• 한국가금학회지
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• 제32권2호
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• pp.73-80
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• 2005

본 연구는 갓 부화한 오리에게 astaxanthin 생성균주인 phaffia rhodozyma를 포함한 미생물제제를 사료에 첨가하여 급여시킴으로써 오리의 성장에 미치는 효과와 오리고기 육질에 미치는 영향을 규명하기 위해 실시하였다. 암수 동수의 1일령 오리 150수를 공시하여 배합사료에 미생물제제를 첨가하지 않은 대조구(C)와 Phaffia rhodozyma를 포함한 미생물제제를 첨가한 처리구(T)를 두었다. 처리구는 Phaffia rhodozyma가 제제에 $1\times10^8cfu/g$이 함유되도록 제조하여 사료에 $0.1\%$씩 혼합하여 급여하였다. 사양실험을 통하여 폐사율과 증체량, 사료효율을 조사하였고 45일령 때 도압하여 고기에 대한 일반성분조사, 육질검사, 관능검사, 지방산 분석, 콜레스테롤 분석, 저장시험, astaxanthin 함량 분석 등을 실시하였다. 그 결과, 미생물제제를 첨가하지 않은 대조구는 $3.7\%$의 폐사율을, 처리구에선 $0\%$의 폐사율을 보여 병에 대한 저항성이 증가하였음을 보였다. 대조구의 경우 평균 2.68 kg의 증체를, 처리구는 2.84 kg의 증체를 보였다. 사료요구율도 대조구 2.15, 처리구 1.83으로 처리구의 효율이 유의성있게 개선되었다. 오리고기에 대한 육질검사 결과 대조구와 비교하여 처리구의 육질이 부드럽고 고소하였다. 일반성분검사 결과 처리구의 오리가 대조구에 비해 지방은 줄고 단백질함량은 높아졌으며, 콜레스테롤은 줄고 불포화 지방산의 함량이 높은 고품질의 고기임을 알 수 있었다. 오리 조직내의 카로티노이드 함량의 경우 처리구의 오리 조직 내에 astaxanthin과 $\beta-carotein$이 축적되어 있음을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권6호
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• pp.1529-1535
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• 1999

고전압 PEF는 P. rhodozyma 세포막에 손상을 주어 투과성을 80% 이상 증진시키지만, carotenoid 색소가 P. rhodozyma 세포막의 지방체와 결합한 생태로 존재하기 때문에 고전압 PEF 처리에 의한 세포막 투과성 증진의 효과만으로는 색소 추출 효과가 거의 없다는 김$^({12})$ 등의 보고에 이어서, 본 실험에서는 투과성을 증진시키는 물리적, 화학적 또는 생물학적 방법을 전처리하고 고전압 PEF 처리를 하는 병합 처리가 색소 추출에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 유기 용매 처리 또는 냉동-해동의 반복 처리 후에 50 kV/cm, 300 Hz에서 $1000\;{\mu}s$ 동안 PEF처리하는 병합 처리의 경우에는 색소 추출에 synergy 효과가 없었다. 효모 세포벽 용균 효소 처리나 ultra turrexer를 이용하는 기계적 처리를 한 후에 PEF 처리를 하는 병합 처리의 경우에는 색소 추출이 PEF단독 처리보다 각각 13.7배 또는 3.3배 증가하였다. 위의 2가지 경우에는 PEF와 전처리에 따른 색소 추출량의 산술적 합계보다도 병합처리 하는 경우의 색소 추출량이 각각 52% 및 69.8% 증가하였다. 따라서 병합처리가 synergy 효과가 있다는 것을 알 수 있었지만 연속 공정으로 적합하지 못하였다. 한편 세포 투과성을 증진시키는 11가지의 permeabilizing agents를 $0.01{\sim}0.5%(v/v)$의 농도로 0.01% $CaCl_2$ 세포 현탁액에 첨가하여 상온에서 2시간 교반 후에 고전압 PEF 처리하는 병합 처리를 한 결과, 계면활성제인 Tween 20과 탄소수 10개의 포화지방산인 capric acid는 각각 0.01% 및 0.1% 첨가했을 때 색소 추출량이 60.7 및 $75.2\;{\mu}g$으로서 가장 효과적이었다. 이러한 병합 처리는 연속 공정으로서의 가능성도 충분하다. 뿐만 아니라 capric acid를 첨가하고 난 후에 PEF 처리하는 병합 처리 효과를 직접 확인 하고자 무처리, PEF 단독처리 및 병합처리 후의 세포 내 외부의 변화를 SEM과 TEM으로 관찰하였다. SEM으로 관찰한 결과 PEF 처리에 의해서 세포 표면이 거칠어지고 쭈글쭈글한 모양을 띠어 무처리 세포와는 다른 형태로 나타내었으며, 병합처리의 경우에는 정도가 심하였다. TEM으로 관찰한 결과 병합 처리에 의하여 세포벽은 유지되었으나 세포막은 그 구성물질이 많이 빠져나가 손상된 모습을 나타내었다. 이와 같은 결과들은 P. rhodozyma로부터 연속적으로 색소 추출 가능성을 제시하고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권6호
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• pp.1010-1012
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• 2002

In order to isolate carotenoid-hyperproducing yeast, low-dose gamma irradiation was used as means of mutagenesis. Phaffia rhodozyma was treated by gamma irradiation of less than 10 kGy, which is considered to be a wholesome irradiation condition established by the Food and Drug Administration. Through repeated rounds of gamma irradiation and visual screening, mutant 3A4-8 was obtained. It produced a $3,824{\mu}g$ carotenoid/g yeast, 69% higher content than $2,265{\mu}g/g$ yeast of the unirradiated one. This result indicates that low-dose gamma irradiation could be used as means of mutagenesis to obtain carotenoid-hyperproducing strain of Phaffia rhodozyma, since only carotenoid-hyperproducing yeast survived gamma irradiation by scavenging oxygen radicals generated by radiolysis of water.

• KSBB Journal
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• 제15권2호
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• pp.125-133
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• 2000

Astaxanthin의 산업적인 생합성을 위하여 wild type인 P.rhodozyma B30 효모를 UV, NTG 등으로 돌연변이 처리하여 0.5 mM $\beta$-ionone이 포함된 선별배지에서 carotenoids 합성능력이 우수한 변이주 B76을 분리하였다. 변이주 B76은 wild type과 비교시 균체 생성능력은 큰 차이가 없었으나 carot-enoids 합성능력은 40% 이상, astaxanthin 합성능력은 50% 이상 향상되었다. 선별된 변이주 B76의 최적 발효배지 및 배양 조건 선정을 위한 플라스크 배양실험 결과 최적 탄소원으로 glucoserk, 최적 질소원은 CSL : (NH4)2SO4 : yeast extract = 6 : 2 : 0.1이 혼합된 배지가 선정되었다. C/N ratio는 1.7~2.0 범위에서 유사한 발효성능을 보았으며(산업적인 생산성을 고려하여 2.0을 최적으로 선정), 배양온도는 $22^{\circ}C$가 최적이었다. 초기 pH는 가장 높은 세포농도를 나타낸 6.0을 최적으로 하였다. 종균 접종량은 전반적으로 균체량과 carotenoids 합성능력에는 영향을 미치지 않았으며 산업적인 생산성을 고려하여 3%(v/v) 수준이 적절한 것으로 사료되었다. 이와 같이 플라스크 배양을 통해 확립된 최적 배지 및 배양조건을 기초로 5 L 발효조를 이용한 회분식 배양실험을 통해 탄소원의 최적 농도는 18%임을 확인하였다. 특히 B76 변이주는 22%(w/v)까지의 고농도 glucose 존재하에서는 catabolite rep-ression을 받지 않는 것으로 나타났다. 용존산소가 부족한 경우에는 균체성장 및 색소합성이 저해되었고, 따라서 통기속도 1.0 v/v/m, 교반속도 400 rpm 이상을 유지함이 필요하였다. B76 세포는 배양 3일차에 exponential phase에 진입한 후(최대 Yx/s = 0.37) 배양 4일차에 stationary phase에 도달하였다. Carotenoids 및 astaxanthin 생합성은 세포성장이 정지한 후인 배양 5일차에 급격하게 증가하는(최대 Yp/s = 1.08) 전형적인 mixed-growth-associated 형태를 나타냈다. 이는 exp-onential phase 동안 급격한 균체성장으로 용존산소가 부족하여 NADH balance에 의해 astaxanthin 생합성 경로 중 탈수소화 단계가 저해되기 때문으로 사료되었다. 최종 세포농도는 43.3 g/L, 단위부피당 carotenoids 함량은 149.4 mg/L, astaxanthin 함량은 110.6 mg/L로서 산업적인 생산성이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 개발된 변이주 B76 및 이의 대량 발효를 위한 최종조건의 정립은 향후 astaxanthin의 산업적 생산공정에 필요한 기초자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국가금학회지
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• 제35권3호
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• pp.219-224
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• 2008

63주령 ISA Brown 산란계 총 96수를 사용하여, 12일 동안 난황에서의 biological astaxanthin과 chemical astaxanthin 및 capxanthin의 축적을 통한 착색 효과를 비교하였다. 대조구 사료에는 착색제를 첨가하지 않았고, 효모 Phaffia rhodozyma 3%를 대조구 사료에 첨가하여 astaxanthin 함량이 22.5 mg/kg 되게 한 후, 화학적으로 합성한 astaxanthin을 대조구 사료에 45 mg/kg 첨가한 후 및 paprika로부터 추출한 capxanthin을 대조구 사료에 45 mg/kg 첨가구 모두 4개의 처리구들을 두었다. 처리당 6반복, 반복당 4수씩을 임의로 배치하였다. Astaxanthin은 생물학적 및 화학적 급원 모두 급여 9일째까지 축적이 이루어졌다. Capxanthin의 경우, 난황에서 축적되지는 않았고 이로부터 파생되어진 물질들이 급여 $6{\sim}9$일 후에 미미하게 검출되었다. 난황에서의 astaxanthin 축적 정도는 급여한 농도에 비례하였다. 난황의 색깔을 제외하면, 달걀의 다른 품질 요인들은 처리구들 간의 차이가 거의 없었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권5호
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• pp.657-666
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• 2008

항산화물질인 astaxanthin을 함유한 생균제를 첨가하여 비육돈의 성장 및 육질에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 암수동수의 10주령의 돼지를 대조구(200두)와 처리구(200두)로 나누어 총 2400두 90일간 사양시험을 실시하였다. 육성률에 있어서 대조구 98.98%, 생균제 처리구 99.85%로 생균제 처리구가 높은 경향을 보였으며, 처리구에서는 일당증체량이 평균 0.91kg으로 대조구 0.84kg 보다 높게 나타났으며(p<0.05), 사료효율도 처리구 2.72, 그리고 대조구 2.89로서 생균제 처리구가 높게 나타났다(p<0.05). 대조구와 비교하여 생균제 첨가구는 암퇘지와 거세돼지 모두에서 도체중이 다소 무겁고, 등심단면적은 넓은 경향을 나타내었다. 또한 도체장은 다소 길게 나타났으나, 반면에 등지방두께는 얇은 경향이었다. 이러한 도체특성은 생균제 첨가구의 도체등급을 향상시켜 A등급 출현율이 높아져 경제적으로 유리한 것으로 사료되었다. 냉도체 등급판정에서도 생균제 첨가구는 암퇘지와 거세돼지 모두에서 대조구에 비해 1+와 1등급 출현율이 높아져 냉도체 등급판정결과를 개선시켰으며, 물퇘지(PSE육) 판정율도 대조구는 물퇘지 발생율이 20~28%인데 비해 생균제 처리구는 10% 내외로 낮았다. 암퇘지와 거세돼지 모두에서 대조구에 비해 생균제 처리구가 등심육의 수분은 낮고 지방은 다소 높았으며, 높은 보수력으로 인해 육즙손실과 가열감량이 낮았고, 전단력이 낮아 고기의 연도가 개선된 경향을 나타내었다. 육색측정에서도 진한 적색을 나타내어 생균제 처리구가 우수한 외관을 나타냈으며, 등심육의 콜레스테롤 수치가 낮아 바람직한 경향을 나타내었다. 지방산함량에서는 대조구와 비교하여 생균제 첨가구는 암퇘지와 거세돼지 모두에서 포화지방산에서는 C18:0(steric acid)함량이 낮았으며, 반면에 불포화지방산에서는 필수지방산인 C18:1(oleic acid)와 C18:2(linoleic acid)의 함량이 높아 우수한 지방산 조성을 나타냈다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 돼지에 대한 Phaffia rhodozyma 균주가 함유된 복합생균제의 처리는 도체 등급의 향상과 육질 특성, 지방산 조성 등에 있어서 효과가 인정되어 양돈 생산성 향상에 기여할 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology
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• 제45권2호
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• pp.128-132
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• 2007

The red yeast Xanthophyllomyces dendrorhous (previously named Phaffia rhodozyma) produces astaxanthin pigment among many carotenoids. The mutant X. dendrorhous G276 was isolated by chemical mutagenesis. The mutant produced about 2.0 mg of carotenoid per g of yeast cell dry weight and 8.0 mg/L of carotenoid after 5 days batch culture with YM media; in comparison, the parent strain produced 0.66 mg/g of yeast cell dry weight and a carotenoid concentration of 4.5 mg/L. We characterized the utilization of carbon sources by the mutant strain and screened various edible plant extracts to enhance the carotenoid production. The addition of Perilla frutescens (final concentration, 5%) or Allium fistulosum extracts (final concentration, 1%) enhanced the pigment production to about 32 mg/L. In a batch fermentor, addition of Perilla frutescens extract reduced the cultivation time by two days compared to control (no extract), which usually required five-day incubation to fully produce astaxanthin. The results suggest that plant extracts such as Perilla frutescens can effectively enhance astaxanthin production.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제5권4호
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• pp.263-274
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• 2000

Carotenoids are widely distributed natural pigments which are in an increasing demand by the market, due to their applicatins in the human food, animal feed, cosmetics, and pharmaceutical industries. Although more than 600 carotenoids have been identified in nature, only a few are industrially important (${\beta}$-carotene, astaxanthin, lutein or lycopene). To date chemical processes manufacture most of the carotenoid production, but the interest for carotenoids of biological origin is growing since theire is an increased public concern over the safety of artificial food colorants. Although much interest and effort has been devoted to the use of biological sources for industrially important carotenoids, only the production of biological ${\beta}$-carotene and astaxanthin has been reported. Among fungi, several Mucorales strains, particularly Blakeslea trispora, have been used to develop fermentation processes for the production of ${\beta}$-carotene on almost competitive cost-price levels. Similarly, the basidiomycetous yeast Xanthophyllomyces dendrorhous (the perfect state of Phaffia rhodozyma), has been proposed as a promising source of astaxanthin. This paper focuses on recent findings on the fungal pathways for carotenoid production, especially the structure and function of the genes involved in the biosynthesis of carotenoids in the Mucorales. An outlook of the possibilities of an increased industrial production of carotenoids, based on metabolic engineering of fungi for carotenoid content and composition, is also discussed.

• 한국식품영양과학회지
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• 제27권5호
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• pp.935-939
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• 1998

The concentrations of astaxanthin and $\alpha$-tocopherol were measured from the muscle of the rainbow trout(Oncorhynchus mykiss) that had been fed the red yeast(Phaffia rhodozyma) containing 0.2% astaxanthin for 7, 14 and 21 days. The effect of the astaxanthin supplementation for 21 days on peroxidation of liver and muscle lipids of the rainbow trouts was examined. The astaxanthin was found to be accumulated in the rainbow trout muscle when fed for 7 days with astaxanthin supplementation(80mg/kg diet) in the form of the red yeast and the content did not increase further when fed longer up to 21 days. Seven days supplementation of astaxanthin raised the rainbow trout muscle content of the astaxanthin to 17.3$\mu\textrm{g}$/g tissue from 11.8$\mu\textrm{g}$/g tissue in mature control group. Although the hepatic TBARS level was found to be significantly decreased, the astaxanthin supplementation did not alter the $\alpha$-tocopherol and TBARS contents of the rainbow trout muscle.

• 한국가금학회지
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• 제37권3호
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• pp.215-219
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• 2010

The applicability of electronic nose was tested to detect lipid peroxidation in chickens and to measure antioxidant effect of astaxanthin in chicken carcasses. Two sources of astaxanthin were fed to 62-wk-old spent laying hens to improve meat quality: natural astaxanthin (NA) from the red yeast, Phaffia rhodozyma, and synthetic astaxanthin (SA) from chemical synthesis. One hundred forty four ISA Brown laying hens were used in a 6-wk feeding trial. Three treatments consisted of the basal diet (control), SA (100 mg astaxanthin/kg basal diet) and NA (50 mg astaxanthin/kg basal diet). The astaxanthin levels of SA and NA were set to give a similar degree of skin pigmentation. After 6-wk feeding of astaxanthin, the skins from NA and SA were discriminated from the control by electronic nose. However, electronic nose failed to distinguish between SA and NA skins after 6-wk feeding. The astaxanthin level differences between skins of SA and NA were not remarkable during the 6-wk trial. The lipid peroxide formation in skin was significantly decreased by SA but not by NA. The antioxidation effect of SA was detected by electronic nose because SA skin was discriminated from others. NA was a better pigmentation agent than SA, but the reverse was true in antioxidation. Electronic nose is applicable for detecting astaxanthin in chicken, and meat off-flavor caused by lipid peroxidation during storage.