니아에 의한 전처리에 상당한 효과가 있는 것으로 보여진다. NaOH 침지 반응은 NaOH 농도; 2%, 반응온도; $85^{\circ}C$, 반응시간; 1hr 동안 반응하여 볏짚과 암모니아 침지 반응에 대한 비교를 통해 그 특성을 파악하였다. NaOH 침지 반응 후 보릿짚의 상대적인 리그닌 제거율; 24.15%, 가수분해도; 58.40%(15.39 g/L), 에탄올 수율 52.56%(8.35 g/L)의 결과를 얻어, 보릿짚이 암모니아를 이용한 전처리와 NaOH를 이용한 전처리 즉 염기 용매를 이용한 전처리에 있어 효과적인 리그닌 제거가 가능한 것으로 결론 지을 수 있고 본 연구 결과를 바탕으로 차 후 NaOH와 암모니아 침지 반응 및 침출 반응의 최적화 연구를 통해 각 전처리의 최적화 조건을 설정할 수 있을 것으로 보인다.
옥수수 전분박을 이용하여 식사료 효모를 생산하기 위하여 전분박의 산당화법을 검토하고 이 산당화액을 이용하여 liquid culture에서 식용효모, semisolid culture에서 사료효모를 생산하기 위한 배양조건을 검토한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 옥수수 전분박의 신당화시 가수분해제로는 염산이 황산보다 효과적이었으며, 염산 농도 1%, 압력 $2.0kg/cm^2$에서 30분간 가수분해 시켰을 때 당화율이 57.2%로서 가장 좋았다. 2) 산분해시 원료와 전분박의 비가 1:10 이상에서는 분해가 증가되지 않았으며 semisolid substrate를 만들기 위해서는 1:3의 비율이 적당하였다. 3) 6종류의 효모를 전분박 당화액에 배양시켰을 때 Candida tropicalis가 가장 좋았으며, 최적 초기 pH는 6이었으며, 최적온도는 $30^{\circ}C$였다. 4) Liquid culture에서 Candida tropicalis의 무기 영양 요구도를 조사한 결과 $(NH_2)_2CO$ 0.3%, $KH_2PO_4$, 0.15%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.04%였으며, semisolid culture시에는 $NH_4CI$ 0.4%, $KH_2PO_4\;0.1%\;MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.04%$를 가했을 때가 좋았다. 5) 식용 효모생산을 위한 액체배양에서는 초기당 4%에서 88.75%를 소비하였으며, 원료에 대한 건조효모로써 19.13%의 수율을 보였다. 6) 사료효모를 생산하기 위해 semisolid한 상태에서 배양하였을 때 처리하지 않은 전분박에 비해cellulose는 14.7%에서 3.76%로 감소하였으며, 건조효모는 13.89%가 생성되었다.
초산발효(酢酸醱酵)에 유용한 변이주(變異株)를 얻기 위하여 대전시(大田市) 일원에서 수집한 식초(食酢)와 지물류(漬物類)로 부터 산성성능(酸生成能)이 있는 109 균주(菌株)를 분리(分離)하여 발효력(醱酵力)이 강(强)한 T-50 균주(菌株)를 모균주(母菌株)로 선정(選定)하고 동정(同定)하였으며, 모균주(母菌株)에 대하여 자외선(紫外線)과 N. T. G를 처리하여 초기(初期) 산성성능(酸生成能)이 빠른 그 변이주(變異株)를 얻어 모균주(母菌株)와 변이주(變異株)를 이용한 산성성(酸生成)을 기본(基本) 조건(條件)을 검토한 결과는 다음과 같다. 1) 분리(分離) 선정(選定)된 균주(菌株)는 Bergey's manual과 Acetic acid bacteria에 의하여 동정(同定)한 결과 Acetobacter aceti로 동정(同定)되었다. 2) 선정(選定) 균주(菌株)는 15W 자외선등(紫外線燈)으로 45 cm에서 160 sec 조사(照射)하였을 때 완전 사멸되었다. 3) 변이주(變異株)는 모균주(母菌株)에 비하여 초기(初期) 산성성능(酸生成能)이 빨랐다. 4. 시공균주(供試菌洙)는 진탕배양에 의하여 배양(培養) 2일(日)째에 산성성(酸生成)이 최대에 달하였으며 발효적온(醱酵適溫)은 $30^{\circ}C$ 이었다. 5) 질소원(窒素源)으로는 $(NH_4)_2SO_4$가 0.1%에서 적당하였으며 glucose의 농도(濃度)를 0.1% 수준으로 첨가(添加)하였을 때 초기(初期) 산성성능(酸生成能)이 빨랐다.
This study was conducted to isolate lactobacilli having probiotic characteristics to be used as health adjuncts with fermented milk products. Acid tolerant strains were selected in Lactobacilli MRS broth adjusted to pH 4.0 from 80 healthy persons (infants, children and adults). And bile tolerant strains were examined in Lactobacilli MRS broth in which 1.0% bile salt was added. By estimation above characteristics, the strains No. 27, which was isolated from adult feces, was selected and identified as Lactobacillus salivarius subsp. salivarius based on carbohydrate fermentation and 16S rDNA sequencing. It was used as a probiotic strain in fermented milk products. The pH of fermented milk decreased from pH 6.7 to 5.0 and titratable acidity increased from 0.3% to 1.0% by L. salivarius subsp. salivarius (isolation strain 20, 35, and 37), when incubated for 36 h at $37^{\circ}C$. The number of viable cell counts of fermented milk was maximized at this incubation condition. The SDS-PAGE evidenced no significant change of casein but distinct changes of whey protein were observed by isolated L. salivarius subsp. salivarius for titratable acidity being incubated by $0.9{\sim}1.0%$ at $37^{\circ}C$. All of the strains produced 83.43 to 131.96 mM of lactic acid and 5.39 to 26.85 mM of isobutyric acid in fermented products. The in vitro culture experiment was performed to evaluate ability to reduce cholesterol levels and antimicrobial activity in the growth medium. The selected L. salivarius subsp. salivarius reduced $23{\sim}38%$ of cholesterol content in lactobacilli MRS broth during bacterial growth for 24 hours at $37^{\circ}C$. All of the isolated L. salivarius subsp. salivarius had an excellent antibacterial activity with $15{\sim}25$ mm of inhibition zone to E. coli KCTC1039, S. enteritidis KCCM3313, S. typhimurium M-15, and S. typhimurium KCCM40253 when its pH had not been adjusted. Also, all of the isolated L. salivarius subsp. salivarius had partial inhibition zone to E. coli KCTC1039, E. coli KCTC0115 and S. enteritidis KCCM3313 when it had been adjusted to pH 5.7. The selected strains were determined to have resistances of twelve antibiotic. Strains 27 and 35 among the L. salivarius subsp. salivarius showed the highest resistance to the antibiotics. Purified ${\alpha}$-galactosidase was obtained by DEAE-Sephadex A-50 ion exchange chromatography, Mono-Q ion exchange chromatography and HPLC column chromatography from L. salivarius subsp. salivarius 27. The specific activity of the purified enzyme was 8,994 units/mg protein, representing an 17.09 folds purification of the original cell crude extract. The molecular weight of enzyme was identified about 53,000 dalton by 12% SDS-PAGE. Optimal temperature and pH for activity of this enzyme were $40^{\circ}C$ and 7.0 respectively. The enzyme was found to be stable between 25 and $50^{\circ}C$. ${\alpha}$-galactosidase activity was lost rapidly below pH 5.0 and above pH 9.0. This enzyme was liberated galactose from melibiose, raffinose, and stachyose, and also the hydrolysis rate of substrate was compound by HPLC. These results indicated that some of the L. salivarius subsp. salivarius (strain 27 and 35) are considered as effective probiotic strains with a potential for industrial applications, but the further study is needed to establish their use as probiotics in vivo.
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.
문헌과 실제 공장에서 채택하고 있는 된장의 제조방법을 조사하여 재래식과 개량식 방법으로 나누어 각 단계별로 표준화하였다. 재래식 된장 제조는 먼저 재래식 메주 제조로 시작되는데 재래식 메주는 자연발효로 대두를 증자하고 분쇄하여 벽돌형의 메주를 성형 한다. 이를 건조시킨 후 볏짚으로 엮어 매달아 2~3개월간 발효시켜 메주를 제조한다. 발효가 끝난 메주는 소금물에 띄우고(meju : salt : water = 18.4 : 14.6 : 67.0) 고추, 숯을 넣어 2~3개월 발효 숙성하고 된장과 간장을 분리한다. 이를 다소 수정하여 콩알메주를 만들어 재래된장을 만들기도 하는데, 증자대두에 Asp. oryzae를 접종하여 기존B. subtilis와 함께 콩알 메주를 제조하여 염수와 함께 6개월 정도 발효 숙성하여 콩알메주 재래된장을 제조 한다. 한편 개량 된장 제조방법은 기본적으로 일본식을 따르는데 재래식과 일본식을 수정한 방법을 선택하고 있다. 증자된 소맥분에 Asp. oryzae로 제국을 하고 증자된 대두를 혼합 한다. 이때 전분질원으로 증자된 밀쌀을 첨가하기도 하고 재래식 된장의 맛을 주기 위해 증자대두에 B. subtilis를 접종하여 발효시킨 메주 또는 재래식 메주를 혼합하기도 한다. 혼합된 소맥제국과 증자대두 등에 염수를 첨가하여 45~60일 발효숙성하고 살균($65^{\circ}C$, 30분) 과정을 거치고 제품화한다. 이제는 한국의 재래식과 재래 된장 맛을 포함하여 기능성이 우수한 한국의 된장을 만들기 위해 기존 장류 공장은 재래 된장의 제조 방법을 공정에 사용할 필요가 있으며 이를 이용하여 일본 미소와는 완전히 다르면서 한국 전통적인 된장 제조법을 개발하여 수출 및 세계화를 이를 필요가 있다. 따라서 재래식 된장 공장은 재래식 방법을 좀더 과학화 및 산업화하여 전통을 이어가며 안전성 확보와 일정한 맛과 기능성이 우수한 재래 된장을 제조해야 한다. 현대의 실정 에 맞는 과학적 제조방법을 이용하여 산업화한다면 재래식으로 인해 걸리는 시간, 노력 에 걸맞은 가격, 품질 등을 유지해 나갈 수 있으리라 본다.
오이지를 건식제조법으로 제조하여, 오이지의 절임변수로 염도(30, 21 및 $15\%$), 저장온도(0, 15 및 $25^{\circ}C$)를 택하여 165일 동안 저장하면서 이화학적 및 미생물학적 특성을 분석하였다. 오이지의 염도는 습식절임법과 비교하였을 때 높은 염도를 유지하였다. 오이지의 산도는 저장기간이 경과됨에 따라 증가하였으며, 염도가 높을수록, 저장온도가 낮을수록 pH는 높고 산도는 낮게 유지되었다. 오이지의 색상으로 Hunter system의 녹색도(-a 값)는 저장기간이 경과됨에 따라 감소하였으며, MSLT군의 녹색도가 가장 높았다. 오이지의 기계적 조직감 특성 중 경도는 HSHT군이, 파쇄성의 경우는 MSLT군이 높게 유지되었는데, 경도는 염도가 높을수록 파쇄성은 저장온도가 낮을수록 높게 유지되었다. 미생물학적인 특성 중 총균수는 염도에 가장 큰 영향을 받았고 저장온도가 낮을수록, 염도가 높을수록 총균수는 감소하였다. 젖산균은 저장온도가 낮거나 염도가 높을수록 그 수가 감소하였는데 특히 저장온도에 큰 영향을 받았다. 효모는 HSHT 군과 MSLT군은 저장 36일 이후부터 효모가 검출되지 않았다. 그러나 LSLT군, LSMT군 및 MSMT군은 저장기간이 경과됨에 따라 증가되었다. 특히 말기에 효모가 급격히 증가하는 LSMT군은 경도 또한 낮았다. 오이지에 대한 기호도는 LSLT군 및 MSLT군이 색, 맛, 조직감 및 전반적인 기호도에서 높은 점수를 받았다 이상의 결과로부터 고염보다는 저염 오이지에 대한 기호도가 높았으며, 저염 오이지의 경우 저온저장 오이지에 대한 기호도가 높았다. 즉, 기존의 고염$(30\%)$에서 염도를 $50\%$정도 낮춘 저염 오이지 $(15\%)$ 제조가 가능하였는데, 저장 온도는 저온$(0^{\circ}C)$이 바람직하였다.
새로운 건강기능성 식품소재를 개발하고자 현미, 가시오가피 및 인진쑥을 기질로 하여 큰느타리버섯 균사의 고체배양 조건을 검토하였으며, 배양산물의 성분분석 및 추출물의 ACE 저해 활성을 조사하였다. 가시오가피와 인진쑥을 현미배지에 첨가시 농도가 증가함에 따라 균사의 생육속도는 감소하였으며, 특히 가시오가피의 첨가가 인진쑥에 비해 큰느타리 균사의 생육에 미치는 영향이 컸다. 배양산물의 성분분석 결과, 수분함량은 $10.9{\sim}12.0%$ 범위이었고, 조단백질, 지질 및 섬유질은 현미배지에서 가장 높았으며, 무기질(칼슘, 칼륨 및 인) 함량은 가시오가피 첨가배지가 가장 높았다. 추출수율은 인진쑥 첨가배지가 4.80%로 가장 높았으며, 추출물의 pH는 현미배지가 pH 6.1로 가장 낮았다. 세가지 시료 추출물의 명도는 $85.8{\sim}87.1$ 범위이었고, 적색도는 현미와 가시오가피 첨가배지가 높았으며, 반면, 황색도는 인진쑥 첨가배지가 가장 높았다. 당 성분을 thin layer chromatography로 분석한 결과, 세가지 시료 모두 2개의 spot가 검출되었고, 이들은 각각 glucose와 maltose로 판단되었다. Angiotensin converting enzyme에 대한 저해율을 측정한 결과, 가시오가피 첨가배지가 시료농도 $0.2{\sim}1.0\;mg/ml$에서 가장 높은 활성을 나타내었다.
양식산 굴에 대하여 Protamex(1단 가수분해)와 Neutrase (2단 가수분해)로 가수분해하고, 한외여과장치(MWCO, 3 kDa)로 분획한 획분을 동결건조한 다음, 이의 효율적 이용을 위하여 굴 효소가수분해물(OHP) 첨가 기능성 강화 요구르트의 제조를 시도하였고, 아울러 그 특성에 대하여도 살펴보았다. pH, 적정산도, 점도, 생균수 및 관능평가를 통해 OHP 첨가 요구르트의 최적 starter는 lactobacillus bulgaricus와 Streptococcus thermophilus의 1:1의 비율로 혼합한 균주로 선정되었다. OHP의 첨가량별 최적 발효시간은 무첨가 제품 8시간, OHP 0.5 제품이 6.5시간, OHP 1.0 제품은 5.5시간, OHP 1.5 제품은 5.0시간, PHP 무첨가 대조군 및 시판 요구르트에 비해 우수하였고, 관능검사 결과 OHP를 1.0 g 첨가한 제품이 가장 적합하였다. OHP 1.0 제품의 일반성분, pH 4.31, 적정산도(1.07%) 및 생균수 $4.9{\times}10^8\;CFU/mL$는 시판 요구르트에 비하여 조단백질의 함량만이 다소 높은 반면, pH, 적정산도 및 생균수는 차이가 없었다. 저온저장 중 시제 요구르트의 pH, 적정산도 및 생균수는 차이가 없었다. 저온저장 중 시제 요구르트의 pH 적정산도 및 생균수의 변화 결재로 미루어 보아 OHP 첨가 요구르트는 $5^{\circ}C$에서 15일간 유통 가능할 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
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제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
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제 19 조 (관할 법원)
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[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.