• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권12호
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• pp.1624-1631
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• 2021

Prodigiosin as a high-valued compound, which is a microbial secondary metabolite, has the potential for antioxidant and anticancer effects. However, the large-scale production of functionally active Hahella chejuensis-derived prodigiosin by fermentation in a cost-effective manner has yet to be achieved. In the present study, we established carbon source-optimized medium conditions, as well as a procedure for producing prodigiosin by fermentation by culturing H. chejuensis using 10 L and 200 L bioreactors. Our results showed that prodigiosin productivity using 250 ml flasks was higher in the presence of glucose than other carbon sources, including mannose, sucrose, galactose, and fructose, and could be scaled up to 10 L and 200 L batches. Productivity in the glucose (2.5 g/l) culture while maintaining the medium at pH 6.89 during 10 days of cultivation in the 200 L bioreactor was measured and increased more than productivity in the basal culture medium in the absence of glucose. Prodigiosin production from 10 L and 200 L fermentation cultures of H. chejuensis was confirmed by high-performance liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analyses for more accurate identification. Finally, the anticancer activity of crude extracted prodigiosin against human cancerous leukemia THP-1 cells was evaluated and confirmed at various concentrations. Conclusively, we demonstrate that culture conditions for H. chejuensis using a bioreactor with various parameters and ethanol-based extraction procedures were optimized to mass-produce the marine bacterium-derived high purity prodigiosin associated with anti-cancer activity.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.893-904
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• 2022

It is well documented that the fruit of the vitamin tree, which is rich in vitamins A, C, E, and K, shows anti-diabetic, antibacterial, immune regulation, anti-inflammatory, and anti-aging effects. In some countries including Europe it has been used to develop various functional foods. This study was conducted to elucidate the fermentation properties of fermented milk supplemented with vitamin tree (Hippophae rhamnoides L.) fruit powder. The pH, titratable acidity, number of viable cells, and viscosity of the yogurt made with vitamin tree fruit powder were found to be higher than those of the control group, as the amount of supplemented powder added became higher and the fermentation progressed. Production of lactic, malic, and acetic acids increased relative to that of the control as the amounts of supplemented powder were higher. It was found that the increase in the decomposition of lactose to glucose and galactose was proportional to the amount of supplemented powder added and the elapsed fermentation time. During storage for 15 days the quality of yogurt supplemented with vitamin tree fruit powder was within the proper range of fermented milk quality in terms of pH, titratable acidity, and number of lactic acid bacteria. The yoghurt manufactured with vitamin tree fruit powder has a similar quality to that of the control, and therefore, a new functional yoghurt providing health benefits could be developed.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제37권3호
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• pp.196-205
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• 2019

본 연구는 돼지감자 분말을 첨가한 발효유 제조의 이화학적 분석을 통해서 돼지감자를 식품소재로써 활용하고자 첨가량에 따른 발효 품질특성을 분석하였다. 돼지감자 분말 1%, 3%, 5% 첨가 발효유 중 5% 첨가구가 산 생성이 가장 우수하였고, 유산균 수도 가장 높게 생장하였다. 또한, 유산 생성이 활발하였고, 항산화 활성과 항균활성도 높았다. 점도는 5% 첨가구에서 가장 높았는데, 물성적인 측면에서 고려할 사항으로 사료된다. 돼지감자분말 첨가 발효유 생산이 유가공산업의 활성화에 기여하길 기대한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권1호
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• pp.9-15
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• 2015

본 연구는 해조류, 꼬시래기를 발효하여 에탄올을 생산하였다. 최적 전처리 조건은 12% (w/v) 해조류 슬러리, 270 mM 황산, 121도 60분동안 실시하였다. 열산가수분해 후에, 꼬시래기 가수분해산물에 16 U/ml의 혼합효소 Viscozyme L과 Celluclast 1.5 L를 이용하여 효소당화를 수행하였다. 50.4 g/l의총단당류의농도는, 120 g dw/l 꼬시래기 슬러리로부터 열산가수분해와효소당화에 의해 총 탄수화물 60 g/l의 전환율 84.2%를 나타내었다. 꼬시래기 가수분해산물은 분리당화발효(SHF)로 에탄올 생산을 위한 기질로 사용하였다. 고농도 galactose로 순치한 Candida lusitaniae ATCC42720에 의한 에탄올 생산은 0.43의 에탄올 수율(Y_EtOH)인 22.0 g/l를 생산하였다. 특정 당에 순치한 효모는 혼합당의 흡수에 유용하며, 그 결과 해조류가수분해산물배지로부터 높은 에탄올 수율을 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.529-532
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• 2001

Korean food waste, one of the abundantly available but environmentally problematic organic wastes in Korea, was utilized as solid-substrate by fungal strain Aspergillus niger ATcC 6275 for the production of enzymemixture containing amylase, cellulase and xylanase. The enzyme mixture can be used as high value-added animal feed. Solid-state fermentation method yielded a 84-fold enhancement in xylanase activity compared with submerged fermentation method. The effect of incubation period, incubation temperature, pH of medium, moisture content, inoculum size and enrichment of the medium with nitrogen and carbon sources were observed for optimal production of these enzymes The optimal amylase activity of 33.10 U/g, cellulase activity of 24.41 U/g, xylanase activity of 328.84 U/g were obtained at 8 days incubation with 50%(w/w) soy bean flake, with incubation temperature of $25^{\circ}C$, pH of 6.38, optimal moisture content of 55% and with inoculum size of $3.8{\times}10^6$spore/g. Enzyme activities were enhanced when ImM $CaSO_4$, 2% Malt extract and 2% galactose were added as mineral, nitrogen and carbon enrichment respectively.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제9권1호
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• pp.14-20
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• 2004

Bacillus strains capable of producing fibrinolytic enzyme were isolated from traditional fermented Korean soybean paste and Japanese fermented soybean (Natto). Among the 16 strains, a selected Bacillus sp. was identified as bacillus firmus, with 80.7％ homology, by API kit analysis. Seed starter or B. firmus NA-1 was prepared with 5％ soymilk prepared from micronized soybean powder. To produce fibrinolytic enzyme by B. firmus NA-1 the liquid culture was performed with NB broth (pH 7.0) fortified with 1％ galactose, 0.1% tryptone, and 0.5% $K_2$HPO$_4$, by shaking with 180 rpm at 37$^{\circ}C$. Fibrinolytic enzyme activity reached the highest value at 7.8 unit/mL (plasmin unit) after fermentation for 72 hr. The crude fibrinolytic enzyme showed higher relative activity in the range of pH 7.0∼9.0. The activity of crude fibrinolytic enzyme was well maintained even after concentration by the vacuum evaporation at 5$0^{\circ}C$ for 1 hr.

• 한국식품과학회지
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• 제26권3호
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• pp.195-198
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• 1994

Yeast 발효공정에서 발생되는 가스량을 전자적으로 monitoring 할 수 있는 새로운 기포수 계측 쎈서를 설계, 제작하였다. 본 기포쎈서는 기체를 발생하는 발효공정에 적용할 수 있으며 공정의 상태와 환경에 아무런 변화를 주지 않도록 설계하였다. 그 구조는 가스포집부, 기포형성부, 전자식 기포감지부와 컴퓨터 접속장치로 구성하였다. 기포 계측부는 photo-interrupter카 counter IC 등을 사용하였다. 제작된 쎈서와 컴퓨터 시스템은 효모 배양공정에 활용하여 발효진행과정을 자동적으로 monitoring 하는데 성공하였으며 발효공정에서 발생된 기포수의 값으로 작성된 가스발생량 곡선은 효모의 생육곡선의 양상과 매우 유사한 모양을 보였으며 배양액의 기질영양원이 달리한 발효공정을 monitering한 결과 기질이용 특성도 정확하게 표현할 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.88-94
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• 2021

해조류 중 홍조류인 꼬시래기(G. verrucosa)로부터 효모를 이용한 발효를 위해 열산가수분해, 효소당화 및 에탄올 발효수율 향상을 검토하고, 기존의 혼합당의 흡수효율을 높이기 위해 고농도 당 순치를 수행하였다. 열산가수분해는 200 mM 황산(H₂SO₄)을 이용하여 10% (w/v)의 꼬시래기(G. verrucosa)의 슬러리, 130℃의 온도에서 60분 동안 열산가수분해를 수행하였다. 또한 wild type 효모와 고농도 galactose에 순치(adaptive evolution)된 효모를 이용한 발효를 실시한 결과, wild type 효모의 경우 발효 144시간에 8.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 Y_EtOH = 0.19와 galactose에 순치된 효모의 경우 21.5 g/l 에탄올 발효로 에탄올수율계수 Y_EtOH = 0.50을 나타내었다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오 연료의 효율적인 생산방법을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권4호
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• pp.667-676
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• 2004

본 연구는 상업용 혼합균주인 L. delbrueckii ssp. bulgricus와 S. salivarius ssp. thermophillus를 사용하여 쌀 분말과 탈지분유의 첨가량을 달리하여 요르트를 제조한 후 배양 시간의 경과에 따른 pH와 산도, 젖산균 수, 점도, 유기산, 탄수화물의 종류와 함량 및 관능성을 측정하여 최적의 기질로 사용할 수 있는 쌀 분말과 탈지분유의 적정 첨가량을 선정하였다. 대조구는 배양 10시간째 요구르트의 적정 pH인 4.5에 도달하였으나 쌀 분말을 4%, 6% 첨가한 시료는 배양 6시간째, 탈지분유를 첨가한 시료는 첨가량에 관계없이 배양 8시간째 적정 산도에 도달 하였다. 산도는 대조구의 경우 배양 4시간째 적정 산도인 1.0에 도달하였으나 쌀 분말과 탈지분유를 첨가한 시료는 첨가량에 관계없이 배양 4시간째 적정 산도를 초과하였다. 쌀 분말을 4% 첨가한 시료와 탈지분유를 4%, 6% 첨가한 시료는 배양 4시간째에 젖산균의 수가 가장 많이 증가하였다. 점도는 쌀 분말의 경우 4% 이상 첨가하면 casein이 커드 형성에 영향을 받는 것으로 나타났다. 탈지분유를 6% 첨가한 시료를 제외하고는 모두 대조구보다 lactic acid의 함량이 증가하였으며 쌀 분말을 4% 참가한 시료에서 galactose가 가장 많이 생성되었다. 관능검사는 각 항목별로 시료 간에 통계적인 유의차는 없었으나 색과 맛, 전체적인 기호도에 있어서 탈지분유를 4% 첨가한 시료가 가장 높은 값을 나타내었으며 풍미와 조직감에 있어서는 쌀 분말을 4% 첨가한 시료가 가장 높은 값을 나타내었다. 따라서 본 실험에서는 쌀 분말과 탈지분유의 최적 첨가량은 각각 4%로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.145-149
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• 2016

해조류 중 홍조류인 K. alvarezii로부터 동시 당화 발효(SSF)를 위한 효소 당화 및 균 배양 온도를 검토하고, 기존의 동시 당화 발효(SSF) 를 개선하기 위해 2단계 동시 당화 발효(SSF)를 수행하였다. 효소 당화와 균 성장 온도를 고려하였을 때 동시 당화 발효(SSF)에 적용하는 배양 온도는 40°C를 선택하여 실험을 진행하였다. 비순치 효모(wild type)와 고농도 갈락토오스에 순치한 효모(adapted yeast to galactose)를 이용한 동시 당화 발효(SSF)를 실시한 결과 발효 156시간에 9.1 g/l의 에탄올 수율(Y_EtOH) 0.24와 10.2 g/l의 에탄올 수율(Y_EtOH) 0.27을 나타내었다. 이러한 기존의 동시 당화 발효(SSF)를 개선한 2단계 동시 당화 발효(SSF)는 에탄올 생산 수율이 0.27에서 0.35로 27.5% 증가하였으며, 에탄올 발효 시간도 156시간에서 96시간으로 61.5% 감소하였다. 이러한 연구결과는 해양 바이오매스인 해조류로부터 바이오연료 생산과정에 있어 기초적인 정보를 제공할 것이다.