Ethanol productions were performed by separate hydrolysis and fermentation (SHF) and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) processes using seaweed, Enteromorpha intestinalis (sea lettuce). Pretreatment conditions were optimized by the performing thermal acid hydrolysis and enzymatic hydrolysis for the increase of ethanol yield. The pretreatment by thermal acid hydrolysis was carried out with different sulfuric acid concentrations in the range of 25 mM to 75 mM $H_2SO_4$, pretreatment time from 30 to 90 minutes and solid contents of seaweed powder in the range of 10~16% (w/v). Optimal pretreatment conditions were determined as 75 mM $H_2SO_4$ and 13% (w/v) slurry at $121^{\circ}C$ for 60 min. For the further saccharification, enzymatic hydrolysis was performed by the addition of commercial enzymes, Celluclast 1.5 L and Viscozyme L, after the neutralization. A maximum reducing sugar concentration of 40.4 g/L was obtained with 73% of theoretical yield from total carbohydrate. The ethanol concentration of 8.6 g/L of SHF process and 7.6 g/L of SSF process were obtained by the yeast, Saccharomyces cerevisiae KCTC 1126, with the inoculation cell density of 0.2 g dcw/L.
Bacillus stearothermophilus YC4l94는 in vitro 와 in vivo 에서 병원균 Pythium aphanidermatum에 대한 억제 효과를 보였다 in vitro 실험에서 P. aphanidermatum의 유주포자낭 형성과 피낭포자 발아를 억제하였을 뿐 아니라 식물체에 적접 길항균 제제 처리 시 50% 이상의 방제가를 보였다. 그리고 다른 화학 살균제와 비슷한 방제효과를 보여 미생물 제제로서의 개발 가능성을 보여주었다.
참당귀 (Angelica gigas Nakai) 현탁세포의 고농도 배양을 위하여 perfusion 배양을 한 결과 세포의 생장이 증진됨을 확인하였다 . 배양 5 일째부터 sucrose를 4배 농축한 배지로 2 mL 씩 교환해준 결과, 세포의 생장이 계속 유지되었고 최대 세포농도도 23.7 g/L 로 대조구에 비하여 1.7 배 증가하였다. 초기 당농도를 50 g/L 로 하여 배지 교환을 한 결과, 최대 세포농도도 23.8 g/L 로 30 g/L 당농도 대조구에 비하여 1.6 배 증가하였고, 배지교환을 하지 않은 50 g/L 대조구에 비하여 1.1 배 증가하였다 . 따라서 초기 당농도를 높이고 연속적으로 배지교환을 해준다면, 고농도의 세포를 얻을 수 있으며 결과적으로 참당귀 세포가 생산하는 다당류의 생산량을 증진시킬 수 있을 것이다.
Arbuscular Mycorrhizal Fungi(AMF) is widespread symbiont forming mutualistic relationship with plant root in terrestrial forest in ecosystem. They provide improved absorption of nutrient and water, and enhance the resistance against plant pathogen or polluted soil, therefore AM fungi are important for survival and maintaining of individual or community of plant. For last decade, many studies about the functional variation of AM fungi on host plant growth response were showed that different geographic isolates, even same species, have different effect on host plant. However, little was known about functional variation of AM fungal isolates originated single population, which provide important insight about intraspecific diversity of AMF and their role in forest ecosystem. In this study, four AM fungal isolates of Rhizophagus clarus were cultured in vitro using transformed carrot (Daucus carota) root and they showed the difference between isolates in ontogenic characteristics such as spore density and hyphal length. The plant growth response by mycorrhizas were measured also. After 20 weeks from inoculation of these isolates to host plants, dry weight, Root:Shoot ratio, colonization rates and N, P concentration of host plant showed host plant was affected differently by AM fungal isolates. This results suggest that AM fungi have high diversity in their functionality in intraspecific level, even in same population.
Effect of temperature, relative humidity (RH) and free water period on anthracnose development by Colletotrichum gloeosporioides was examined on red pepper fruits. Mycelial growth of C. gloeosporioides was best at 28$^{\circ}C$, but greatly retarded at 32$^{\circ}C$. Minimum inoculum density required for lesion development varied with isolates, but was mostly above 1.0$\times$105 conidia/ml. Optimum temperature for lesion development on fruits was 31$^{\circ}C$. Percentage of lesion development was decreased as incubation temperature decreased. similar trend of temperature response was observed for acervulus formation on the developed lesions. Acervuli were not developed on the lesion as low as at 19$^{\circ}C$. Lesion development and acervuli formation tended to increase as increasing RH, but were greatly inhibited at the RH lower than 88%. More than 2 hours of free water period after inoculation were required for lesion development. Lesion development was increased as free water period increased. This study indicates that anthracnose development by C. gloeosporioides favors the conditions of high temperature above 28$^{\circ}C$, high humidity above 90% RH, and requires free water period longer than 2 hours.
Two-component systems (TCSs) are critical to the pathogenesis of Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). We mutated 55 of 62 genes annotated as responsive regulators (RRs) of TCSs in the genome of Xoo strain PXO99A and identified 9 genes involved in Xoo virulence. Four (rpfG, hrpG, stoS, and detR) of the 9 genes were previously reported as key regulators of Xoo virulence and the other 5 have not been characterized. Lesion lengths on rice leaves inoculated with the mutants were shorter than those of the wild type and were significantly restored with gene complementation. The population density of the 5 mutants in planta was smaller than that of PXO99A at 14 days after inoculation, but the growth curves of the mutants in rich medium were similar to those of the wild type. These newly reported RR genes will facilitate studies on the function of TCSs and of the integrated regulation of TCSs for Xoo pathogenesis.
We investigated the correlation between density of air and the infection rate of airborne microorganisms in mushroom cultivation facilities and found that the correlation was low in places where the infection rate during cultivation was less than 1%. The farms with an infection rate of 2~5% showed a high infection rate in the inoculation room in spring and summer seasons, and in the incubation room in autumn, and the farms with an infection rate of more than 6% showed infection in all the rooms regardless of the season. The farms where the Trichoderma sp. was investigated at the time of the mushroom cultivation showed the highest infection rates of 3.17%, 2.74%, and 2.64% in summer, spring, and autumn, respectively. The farms infected with Neurospora tetrasperma showed a lesser rate of infection than the ones infected with Trichoderma sp., and the highest infection rate of 0.56% was observed in summer. Based on these results, the type of infection could be classified into five groups, where type I was farms where the infection rate is less than 1% in all seasons. Three farms belonged to this type, and the infection rate in this type was lower than that in the other types.
100, 200, 300, 400, $500{\mu}g/50g$ 무기셀레늄($Na_2SeO_3$)의 배지처리에 의한 노랑느타리버섯 균사배양기간, 균사밀도, 초발이소요일수, 유효경수, 개체중, 유기셀레늄 전이량을 조사한 결과는 다음과 같다. 저농도 $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 균사배양기간은 대조구 22일에 비하여 $100{\sim}400{\mu}g/50g$처리는 1~2일 단축되었고, $500{\mu}g/50g$처리는 1일 길어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 균사밀도는 $100{\sim}500{\mu}g/50g$처리는 아주 치밀하였다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 초발이소요일수는 $100{\sim}400{\mu}g/50g$처리는 3~4일로 대조구 5일에 비해 1~2일 단축되었다. $500{\mu}g/50g$처리는 1일 길어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 유효경수는 $100{\sim}400{\mu}g/50g$처리는 19~20개로 대조구 18개에 비해 1~2개 증가되었다. $500{\mu}g/50g$처리는 17개로 대조구 18개에 비해 1개 적어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 수량(개체중)은 $100{\sim}400{\mu}g/50g$처리는 129~138g/850cc로 대조구 123g/850cc에 비해 4.9~12.2%까지 증수되었다. $500{\mu}g/50g$처리는 122g/850cc로 대조구 123g/850cc에 비해 수량이 감소되었다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 축적된 유기셀레늄 량은 $100{\sim}500{\mu}g/50g$처리까지 $2.73{\sim}8.19{\mu}g/g/dry$로 농도가 높을수록 대조구 $0.05{\mu}g/g/dry$에 비해 55~164배까지 축적되었다. 결론적으로 노랑느타리버섯 균사배양기간, 균사밀도, 초발이소요일수, 유효경수, 개체중, 유기셀레늄 전이량은 $100{\sim}400{\mu}g/50g$까지는 촉진되었고 $500{\mu}g/50g$에서 억제되는 경향이 나타남에 따라 보다 고농도 처리시 그의 영향을 조사할 필요성을 시사한다.
600, 700, 800, 900, $1000{\mu}g/50g$ 무기셀레늄($Na_2SeO_3$)의 배지처리에 의한 노랑느타리버섯 균사배양기간, 균사밀도, 초발이소요일수, 유효경수, 개체중, 유기셀레늄 전이량을 조사한 결과는 다음과 같다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 균사배양기간은 대조구 22일에 비하여 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$처리는 3~8일까지 농도가 진할수록 배양기간이 길어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 균사밀도는 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$처리 까지는 대조구와 동일하게 보통이었다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 초발이소요일수는 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$처리는 대조구 5일에 비해 3~8일 까지 농도가 진할수록 초발이소요일수가 길어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 유효경수는 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$처리는 10~16개로 대조구 18개에 비해 2~8개 까지 농도가 진할수록 유효경수가 적어졌다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 수량(개체중)은 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$ 처리는 94~166g/850cc로 대조구 123g/850cc에 비해 5.7~23.5%까지 농도가 높을수록 수량이 감소되었다. $Na_2SeO_3$의 처리에 의한 노랑느타리버섯 축적된 유기셀레늄 량은 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$처리까지 $9.1{\sim}10.8{\mu}g/g/dry$로 농도가 높을수록 대조구 $0.05{\mu}g/g/dry$에 비해 182~216배까지 축적되었다. 결론적으로 노랑느타리버섯 균사배양기간, 균사밀도, 초발이소요일수, 유효경수, 개체중, 유기셀레늄 전이량은 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$에서 억제되는 경향이 나타남에 따라 가장 적당한 농도는 $600{\sim}1000{\mu}g/50g$보다 낮은 $400{\mu}g/50g$이라고 본다.
유산균을 고농도로 배양하기 위하여 $CaCO_3$를 각각 15% 와 20%씩 첨가하여 직경이 서로 다른 $CaCO_3$-alginate beads를 제조한 후, lactic acid에 대한 $CaCO_3$-alginate beads의 반응 특성과 완충효과를 관찰하였으며, lactic acid에 대하여 완충작용이 있는 $CaCO_3$-alginate beads를 이용하여 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21을 고농도 배양하여 직접투입식 starter를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 $CaCO_3$-alginate beads는 $CaCO_3$, alginate 함량 및 수분 함유율이 beads에 일정하게 고루 분포되어 있으며, 일정한 밀도를 갖는 입자임을 알 수 있었다. 또한 lactic acid에 대한 beads의 반응은 표면으로부터 일어나기 시작하여 내부로 진행됨을 확인하였으며, $CaCO_3$-alginate beads 양의 증가는 결국 lactic acid와 반응할 수 있는 $CaCO_3$ 표면적의 증가를 가져오게 되며, 단위시간당 lactic acid와 반응하는 $CaCO_3$의 상대적 증가를 가져오기 때문에 $CaCO_3$-alginate beads 양의 증가는 lactic acid 용액 내부의 중화작용의 증가를 가져온다는 것을 확인하였다. 즉, $CaCO_3$-alginate beads의 직경이 작을수록, 내부의 $CaCO_3$ 함량이 높을수록, 단위 부피당 넓은 표면적과 높은 중화작용을 가지므로 $CaCO_3$-alginate beads를 pH neutralizer로 이용하여 유산균을 배양할 경우에는 $CaCO_3$ 함량이 높고 직경이 작은 $CaCO_3$-alginate beads의 이용이 유산균 배양에 효과적임을 알 수 있었다. $CaCO_3$-alginate beads를 이용한 유산균의 고농도 배양시, pH와 생균수와의 상관성과 선형관계를 단순회귀분석법(simple regression)을 이용하여 최소자승추정량(least square estimator; LSE)을 구하여 검증한 결과, 각 X의 회귀계수의 값은 통계적으로 유의한 결과(p<0.05, p<0.01)를 보였다. 또한 $R^2$ 값은 S. thermophilus ST-Body 1와 L. amylovorus DU-21의 경우, $CaCO_3$-alginate beads 무첨가구와 첨가구에서 각각 0.6310, 0.7505, 0.7452, 0.7609이였다. 이는 pH가 균 증식에 다소나마 영향을 주는 것을 나타낸다. 고농도로 배양된 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21 균주를 이용하여 직접투입식 starter를 제조한 결과, 동결건조 보호제로 15% glycerol을 이용하였을 때 각각 91.96${\pm}$1.35%와 89.09${\pm}$4.49%의 생존율을 보였다. 본 연구에서 확립된 기법은 probiotics 조제나 정장제 조제방법에 있어서도 공히 적용 가능하므로 미생물 세포의 이용기법으로 그 생존율과 발효에 연관되는 기능보존과 수반되는 여러 분야에 적용한다는 면에서 산업적으로 중요하다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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