• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권8호
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• pp.1054-1063
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• 2022

Trehalose is a non-conventional sugar with potent applications in the food, healthcare and biopharma industries. In this study, trehalose was synthesized from maltose using whole-cell Pseudomonas monteilii TBRC 1196 producing trehalose synthase (TreS) as the biocatalyst. The reaction condition was optimized using 1% Triton X-100 permeabilized cells. According to our central composite design (CCD) experiment, the optimal process was achieved at 35℃ and pH 8.0 for 24 h, resulting in the maximum trehalose yield of 51.60 g/g after 12 h using an initial cell loading of 94 g/l. Scale-up production in a lab-scale bioreactor led to the final trehalose concentration of 51.91 g/l with a yield of 51.60 g/g and productivity of 4.37 g/l/h together with 8.24 g/l glucose as a byproduct. A one-pot process integrating trehalose production and byproduct bioremoval showed 53.35% trehalose yield from 107.4 g/l after 15 h by permeabilized P. moteilii cells. The residual maltose and glucose were subsequently removed by Saccharomyces cerevisiae TBRC 12153, resulting in trehalose recovery of 99.23% with 24.85 g/l ethanol obtained as a co-product. The present work provides an integrated alternative process for trehalose production from maltose syrup in bio-industry.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권10호
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• pp.1455-1464
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• 2021

Trehalose is a non-reducing disaccharide in increasing demand for applications in food, nutraceutical, and pharmaceutical industries. Single-step trehalose production by trehalose synthase (TreS) using maltose as a starting material is a promising alternative process for industrial application due to its simplicity and cost advantage. Pseudomonas monteilii TBRC 1196 was identified using the developed screening method as a potent strain for TreS production. The TreS gene from P. monteilii TBRC 1196 was first cloned and expressed in Escherichia coli. Purified recombinant trehalose synthase (PmTreS) had a molecular weight of 76 kDa and showed optimal pH and temperature at 9.0 and 40℃, respectively. The enzyme exhibited >90% residual activity under mesophilic condition under a broad pH range of 7-10 for 6 h. Maximum trehalose yield by PmTreS was 68.1% with low yield of glucose (4%) as a byproduct under optimal conditions, equivalent to productivity of 4.5 g/l/h using enzyme loading of 2 mg/g substrate and high concentration maltose solution (100 g/l) in a lab-scale bioreactor. The enzyme represents a potent biocatalyst for energy-saving trehalose production with potential for inhibiting microbial contamination by alkaline condition.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.341-345
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• 2007

식용 및 약용으로 광범위하게 이용되고 있는 갈근 내부조직으로부터 강한 점액성 물질을 생산하는 50개의 내생 균주를 분리하였다. 다당류의 수율이 높은 내생균주 HDN-14, TDG-3및 TNB-3 균주를 선발하여 이들이 생산하는 다당류의 구성당 조성을 분석한 결과 glucose ($45.6{\sim}63.1%$), maltose ($14.6{\sim}23.7%$) 및 fructose ($17.4{\sim}23.7%$)가 검출되었다. 이들 분리균주의 16S rDNA 염기서열(약 1,300bp)을 결정하여 계통학적 위치를 검토한 결좌, ${\grmma}$-Proteobacteria 그룹의 Pseudomonas 속에 속하는 균주임이 확인되었으며, HDN-14과 TNB-3 균주는 Pseudomonas $koreensis^T$, Pseudomonas $jessenii^T$와 $99.06{\sim}99.32%$의 상동성을 나타내었으며 TDG-3 균주는 Pseudomonas $plecoglossicida^T$, Pseudomonas $mosselii^T$, Pseudomonas $monteilii^T$와 $99.48{\sim}99.74%$ 상동성을 나타내었다. 이들 분리균주는 주요 균체지방산으로 $3OH-C_{10:0}$, $2OH-C_{12:0}$, $3OH-C_{12:0}$, $3OH-C_{12:0}$ 및 $3OH-C_{12:1}$가 검출되었으며, TDG-3 균주의 경우, 3-OH $C_{13:0}$, 3-OH $C_{14:0}$, 3-OH $C_{15:0}$ 및 3-OH $C_{16:0}$등 다양한 종류의 3-OH 지방산이 검출되어 기존의 Pseudomonas 종과 비교하여 매우 특징적인 성질을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1771-1774
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• 2008

콩나물은 우리나라에서 오래 전부터 재배하여 온 채소로서 그 기호성이 매우 높으며 영양학적으로 우수하나 일부 열악한 재배환경으로 콩나물의 부패문제가 자주 발생해 왔다. 따라서 본 연구는 시중의 부패된 콩나물로부터 다양한 병원균을 분리함과 동시에 재래콩 유전자원으로부터 시중의 콩나물 부패병에 강한 품종을 탐색하고 선발된 내병성 계통의 생육특성을 조사하였다. 분리된 콩나물 부패균들 중 병원성이 강한 콩나물 부패균인 Pseudomonas sp. SN239을 분리하고 16S rRNA 염기서열을 동정한 결과 P. putita, P. plecoglossicida, P. monteilii 및 P. mevalonii와 근연관계를 보였으나 완전히 일치하지는 않았으므로 Pseudomonas sp. SN239는 새로이 동정된 콩나물 부패균으로 여겨진다. 또한 재래콩 194계통에 콩나물 부패병균 Pseudomonas sp. SN239을 접종하여 저항성을 검정한 결과, 이병성 계통은 심하게 부패되었으나 한국 고유계통 YNPCS3-19는 병원성이 없었으며 또한 지속적으로 생육하였다. 그러므로 부패균 저항성 계통 YNPCS3-19는 부패균 저항성 품종 육성에도 활용 가치가 크다고 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.410-419
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• 2018

국내 버섯 생산용 배지재료 용도로 수입되는 밀짚, 피트모스, 비트펄프, 면실피, 면실박 등 농업부산물에 대한 안전성 자료 구축이 시급히 요구되고 있다. 그러나 미생물에 대한 조사 연구는 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 2년 동안 호주, 캐나다, 중국, 이집트, 독일, 인도, 우크라이나에서 수입한 농업 부산물인 밀짚, 피트모스, 면실박, 면실피, 비트펄프를 대상으로 인체, 식물, 버섯에 유해가능성 있는 세균의 존재 여부를 확인하기 위해 수행하였다. 조사된 수입된 농업부산물에는 $1.35{\times}10^2$에서 $8.34{\times}10^6CFU/g$ 농도 범위로 세균이 존재하였다. 세균을 분리하여 16S rDNA를 분석한 결과 총 19속 45종의 세균이 동정되었다. Basillus 속 세균이 우점으로 존재 하였고 그 다음으로 Paenibacillus 속 세균이 많이 존재하였다. 종 수준에서는 Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria 그룹에 속하는 순으로 다양성이 존재하였다. 농업부산물 별로 볼 때는 밀짚과 피트모스에서 더 다양한 속의 세균들이 존재하였다. 이 중 인체 유해성이 보고된 세균은 5속 6종으로서 Enterobacter asburiae, Enterobacter ludwigii, Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas monteilii, Bacillus anthracis, Cellulosimicrobium funkei가 존재하였다. 놀랍게도 인체병원균이면서 동시에 식물 병원균으로 보고된 Klebsiella pneumoniae subsp. pneumonia 그리고 식물병원균 Bacillus altitudinis가 존재하였다.또한 곤충 병원성의 Lysinibacillus sphaericus와 버섯 병원성의 Ochrobactrum pseudogrignonense가 존재하였다. 본 연구 결과는 국내에 수입되고 있는 버섯재배 배지용 농업부산물에 여러 종류의 잠재성 있는 병원성 세균이 존재함을 확인하였다. 이는 수입되고 있는 농업부산물이 버섯생산에 안전하게 사용되기 위해서는 위생 검사와 관리가 시급히 필요함을 시사한다.