• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권7호
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• pp.949-954
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• 2023

Type III polyketide synthase (PKS) found in bacteria is known as 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene synthase (THNS). Microbial type III PKSs synthesize various compounds that possess crucial biological functions and significant pharmaceutical activities. Based on our sequence analysis, we have identified a putative type III polyketide synthase from Nocardia sp. CS682 was named as ThnA. The role of ThnA, in Nocardia sp. CS682 during the biosynthesis of 1,3,6,8 tetrahydroxynaphthalene(THN), which is the key intermediate of 1-(α-L-(2-O-methyl)-6-deoxymannopyranosyloxy)-3,6,8-trimethoxynaphthalene (IBR-3) was characterized. ThnA utilized five molecules of malonyl-CoA as a starter substrate to generate the polyketide 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene, which could spontaneously be oxidized to the red flaviolin compound 2,5,7-trihydroxy-1,4-naphthoquinone. The amino acid sequence alignment of ThnA revealed similarities with a previously identified type III PKS and identified Cys¹³⁸, Phe¹⁸⁸, His²⁷⁰, and Asn³⁰³ as four highly conserved active site amino acid residues, as found in other known polyketide synthases. In this study, we report the heterologous expression of the type III polyketide synthase thnA in S. lividans TK24 and the identification of THN production in a mutant strain. We also compared the transcription level of thnA in S. lividans TK24 and S. lividans pIBR25-thnA and found that thnA was only transcribed in the mutant.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.231-231
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• 2020

Unlike conventional treatment technologies, the performance of nature-based facilities were susceptible to seasonal changes and climatological variabilities. This study evaluated the effects of seasonal variables on the treatment performance of constructed wetlands (CWs). Two CWs treating runoff and discharge from agricultural and livestock areas were monitored to determine the efficiency of the systems in reducing particulates, organics, and nutrients in the influent. For all four seasons, the mean effluent suspended solids concentration in the agricultural CW (ACW) increased by -2% to -39%. The occurrence of algal blooms in the system during summer and fall seasons resulted to the greatest increase in the amount of suspended materials in the overlying water. unlike ACW, the livestock CW (LCW) performed efficiently throughout the year, with mean suspended solids removal amounting to 61% to 68%. Algal blooms were still present in LCW seasonally; however, the constant inflow in the system limited the proliferation of phytoplankton through continuous flushing. The total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) removal efficiencies in ACW were higher during the summer (21% to 25%) and fall (8% to 21%) seasons since phytoplankton utilize nitrogen and phosphorus during the early stages of phytoplankton blooms. In the case of LCW, the most efficient reduction in TN (24%) and TP (54%) concentrations were also noted in summer, which can be attributed to the favorable environmental conditions for microbial activities. The mean removal of organics in ACW was lowest during summer season (-52% to 35%), wherein the onset of algal decay triggered a relative increase in organic matter and stimulate bacterial growth. The removal of organics in LCW was highest (54 % to 55%) during the fall and winter seasons since low water temperatures may limit the persistence of various algal species. Variations in environmental conditions due to seasonal changes can greatly affect the performance of CW systems. This study effectively established the contributory factors affecting the feasibility of utilizing CW systems for treating agricultural and livestock discharges and runoff.

• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.344-354
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• 2022

BACKGROUND: Although antibiotics have contributed to treatment of bacterial infection, the antibiotic abuse can lead to antibiotic resistant bacteria. Impact of human activities on distribution of antibiotic resistance has been intensively issued and occurrence of antibiotic resistant bacteria in contaminated environments would not be a surprise. Nonetheless, anthropogenic contamination with the dissemination of antibiotic resistance along uncontaminated environments has been less considered. The aim of this study is to investigate antibiotic resistant bacteria across Ulleungdo, known as antibiotic resistance free and anthropogenic pollution free environment in Rep. of Korea. METHODS AND RESULTS: Antibiotic resistant bacteria in coastal seawater of Ulleungdo were investigated in July 2021. Antibiotic susceptibility test using the disk diffusion method was applied with six drugs according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guideline. Total 43 bacterial isolates were tested and 20 isolates among of them showed multidrug resistance. Particularly, the number and ratio of resistant bacteria were relatively high in a densely populated area of Ulleungdo. The bacterial communities were investigated using 16S rRNA gene metabarcoding approach in the coastal seawater and soils of Ulleungdo. In the bacterial communities, Firmicutes were selectively distributed only in seawater, suggesting the possibility of anthropogenic contamination in coastal seawater of Ulleungdo. CONCLUSION(S): We found antibiotic resistant bacteria in a populated area of Ulleungdo. The occurrence of antibiotic resistant bacteria in Ulleungdo seems to result from the recent anthropogenic impact. Consistent monitoring of antibiotic resistant bacteria in the uncontaminated environment needs to considered for future risk assessment of antibiotics.

• 한국식생활문화학회지
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• 제38권6호
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• pp.434-441
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• 2023

This study investigated quality characteristics and antioxidant activity of beetroots after blanching. Beetroots were blanched in distilled water, 2% NaCl water, and 2% citric acid water at 100℃ for 3 minutes (the blanched group). The moisture content was highest in the control (CON) at 91.30% (p<0.05), and cooking loss was lowest in the water-blanched beetroot (BW) at 5.39% (p<0.01). Chromaticity decreased after blanching compared to CON (p<0.001). Total polyphenol contents (TPC) and total flavonoid contents (TFC) decreased after blanching, and as a result of comparing the True retention (TR) of the blanching treatment group, BW had the highest with TPC TR 91.22% and TFC TR 70.51%. DPPH and ABTS+radical scavenging activities were highest in the CON, and in the blanching group BW was highest scavenging activity. The total number of microorganisms in the CON group was 2.97 log CFU/g, whereas no microorganisms were detected in the blanched groups. Therefore, this study, blanching in water without additives is the most appropriate method for preserving physiologically active substances and nutrients in beetroots and inhibiting microbial growth.

• 한국축산식품학회지
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• 제44권1호
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• pp.146-164
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• 2024

Owing to the residual toxicity and adverse health effects of chemical preservatives, there is an increasing demand for using natural preservatives in food. Although many natural extracts have been evaluated, research on their antibacterial effects remains insufficient. Therefore, this study aimed to explore the possibility of developing Psidium guajava, Ecklonia cava, and Paeonia japonica (Makino) Miyabe & Takeda extracts as natural food preservatives. Further, the effect of mixing these extracts on microbial growth and quality was evaluated during the refrigeration of sausages. Optimal mixing ratios were determined based on the minimum inhibitory and bactericidal concentrations of each mixed extract against the Listeria monocytogenes, Salmonella spp. and Escherichia coli. D-optimal mixing design optimization tool was further used to obtain an optimum mixing ratio of Formulation 1 (F1). The antibacterial activity of F1 increased with increasing concentration, with similar activities at 0.5% and 1%. The sausages with synthetic or natural preservatives showed significantly lower lipid oxidation than those of the control and grapefruit extract-treated sausages after 4 wk of refrigeration. Total plate counts were observed only in the control and treatment groups stored for 3 wk, and no significant effect of ascorbic acid was observed. Compared to the other samples, sausages with added natural extracts showed the highest overall acceptability scores initially and after 4 wk. Therefore, similar amounts of grapefruit seed and natural extracts had the same effect on microbiological analysis and lipid rancidity during sausage storage. Hence, this mixture can serve as a potential natural preservative in meat products.

• 식물병연구
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• 제18권3호
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• pp.201-209
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• 2012

지자체 농업기술센터와 농과원에서 수집한 18개의 Bacillus subtilis 균주들이 보유하고 있는 기능성을 구명하기 위하여 항균활성을 비롯한 사이데로포아 생산, 질소고정능력, 인산가용화 능력 및 오옥신 생성능력을 조사하였다. B. subtilis 균주들은 대부분 입고병균(R. solani), 고추 탄저병균(C. acutatum), 채소류 시들음병균(F. oxysporum), 벼도열병균(M. oryzae), 고추 역병균(P. capsici)에 대하여 항균활성을 보였다. 대부분의 균주가 Siderophore와 오옥신 생성능력을 보였으며 질소고정능력도 함께 보유하고 있는 것으로 나타났다. 인산가용화능은 조사한 Bacillus 속 균주 중 단 한 균주에서 활성을 보였다. 대부분의 B. subtilis 균주가 고추 흰가루병 억제효과를 보였으나, 균주 간에는 방제효과에 있어서 큰 차이를 보이지 않았다. B. subtilis R2-1균주의 농업현장에서의 활용 가능성을 구명하기 위하여 2009년도에 강원도 화천의 유기재배농가에서 오이 흰가루병 방제용 미생물 농약으로 등록되어 사용되고 있는 '큐펙트'와 '탑시드'를 대조로 하여 방제효과를 검정하였다. 2009년도에 B. subtilis R2-1 처리시 방제효과는 37.7%로 '탑시드'(47.6%)보다는 낮았으나, '큐펙트'(25.7%)에 비해서는 높았다. 2010년도에는 B. subtilis R2-1의 고추 흰가루병 방제효과가 83.3%로 미생물 농약인 탑시드 보다도 높게 나타났다. B. subtilis R2-1균주의 발병억제 기작을 구명하기 위하여 B. subtilis R2-1균주와 미생물 농약(탑시드, 큐펙트)을 경엽 처리한 후 포자발아율을 계수한 결과, 미생물 농약인 큐펙트는 97.9%, 탑시드는 94.7% 억제하는데 비해서 B. subtilis R2-1균주는 84.2% 억제하는 것으로 나타났다. 앞으로 B. subtilis R2-1을 고농도로 배양할 수 있는 대량배양기술을 개발하고 항균활성 기능이 잘 발현되도록 제형화한다면 생물농약으로의 개발이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권9호
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• pp.1380-1387
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• 2014

본 연구에서는 발효 한약재를 사용하여 한방구강세척제를 개발하고자 후박, 감초, 천궁, 박하 및 정향을 상황버섯균사체로 고체발효 하였다. 후박, 감초 천궁은 수분을 30% 첨가한 조건에서 고체발효에 성공하였으며, 박하는 30% 수분과 현미가루 10%를 영양성분으로 제공하였을 때 고체발효가 진행되었다. 그러나 정향은 진균류에 대한 항균활성이 강하여 상황버섯균사체를 이용한 고체발효에 성공하지 못하였다. 고체발효 한약재 에탄올 추출물의 총 페놀 함량 및 DPPH 소거능은 발효 후 유의적으로 상승하였으며 항균효과 역시 상승하였다. 구강질환 균인 Staphylococcus epidermis, Streptococcus pyogenes, Candida albicans 또는 Streptococcus mutans에 대해 후박, 감초 및 천궁이 항균활성을 보였으며, 항균활성은 고체발효에 의해 약 100배 정도 증가하였다. 한방구강세척제 조성비를 확립하기 위하여 발효한 후박, 감초 및 천궁의 에탄올 추출물을 5:3:2로 혼합하였을 때 가장 높은 항균활성을 나타내었다. 이들 발효 한약재 에탄올 추출물 혼합액 0.075%를 유효성분으로 하고 박하와 정향 열수 추출물(100:15, v/v) 83.64%를 베이스로 하는 한방구강세척제 조성을 관능검사에 의거 결정하고 시제품을 제조하였다. 본 연구에서 개발한 발효 한방구강세척제와 시판하고 있는 한방구강세척제에 대한 소비자 선호도 조사(n=30)를 실시하였을 때 본 연구에서 개발한 제품이 종합적인 평가 점수에서 유의적으로 높았으며 구강세척제 사용 후 지속 효과를 구취 측정계로 측정하여 시간을 산출하였을 때 유의적인 차이는 없었으나 발효 한방구강세척제의 지속 효과가 다소 길었다.

• 자원환경지질
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• 제38권5호
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• pp.547-561
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• 2005

이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.

• 원예과학기술지
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• 제28권5호
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• pp.871-876
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• 2010

자생허브 및 도입허브를 몇 가지 선발하여 추출물의 DPPH에 대한 전자공여능으로 항산화 활성과 배지 희석법으로 장내세균과 부패세균에 대한 항균활성을 분석하였다. 선발된 허브는 백리향, 구절초, 삼백초 등 7종의 자생허브와 로즈마리, 케모마일 등 4종의 도입허브로 삼백초를 제외한 대부분이 꿀풀과와 국화과에 속하였다. 또한 대부분이 다년초로서 실생과 삽목방법에 의해 번식하며, 7-10월에 걸쳐 개화하고 식용, 약용, 향료 등으로 이용되었다. DPPH를 이용한 전자공여능을 측정한 결과 자생허브는 69.7-78.7%의 범위에서 평균 74.21%를 나타냈으나 도입허브는 67.4-75.4%의 범위에서 평균 70.67%로 도입허브보다는 자생허브에서 3.54% 높았다. 자생허브 중에는 배초향 78.7%, 삼백초 77.8% 등의 전자공여능이 높았으며, 서양허브 중에는 케모마일이 75.4%로 가장 높았다. 장내세균과 부패세균에 대한 항균활성으로 Gram positive인 $Enterococcus$ $faecalis$에 항균활성 효과가 있는 허브 추출물은 구절초, 삼백초, 울릉미역취 등이었다. 이들 추출물은 50%이상 colony수 감소율을 나타냈으며, 그 중 삼백초 추출물이 $E.$ $faecalis$에 항균활성 효과가 80%로 가장 높았다. Gram negative인 $Citrobacter$ $freundii$에 항균 활성 효과가 있는 허브 추출물은 구절초, 울릉미역취, 배암차즈기, 감국, 로즈마리, 케모마일, 라벤더 등 7종이었다. 특히, 구절초와 케모마일은 $C.$ $freundii$에 항균활성 효과가 가장 높게 나타났는데, 구절초 추출물은 $10^2mg{\cdot}L^{-1}$에서 90.7%, $10^3mg{\cdot}L^{-1}$에서 99.45%의 colony수가 감소되었으며, 케모마일 추출물은 $10^2mg{\cdot}L^{-1}$에서 89.4%, $10^3mg{\cdot}L^{-1}$에서 99.1%의 colony수가 감소되는 결과를 얻었다. 또한 Gram negative인 $Escherichia$ $coli$에 항균활성 효과가 있는 허브 추출물은 백리향, 울릉미역취, 배암차즈기, 로즈마리, 라벤더 등 5종이었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권6호
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• pp.920-925
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• 2015

발효 온도를 달리한 전통방식으로 제조된 두 가지 형태(TN-A와 TN-B)의 누룩들로부터 발효 기간별 배양된 유산균 총균수, 유산균 종들의 변화 및 분리된 유산균들의 효소활성을 비교하였다. TN-A의 유산균 총균수는 $10^4{\sim}10^5$ log CFU/mL로 발효 3일차부터 발효 기간에 관계없이 유지되었고, TN-B에서는 발효 6일차까지 $10^2$ log CFU/mL로 유지되다가 6일차 이후 유산균이 검출되지 않는 특징을 보였다. 유산균 종들의 변화에 있어서, TN-A는 발효 3일차에 우점종 유산균으로 나타난P. pentosaceus 종이 발효 종료 시점이 30일차 까지 우점하고 있음을 확인할 수 있었고, TN-B는 발효 3일차와 6일차에 각각 P. pentosaceus와 E. hirea로 나타나 유산균이 검출된 발효 기간까지 TN-A 보다는 많은 변화를 보였다. TN-A와 TN-B으로부터 분리된 유산균들의 효소 활성은 단백질분해효소와 당화효소 활성을 분석하였다. 단백질분해효소평가는 티로신 생성량으로, 당화효소 활성은 아밀로스 분해에 따른 아밀로스 잔여 함량으로 평가한 결과, 분리된 유산균(9종)들은 0.49~0.89 mg/mL의 티로신 생성 범위의 단백질분해 활성과 0.64~0.79 mg/mL의 아밀로스 분해 활성 범위를 보였고, 유산균들 중 가장 높은 단백질분해효소와 당화효소 활성을 보이는 균주는 각각 P. acidilactici와 L. sakei로 확인되었다. 이상의 결과들은 온도를 달리하여 전통적인 방법으로 누룩을 제조하였을 시 누룩 내에 유산균들을 조절할 수 있음을 시사한다. 이를 토대로 향후 많은 연구들이 진행된다면, 누룩관련 제품에 유산균들에 의해 만들어지는 산미와 풍미를 향상 시킬 수 있는 전통적인 누룩제조가 가능할 것으로 판단된다.