• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권1호
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• pp.46-52
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• 1992

농축유청으로부터 유청음료 제조를 위한 최적조건을 조사하기 위해 역삼투장치(reverse osmosis system)를 사용하여 치즈유청 속의 유당을 농축한 수 $\beta$-D-glactosidase로 가수분해시켜 그 분해정도를 HPLC(high performance liquid chromatography)로 측정하였다. 유당의 가수분해 정도는 농축적 유청, 2배 농축 유청과 3배 농축 유청 순으로 가수분해되었고 일정량의 효소첨가에 의해 농축된 염이 $\beta$-D-Galactosidase에 대한 약간의 저해작용을 일으켰다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.972-978
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• 2011

In this study, we investigated the performance of an immobilized ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies-containing Escherichia coli cell reactor, where the cells were immobilized in alginate beads, which were then used in repeated-batch operations for the hydrolysis of o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside or lactose over the long-term. In particular, in the Tris buffer system, disintegration of the alginate beads was not observed during the operation, which was observed for the phosphate buffer system. The o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside hydrolysis was operated successfully up to about 80 h, and the runs were successfully repeated at least eight times. In addition, hydrolysis of lactose was successfully carried out up to 240 h. Using Western blotting analyses, it was verified that the ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies were sustained in the alginate beads during the repeated-batch operations. Consequently, we experimentally verified that ${\beta}$-galactosidase inclusion bodies-containing Escherichia coli cells could be used in a repeated-batch reactor as a biocatalyst for the hydrolysis of o-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactoside or lactose. It is probable that this approach can be applied to enzymatic synthesis reactions for other biotechnology applications, particularly reactions that require long-term and stable operation.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권1호
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• pp.39-45
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• 2017

본 연구에서는 유당분해율에 따른 저지방우유의 이화학적 특성을 비교해 보고자 하였으며, 유당 함량과 빙점 값의 상관 공식을 도출하여 유당분해 제조공정상 유당분해 정도를 쉽고 빠르게 예측하고자 하였다. 우유의 빙점은 특히 유당 함량과 염류와 같은 미네랄의 변화에 따라 큰 영향을 받는다고 알려져 있는데, 본 실험에서도 $10^{\circ}C$에서 시간이 경과함에 따라 유당이 서서히 분해되고 빙점 값도 함께 떨어짐을 확인하였다. 따라서, y=-50.416x+767.91($R^2=0.9866$, x값은 유당함량(g/100 mL), y값은 빙점 값(m $^{\circ}C$))과 같은 상관식을 도출하였다. 단, 유당분해우유의 제조공정, 분해조건, 원유의 특성에 따라 다소 차이는 있을 수 있으나, 공정 표준화된 제품에는 쉽게 적용할 수 있을 것으로 보인다. 유당분해우유는 살균 방법 또는 장기간 저장 중에 마일라드 반응, 갈변화, 풍미 등에 영향을 받는다고 알려져 있으나, 이화학적 특성 분석 결과에서 유당분해율에 따른 샘플 간의 우유 단백질, 유지방, 무지유 고형분, 총 고형분, pH, 산도 값에 유의 차는 없었다(p<0.05). 또한, 색도 값과 입자 크기에서도 유당분해율에 따른 샘플 간 다소 차이는 있으나, 뚜렷한 경향은 보이지 않았다. 단, 유지방 함량에 따른 입자크기는 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 본 연구에서는 유당분해율에 따른 저지방우유의 품질 특성을 파악할 때, 장기간 보관 중에 따른 이화학적 변화를 살펴보지 않았다는데 한계가 있다. 따라서, 향후 유당분해우유 품질에 영향을 줄 수 있는 요인인 저장 기간을 달리한 이화학적 특성을 살펴 제품에 다양하게 적용할 수 있는 방안을 모색하면 좋을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제21권1호
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• pp.127-133
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• 2011

${\beta}$-galactosidase를 공유결합으로 키토산 담체에 고정화하여 고정화 효소의 특성을 조사하였다. 또한 충진층 반응기에서 연속 조업을 실시하여 공정 최적화를 실시하였다. 키토산 담체에 대한 효소 고정화 효율은 최대 75%을 나타내었다. 고정화 효소에 대한 최적의 pH는 7.0이었고 최적의 온도는 $50^{\circ}C$였다. pH와 온도의 실험 범위에서 고정화 효소가 자유 효소에 비해 넓은 분포를 보여 pH와 온도에 덜 민감하게 작용하였다. 충진층 반응기에서 고정화 효소의 운전에 대한 수학적 모델을 세우고 수치적으로 해를 구하였다. 투입되는 유당의 농도와 유량에 대해서 충진층 반응기의 출구에서 유당의 전환율을 측정하였다. 실험 결과를 경쟁적 저해 효소 반응식과 물질전달 저항을 고려한 수학적 모델의 결과와 비교하였다. 모델의 결과는 실험 결과를 5% 이내의 오차로 잘 예측하였다. 그리고 충진층 반응기의 길이에 따른 유당 전환율과 연속운전 시간에 따른 효소의 비활성화를 고려한 전환율을 모델로부터 예측하였다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제39권1호
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• pp.20-26
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• 2021

Lactase (β-galactosidase) is abundant in the small intestine during early childhood and gradually decreases with age. Lactic acid bacteria (LAB) present in yogurt could survive in the stomach, and lactase produced by these LAB can aid in lactose breakdown in the small intestine, thereby reducing lactose intolerance. This study aims to provide preliminary data for development of lactose-free yogurts for the elderly, and investigate the effect of lactose-hydrolyzed milk on the growth of starter cultures. The pH during yogurt fermentation using lactose-free milk was slightly higher at 2 and 4 h of incubation, but reached 4.5 at the end of incubation, similar to that of the yogurt prepared from regular milk. The number of viable cells of Streptococcus thermophilus reached 108 CFU/mL after 2 h of incubation and increased to 109 CFU/mL after 4 h of incubation. During yogurt fermentation, the viable cells of Lactobacillus species and Bifidobacterium longum did not affect lactose hydrolysis. Although lactose-hydrolyzed milk did not promote the growth of starter cultures, manufacturing yogurt with lactose-free milk could be beneficial for the intestinal health of lactose-sensitive elderly.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권4호
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• pp.493-499
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• 1996

Lactan gum produced by Rahnella aquatilis is a high viscous, anionic polysaccharide and has shear thinning behaviour. Lactan gum yield and cencentration was greater on disaccharide such as lactose and sucrose than on monosaccharides such as glucose and galactose. When initial carbon source concentration was 45g/l of sucrose of lactose, the microorgnisms produced 28 g/l and 27 g/l of lactan, respectively with a yield more than 60%. $\beta$-Galactosidase, hydrolyzing lactose into galactose and glucose, was induced by lactose or galactose. When initial corbon source was 45 g/l of mixed carbon I (glucose:galactose=1:1), lactan gum concentaration was higher than that from 45 g/l of monosaccharide (glucose pf galactose) but was similar to the result from 45 g/l of lactose. Therefore, lactose hydrolysis reaction by $\beta$-galactosidase does not seem to be a rate determining step in lactan gum biosynthesis. When initial carbon source was 45 g/l of mixed carbon II (glucose:fructose=1:1). total carbon source consumption rate was slower than that from sucrose, but glucose consumption rate was faster than that from fructose.

• 한국균학회지
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• 제11권3호
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• pp.109-114
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• 1983

Aspergillus phoenicis의 ${\beta}-galactosidase$ 활성을 ONPG와 lactose를 기질로서 사용하여 조사하였다. 이 효소 활성은 성장의 대수기 동안은 서서히 증가하였으나 정지기가 시작되면서 급격하게 감소하였다. 또한 이 효소는 높은 온도에서도 좋은 효소 활성을 유지하였으며, 산성 pH에서 최고의 효소활성을 나타내었다. ${\beta}-galactosidase$는 lactose보다 ONPG에 대한 기질의 친화력이 더 좋았으며, 효소 활성도 ONPG의 경우가 더 높았다. Lactose의 가수분해율은 반응액중의 lactose의 농도가 낮을 수록 높았으며, 사용균의 무게에 따라 초기에는 증가하다가 어느 수준 이상에서 부터는 점근값을 나타내었다. 효소의 활성은 효소의 고정 방법 및 조건에 영향을 받았으며, matrix의 가교가 pH 7.2 및 0.35 vol. %의 glutaraldehyde 농도에서 행하여졌을 때, 가장 높은 효소 활성을 보였다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권3호
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• pp.539-545
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• 1997

본 연구에서는 대두요구르트의 올리고당을 증가시키기 위해 장엽콩 및 진품콩으로 제조한 두유에 lactose를 첨가한 후 L. bulgaricus와 K. lactic를 혼합배양 하여 L. bulgaricus로 단독배양한 시료들과 비교하였다. Lactose를 첨가하지 않은 시료는 젖산발효에 의해 stachyose, raffinose, sucrose, glucose의 양이 모두 감소하였으나, lactose를 첨가하여 단독배양한 시료는 올리고당의 감소량이 lactose를 첨가하지 않은 시료보다 더 적었다. Lactose를 첨가한 장엽시료에서, 배양방법과 lactose 첨가농도별 stachyose와 raffinose의 증가량을 보면, 단독배양은 장엽두유의 양과 같거나 감소하였던 반면 혼합배양의 경우는 lactose를 2% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 125.0%, 36시간 배양한 시료는 127.0% 증가하였으며 lactose를 4% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 112.5%, 36시간 배양한 시료는 120%가 증가하였으므로 lactose를 2% 첨가한 장엽시료에서 올리고당의 생성량이 더 많았다. Lactose를 첨가한 진품시료에 있어서도 단독배양의 경우 진품두유보다 올리고당이 감소하였던 반면, 혼합배양의 경우는 lactose를 2% 첨가하여 24시간 배양한 시료는 118.0%, 36시간 배양한 시료는 141.0% 증가하였고 lactose 4%를 첨가하여 24시간 배양한 시료는 123.0%, 36시간 배양한 시료는 135.9% 증가하였으므로, 36시간 혼합 배양한 진품시료의 경우 lactose 2% 첨가한 시료에서 올리고당의 생성량이 더 많았다. 한편 대두품종별 혼합배양에 의한 올리고당 생성량을 보면 36시간 혼합 배양시 진품시료에서 장엽시료에서 보다 올리고당의 생성량이 더 많았다. 이상의 결과로 볼 때, lactose를 첨가한 장엽 및 진품 대두요구르트의 발효과정에서 lactose가 분해되어 생성된 galactose는 효모(K. lactis)의 당전이력에 의해 sucrose와 결합하여 올리고당을 생성하였음을 알 수 있다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 1979년도 춘계학술대회
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• pp.113.2-114
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• 1979

$\beta-Galactosidase$ is an enzyme which catalizes hydrolysis of lactose, a natural substrate, to glucose and galctose and transferring some monosac-charide units to active acceptors as sugar or alcohol. The occurence of $\beta-Galactosidase$ is known in various microorganisms, animals and higher plants and has been studied by many investigatigators. Especially, a great deal of articles for the enzyme of E. coli have been presented in genetic control mechanism and induction-repression effects of proteins, On the other hand, in the dairly products industry, it is important to hydrolyes lactosd which is the principal sugar of milk and milk products. During the last few years, the interest in enzymatic hydrolysis of milk lactose has teen increased, because of the lactose intolerence in large groups of the population. Microbial $\beta-Galactosidases$ are considered potentially most suitable for processing milk to hydrolyse lactose and, in recent years, the immobilized enzyme from yeast has been examined. Howev, most of the microbial $\beta-Gal$ actosidase are intracellular enzymes, except a few fungal $\beta-Gala-$ ctosidases, and extracellular $\beta-Galactosidase$ which may be favorable to industrial applieation is not so well investigated. On this studies, a mold producing a potent extracellular $\beta-Galactosidase$ was isolated from soil and identified as an imperfect fungus, Beauveria bassians. In this strain, both extracellular and intracellular $\beta-Galactosidases$ were produced simultaneously and a great increase of the extracellular production was acheved by improving the cultural conditions. The extracellular enzyme was purified more than 1, 000 times by procedures including Phosphocellulose and Sephadex G-200 chromatographies. Several characteristics of the enzymewas clarified with this preparation. The enzyme has a main subunit of molecular weight of 80, 000 which makes an active aggregate. And at neutral pH range, it has optimum pH for activity and stability. The Km value was determined to be 0.45$\times$10$^{-3}$ M for $o-Nitrophenyl-\beta-Galactoside.$ In any event, it is interesting to sttudy the $\beta-Galactosidase$ of B. bassiana for the mechanism of secretion and conformational structure of enzyme.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권5호
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• pp.484-489
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• 1998

Galactooligosaccharides (GalOS) were efficiently produced by partially purified $\beta$-galactosidase from the yeast strain Bullera singularis ATCC 24193. Ammonium sulfate precipitation and ultrafiltration methods were used to prepare the enzyme. The enzyme activity decreased at $50^{\circ}C$ and above. A maximum yield of 40% (w/w) GalOS, corresponding to 120 g of GalOS per liter, was obtained from 300 g per liter of lactose solution at $45^{\circ}C$, pH 3.7 when the lactose conversion was 70%. The yield of GalOS did not increase with increasing initial lactose concentration but the total amounts of GalOS did. Volumetric productivity was 4.8 g of GalOS per liter per hour. During this reaction, the by-products, glucose and galactose, were found to inhibit GalOS formation. Reaction products were found to be comprised of disaccharides and trisaccharides according to TLC and HPLC analyses. We propose the structure of the major product, a trisaccharide, to be ο-$\beta$-D-galactopyranosyl-(l-4)-ο-$\beta$-D-galactopyranosyl-(l-4)-$\beta$-D-glucose (4'-galactosyl lactose).