• 제목/요약/키워드: Strong acids

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섬유소의 이용과 butyrate의 최근 연구 (Use of Cellulose and Recent Research into Butyrate)

  • 여태종;최인순;조광근
    • 생명과학회지
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    • 제22권11호
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    • pp.1571-1586
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    • 2012
  • 지구상에는 약 5,400여 종의 포유동물이 있고 그 중 약 1,000여 종은 풀을 뜯어 먹고 사는 초식동물이다. 초식동물 중에서 약 250여 종이 반추동물로 알려져 있다. 반추동물인 소와 양은 반추위에서 주로 발효가 일어나지만 비반추동물인 돼지와 사람은 맹장과 결장, 직장에서 주로 발효가 일어난다. 반추위 미생물의 종류와 우점도 Bacteroidetes 51%, Firmicutes 43% 존재하며, 사람의 대장미생물의 우점도Firmicutes 65%, Bacteroidetes 25%로 존재한다. 풀의 세포벽 구성성분은 미생물에 의해 분해, 발효에 의해 SCFA (short chain fatty acid)를 생성하게 되고 acetate, propionate, butyrate 생성비율은 60:25:15이다. 장내 primary butyrate transporter인 MCT1(monocarboxylatetransports-1)에 의해서 흡수된 butyrate는 SCFA receptor GPR43과 GPR41을 활성화시킨다. Butyrate는 강력한 anti-tumorigenic 기능을 가지고 있다. Butyrate는 다양한 cancer cell에 효과를 나타내며 세포내의 기능 조절에 기여하고, 암세포사멸을 유도하는 특성이 있다. Butyrate는 caspase의 활성화, HDAC (histone deacetylase) 활성을 억제하여apoptosis를 유도하고, p53 발현증가로 cell cycle arrest와 apoptosis를 유도한다. SCFA의 항 염증작용으로는 장 상피세포에서 IL-8 발현 감소, NO합성과 NF-${\kappa}B$ (nuclear factor ${\kappa}B$)의 활성을 억제하여 염증으로 인한 암 발생을 억제한다. Butyrate는 장 점막의 생리적 기능을 유지하는데 중요한 역할을 하며 IBD (inflammatory bowel disease) 치료법으로 이용되고 있다.

상수원수의 유기물 특성에 따른 염소처리시 THMs 및 HAAs의 생성특성 (The Formation Characteristics of THMs and HAAs in Chlorination of Raw Water of Different Organic Matter Characteristics)

  • 오순미;김승현;이민규;허미란;감상규
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.785-797
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    • 2006
  • The formation characteristics of trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) were investigated in chlorination of raw water of different organic mallet characteristics. The samples used in this study were hydrophobic (N-HPO) and hydrophilic fraction (N-HPI) (which were concentrated and separated from Nakdong river water), and humic acid (HA) (which is known as a strong hydrophobic acid) as a reference organic matter, the specific UV absorbance (SUVA) of which was 2.19, 1.15 and 7.92, respectively. With increasing chlorine contact time, THMFP and HAAFP (the formation potential of THMs and HAAs) increased, but their increase was different depending on the organic mallet characteristics (i.e., for N-HPI, THMFP was higher than HAAFP, but the inverse result was obtained for N-HPO and HA and the ratio between them was greater for HA), and the mainly formed chemical species were CHCI$_3$ in case of THMs and dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) in case of HAAs for N-HPO and HA (and the ratios of CHCI$_3$ to total THMs and DCAA and TCAA to total HAAs for HA were higher than those for N-HPO), but for N-HPI, the ratio of brominated THMs was a little higher than that of CHCI$_3$ and the ratio of DCAA and TCAA to total HAAs was lower than that of N-HPO, although they are main chemical species in case of HAAs. Comparing THMFP and HAAFP with the increase in bromide concentration added with those in not adding it, the former increased greatly and its increase was higher for the organic mallet with stronger hydrophobicity, but the latter was lower for N-HPO and N-HPI and was similar for HA. The main chemical species with increasing bromide concentration were CHBt$_3$ in case of THMs regardless of organic matter characteristics, and dibromoacetic acid (DBAA) for N-HPO and N-HPI, DBAA and tribromoacetic acid (TBAA) for HA in case of HAAs. With increasing reaction temperature and pH, THMFP and HAAFP increased for the former, but for the latter, THMFP increased and HAAFP decreased, although the rate of increase or decrease was different with organic mallet characteristics.

유기산 생성균에 의한 병원성 Escherichia Coli $A_2$와 Escherichia Coli $G_7$의 생육억제 (Growth Inhibition of Enteropathogenic Escherichia coli $A_2$and Escherichia coli $G_7$ by the Organic Acid Producing Bacteria)

  • 백영진;배형석
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.111-118
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    • 1988
  • 유기산 생산균인 L. casei Y, Str. faecium C, Str. faecalis, Cl. butyricum M, B. toyoi를 사료첨가제와 발효유로부터 분리 확인하여 이들 균주가 자돈의 대장균증 설사를 유발시키는 E. coli $A_2$, E. coli G$_7$에 대하여 in vitro에서는 어떤 항균효과를 나타내는지 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. L. casei Y, Str. faecium C, Str. faecalis, B. toyoi Cl. butyricum M을 각각 배양한 BL broth 3일 배양액은 모두 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대하여 항균효과를 나타내었고, 이들 배양액을 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대한 발육 Disc 확산시험 결과 그 저지환 직경은 각각 15mm와 17mm, 14mm와 15mm, 13mm와 14mm, 11mm와 13 mm, 10mm와 12mm 였다. 2. 유기산 생산 능력이 우수한 균일수록 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$에 대한 항균력이 높게 관찰되었으며, L. casei Y와 Str. faecium C가 이들 두 대장균에 대하여 높은 항균력을 나타내었다. 3. 유기산 생성균과 대장균(E. coli $A_2$, E. coli G$_7$)을 BL broth 에 혼합 배양할 때 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$은 배양액의 pH가 5.0 이하일 때 생육억제 되었고, pH 4.5 이하였을 때 사멸되었다. 4. 생성된 유기산은 배양액의 pH를 저하시킴과 동시에 항균성 물질로 직접 작용하여 E. coli $A_2$와 E. coli G$_7$의 생육저해 또는 사멸을 유도하였다. 5. E. coli $A_2$가 E. coli G$_7$보다 유기산 생산균의 대사산물에 대하여 더 높은 내성을 갖고 있었다.

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초산 및 말레산을 이용한 생마 신선편이 갈변억제 및 생마 저온부패균의 제어 (Inhibition of Browning in Yam Fresh-cut and Control of Yam-putrefactive Bacterium Using Acetic Acid or Maleic Acid.)

  • 류희영;권인숙;박상조;이봉호;손호용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.135-141
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    • 2007
  • 생마의 이용성과 저장성을 증대시키기 위해, 유기산을 처리한 생마 신선편이 제품을 제조하였다. 저온 부패미생물의 초기오염이 없는 생마 신선편이의 경우, 1% 농도의 초산, 구연산, 말레산 및 아스코르빈산을 각각 처리한 후 $4^{\circ}C$에서 14일간 저장한 경우, 구연산 및 아스코르빈산 처리구에서는 갈변 및 부패가 유의적으로 진행되었으나, 초산 및 말레산 처리구에서 우수한 갈변 및 부패 억제 활성이 나타났다. 이러한 억제활성은 기존에 사용되고 있는 NaOCl(100 ppm), 과산화수소수(100 ppm) 및 1종 세척제(L사, 한국)처리보다 우수하였으며, 특히 초기 부패미생물이 $10^5\;CFU/g-yam$ 이상 오염된 신선편이의 경우에도 초산 및 말레산은 강력한 부패억제 및 갈변억제효과를 나타내었다. 생마의 저온 부패미생물(Pseudomonas rhodesiae YAM-12 및 P. cepacia YAM-10)을 대상으로 초산 및 말레산의 최소처리농도를 조사한 결과 $4^{\circ}C$에서는 0.1% 처리로 우수한 항균력이 나타남을 확인하였으며, 실제 오염되지 않은 신선편이의 경우 0.1% 처리로 유의적인 갈변 및 부패현상 없이 14일간 저온저장이 가능하였다. 이러한 결과는, 초기 저온 부패미생물의 오염이 심각하지 않은 신선편이의 경우에는, 0.1% 초산 및 말레산 처리로 $4^{\circ}C$에서 14일 장기저장이 가능함을 나타내며, 적절한 진공포장 등이 병행된다면 생마 및 근채류 신선편이 농산물의 장기간 저온 유통이 가능할 것으로 판단된다.

Characterization of Homocysteine ${\gamma}$-Lyase from Submerged and Solid Cultures of Aspergillus fumigatus ASH (JX006238)

  • El-Sayed, Ashraf S.;Khalaf, Salwa A.;Aziz, Hani A.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권4호
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    • pp.499-510
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    • 2013
  • Among 25 isolates, Aspergillus fumigatus ASH (JX006238) was identified as a potent producer of homocysteine ${\gamma}$-lyase. The nutritional requirements to maximize the enzyme yield were optimized under submerged (SF) and solid-state fermentation (SSF) conditions, resulting in a 5.2- and 2.3-fold increase, respectively, after the last purification step. The enzyme exhibited a single homogenous band of 50 kDa on SDS-PAGE, along with an optimum pH of 7.8 and pH stability range of 6.5 to 7.8. It also showed a pI of 5.0, as detected by pH precipitation with no glycosyl residues. The highest enzyme activity was obtained at $37-40^{\circ}C$, with a $T_m$ value of $70.1^{\circ}C$. The enzyme showed clear catalytic and thermal stability below $40^{\circ}C$, with $T_{1/2}$ values of 18.1, 9.9, 5.9, 3.3, and 1.9 h at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. Additionally, the enzyme $K_r$ values were 0.002, 0.054, 0.097, 0.184, and 0.341 $S^{-1}$ at $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$, respectively. The enzyme displayed a strong affinity to homocysteine, followed by methionine and cysteine when compared with non-S amino acids, confirming its potency against homocysteinuria-related diseases, and as an anti-cardiovascular agent and a specific biosensor for homocysteinuria. The enzyme showed its maximum affinity for homocysteine ($K_m$ 2.46 mM, $K_{cat}\;1.39{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), methionine ($K_m$ 4.1 mM, $K_{cat}\;0.97{\times}10^{-3}\;s^{-1}$), and cysteine ($K_m$ 4.9 m M, $K_{cat}\;0.77{\times}10^{-3}\;s^{-1}$). The enzyme was also strongly inhibited by hydroxylamine and DDT, confirming its pyridoxal 5'-phosphate (PLP) identity, yet not inhibited by EDTA. In vivo, using Swiss Albino mice, the enzyme showed no detectable negative effects on platelet aggregation, the RBC number, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, or creatinine titer when compared with negative controls.

음이온 교환크로마토그래피법에 의한 여러가지 산에서 우라늄과 바나듐의 용리현상에 관한연구 (Study on the Elution Behaviors of Uranium and Vanadium in the Various Acids by Anion Exchange Chromatography)

  • 차기원;김종훈
    • 대한화학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.309-314
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    • 1984
  • 과염소산, 염산 그리고 황산의 농도 변화에 따른 우라늄과 바나듐 이온의 음이온수지에 대한 용리곡선으로부터 이들 이온의 화학종의 변화와 평형관계를 음이온교환크로마토그래피법으로 연구하였다. 우라늄은 $0.01\;{\sim}\;0.5M$ 과염소산용액에서는 $UO_2^{2+}$의 화학종으로만 존재하며 염산용액에서는 0.5M 까지는 $UO_2^{2+}$ 상태로 존재하나 염산의 농도가 증가함에 따라 여러가지 $Cl^-$의 착물이 형성되는 용리현상을 보였고 황산용액에서는 묽은 황산의 농도에서 우라늄이 상당히 늦게 용리되어 나오는 것으로 보아 $SO_4$=과의 $UO_2(SO_4)_2$= 같은 음이온성 착물이 생성되는 것 같다. 바나듐은 $0.01\;{\sim}\;0.5M$ 과염소산용액에서 바나듐의 용리현상으로부터 $H_2V_{10}O_{28}^{4-}$$VO_2^+$간에 다음과 같은 평형이 존재함을 알았다. $H_2V_{10}O_{28}^{4-} + 14H^+ = 10VO_2^+ + 8H_2O$ 염산 및 황산용액에서도 이런 농도범위에서는 위와같은 평형이 존재하나 $VO_2$+과 $Cl^-$$SO_4^{2-}간의 착이온이 형성되는 것 같다. 위 식의 평형상수값은 $1.9{\times}108$이었다.

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조릿대 줄기와 잎의 화학성분과 그 추출물의 항산화 및 항균활성 (Chemical Components in Stalks and Leaves of Sasa borealis Makino and Antioxidative and Antimicrobial Activities of Extracts)

  • 고명수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.125-132
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    • 2008
  • 조릿데의 천연식품소재 및 천연보존료로서의 이용가능성을 검토하기 위하여 줄기와 잎의 화학성분과 그 추출물의 항산화 효과, 아질산염 소거능 및 항균활성을 조사하였다. 조릿대 줄기와 잎의 수분 함량은 각각 59.87% 및 28.79%, 단백질 함량은 각각 2.09% 및 6.33%, 조지방 함량은 각각 1.21% 및 3.43%, 회분 함량은 각각 0.99% 및 3.76%로 나타났다. 무기성분 중에서 K이 줄기와 잎에 각각 350.27mg% 및 639.60mg%로 가장 많이 함유되어 있었고, 그 다음으로 줄기에는 Na, Mg 및 Mn의 순으로, 잎에는 Na, Mg, Ca 및 Mn의 순으로 많이 함유되어 있었다. 줄기와 잎의 주요 유기산은 acetic acid, citric acid 및 succinic acid였고, oxalic acid, tartaric acid, formic acid, malic acid 및 fumaric acid등이 검출되었으며, 줄기보다 잎에 유기산이 많이 함유되어 있었다. 항산화효과는 줄기 추출물이 잎 추출물에 비해 그리고 에탄올추출물이 열수추출물에 비해 높았고, 특히 0.5% 줄기 에탄올추출물이 0.02% BHA보다 높은 항산화 효과를 보였다. 모든 추출물은 아질산염 소거능을 보였고 추출물의 농도가 높을수록 아질산염 소거능도 농도에 비례하여 크게 증가하였으며, 줄기 열수추출물이 가장 높은 아질산염 소거능을 보였다. 항균활성을 측정한 결과, 열수추출물은 공시된 모든 균주에 대해 항균활성을 보인 반면, 에탄올추출물은 일부 균주에 대해 높은 항균활성을 보였으며, 잎 에탄올추출물이 Listeria monocytogenes와 Salmonella typhymurium을 제외한 다른 대부분의 균에 대해 강한 항균 활성을 좌였다. 또 줄기와 잎의 열수 및 에탄올추출물의 대부분이 대조구로 사용된 1.0% 소르빈산에 비해 높은 항균 활성을 보였다.

추출방법에 따른 대나무(왕대) 추출물의 화학성분 및 생리활성 (Chemical Components and Physiological Activities of Bamboo (Phyllostachys bambusoides Starf) Extracts Prepared with Different Methods)

  • 주인옥;정기태;류정;최정식;최영근
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.542-548
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    • 2005
  • 대나루(왕대)를 여러 가지 방법으로 추출하고 그 추출액의 화학 성분을 분석하였다. 대나무 추출액의 pH는 5.0-5.5였고, 가용성고형분과 총페놀 함량은 알코올 추출액이 각각 $13.7^{\circ}Brix$와 0.42%로 가장 높았으며, 증발잔사는 직접가열 추출액이 3.8%로 가장 높았다. 무기성분은 K이 가장 높은 함량을 보였으며, 추출방법에 따라서는 간접가열이 가장 높은 무기물 함량을 나타내었다. 중금속은 Al, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, 등이 검출되었으며, 유해중금속 중 As, Cd, Hg는 검출되지 않았고 Cr, Pb는 극미량 검출되었다. 폴리페놀은 catechin, chlorogenic acid, caffeic acid, 3-hydroxy benzoic acid, ferulic acid등 5종이 확인되었으며 이중 3-hydroxy benzoic acid와 catechin이 주종을 이루는 것으로 나타났다. 유리당은 galactose, glucose, fructose 및 sucrose가 검출되었으며 glucose와 sucrose의 함량이 가장 높았다. 유기산은 citric acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, acetic acid 등이 검출되었으나 직접가열 추출액은 tartaric acid가, 물 추출액과 알코올 추출액은 citric acid, tartaric acid 및 succinic acid가 검출되지 않았다. 항산화 활성은 간접가열 추출액과 알코올 추출액이 상업용 항산화제인 BHA와 ${\delta}-tocopherol$ 보다 우수하였다. 아질산염소거능은 pH 1.2와 3.0에서 효과가 우수하였으나 pH 6.0에서는 급격히 감소하였다. Tyrosinase 저해활성은 물 추출액이 가장 높았으며, SOD 유사활성과 ACE 저해활성은 간접가열 추출액이 가장 높았다. 식품 부패균에 대한 항균활성은 Bacillus subtilis, E. coli O157, Staphylococcus aureus에 대하여 높은 것으로 나타났다.

오이 떡잎에서 노쇠화 관련 유전자들의 식물 호르몬에 대한 반응 연구 (Response to Plant Hormones of Senescence-related Genes for Cucumis sativus L. in Cotyledon Development)

  • 차현정;김대재
    • 생명과학회지
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    • 제26권8호
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    • pp.895-903
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    • 2016
  • 본 연구는 발달중인 오이 떡잎에 식물호르몬을 처리하여 나타나는 노쇠화 관련 유전자들(SAG)의 유전자 발현 반응을 탐구하기 위하여 수행되었다. 따라서 선별된 오이의 노쇠화 관련 유전자들에 대하여 그들의 유전자 발현 반응을 특정하기 위하여 역전사-중합효소연쇄반응(RT-PCR)을 통하여 조사되었다. 파종 후 14일 된 오이의 떡잎을 절취한 후 100 μM IAA또는 zeatin 용액 위에 두고 빛이 있거나 없는 조건에서 4일 째 까지 처리하였다. 떡잎은 2일 간격으로 회수하여 총RNA추출과 RT-PCR의 시료로 사용하였다. RT-PCR 결과에 따르면 몇몇 오이의 SAG 전사체들은 처리기간 동안에 상당한 변화를 나타냈다. 에틸렌 반응 실험에서는 처리 1일 후 반응을 나타낸 PCK, SAG 158과 SAG 288을 제외한 대부분의 오이 SAGs는 즉각 반응을 보이지 않았으나 ICL과 SAG 281은 10일 처리 후 노란 떡잎에서 강한 반응을 나타냈다. 이러한 결과들은 몇몇 오이의 SAGs가 외부적 자극에 대하여 영양 결핍이나 노쇠화 반응을 나타냄을 의미한다. 떡잎의 발달 동안에 이와 같은 노쇠화 유도 반응은 기관의 노쇠화에서 SAGs의 대사적 역할과 기능을 이해 할 수 있는 정보를 제공한다.

Cloning and Expression of Thermostable $\beta$-Glycosidase Gene from Thermus filiformis Wai33 A1 in Escherichia coli and Enzyme Characterization

  • Kang, Sang-Kee;Cho, Kwang-Keun;Ahn, Jong-Kun;Kang, Seung-Ha;Han, Kyung-Ho;Lee, Hong-Gu;Choi, Yun-Jaie
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제14권3호
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    • pp.584-592
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    • 2004
  • A thermostable $\beta$-glycosidase gene, tfi $\beta$-gly, was cloned from the genomic library of Thermus filiformis Wai33 A1. ifi $\beta$-gly consists of 1,296 bp nucleotide sequence and encodes a polypeptide of 431 amino acids. It shares a strong amino acid sequence similarity with the $\beta$-glycosidases from other Thermus spp. belonging to the glycosyl hydrolase family 1. In the present study, the enzyme was overexpressed in Escherichia coli BL21 (DE3) using the pET21b(+) vector system. The recombinant enzyme was purified to homogeneity by heat treatment and a $Ni^{2+}$-affinity chromatography. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) showed that the recombinant Tfi $\beta$-glycosidase was a monomeric form with molecular mass of 49 kDa. The temperature and pH range for optimal activity of the purified enzyme were 80- $90^{\circ}C$ and 5.0-6.0, respectively. Ninety-three percent of the enzyme activity was remained at $70^{\circ}C$ after 12 h, and its half-life at $80^{\circ}C$ was 6 h, indicating that Tfi $\beta$-glycosidase is highly thermostable. Based on its K_m$, or $K_{cat}K_m$, ratio, Tfi $\beta$-glycosidase appeared to have higher affinity for $\beta$-D-glucoside than for $\beta$-D-galactoside, however, $K_{cat} for \beta$-D-galactoside was much higher than that for $\beta$-D-glucoside. The activity for lactose hydrolysis was proportionally increased at $70^{\circ}C$ and pH 7.0 without substrate inhibition until reaching 250 mM lactose concentration. The specific activity of Tfi TEX>$\beta$-glycosidase on 138 mM lactose at $70{^\circ}C$ and pH 7.0 was 134.9 U/mg. Consequently, this newly cloned enzyme appears to have a valuable advantage of conducting biotechnological processes at elevated temperature during milk pasteurization in the production of low-lactose milk.