• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권1호
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• pp.56-64
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• 2011

This study was conducted to evaluate the use of exogenous enzymes as a potential means of improving the ruminal digestion (i.e., degradability) of alfalfa hay and rice straw. Twenty six enzyme-additives were examined in terms of protein concentration and enzymic activities on model substrates. The exogenous enzymes contained ranges of endoglucanase, xylanase, ${\beta}$-glucanase, ${\alpha}$-amylase, and protease activities. Six of the enzyme additives were chosen for further investigation. The enzyme additives and a control without enzyme were applied to mature quality alfalfa hay substrate and subsequently incubated in rumen batch cultures. Five of the enzyme additives (CE2, CE13, CE14, CE19, and CE24) increased total gas production (GP) at 48 h of incubation compared to the control (p<0.05). The two additives (CE14 and CE24) having the greatest positive effects on alfalfa hay dry matter, neutral detergent fibre (NDF) and acid detergent fibre (ADF) degradability were further characterized for their ability to enhance degradation of low quality forages. The treatments CE14, CE24, a 50:50 combination of CE14 and CE24 (CE14+24), and control (no enzyme) were applied to mature alfalfa hay and rice straw. For alfalfa hay, application of the two enzyme additives, alone and in combination, increased GP compared to the control at 48 h fermentation (p<0.05), whereas only CE14 and CE14+24 treatments improved GP from rice straw (p<0.05). Rumen fluid volatile fatty acid concentrations throughout the incubation of rice straw were analyzed. Acetate concentration was slightly lower (p<0.05) for CE14${\times}$CE24 compared to the control, although individually, CE14 and CE24 acetate concentrations were not different from the control. Increases (p<0.05) in alfalfa hay NDF degradability measured at 12 and 48 h of incubation occurred only for CE14 (at 12 h) and for CE14+24 (at 12 and 48 h). Similarly, ADF degradability increased (p<0.05) with CE14 and CE14+24. As for rice straw, increased DM degradability was observed at 12 and 48 h of incubation for all enzyme treatments with an exception for CE14 at 12 h. The degradability of NDF was improved by all the enzyme treatments at either incubation time, while ADF degradability was only enhanced at 48 h. Overall, the enzymes led to enhanced digestion of mature alfalfa and there was evidence of improved digestibility of rice straw, an even lower quality forage.

• 유기물자원화
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• 제15권1호
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• pp.171-177
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• 2007

메탄활성 침출수가 매립폐기물 분해에 미치는 영향을 알아보기 위해 내경 30cm, 높이 200cm, 실용량 140L의 원통형 PVC로 모형매립조 4기를 제작하였으며, 침출수의 생물학적처리와 재순환을 위한 혐기화조를 내경 20cm 높이 30cm로하여 2기 제작하였다. L1은 일반적인 매립지를 모사하기 위해 재순환을 행하지 아니하였고, L2는 침출수를 우수의 2배인 1,068ml로 재순환하였다. L3와 L4는 발생된 침출수를 $35{\pm}1^{\circ}C$로 유지되는 암실에서 1주일간 혐기성소화조에서 소화시킨 후 상등수를 L3, L4에 각각 1,064ml, 2.128ml 재순환하였다. 누적메탄발생량이 L3와 L4가 L1과 L2에 비해 약 3배 높게 발생하였으며, 메탄활성 침출수의 재순환량이 더 많은 L4이 L3보다 1.23배 높게 나타났다. 이는 메탄활성 침출수 재순환이 재순환되는 메탄균에 의해 분해가 더 활성화 된 것으로 판단되며, 메탄활성 침출수의 재순환 양에 따라 메찬회수율이 다르다는 것을 알 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.16-21
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• 2007

Cellobiohyolase (CBH) I 유전자의 확보는 CBH I 유전자 cellulase 생산 균주인 Trichoderma reesei를 배양, 수거하고 액체 질소를 이용하여 세포를 파쇄 후 RT-PCR kit를 이용하여 CBH I gene을 합성하였다. 그 후 발현벡터인 pYGAL에 cloning하였다. CBH I 유전자 앞부분에는 CBH I 단백질이 cell 외부로 분비할 수 있도록 하는 ppL이 포함되었다. CBH I 단백질 발현은 Protein gel 결과를 통하여 발현을 확인하였다. Cellulase 활성을 증대시키기 위한 분자진화 방법 개발은 error prone PCR과 DNA shuffling을 수행하였다. 얻은 CBH I 유전자를 발현 벡터에 삽입하고 효모에 transformation하여 이것을 다시 screening하였다. 1차 screening 후 confirm test하기 위해 DNS (Dinitrosalicylic Acid) 환원당 측정법을 이용하였으며, 이 결과 121-D8, 228-G2, 389-E3, 412-B4, 456-D2의 cellulase 변이체를 획득할 수 있으며, 456-D2의 경우 original CBH I과 비교하여 약 510%의 활성이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 분자 진화 된 cellulase sequence 분석결과 CBH I wild type과 비교하였을 때 121-D8의 경우 변경된 9개의 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 6개, 228-G2의 경우 변경된 7개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 4개, 389-E3의 경우 변경된 13개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 9개, 412-B4의 경우 변경된 9개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 6개, 456-D2의 경우 변경된 10개의 바뀐 염기 중 아미노산의 변화에 영향을 준 염기는 7개이었다. Cellulase 생산 공정 최적화는 5 L 발효기를 이용하여 고농도 배양을 실험한 결과 최종 O.D. 120까지 진행할 수 있었으며, 약 1.2 g/L의 cellulase를 얻을 수 있었다. Cellulase 생산 공정 scale-up 5 L 규모에서 확립된 최적 fed-batch 발효 공정을 300 L로 scale-up하여 실험하였다. 최종 O.D.는 약 280 정도이며 cellulase의 발현양은 약 3.2 g/L 수준임을 확인하였다. Cellulase 정제 공정 최적화 결과 80%의 수율과 95%의 순도를 확보하였다.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.12-18
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• 1999

상수를 처리하기 위한 공정으로 막여과 수처리 공정을 택하였다. 재래식 수처리 공정과의 비교를 위하여 막사용 수처리 공정의 기능성과 경제성에관한 연구를 하였다. 기능성을 보기 위해서 막분리중에서 막의 기공의 크기가 $0.01{\mu}m$인 한외여과막을 선택하여 탁도 제거 성능을 실험하였다. 탁도 제거 실험은 유입원수의 탁도를 임의로 10에서 85 NTU로 조절하여 세 가지 탁도에서 실험을 하였다. 모든 실험에서 여과막을 통과한 처리수의 탁도는 균질하게 1 NTU 이하로 측정이 되었다. 이 결과는 한외여과막 공정은 원수의 탁도가 증가하여도 일정한 탁도의 처리수를 생산함을 나타낸다. 막여과 공정의 경제성을 검토하기 위하여 막여과처리 비용계산 프로그램을 작성하였다. 실험은 한외여과막으로 한정하여 실시하였지만, 막여과처리 비용계산은 정밀여과막, 한외여과막, 그리고 저압역삼투압 방식을 포함하였다. 먼저 비용계산 프로그램을 사용하여 생산량 및 단위 면적당 투과량에 따른 처리수 생산단가의 변화를 보았다. 그 결과 생산량 및 투과량이 감소할수록 처리비용이 급격히 증가하였다. 그리고 처리용량을 달리 하였을 때 정밀여과막, 한외여과막, 저압역삼투압, 재래식공정, 그리고 고도처리 공정의 다섯 가지 공정에 대하여 총 비용을 계산하였다. 그 결과 막여과 공정은 재래식 공정 및 고도 처리공정과 비교하여경제성이 있게 나타났고 막분리중에서도 한외여과막은 중용량 ($157.5m^3/hr$) 생산량 이상에서 다른 막분리공정과 비교해서 생산가 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

• 한국유기농업학회지
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• 제24권3호
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• pp.453-463
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• 2016

본 연구는 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid가 in vitro 반추위 발효성상, 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위한 목적으로 실시하였다. 반추위 발효성상을 조사하기 위하여 batch culture 방법을 이용하였으며, Dicarboxylic acid의 급여가 착유우의 유량 및 유성분에 미치는 영향을 조사하기 위하여 평균체중 $649{\pm}19 kg$으로 일일 산유량 $38{\pm}3.95kg$, 유지방 $3.22{\pm}0.23%$, 산 차 $2.5{\pm}1.43$차인 홀스타인 착유우 10두를 산 차 및 산유량 등을 고려하여 시험사료에 따른 2개 군(대조구 5두, Dicarboxylic acid 급여구 5두)으로 나누어 실험을 실시하였다. Dicarboxylic acid는 사료급여량의 2%를 첨가하여 1일 2회 오전과 오후 착유 시 급여하였다. Dicarboxylic acid는 반추위내 pH에 긍정적인 영향을 주어 건물소화율이 유의적으로 증가하였다. 따라서 Dicarboxylic acid는 반추위 발효환경에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 건물소화율은 Dicarboxylic acid를 단독 급여할 때 가장 높았다. 또한 Dicarboxylic acid를 추가 급여하면 반추위 내 총 VFA 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. Acetic acid 농도는 Dicarboxylic acid 단독 처리구에서 높게 생성되는 경향을 나타내었다. 착유우의 유량은 Dicarboxylic acid를 급여한 처리구에서 대조구 대비 약 14%의 유량이 증가하였다. Dicarboxylic acid는 유성분 및 MUN에는 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 따라서 항생제 대체제로서 Dicarboxylic acid 첨가는 반추위 내 발효환경을 안정화하여 건물소화율을 향상시키고 착유우의 유량을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.381-387
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• 2018

본 실험은 비 전리방사선인 가시광선을 조사한 미생물에서의 생리적 대사특징을 연구하였다. 이 실험에 사용된 미생물은 화학합성미생물인 Phodospirillum Rubrum KS-301이었다. glucose의 회분발효를 수행하였고 발효결과는 테이터의 기초가 되었다. 첫째, 비 전리방사선인 가시광선을 조사를 안 할 때의 잔류 glucose(기질량)량을 5.03 g/L -2.17 g/L로 감소하면은 균체량은 1.08 g/L - 3.14 g/L로 수소생성량은 0.02 g - 0.19 g로 증가 하였다. 둘째, 비 전리방사선인 가시광선을 조사 할 때의 잔류 glucose(기질량)을 13.17 g/L - 5.2 g/L로 감소하면은 균체량은 4.7 g/L - 10.57 g/L로 수소생성량은 0.186 g - 0.3 g로 증가 하였다. 이 실험결과를 종합해 볼 때 비 전리방사선인 가시광선을 조사한 미생물에서의 생리적 대사특정으로는 가시광선을 미생물에게 조사한 결과 생명의 활동이 활발하게 일어나고 있음을 알았고 그 반대로 다양한 연구논문에 따르면 감마선, 엑스선, 전자선을 조사한 미생물에서는 세포치사나 세포의 기능적, 형태학적 장해를 나타내었음을 알 수가 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권6호
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• pp.960-968
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• 2003

A bacterial isolate showing a strong endochitosanase activity was isolated from soil and then characterized. The isolate was identified and designated as Bacillus cereus P16, based on morphological and biochemical properties, assimilation tests, cellular fatty acids pattern, along with 16S rRNA gene sequence. The optimized medium for producing extracellular chitosanase in a batch culture contained 1% tryptone, 0.5% chitosan, and 1% NaCl (pH 7.0). Powder chitosan and tryptone served the best as carbon and nitrogen sources, respectively, for the chitosanase production. Chitosanase activity was the highest when culture was completed at $37^{\circ}C$ among various temperatures ($20-42^{\circ}C$) tested in a shaking incubator (200 rpm). The levels of chitosanase activity in the culture fluid were 2.0 U/ml and 3.8 U/ml, respectively, when incubated in a flask for 60 h and in a jar fermenter for 24 h. The culture supernatant showed a strong liquefying activity on the soluble chitosan. The viscosity of 1% chitosan solution, that was incubated with the culture supernatant, was rapidly decreased, suggesting the secretion of endochitosanolytic enzymes by P16. The culture fluid revealed six endo-type chitosanase isozymes, two major (38 and 45 kD), and four minor (54, 65, 82, and 96 kD) forms by staining profile. The crude enzymes were very stable, and full activity was maintained for 4 weeks at $4^{\circ}C\;or\;-20^{\circ}C$ in the culture supernatant, suggesting a highly desirable stability rate for making an industrial application of the crude enzymes. The supernatant also cleaved the insoluble chitosan powder, but the hydrolysis rate was much lower. The enzymic degradation products of chitosan contained $(GlcN)_n$ (n=2-8). The concentration of chitosan in the reaction mixture of the crude enzyme affected the chitooligosaccharides composition of the hydrolysis products. When the higher concentration of chitosan was used, the higher degree of polymerized chitooligosaccharides were produced. By comparison with other commercial chitosanase preparations, P16 was indeed found to be a valuable enzyme source for industrial production of chitooligosaccharides from chitosan.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.206-215
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• 2020

Trichoderma reesei is the major filamentous fungus used to produce cellulase and there is huge interest in promoting its ability to produce higher titers of cellulase. Among the many factors affecting cellulase production in T. reesei, the mycelial phenotype is important but seldom studied. Herein, a close homolog of the Neurospora crassa COT1 kinase was discovered in T. reesei and designated TrCOT1, which is of 83.3% amino acid sequence identity. Functional disruption of Trcot1 in T. reesei by RNAi-mediated gene silencing resulted in retarded sporulation on potato dextrose agar and dwarfed colonies on minimal medium agar plates containing glucose, xylan, lactose, xylose, or glycerol as the sole carbon source. The representative mutant strain, SUS2/Trcot1i, also displayed reduced mycelia accumulation but hyperbranching in the MM glucose liquid medium, with hyphal growth unit length values decreased to 73.0 ㎛/tip compared to 239.8 ㎛/tip for the parent strain SUS2. The hyperbranching phenotype led to slightly but significantly increased cellulase secretion from 24 to 72 h in a batch culture. However, the cellulase production per unit of mycelial biomass was much more profoundly improved from 24 to 96 h.

• 미생물학회지
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• 제53권3호
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• pp.200-207
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• 2017

SA-TSA 복합구를 이용해 폐활성슬러지로부터 VFAs를 생산하고, 이를 발효 기질로 이용해 PHA를 생산하기 위한 실험을 수행하였다. 30%의 SA-TSA 복합구를 처리하였을 때 폐활성슬러지의 가용화 효율이 가장 효과적으로 일어나서 약 3,900 mg/L의 SCOD값을 얻었으며, acetic acid, propionic acid, iso-butyric acid 및 butyric acid를 주성분으로 하는 2,961 mg/L 농도의 VFAs를 얻었다. VFAs를 외부탄소원으로 이용하는 SBR 공정을 통해 PHA를 생합성하는 미생물을 농화배양하는 실험을 수행하고 PCR-DGGE로 분석한 결과, 우점 미생물로 Vibrio spp.와 Corynebacterium glutamicum이 확인되었다. 폐활성슬러지로부터 얻은 VFAs를 탄소원으로 사용하여 농화된 혼합미생물배양체를 회분배양한 결과, 건체량의 25.9%에 달하는 PHB를 얻었다. 본 연구결과는 SA-TSA 복합구를 이용하여 폐활성슬러지로부터 VFAs를 얻음으로써 폐슬러지 감량화 효과를 얻고, 또 혼합미생물배양체를 이용하여 VFAs를 바이오폴리머로 전환함으로써 경제성을 확보할 수 있는 새로운 생물공정의 가능성을 보여준다.

• 농업과학연구
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• 제11권2호
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• pp.322-327
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• 1984

전보(前報)에서 분리(分離)한 Rhizobium meliloti M14를 공시(供試)하여 그 종균생산(種菌生産)을 위한 기초적(基礎的) 연구(硏究)로서, 탄소원(炭素源) 및 질소원(窒素源), chemostat의 반련속식(半連續式) 운용(運用)에 의한 액체배양(液體培養)을 시도(試圖)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 탄소원(炭素源) 비교(比較)한 단당류(單糖類), 이당류(二糖類) 및 당(糖)알콜류(類) 가운데 당(糖)알콜류(類)에서 가장 생육(生育)이 높았고 단당류중(單糖類中) 오탄당(五炭糖)에서의 생육(生育)은 육탄당(六炭糖)보다 저조(低調)하였다. 2. 천연(天然) 탄소원중(炭素源中) malt extract 및 molasses에서의 생육(生育)은 mannitol에서의 생육수준(生育水準) 이상(以上)이었다. 3. 질소원(窒素源)으로서 yeast water에 대(對)한 편향성(偏向性)이 인정(認定)되었으며 그 10%에서의 생육수준(生育水準)은 yeast extract 0.24%와 상응(相應)하였다. 4. Chemostat (MicroFerm 28L, New Brunswick model CMF-128S) 의 단식배양(單式培養)에 의(依)하여 36시간(時間) 배양(培養)으로 생균수(生菌數) $5{\sim}7{\times}10^9cells/ml$ 수준(水推)의 stationary phase에 도달(到達)하였고, 반련속식(半連續式) 운용(運用)으로 매(每) 24시간(時間)마다 동일수준(同一水準)의 생균(生菌)을 가진 배양액(培養液)을 그 운용량(運用量)에 대(對)하여 5분(分)의 4를 회수(回收)할 수 있었다.