In order to increase the nutritional quality of soybean meal (SBM) as an animal feed, Bacillus subtilis TP6, a previously isolated strain from an Indonesian traditional fermented soybean food, Tempeh, was used as a starter organism for solid-state fermentation. In the pre-treated SBM with water content of 60% (v/w), B. subtilis TP6 was grown to a maximum viable cell number of $3.5{\times}10^9CFU/g$. Compared to control, crude protein in Bacillus fermented SBM was increased by 16%, while raffinose, stachyose, and trypsin inhibitors were reduced by 31, 37, and 90%, respectively. The Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis analysis showed that proteins in the fermented SBM were remarkably hydrolyzed into smaller molecular masses, resulting in a decrease in large sized proteins. Our data suggested that B. subtilis fermentation could increase the nutritive value of SBM through reduction of anti-nutritive factors and improvement of protein quality by hydrolysis of soy protein. In addition, B. subtilis TP6 produced a functional ingredient, poly-${\gamma}$-glutamic acid which has various health benefits.
A trial was performed to study the effects of feeding a diet containing solid-state fermentation rapeseed meal (FRSM) replaced soybean meal (SBM) on growth performance and serum biochemistry parameters of ducks and then to determine the appropriate proportion of soybean meal replacement. The 75% rapeseed meal and 25% blood meal were mixed and inoculated with the Lactobacillus plantarum and Bacillus subtilis. Over the 21-day fermentation, isothiocyanates were reduced from 72.7 to 14.1 mmol/kg. A total of 1,280 fifteen-day-old Cherry Valley ducks were randomly allocated into 4 dietary treatments, 4 replicate groups of 80 ducks each for a 30-day feeding trial. In four treatment groups, fermentation rapeseed meal replaced soybean meal at 0, 33, 67 or 100%, respectively. Results showed that feed intake of ducks fed 100% FRSM was greater (p<0.05) than SBM and partial FRSM in both the finishing period (31-45 d) and entire feeding period (15-45 d). Daily gain increased gradually in the three treatment groups with augmenting FRSM over in the whole study period. In the growing period (15-30 d), compared with the SBM group, phosphorus and calcium content in serum from the FRSM group was improved (p<0.05). Total protein concentration was lower in ducks fed 100% FRSM than SBM and 33% FRSM (p<0.05). Concentrations of IgM were dramatically higher for animals fed 100% FRSM than in the SBM, 33% FRSM and 67% FRSM groups. In the finishing trail stage (31-45 d), only serum IgG content in 100% FRSM group was improved (p<0.05). Therefore, rapeseed meal fermented with Lactobacillus plantarum and Bacillus subtilis is a promising alternative protein source and fermented rapeseed meal can completely replace soybean meal in duck diet and potentially reduce the cost of duck production.
본 연구는 갯버들(Salix gracilistyla)의 화장품 소재로의 활용가능성을 판단하기 위해, 기존 일반적인 방법이 아닌 균사배양 방법을 통해 가능성을 확인하였고, 구체적으로는 대표적인 약용버섯인 불로초(Ganoderma lucidum) 균사의 배양을 통하여 그 효능을 확인하였다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼소거능 분석결과에서는, 갯버들 추출물(SGE)이 불로초 균사배양 갯버들 추출물(GLSGE) 보다 높게 평가되었으나, 콜라게나제 활성 억제 평가에서는 불로초 균사배양 갯버들 추출물(GLSGE)이 갯버들 추출물(SGE)과 비교하여 상대적으로 낮게 평가되었다. 그럼에도 불구하고, 불로초 균사배양 갯버들 추출물(GLSGE)은 갯버들 추출물(SGE)을 처리한 경우보다, HDFn 세포의 생존율을 높은 수준으로 증가시켰으며, HDFn 세포의 제1형 프로콜라겐의 생합성 또한 매우 높은 수준으로 증가시키는 것이 확인되었다. 결과적으로 앞선 실험을 통해, 불로초 균사배양 갯버들 추출물이 항노화 활성을 가지는 기능성 화장품 소재로 활용 가능성이 있다고 사료되며, 기능성 소재의 효과를 더욱 증진시키기 위한 방안으로 불로초 균사의 배양이 효과적이라는 것을 의미한다.
본 논문은 대체식품 및 화장품 원료로 사용되는 미강을 발효를 통해 기능성과 경쟁력을 증가시키는 것을 목표로 하였다. 5종류의 누룩에서 분리한 Saccharomycopsis fibuligera 50종의 균주 중 효소 활성이 우수한 6균주와 표준균주를 이용한 발효미강물의 𝛼-amylase, CMCase, 𝛽-glucosidase, protease 등의 효소 활성을 통해 비교한 결과, A8균이 KCTC 7806 균주에 비하여 13.7%, 21.1%, 50.3%, 10.0%의 우수한 효소 활성을 보였다. 발효의 결과지표로서 ABTS, DPPH 검사를 시행한 결과, A8으로 발효한 미강이 KCTC 7806 균주로 발효한 미강에 비하여 1.12배, 1.28배의 항산화능이 있음을 확인하였다. 본 논문으로, S. fibuligera 표준균주인 KCTC 7806 보다 우수한 S. fibuligera A8 균주를 확인할 수 있었다. 또한, 선행연구과제의 항염활성 및 항독성 결과와 더불어 우수한 효소 활성과 항산화능 결과를 통해 S. fibuligera A8 균주를 통한 미강 발효물이 대체식품 및 화장품 원료로서의 기능성과 가격 경쟁력을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
Phellinus igniarius의 화학합성배지 조성 및 배양조건의 최적화 실험을 실시하였다. 또한 곡물에서 담자균사체를 배양하는 고체재료 발효방법을 개발함으로써, 기능성식품의 이용 가능성을 검토한 결과는 다음과 같다. Phellinus igniarius의 최적 영양배지로는 malt extract 7.0%, bacto soytone 0.3%, yeast extract 0.2%의 조합이었다. 그러나 대부분의 버섯 영양배지에 공통으로 첨가되는 무기염류$(KH_2PO_4,\;0.046%,\;K_2HPO_4\;0.1%,\;MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.05%)$의 첨가는 균사생장에 별 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 균사생장의 최적 배양온도는 $28^{\circ}C$였으며, 균사생장 최적 pH는 7.0으로 나타났다. 담자균사체의 대량배양 조건 실험을 실시한 결과, 냉침에 의해 최대수화에 도달한 곡물을 배양용기에 담고, 액체배양 후 균질화한 담자균사체를 곡물에 접종함으로써 접종초기 짧은 시간에 균사가 완전히 활착 되도록 할 수 있었다. 또한 균사 배양중기에 멸균 증류수를 첨가함으로써 균사의 활력을 유지시킬 수 있었다. Phellinus igniarius가 배양된 곡물에서 균사체량을 나타내는 glucosamine의 함량은 율무>보리>흑태>밀>메주콩>현미>수수>찹쌀의 순이었다.
A two-phase anaerobic digestion system for the treatment of swine waste was constructed in a commercial hog farm. The digester system was composed of 4 major units; slurry storage pit, acidogenic digester, methanogenic digester and sedimentation pit. A biogas boiler unit was also attached to maintain the digester temperature of 37$^{\circ}C$. Substrate lading was made with 2hr-interval by pumping about 2.1$m^3$ of slurry type swine waste from the slurry pit into the acidogenic digester, which corresponds to hydraulic retention time of 4 days for the acidogenic digester and of 11 days for the methanogenic digester. Digester temperature were well maintained as the set temperature of 37$^{\circ}C$ in the methanogenic digester, while the temperature in the acidogenic digester showed around 34$^{\circ}C$. pH also showed a steady-state results of 7.3 in the acidogenic digester and of 7.6 in the methanogenic digester during the operation period. Average biogas production rate was 0.66$m^3$/$m^3$ digester volume. Reduction rate of total solid and volatile solid were 42.8% and 5.8%, respectively. Total nitrogen and ammonia nitrogen were not reduced during the anaerobic fermentation, however, most of VFAs seemed to be converted to the biogas,. These fermentation performance data may suggest that he newly developed a two-phase anaerobic digester for the swine waste treatment worked so successfully.
뽕잎(Morus alba leaves)의 생리활성을 증강시키기 위하여 solid-state culture 방법을 이용하여 노루궁뎅이버섯 균사체(Hericium erinaceum)를 뽕잎에 배양하여 조제한 노루궁뎅이버섯 균사체-뽕잎발효물(MA-HE)을 열수(MA-HE-HW)와 에탄올(MA-HE-E)로 추출하였다. MA-HE의 용매 추출물 중 MA-HE-HW는 $100\;{\mu}g$/mL의 시료농도에서 시료대조군인 비발효 뽕잎 또는 액체배양으로 얻은 노루궁뎅이 균사체 종균의 열수추출물(MA-HW와 HE-HW)보다 증강된 마이토젠 및 장관면역활성을 나타내었다(각각 saline 대조군의 1.41과 1.52배). 한편, LPS로 자극한 RAW 264.7 murine macrophage에서 염증반응에 중요하게 관여하는 매개인자인 nitric oxide, tumor necrosis factor-${\alpha}$, interleukin-$1{\beta}$ 및 IL-6의 생성 억제효과를 확인한 결과, MA-HE-E는 $1,000\;{\mu}g$/mL의 농도에서 LPS 처리군 및 시료대조군보다 유의적으로 증강된 항염증활성을 나타내었다(LPS 처리군의 45.1, 41.3, 70.2와 55.7% 억제). 또한, RAW 264.7 세포에 대하여 노루궁뎅이버섯 균사체-뽕잎발효물의 MA-HE-HW와 MA-HE-E는 $1,000\;{\mu}g$/mL의 고농도에서도 독성을 나타내지 않았으나 시료대조군 중 에탄올추출물인 HE-E와 MA-E는 각각 80.1과 30.7%의 세포생존률을 나타내어 독성이 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 solid-state culture를 이용한 노루궁뎅이버섯 균사체의 뽕잎발효는 비발효 뽕잎보다 면역활성 및 항염증활성을 증가시킬 뿐만 아니라 독성을 감소시키는데 중요하게 작용하고 있어 균사체 발효과정에서 뽕잎에 생물학적인 전환과정이 일어나고 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 송이버섯 균사체를 이용한 대두의 고체 발효 기간 중 β-glucosidase 활성, 유리아미노산, 지방산, 이소플라본 함량 및 항산화 활성과 소화효소 저해 활성 변화에 대해서 확인하였다. 발효 기간 중 β-glucosidase 활성은 증가하여 발효 9일 38.89 unit/g으로 최대치를 보였으며, 이에 상응하여 aglycones 함량이 발효 9일 최대 함량을 보였다(0일: 163.03 ㎍/g → 9일: 1,074.28 ㎍/g). 특히 daidzein과 genistein 함량은 발효 9일 43.90배(511.49 mg/g)와 37.04배(460.86 mg/g) 증가를 보였다. 총지방산 함량과 총유리아미노산 함량은 발효 12일 130.85 mg/g 및 80.47 mg/g으로 가장 높았다. 특히 유리아미노산 중 필수아미노산인 발효 0일과 비교해 발효 12일 BCAA는 36.82배(0.34 → 12.52 mg/g) 증가하였으며, 감칠맛(aspartic acid 및 glutamic acid)과 단맛(serine, glycine, alanine, threonine, valine 및 lysine)과 관련된 성분의 합은 8.73 배(4.23 → 36.91 mg/g) 증가하였다. TP 및 TF 함량은 발효 기간에 따라 증가하여 발효 12일 2.7배(15.09 GAE mg/g) 및 4.4배(1.58 RE mg/g) 증가를 보였다. 항산화 활성 성분의 경향과 마찬가지로 DPPH, ABTS 및 hydroxyl 라디칼 소거 활성 또한 발효 12일 가장 높은 함량을 보였으며, ABTS(82.08%) > DPPH(71.98%) > hydroxyl(52.02%) 순으로 높게 확인되었다. α-Glucosidase 및 췌장 lipase 저해 활성은 폴리페놀 화합물에 영향으로 발효 12일 83.49%와 77.73%로 발효 기간 중 가장 높은 저해 활성을 나타내었다. 본 연구 결과, 9일에서 12일 발효 시 발효물의 영양 성분, 항산화 물질, 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성이 우수하였으며, 송이버섯 균사체를 이용한 대두 발효물이 기능성 식품 또는 기능성 식품 원료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.
In the course of screening for nitric oxide inhibitors in activated microglial BV-2 cells, cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was isolated from solid-state fermentation cultures of an unidentified fungal strain, Fb956. Its structure was determined by spectroscopic methods including 2D NMR and chiral TLC analyses. Cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was found to have an inhibitory activity on nitric oxide production with an $IC_{50}$ of $6.5\;{\mu}M$ in activated BV-2 cells. The structure determination and biological activity of cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was reported for the first time in this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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