발효로부터 생성되는 에타놀에 의해서 균체성장속도가 제한되는 연속식 배양 시스템에서, 에타놀 생성균주인 Saccharomyces uvarum과 Zymomonas mobilisrks의 경쟁적 상호 작용을 연구한 결과 Zymomonas mobilis가 Saccharomyces uvarum에 비하여 에타놀에 대한 내성(耐性)이 크기 때문에 Zymomonas mobilis 만이 생존할 수 있다.
젖산균 Lactobacillus casei와 Saccharomyces uvarum을 사용하여 대두유중에서의 최적 젖산발효조건을 검토하였다. 젖산발효 중의 온도의 영향은 Saccharomyces uvarum과의 혼합배양에서 37-4$0^{\circ}C$가 가장 좋았다. 배양시간은 24시간일때, Lactobacillus casei 와 Saccharomyces uvarum 의 접종비는 2:1일때 산생성이 가장 좋았다. Sucrose와 skim milk의 혼합배양시 대두유의 젖산발효에 미치는 영향을 검토한 결과 sucrose의 경우 1.0% 첨가하였을 때 산생성은 높게 나타났으며 skim milk를 첨가했을 때는 첨가하지 않고 배양했을 때와 비교하여 별다른 차이를 보여주지 않았다.
대두유의 oligosaccharide를 분해할 수 있는 S. uvarum을 이용하여 L. acidophilus와 혼합배양을 행하여 당대사의 상호작용을 검토한 결과 대두유에 glucose, fructose, galactose 등의 단당류를 첨가하여 L. acidophilus 단독배양만으로도 높은 산생성을 보여주었으며 혼합배양의 경우도 단당류를 잘 이용하였다. Sucrose가 첨가된 배지에서의 L. acidophilus의 단독배양에서는 산생성이 낮았으나 혼합배양을 했을 때는 다른 단당류만큼 증가되었다. 배양시간에 다른 soywhey의 당변화를 검토한 결과 L. acidophilus 배양에서는 당변화가 거의 없었으나 S. uvarum은 sucrose, stachyose, raffinose와 같은 oligosaccharide를 분해하고 있어 혼합배양중 oligosaccharide로부터 분해된 단당류를 L. acidophilus가 젖산 발효에 이용하는 것으로 생각되었다.
본 연구는 기존에 과실주 발효 시, non-Saccharomyces 효모를 혼합 발효하여 향기성분을 증가시키는 기술을 확대하여 단독 및 혼합 발효로 제조한 탁주 술덧의 향기성분을 증가시킨 후 증류 과정을 통해 주질을 향상시킬 수 있다는 이론을 검증하고자 한 연구이다. 연구를 진행하기 전, 예상한 것처럼, 혼합 발효 증류식 소주에서 과실향을 나타내는 저분자 ester 계열의 휘발성 향기성분들의 함량이 증가하는 것이 입증되었으며, H. uvarum 계열의 효모를 사용한 경우, HU SJ69 혼합 발효구는 S. cerevisiae 단독 발효구와 비슷한 아미노산 함량을 나타냈으나, HU S6 혼합 발효구의 경우, 아미노산 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 관능검사 결과, 휘발성 향기성분이 증가한 HU S6 혼합 발효구에서 SC NY21을 사용한 다른 증류식 소주들과 비교하여 유의적으로 큰 차이를 나타내지는 않았지만, 조금 더 높은 향미 점수를 얻은 것을 통해, 향후 non-Saccharomyces 효모의 혼합 발효를 통한 증류식 소주의 품질을 향상시킬 수 있는 기초연구로써 중요한 의미를 가진다고 판단된다. 또한, H. uvarum 계열 효모의 경우에는 국내에서는 식품 원료로 등재되지 않았기 때문에, 향후 산업적 이용을 위한 안전성 검증 등의 연구가 추가되어야 할 것으로 사료된다.
L.bulgaricus KFCC 35462와 S.uvarum KFCC 32021을 두유에 혼합하였을 때 L.bulgaricus의 생육은 크게 촉진되었으나 젖산발효는 거의 촉진되지 않았고, S.uvarum의 생육과 알코올 발효는 억제되지 않았다. 젖산균과 효모의 혼합배양에 의한 두유음료의 산도증가 등의 발효적성의 향상에는 젖산균에 의한 효모의 억제작용 등의 배합균주 상호간의 특이적 작용이 중요하였다.
S. uvarum KFCC 32021의 발효여액은 10% 농도에서 L. acidophilus KFCC 12731의 산생성 및 생육을 촉진하였으나 촉진작용은 10$0^{\circ}C$에서 10분간의 열처리에 의해 실활되었다. 또한 이 여액은 두유의 sucrose, raffinose 및 stachyose 등의 과당류를 분해하여 단당류의 함량을 증가시켰다. L. acidophilus KFCC 12731의 24시간 단독배양에서 두유의 단당류는 전량 소비되었으나 과당류는 거의 선량 잔존하였다. S. uvarum KFCC 32021의 단독배양에서는 단당류, sucrose 및 vaffinose는 완전 소비되었고, stachyose는 일부 잔존되고 manninotriose가 축적되었다. 혼합발효에서의 당소비유형은 S. uvarum의 단독배양에서와 유사하였다. 이상의 결과로 혼합배양에서 S. uvarum KFCC 32021은 두유의 과당류를 L. acidophilus KFCC 12731이 이용할 수 있는 단당류로 분해시켜 줌으로써 발효액의 산생성을 촉진시키는 것으로 보인다.
The waste biomass of Sacchromyces uvarum, used in fermentation industries to produce ethanol, were studied for their ability to absorb various heavy metal ions. Heavy metal ions studied in this research were Cd, Co, Cr, Cu, Ni and Pb. The order of the sorption capacity was Pb>Cu>Co=Cr=Cd>Ni. The living Sacchromyces uvarum exhibited higher metal-uptake capacity than the dead Sacchromyces uvarum. After we compare the uptake capacity of the Sacchromyces uvarum for individual metal ions with for a mixture of them, the following was observed: in the mixed heavy metal solution the uptake capacity was decreased than the one heavy metal solution. The selective uptake was observed when all . the heavy metal ions were dissolved in a mixed solution. The adsorption isotherm modelling was decribed with the Langmuir and Freundlich model. The results were in good agreement with the Langmuir model.
The waste biomass of Sacchromyces uvarum, used in fermentation industries to produce ethanol, were studied for their ability to absorb various heavy metal ions. Heavy metal ions studied in this research were Cd, Co, Cr, Cu, Ni and Pb. The order of the sorption capacity was Pb>Cu>Co=Cr=Cd>Ni. The living Sacchromyces uvarum exhibited higher metal-uptake capacity than the dead Sacchromyces uvarum. After we compare the uptake capacity of the Sacchromyces uvarum for individual metal ions with for a mixture of them, the following was observed: in the mixed heavy metal solution the uptake capacity was decreased than the one heavy metal solution. The selective uptake was observed when all . the heavy metal ions were dissolved in a mixed solution. The adsorption isotherm modelling was decribed with the Langmuir and Freundlich model. The results were in good agreement with the Langmuir model.
The present study was designed to investigate cellular regulation of phosphate metabolism between catabolically repressed and derepressed states in yeast (Saccharomyces uvarum). The activities of various phospatases and the contents of phosphate compounds were detected according to the culture phase and various phosphate concentrations. As the results, Saccharomyces uvarum derepressed many phosphate metabolizing enzymes such as alkaline phosphatase, acid phosphatase and ATPase more than ten fold simultaneously during catabolic repression (phospgate and sugar starvation). At the same state, the amounts of orthophosphate, nucleotidic labile phosphate and acid soluble polypgosphate were increased, compared to basal levels of normally cultivated cells. $Mg^{++}-stimulated$ type among all phospatases was appeared to have most of the enzyme activity. It could be postulated that $K^+ -stimulated$ alkaline phosphatase was directly or indirectly correlated with the synthesis of acid insoluble polyphosphate $Mg^{++}-stimulated$ phosphatase with the degradation of polyphosphates. In case of cultivation in the medium supplemented with sugar and phosphate (catabolic derepression), phospgatase activities except for alkaline phosphatase were decreased rapidly through the progressive batch culture, After 12 hrs culture, at early exponential phase, the cellular accumulation of acid insoluble polyphosphate increased about 5 fold, compared to those of the starved cells. Under catabolic repression, it could be postulated that intracellular phosphate metabolism was regulated by derepressions of phosphatases. The function of polyphosphate system was shown to compensate the ATP/ADP system as phosphate donor and energy source especially during catabolic repression.
본 연구는 효모세포 (Saccharomyces uvarum)의 ACPase, ALPase의 Isoenzyme type을 규명함과 아울러, iso-enzyme type중 어느 것이 constituitive 또는 repressible enzyme type인가를 조사하고, 각각의 isoenzyme활성도 비율을 살펴보아 배양조건(catabolic repression and derepression) 및 무기인산 제한에 따른 각 type의 세포내 조절기능을 분석하고자 하였다. Acid phosphatase는 또 다른 isoenzyme type이 발견되지 않았으나, alkaline phosphatase의 경우는 3가지 type이 p-NPP에 specificity를 지녔다. 세포질의 수용성단백질 분석결과 exponential phase의 세포는 주로 음전하를 띤 단백질이 높은 함량을 나타내었다. 당과 인산이 결핍된 배지에서 생육권(catabolic repression)세포에서 AL P Pase isoenzyme 중 type “B"의 활성도가 매우 높아졌으나, 완전배지에서 배양된 (catabolic derepression)세포에서는 type “B"의 활성도 감소 및 type “C"의 활성도 증가 현상을 볼 수 있었다. ALPase 중 “A" peak는 constituitive enzyme, “B" peak는 repressible enzyme, peak “C"는 L-histidinol phosphatase로 추정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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