효모는 크기가 매우 작고 영양성분이 풍부하기 때문에 양식 시 먹이생물로 이용되는 동물성 플랑크톤의 먹이나 배합사료의 첨가제로 많이 사용되고 있다. 효모의 종류는 수 없이 많은데 이러한 효모들 중에서 Kluyeromyces fragilis 와 Candida utilis 는 대량배양이 가능하며 병원성 균주가 아닌 먹이생물로서 개발가능성이 높은 것으로 보고되어 있다 (Epifanio, 1979). 또한 Lee et al (1999)은 영양성분을 분석하여 사료첨가제로 이용가능성을 타진한 바 있다. 본 연구는 양식 생산량이 증가하고 있는 조피볼락을 대상으로 경제적인 측면을 고려하여 어분 함량을 달리 첨가한 배합사료에 K. fragilis, C. utilis 및 맥주효모를 각각 3%씩 첨가한 사료를 제조, 공급하여 이들 효모첨가가 조피볼락의 성장과 체성분에 미치는 영향을 조사하였다. (중략)
첨가제로서 K. fragilis, C. utilis 및 맥주효모의 효능을 조사하기 위하여, 어분함량이 다른 배합사료에 각각의 효모를 $3{\%}$씩 첨가하여 7주간 3반복으로 사육 실험하였다. 생존율은 사료의 어분함량 및 첨가 효모종류에 영향을 받지 않았다 (P > 0.05). 효모를 첨가하지 않는 대조구의 증체율은 어분함량에 영향을 받지 않았다(P>0.05). 어분 $55{\%}$ 사료에서 K. fragilis 및 맥주효모 첨가구는 대조구와 유의차 없이 (P < 0.05) 양호하였으나, C. utilis 첨가구는 대조구보다 낮은 값을 보였다 (P < 0.05). 어분 $45{\%}$ 사료에서는 맥주효모 첨가구는 대조구와 비슷한 값을 보였으나, K. fragilis 및 C. utilis 첨가구는 대조구보다 낮은 값을 보였다 (P < 0.05), 사료효율 및 단백질효율은 대조구와 맥주효모 첨가구의 경우 어분함량에 영향을 받지 않았고 (P > 0.05), 어분 $55{\%}$ 사료에서는 효모 첨가종류에 따른 차이는 없었으나, 어분 $45{\%}$ 사료에서는 K. fragilis 및 C. utilis 첨가구가 대조구보다 유의하게 낮은 값을 보였다(P < 0.05). 간 중량지수는 어분함량에는 영향을 받지 않았지만, 첨가효모의 종류에 영향을 받아 두 어분 함량 모두에서 C. utilis 첨가구에서 가장 낮은 값을 보였다 (P < 0.05). 간의 수분, 단백질 및 지질 함량도 사료의 어분 함량에는 유의적인 차이는 없었으나 (P > 0.05), 첨가된 효모의 종류에 따라서는 차이를 보였는데, C. utilis 첨가구는 타 실험구보다 높은 수분과 단백질 그리고 낮은 지질함량을 보였다 (P < 0.05). Hb, Ht, RBC, 혈장 글루코오스, 혈장 단백질 함량은 모든 실험구간에서 유의차가 없었다 (P > 0.05). 이상의 결과로부터, 경제적인 측면에서 고려해 볼 때, 본 실험에서 사용된 사료 조성비에는 조피볼락 성장개선을 위한 효모첨가는 불필요한 것으로 판단된다.
30%(w/v)의 lactose 용액에 A. oryzae 유래의 ${\beta}-galactosidase$를 전이반응시 최적 조건 하에서의 TOS의 최적 생산량을 산출한 결과는 26.9%이었고, K. fragilus 유래의 ${\beta}-galactosidase$를 전이 반응시켰을 때는 37.0%이었으나 40%(w/v)의 lactose 용액에서 두 효소를 혼합 사용하여 비교 반응시켰을 때는 27.2%의 수율을 보였다. TOS의 생성경향은 단당류의 생성비로 보아 SOS에서는 초기에 lactose 가수분해력이 강하게 나타났으며 LOS에서는 반응초기에서 말기까지 지속적으로 생성되었다. 또한 SLOS에서는 반응 초기에서 중기까지 oligo당의 생성이 지속적으로 증가하다가 반응 중기 이후에는 급속히 감소되는 것으로 보아 역분해 현상이 쉽게 일어나는 것으로 관찰되었다. 열과 산에 대한 안정성에 있어서 TOS의 30% EtOH 획분과 40% EtOH 획분은 높은 내열성과 내산성을 가지며 ${\beta}-galactosidase$의 기원에 따른 30%(w/v) lactose 가수분해물의 열안정성과 내산성 시험에서는 LOS보다 SOS가 우수한 것으로 나타났다.
This study was carried out to investigate the effects of enzyme treatments on the functional properties of soy protein isolate (SPI) and to examine the quality attributes of soy yogurt prepared by different enzyme treatments, sweeteners and starter cultures. Enzyme treatment increased the solubility and emulsifying capacity of soy proteins, but decreased the emulsifying stability; the enzymatic activity of ${\alpha}$-chymotrypsin was higher than that of trypsin. Enzyme treatments decreased the pH of soy yogurts prepared by both culture methods, the culture of L. bulgaricus and S. thermophilus and the culture of L. bulgaricus and K. fragilis, but increased the titratable acidity, total numbers of lactic acid bacteria and yeast. Trypsin was more effective than ${\alpha}$-chymotrypsin in decreasing pH and increasing titratable acidity and total numbers of lactic acid bacteria and yeast. Fructose decreased the pH of soy yogurts more than sucrose in the culture of L. bulgaricus and S. thermophilus, and vice versa in the culture of L. bulgaricus and K. fragilis. Fructooligosaccharides were more effective in the culture of L. bulgaricus and K. fragilis than in the culture of L. bulgaricus and S. thermophilus in increasing the titratable acidity, total count of lactic acid bacteria and yeast. In sensory evaluation, soy yogurts containing trypsin treated SPI, fructose and fructooligosaccharides (75%:25%) were more acceptable than those containing untreated or trypsin treated SPI and fructose. This was because of more smooth and less sour, in which the values of pH, titratable acidity, microbial growth, and viscosity were in the range of commercial yogurts. Soy yogurts fermented by L. bulgaricus and K. fragilis showed more smooth mouthfeel than those fermented by L. bulgaricus and S. thermophilus.
Kluyveromyces fragilis No.351을 이용하여 이눌라아제 생산을 최대로 할수있는 배지 조성 및 배양 조건을 조사하였다. 탄소원 및 inducer로는 돼지감자 추출액을 이용하였으며 전체 중량 3.5%가 가장 적합하였다. 일반적으로 많이 이용되는 유기 질소원인 yeast extract보다 bactocasitone이 더 좋았고 2.0%에서 효소 생성이 최대로 되었다. 초기 pH 5.5 및 $30^{\circ}C$가 알맞은 배양조건이었으며, $NH_4H_2PO_4$ 0.5% 첨가로 효소 생성이 증가되었다. 이눌라아제의 생성은 통기를 높여감에 따라 더욱 많이 생성되었고 intracellular inulase의 생성은 균체증식에 비례하여 증가되었다. Ultrafiltration과 에탄올 침전법을 이용하여 효소를 회수한 결과 72%의 수율을 얻을 수 있었다.
지금까지 보고된 바와는 달리 이눌라아제를 체외로 분비하는 한 세균을 분리하였고 이균은 이눌린이 존재하지 않는 설탕, 세룰로오스, 포도당이 포함된 배지에서 이눌라아제를 생산하는 구성 효소로서의 특성을 나타내었다. 또한 동일한 배지 조건에서 강력한 이눌라아제를 생산하는 것으로 알려진 Kluyveromyces fragilis와 유사한 효소 활성을 짧은 배양 시간내에 나타내었다. Bergery's manual에 따라 조사된 이 균의 특징은 호기성, 그람양성, 간균으로 포자를 형성하여 Bacillus subtilis로 추정되었다.
영지 extract가 유당발효성 효모인 Kluyveromyces fragilis KCCM 35458의 발효에 미치는 영향을 조사하기 위하여 탈지유 배양액에 영지 1호의 extract를 0%, 0.1%, 0.5% 및 1.0%의 농도별로 첨가하고 $30^{\circ}C$에서 72시간을 정치배양하면서 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 영지 extract를 1.0% 첨가한 시험구(試驗區)는 대조구(對照區)에 비하여 시간이 경과함에 따라 pH에서 빠른 감소를 보였으며 적정산도에서는 빠른 증가를 보였다. 2. $CO_2$ 발생량(發生量)은 영지 extract를 첨가한 전(全) 시험구(試驗區)에서 높았으며 1.0% 첨가구의 효과가 월등하였다. 3. Alcohol 생성량(生成量)은 72시간 배양함에 따라 영지 extract 첨가구(添加區)에서 높게 나타났으며 1.0% 첨가구(添加區)에서 가장 높은 alcohol 생산성을 보였고 발효시간을 단축시켰다. 4. 효모수는 영지 extract 0.5%, 1.0%첨가구에서 대조구에 비하여 현저한 증식효과를 나타내었다. 5. 탈지유 배양액에 있어서의 Kluyveromyces fragilis의 유당발효 상태는 배양시간 경과에 따라 영지 extract 첨가구가 대조구에 비하여 발효가 촉진되었으며 1.0% 영지 extract 첨가구에서 효과적이었다.
돼지감자 괴경에서의 알콜 생산을 위한 균주 선발에서, 먼저 11종의 효모를 YNB-inulin 배지에서 inulase 생성에 대한 실험 결과 K. fragilis와 K. marxianus가 각각 0.124unit/ml와 0.116unit/ml로 가장 양호하였으며, 다음으로 돼지감자 괴경착즙액에서 36시간 알콜 발효 실험을 행한 결과 알콜 발효능이 70% 이상인 균주는 K. fragilis, K. marxianus 및 T. colliculosa였으며, 이중 K. fragilis가 82.8%로 가장 좋은 결과를 나타내었다. 또한 위 세 균주 및 S. cerevisiae의 알콜 발효 kinetic parameter들을 비교 분석한 결과 K. fragilis가 가장 좋은 균주로 판명되었다. 즉, 균체 수득율$(Y_{x/s})$은 0.07g/g으로 다른 균주에 비하여 가장 적었으며, 알콜 수득율은 0.45(이론치의 88%)로 S. cerevisiae의 0.47(이론치의 92%)보다 낮았으나, 알콜 생성속도$(q_p)$, 알콜 발효 속도(Q) 및 알콜 발효능(F) 값은 각각 1.53g/g-hr, 2.35g/l-hr 및 77%로 다른 균에 비하여 가장 높았다.
L. acidophilus를 대두유에 젖산발효 시킬 때 단독배양과 효모인 K. fragilis와의 혼합배양에 대하여 검토하였다. 젖산의 생성량은 젖산균 단독배양보다는 효모와 혼합배양 하는 것이 2.6배나 많았으며 L. acidophilus를 단독배양 하였을 경우 균의 생육속도와 PH 강하속도는 K. fragilis를 단독배양한 것에 비교하여 늦었다. 그러나 혼합배양 함으로써 생육속도와 PH 강하속도는 K, fragilis를 단독배양한 것보다 빨랐다. 단독 또는 혼합젖산발효에 미치는 온도의 영향을 조사한 결과는 L. acidophilus.는 37$^{\circ}C$, K. frahilis는 3$0^{\circ}C$, 두 균의 혼합배양시는 35-37$^{\circ}C$ 범위에서 산생성이 가장 좋았다. 혼합배양 시 검토한 젖산발효 최적조건은 L. acidophilus와 K. fragilis의 접종비율이 1:5, sucrose 0.5-1.0% SKIMMILK 1.5%를 각각 첨 가한 것이 좋았다.
This study deals with investigation of the ethanol tolerance of yeast strains with respect to fatty acid composition and intracelluar ethanol concentration during alcohol fermentation. The cell viabilities and fermentation abilities of Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces fragilis were improved by aeration and addition of unsaturated fatty acids into growth medium. Aeration decreases the accumulation of ethanol, while increases unsaturated fatty acid contents inside yeast cells. Thus it was found that oxygen and unsaturated fatty acids play decisive roles in the increase of ethanol tolerance of yeasts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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