• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.57-64
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• 2021

Lactic acid bacteria (LAB), belonging to the Firmicutes phylum, lack heme biosynthesis and, thus, are characterized as fermentative and catalase-negative organisms. To verify the hypothesis that heme-rich-nutrients might compensate the heme-biosynthesis incapability of non-respiratory LAB in animal gut, a heme-rich-nutrient was fed to a dog and its fecal microbiome was analyzed. Firmicutes abundance in the feces from the heme-rich-nutrient-fed dog was 99%, compared to 92% in the control dog. To clarify the reason of increased Firmicutes abundance in the feces from the heme-rich-nutrient-fed dog, Lacobacillus gasseri were used as model anerobic LAB to study a purified heme (hemin). The anaerobic growth of L. gasseri in the medium with 25 µM hemin supplementation was faster than that in the medium without hemin, while the growth in the 50 µM hemin-supplemented medium did not vary. Cellular activities of the cytochrome bd complex were 1.55 ± 0.19, 2.11 ± 0.14, and 2.20 ± 0.08 U/gcell in the cells from 0, 25, and 50 µM hemin-supplemented medium, while intracellular ATP concentrations were 7.90 ± 1.12, 11.95 ± 0.68, and 12.56 ± 0.58 µmol_ATP/g_cell, respectively. The ROS-scavenging activities of the L. gasseri cytosol from 25 µM and 50 µM hemin-supplemented medium were 68% and 82% greater than those of the cytosol from no hemin supplemented-medium, respectively. These findings indicate that external hemin could compensate the heme-biosynthesis incapability of L. gasseri by increasing the cytosolic ROS-scavenging and extra ATP generation, possibly through increasing the electron transfer. Increase in the number of anaerobic bacteria in heme-rich-nutrient-fed animal gut is discussed based on the results.

• 생명과학회지
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• 제28권5호
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• pp.577-586
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• 2018

본 연구는 전보의 블루베리로부터 분리하여 프로바이오틱스 특성이 우수한 Lactobacillus brevis SBB07의 기능성에 관한 연구에 이어, 산업적 적용을 위한 배양 시간, 배양용 배지의 성분 및 농도, 초기 pH, 배양 온도의 영향 등을 조사하였다. SBB07의 균체량 증진을 위한 배지 최적화를 수행하였고 이를 위해 통계적 방법인 Plackett-Burman design (PBD)와 central composite design (CCD)를 이용하여 배지의 성분 및 최적 농도를 확인하였다. PBD의 경우 탄소원 7종, 질소원 6종, 기타 미량 원소 6종을 이용 총 19가지 요소를 적용하였으며, 이 중 protease peptone, corn steep powder (CSP), yeast extract가 SBB07의 균성장에 중요 인자로 확인하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균체 성장을 위한 최적 농도로 protease peptone 2.0%, CSP 2.5%, yeast extract 2.0%로 이때 최대 균체량은 2.93963 g/l가 예측되었다. 모델의 검증 실험을 통해 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 확립된 최적 배지를 사용하여 배양 온도 및 초기 pH에 따른 영향을 조사한 결과 기본배양조건과 비교하였을 때 $37^{\circ}C$, 초기 pH 8.0에서 균체량이 $2.2933{\pm}0.0601g/l$에서 $3.85{\pm}0.0265g/l$로 약 1.68배 증가함을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 프로바이오틱스 소재로서 우수한 기능성을 갖는 L. brevis SBB07의 배양 조건 확립을 통해 향후 소재의 산업화를 위한 기반을 확립하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권8호
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• pp.1296-1303
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• 2014

최근 과채류나 즉석섭취식품과 같은 비가열처리식품 중 당근에 존재하는 B. cereus 균은 토양세균의 일종으로 내열성 포자를 생성하여 다른 식중독 균보다 어느 표면이든 잘 들러붙어 세척과 소독이 어려운 것으로 알려지고 있다. 따라서 식품위생 및 품질에 민감히 대처하기 위해 비가열 세척 처리기술과 미생물의 생육을 수학적으로 기술하여 예측함으로써 위해 미생물을 효과적으로 제어하는 예측 미생물학을 개발해야 한다. 이를 위해 비가열 세척 처리 방법 중 초음파와 미산성 차아염소산수를 이용하여 병용 처리한 후 최적조건으로 병용 처리한 당근을 시간과 온도에 따른 생육 변화를 통해 예측모델을 개발하였다. 미산성 차아염소산수와 초음파를 병용 처리하여 B. cereus 균 저감화 효과를 분석한 결과, 초음파 단독 처리 시 400 W/L, $40^{\circ}C$, 3분 조건에서 2.87 log CFU/g의 살균 효과를 나타내 가장 좋은 최적조건을 나타내었다. 이를 바탕으로 B. cereus 균을 접종한 당근에 미산성 차아염소산수와 병용 처리를 하였을 때 3.1 log CFU/g의 저감화를 나타내었다. 최적조건으로 병용 처리한 당근을 각각 다른 온도(5, 10, 15, 20, 25, 30, $34^{\circ}C$)에서 저장 중의 B. cereus 균 생육 변화와 예측모델을 개발한 결과, modified Gompertz model은 B. cereus 균 생육 변화를 예측하는 데 매우 적합($R^2$은 0.9918~0.9992)한 것으로 나타났으며 온도가 높을수록 SGR값은 증가하였고 LT값은 감소하였다. 이를 바탕으로 2차 모델을 개발하여 적합성을 분석한 결과 예측값과 측정값이 모두 정확하게 일치하게 되면 1에 가까운 값을 나타내는 Bias factor($B_f$)와 Accuracy factor($A_f$)가 SGR은 1.00, 1.03, LT는 1.02, 1.05로 각각 나타나 매우 높은 상관관계를 나타내었다. 본 연구 결과의 의미는 초음파와 미산성 차아염소산수를 이용하여 당근에서 B. cereus의 저감화 기술 및 저장 중 생육 변화를 실시간으로 정량적으로 예측하는 예측모델을 개발하여 식품의 가공 및 저장 중의 품질 변화 원인을 규명하고 품질 저하를 위생적으로 안전한 저장 및 유통 기술을 확립하고자 하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제46권4호
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• pp.397-402
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• 2009

Objective : In this study, the authors assessed the ability of rat bone marrow derived mesenchymal stem cells (BMDMSCs), in the presence of a growth factor, fibroblast growth factor-4 (FGF-4) and hydroxyapatite, to act as a scaffold for posterolateral spinal fusion in a rat model. Methods : Using a rat posterolateral spine fusion model. the experimental study comprised 3 groups. Group 1 was composed of 6 animals that were implanted with 0.08 gram hydroxyapatite only. Group 2 was composed of 6 animals that were implanted with 0.08 gram hydroxyapatite containing $1{\times}10^6/60{\mu}L$ rat of BMDMSCs. Group 3 was composed of 6 animals that were implanted with 0.08 gram hydroxyapatite containing $1{\times}10^6/60{\mu}L$ of rat BMDMSCs and FGF-4 $1{\mu}G$ to induce the bony differentiation of the BMDMSCs. Rats were assessed using radiographs obtained at 4, 6, and 8 weeks postoperatively. After sacrifice, spines were explanted and assessed by manual palpation, high-resolution microcomputerized tomography, and histological analysis. Results : Radiographic, high-resolution microcomputerized tomographic, and manual palpation revealed spinal fusion in five rats (83%) in Group 2 at 8 weeks. However, in Group 1, three (60%) rats developed fusion at L4-L5 by radiography and two (40%) by manual palpation in radiographic examination. In addition, in Group 3, bone fusion was observed in only 50% of rats by manual palpation and radiographic examination at this time. Conclusion : The present study demonstrates that 0.08 gram of hydroxyapatite with $1{\times}10^6/60{\mu}L$ rat of BMDMSCs induced bone fusion. FGF4, added to differentiate primitive $1{\times}10^6/60{\mu}L$ rat of BMDMSCs did not induce fusion. Based on histologic data, FGF-4 appears to induce fibrotic change rather than differentiation to bone by $1{\times}10^6/60{\mu}L$ rat of BMDMSCs.

• 한국균학회지
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• 제27권4호통권91호
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• pp.304-311
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• 1999

영지버섯의 세포외 다당발효중 동력학적 특성을 기질(포도당, 전분), 기질농도$(1{\sim}7%)$ 및 계대배양(3회)의 함수로서 조사하였다. 영지버섯 균사체 증식은 logistic 모델이 Monod 모델 및 two- thirds power 모델과 비교하여 실험값에 잘 일치하였고, 기질 및 생성물은 Luedeking-Pirt 식에 의하여 잘 설명되었다. 또 다당 생성의 발효 기작은 증식연동형과 비증식 연동형이 함께 존재하는 혼합형이었으나 기질에 상관없이 비증식연동형 기작이 더 중요하였다. Glucose는 농도 증가에 따라 다당생성 및 기질소비의 기작이 증식연동형이 감소하고 비증식연동형이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 starch를 사용하였을 경우는 glucose와는 달리, 기질소비의 증식연동형과 비증식연동형 기작이 모두 증가하여 높은 기질 이용성을 보였다. 아울러 starch배지에서는 glucose배지에서 보다 비증식속도의 증가와 계대배양시의 안정성을 보였다. 따라서 영지버섯의 배양시 starch배지는 비증식연동형에 의한 균체 생육 및 다당생성의 생합성 촉진에 의해 이들 생산성 및 계대배양시의 안정성을 증가시키는 것으로 생각되었다 최대의 균사체 생육 및 다당 생산은 각각 9.463 및 10.410 g/l로, 7% starch을 함유한 배지에서 $30^{\circ}C$로 7일간 진탕배양하였을 때 얻어졌다.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제53권1호
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• pp.21-27
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• 2015

Plants used for traditional medicine contain a wide range of substances that can be used to treat various diseases such as infectious diseases. The present study was designed to evaluate the antileishmanial effects of the essential oil and methanolic extract of Myrtus communis against Leishmania tropica on an in vitro model. Antileishmanial effects of essential oil and methanolic extract of M. communis on promastigote forms and their cytotoxic activities against J774 cells were evaluated using MTT assay for 72 hr. In addition, their leishmanicidal activity against amastigote forms was determined in a macrophage model, for 72 hr. Findings showed that the main components of essential oil were ${\alpha}$-pinene (24.7%), 1,8-cineole (19.6%), and linalool (12.6%). Findings demonstrated that M. communis, particularly its essential oil, significantly (P<0.05) inhibited the growth rate of promastigote and amastigote forms of L. tropica based on a dose-dependent response. The $IC_{50}$ values for essential oil and methanolic extract was 8.4 and $28.9{\mu}g/ml$ against promastigotes, respectively. These values were 11.6 and $40.8{\mu}g/ml$ against amastigote forms, respectively. Glucantime as control drug also revealed $IC_{50}$ values of 88.3 and $44.6{\mu}g/ml$ for promastigotes and amastigotes of L. tropica, respectively. The in vitro assay demonstrated no significant cytotoxicity in J774 cells. However, essential oil indicated a more cytotoxic effect as compared with the methanolic extract of M. communis. The findings of the present study demonstrated that M. communis might be a natural source for production of a new leishmanicidal agent.

• 한국작물학회지
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• 제33권3호
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• pp.254-261
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• 1988

Lysimeter and field experiments were conducted in Sandy Loam to establish a simple estimation model for evapotranspiration (ET) of soybean for three years (l984-1986). Potential ET (PET) could be estimated by the eq.1 using Pan-evaporation (Eo) and was ranged from 1.1 to 4.6 mm/day during the experiments. PET (mm/day)=1.348＋0.573 Eo …(1) Crop coefficient (Kc=maximum ET/PET) could be estimated by the eq.2 using Growth degree (G=days after planting/total growing days) and was ranged from 0.2 to 1.1 and from 0.6 to 1.4 for monoculture cropping and double cropping followed by barley, respectively, during the experiments. Monoculture : Kc=0.016＋3.719 G-3.224 G$^2$…(2), Double cropping : Kc=0.609＋2.014 G-2.120 G$^2$…(2). However, the maximum Kc was shown when G was about 50% and 40% for the monoculture and the double cropping, respectively. Soil water coefficient (f=AET/maximum ET) could be estimated by the eq.3 using soil water tension (Ψ) in 15cm depth. and it was decleased to 0.2 when Ψ was 10 bar. f=0.755-0.537 log │Ψ│…(3) Consequentially, the model to estimate the Actual ET (AET) of soybean was determined as eq.4 with the correction coefficient of -0.380. AET(mm/day)=PETㆍKcㆍf -0.380 …(4) The estimated AET were compared with the measured AET to verify the model established above. The average deviation of the estimated ET(AET) was 0.5782$\pm$0.338 (mm/day), and it would be within reasonable confidence range.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권3호
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• pp.432-438
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• 2017

Objective: The objective of this study was to evaluate the effect of combinations of $NaNO_2$ and NaCl concentrations on Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) growth in emulsion-type sausage. Methods: Emulsion-type sausages formulated with different combinations of $NaNO_2$ (0 and 10 ppm) and NaCl (1.00%, 1.25%, and 1.50%) were inoculated with a five-strain L. monocytogenes mixture, and stored at $4^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, and $15^{\circ}C$, under aerobic or vacuum conditions. L. monocytogenes cell counts were measured at appropriate intervals, and kinetic parameters such as growth rate and lag phase duration (LPD) were calculated using the modified Gompertz model. Results: Growth rates increased (0.004 to 0.079 Log colony-forming unit [CFU]/g/h) as storage temperature increased, but LPD decreased (445.11 to 8.35 h) as storage temperature and NaCl concentration increased. The effect of combinations of NaCl and low-$NaNO_2$ on L. monocytogenes growth was not observed at $4^{\circ}C$ and $10^{\circ}C$, but it was observed at $15^{\circ}C$, regardless of atmospheric conditions. Conclusion: These results indicate that low concentrations of $NaNO_2$ and NaCl in emulsion-type sausage may not be sufficient to prevent L. monocytogenes growth, regardless of whether they are vacuum-packaged and stored at low temperatures. Therefore, additional techniques are necessary for L. monocytogenes control in the product.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.449-456
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• 2023

본 논문은 적은 농도로 존재하는 Vibrio parahaemolyticus를 6시간이내에 10⁶ CFU/mL까지 신속하게 배양가능한 배지인 Rapid Enrichment Broth for V. parahaemolyticus(REB-V)를 개발하여 V. parahaemolyticus를 신속하게 검출할 수 있도록 하였다. Modified Gompertz model과 RSM를 활용하여 V. parahaemolyticus를 신속하게 증균할 수 있도록 첨가 성분을 최적화하였다. 그 결과 2%(w/v) NaCl BPW에 D-(+)-mannose 0.3 g/L, L-valine 0.2 g/L, magnesium sulfate 0.2 g/L를 첨가하였을 때 V. parahaemolyticus의 증균량이 최대였다. REB-V의 배양조건을 pH 7.84와 37℃으로 최적화하였으며, 2%(w/v) NaCl BPW와 비교하여 REB-V의 증균 효율을 확인하기 위해 7시간 증균을 통해 증균량을 평가하였다. 또한 매시간마다 배양액에서 DNA를 추출하였고, 추출한 DNA로 real-time PCR을 수행하여 REB-V의 분자진단법 적용가능성을 확인하였다. 그 결과 7시간 동안 2%(w/v) NaCl BPW에서 V. parahaemolyticus는 5.452±0.151 Log CFU/mL까지 증균되었고, REB-V에서는 7.831±0.323 Log CFU/mL의 V. parahaemolyticus가 증균되었다. 최종적으로 REB-V에서 6시간 이내에 10⁶ CFU/mL 이상으로 증균된 것을 확인하였고, REB-V의 증균속도가 2%(w/v) NaCl BPW보다 빠르고 같은 시간 내의 증균량이 2%(w/v) NaCl BPW보다 많았음을 통해 REB-V의 증균효율이 우수한 것으로 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제32권11호
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• pp.872-881
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• 2022

본 연구에서는 토양으로부터 분리한 Indole-3-acetic acid (IAA) 고생산 균주인 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 IAA 생산량을 증가시키기 위해 반응표면분석법을 활용하여 배지 조성 최적화를 수행하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 전구체인 L-tryptophan 이외의 IAA 생산에 영향을 주는 배지 성분 11개의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통해 IAA 최적생산을 위한 배지 인자로 sucrose, tryptone, sodium chloride를 선정하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자와 L-tryptophan의 농도 최적화를 수행하기 위해 적은 실험수로도 최적값을 분석할 수 있는 hybrid design을 설계하였다. 실험 모형에서 예측한 P. agglomer- ans SRCM 119864 균주의 IAA 최적 생산을 위한 배지 조성과 농도는 sucrose 13.38 g/l, tryptone 18.34 g/l, sodium chloride 9.71 g/l, L-tryptophan 6.25 g/l로 분석되었으며, 이때의 IAA 생산량은 64.34 ±1.07 mg/l로 예측되었다. ANOVA 분석을 통하여 실험 모형의 통계학적 유의성과 적합성을 검증하였으며, 설계한 최적 조성배지에서 모델 검증실험을 수행하여 IAA 생산량을 측정한 결과, 예측된 IAA 생산량과 매우 유사함을 확인하였으며, 최종 최적화 수행을 통해 IAA 생산량을 기본 배지 대비 44.56% 증가시켰다. 본 연구를 통하여 토양에서 IAA를 고생산하는 균주를 선별하여 배지 조성 최적화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 지속가능한 농업 및 작물 생산량 증대를 위한 산업화 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.