Chemical production by anaerobic bacterial fermentations was an important microbiological topic in the past due to both fundamental and applied aspects related to acetone-butanol production prior to its replacement by chemical synthetic routes from petroleum. Presently, the depletion and price-escalation of petroleum has regenerated a great interest in the potential of anaerobic bacteria to transform the renewable resouces such as biomass and wastes into chemical feed-stocks and fuels.
The effects of Lactobacillus mucosae (L. mucosae), a potential direct fed microbial previously isolated from the rumen of Korean native goat, on the rumen fermentation profile of brewers grain were evaluated. Fermentation was conducted in serum bottles each containing 1% dry matter (DM) of the test substrate and either no L. mucosae (control), 1% 24 h broth culture of L. mucosae (T1), or 1% inoculation with the cell-free culture supernatant (T2). Each serum bottle was filled anaerobically with 100 mL of buffered rumen fluid and sealed prior to incubation for 0, 6, 12, 24, and 48 h from which fermentation parameters were monitored and the microbial diversity was evaluated. The results revealed that T1 had higher total gas production (65.00 mL) than the control (61.33 mL) and T2 (62.00 mL) (p<0.05) at 48 h. Consequently, T1 had significantly lower pH values (p<0.05) than the other groups at 48 h. Ammonia nitrogen ($NH_3$-N), individual and total volatile fatty acids (VFA) concentration and acetate:propionate ratio were higher in T1 and T2 than the control, but T1 and T2 were comparable for these parameters. Total methane ($CH_4$) production and carbon dioxide ($CO_2$) were highest in T1. The percent DM and organic matter digestibilities were comparable between all groups at all times of incubation. The total bacterial population was significantly higher in T1 (p<0.05) at 24 h, but then decreased to levels comparable to the control and T2 at 48 h. The denaturing gradient gel electrophoresis profile of the total bacterial 16s rRNA showed higher similarity between T1 and T2 at 24 h and between the control and T1 at 48 h. Overall, these results suggest that addition of L. mucosae and cell-free supernatant during the in vitro fermentation of dried brewers grain increases the VFA production, but has no effect on digestibility. The addition of L. mucosae can also increase the total bacterial population, but has no significant effect on the total microbial diversity. However, inoculation of the bacterium may increase $CH_4$ and $CO_2$ in vitro.
In the present study, we aimed to determine the cause of surface film formation in three rice vinegars fermented using the traditional static fermentation method. The pH and total acidity of vinegar were 3.0-3.3 and 3.0-8.7%, respectively, and acetic acid was the predominant organic acid present. Colonies showing a clear halo on GYC medium were isolated from the surface film of all vinegars. Via 16S rDNA sequencing, all of the isolates were identified as Acetobacter pasteurianus. Furthermore, field-emission scanning electron microscopy analysis showed that the bacterial cells had a rough surface, were rod-shaped, and were ${\sim}1{\times}2{\mu}m$ in size. Interestingly, cells of the isolate from one of the vinegars were surrounded with an extremely fine threadlike structure. Thus, our results suggest that formation of the surface film in rice vinegar was attributable not to external contamination, to the production of bacterial cellulose by A. pasteurianus to withstand the high concentrations of acetic acid generated during fermentation. However, because of the formation of a surface film in vinegar is undesirable from an industrial perspective, further studies should focus on devising a modified fermentation process to prevent surface film formation and consequent quality degradation.
This study was conducted to investigate the changes in chemical, microbial and sensory characteristics, and antimutagenicity of buchu(leek, Allium odorum) kimchi during fermentation at 15$^{\circ}C$. Reducing sugar contents and pH of buchu kimchi were decreased during the fermentation. The reduction rate of reducing sugar of glutinous rice paste and shrimp added buvhu kimchi(GSBK) was faster than those of control buchu kimchi(CBK) and glutious rice paste added bucku kimchi(GBK). Acidity increased rapidly until 4 days,a nd optimum acidity (0.6%) of bucku kimchi was reached within 2 day. Also total bacterial and lactic acid bacterial counts greatly increased after 4 days of the fermentation. The numbers of lactic acid bacteria after 8 day- fermentation in CBK and GSBK, and 10 day-fermentation in GBK were the highest values, 4.5$\times${TEX}$10^{8}${/TEX} CFU/ml, 4.8$\times${TEX}$10^{8}${/TEX} CFU/ml and 6.1$\times${TEX}$10^{8}${/TEX} CFU/ml, respectively. In the sensory evaluation, appearance of sample was good at 0 day, taste from overall quality of buchu kimchi were asquired the highest values at 6th day. The methanol extracts from buchu kimchi(GBK) showed antimutagenicity against aflatoxin {TEX}$B_{1}${/TEX}({TEX}$AFB_{1}${/TEX})in Salmonella typhimurium TA100. The inhibition ration were 58~69% with treatment of the 5% methanol extracts, and when the adding concentration increased the effect increased.
Yoshiyuki Tsuchiya;Ena Chiba;Atsushi Kimura;Kenji Kawashima;Toshiya Hasunuma;Shiro Kushibiki;Yo-Han Kim;Shigeru Sato
Journal of Veterinary Science
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제24권2호
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pp.27.1-27.15
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2023
Background: The relationships between the postpartum subacute ruminal acidosis (SARA) occurrence and predicted bacterial functions during the periparturient period are still not clear in Holstein cows. Objectives: The present study was performed to investigate the alterations of rumen fermentation, bacterial community structure, and predicted bacterial functional pathways in Holstein cows. Methods: Holstein cows were divided into the SARA (n = 6) or non-SARA (n = 4) groups, depending on whether they developed SARA during the first 2 weeks after parturition. Reticulo-ruminal pH was measured continuously during the study period. Reticulo-ruminal fluid samples were collected 3 weeks prepartum, and 2 and 6 weeks postpartum, and blood samples were collected 3 weeks before, 0, 2, 4 and 6 weeks postpartum. Results: The postpartum decline in 7-day mean reticulo-ruminal pH was more severe and longer-lasting in the SARA group compared with the non-SARA group. Changes in predicted functional pathways were identified in the SARA group. A significant upregulation of pathway "PWY-6383" associated with Mycobacteriaceae species was identified at 3 weeks after parturition in the SARA group. Significantly identified pathways involved in denitrification (DENITRIFICATION-PWY and PWY-7084), detoxification of reactive oxygen and nitrogen species (PWY1G-0), and starch degradation (PWY-622) in the SARA group were downregulated. Conclusions: The postpartum SARA occurrence is likely related to the predicted functions of rumen bacterial community rather than the alterations of rumen fermentation or fluid bacterial community structure. Therefore, our result suggests the underlying mechanisms, namely functional adaptation of bacterial community, causing postpartum SARA in Holstein cows during the periparturient period.
This study examined the effects of bacterial inoculants on chemical composition and fermentation indices of barley silage. Barley forage (Youngyang) was harvested at 24% dry matter (DM) and wilted to 47.9% DM. The wilted barley forage was chopped to 3-5 cm length and applied with no inoculant (CON), L. plantarum ($1{\times}10^{10}cfu/g$, LP) or Effective Microorganisms ($0.5{\times}10^9cfu/g$, EM). Then the forages were ensiled in four replications for each treatment in 20 L mini silos and stored for 100 days. The contents of crude protein and ether extract were higher in CON silage ensiled for 100-d, while the contents of DM and crude ash were higher in EM silage (p<0.05). The contents of ADF, NDF and hemicellulose as well as the in vitro DM digestibility were not affected by microbial inoculation (p>0.05). The pH, ammonia-N concentration and lactate to acetate ratio were higher (p<0.05) in CON silage, while lactate concentrations were higher (p<0.05) in CON and LP silage. Acetate concentration and lactic acid bacteria was increased (p<0.05) by both inoculants (LP and EM), but propionate concentration and yeast was increased (p<0.05) by EM and LP, respectively. These results indicated that the fermentation quality of barley silage was improved by the application of bacterial inoculants.
Bacteria 군집 차이를 이용한 신속한 한국산 및 중국산 김치 원산지 판별 가능성의 검토를 위하여 Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) 분석법을 적용하였다. T-RFLP 분석은 김치발효에 관여하는 주요 유산균의 빠르고, 재현성 있는 검출에는 효과적이었지만, 종(species) 수준에서의 미생물 확인에는 한계를 가지고 있어 한국산 및 중국산 김치에 특이적으로 존재하는 bacteria의 검출에는 부적합한 것으로 평가되었다. T-RFLP를 적용한 발효과정 중의 한국산 및 중국산 김치에 존재하는 bacteria 군집 천이 분석은 비슷한 양상으로 나타났고, Bacillus 속이 발효 후기까지 검출되었다. 또한 Bacillus 속은 발효 후기에 포자를 형성하는 것으로 확인되었다.
Lee, Seong Shin;Joo, Young Ho;Choi, Jeong Seok;Jeong, Seung Min;Paradhipta, Dimas Hand Vidya;Noh, Hyeon Tak;Han, Ouk Kyu;Kim, Sam Churl
한국초지조사료학회지
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제41권4호
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pp.259-266
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2021
The present study was aimed to estimate the effect of ensiling period and bacterial inoculants on chemical compositions and fermentation characteristics on rye silage harvested at delayed stage. Rye (Secale cereale L.) was harvested after 20 days of heading stage (29.4% dry matter, DM). The harvested rye forage was applied with different inoculants following: applications of distilled water (CON), Lactobacillus brevis (LBB), Leuconostoc holzapfelii (LCH), or mixture of LBB and LCH at 1:1 ratio (MIX). Each forage was ensiled into 20 L mini bucket silo (5 kg) for 50 (E50D) and 100 (E100D) days in triplicates. The E50D silages had higher in vitro digestibilities of DM (IVDMD, p<0.001) and neutral detergent fiber (IVNDFD, p=0.013), and lactate (p=0.009), and acetate (p=0.011) than those of E100D, but lower pH, lactic acid bacteria (LAB), and yeast. By inoculant application, LCH had highest IVDMD and IVNDFD (p<0.05), while MIX had highest lactate and lowest pH (p<0.05). The CON and LCH in E50D had highest LAB and yeast (p<0.05), whereas LBB in E100D had lowest (p<0.05). Therefore, this study concluded that LCH application improved the nutrient digesbility (IVDMD and IVNDFD) of lignified rye silage, and longer ensiling period for 100 days enhanced the fermentation characteristics of silage compared to ensiling for 50 days.
Jung, Jaejoon;Choi, Sungjong;Jeon, Che Ok;Park, Woojun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제23권10호
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pp.1428-1433
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2013
Jeotgal fermentation is dependent upon a diverse microbial community, although a detailed understanding of its microbial composition is limited to a relatively small number of jeotgal. Pyrosequencing-based bacterial community analysis was performed in fermented squid, ojingeo jeotgal. Leuconostoc was identified as the predominant bacterial genus, with Bacillus and Staphylococcus also accounting for a large proportion of the bacterial community. Phylogenetic analysis with 16S rRNA genes of Leuconostoc type species indicated that L. citreum- and L. holzapfelii-like strains could be the major Leuconostoc strains in jeotgal. High concentrations of NaCl were thought to be an important factor determining the makeup of the bacterial community in the fermented squid; however, a genomic survey with osmotic stress-related genes suggests the existence of more complex factors selecting the dominant bacterial species in fermented squid.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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