• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권5호
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• pp.663-670
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• 2018

The present study focused on the production, characterization, and in vitro prebiotic evaluation of an exopolysaccharides (EPS) from Bacillus sonorensis MJM60135 isolated from ganjang (fermented soy sauce). Strain MJM60135 showed the highest production ($8.4{\pm}0.8g/l$) of EPSs compared with other isolates that were screened for EPS production based on ropy culture morphology. Furthermore, MJM60135 was cultured in 5 L of medium and the EPS was extracted by ethanol precipitation. The emulsification activity of the EPS was higher in toluene than in o-xylene. Fourier transform infrared spectroscopy analysis showed the presence of hydroxyl and carboxyl groups and glycosidic linkages. The isolated EPS contained mannose and glucose, as observed by thin-layer chromatography analysis of the EPS hydrolysate. Lactic acid bacteria (LAB) and pathogenic E. coli K99 and Salmonella enterica serovar Typhimurium were tested for their growth utilizing the EPS from B. sonorensis MJM60135 as the sole carbon source for its possible use as a prebiotic. All the tested LAB exhibited growth in the EPS-supplied medium compared with glucose as carbon source, whereas the pathogenic strains did not grow in the EPS-supplied medium. These findings indicate that the EPS from B. sonorensis MJM60135 has potential application in the bioremediation of hydrocarbons and could also be used as a prebiotic.

• 한국축산식품학회지
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• 제25권1호
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• pp.84-91
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• 2005

본 연구에서는 EPS 생성 유산균인 S. thermophilus St-Body 1을 발효 온도 및 시간별로 EPS를 분리하여 발효 조건이 EPS 생성에 미치는 영향과 EPS 생성량이 stirred 요구르트의 점도, syneresis, 물성, 관능검사에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. pH와 유산 함량 변화는 온도에 따라 다른 경향을 보였으며, 발효 온도가 높을수록 pH 감소가 빠르게 진행되고, 6, 12시간에 많은 유산이 생성되었다. 유당 함량은 발효 6시간 동안에 20∼40%가 이용되었고, 유산균수는 31℃에서 발효한 요구르트가 상대적으로 유산균수가 높은 것으로 나타났다. S. thermophilus St-Body 1은 발효 온도가 낮을수록 더 많은 EPS를 생성하고, 발효 12시간과 24시간에 많은 EPS를 생성하는 것으로 관찰되었다. 점도는 발효 시간이 증가할수록 점도가 증가하였으며, syneresis는 37℃에서 30시간 발효한 stirred 요구르트가 가장 적은 것으로 나타났다. 경도와 접착성은 발효가 진행될수록 증가하는 경향을 보였고, 점착성과 탄력성은 발효가 진행될수록 감소하였다. S. thermophilus St-Body 1로 발효한 요구르트의 관능검사 결과, 37℃, 24시간 발효한 요구르트가 풍미 6.25, 조직 4.25, 외관 3.50으로 가장 높은 수치를 나타내었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.384-389
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• 2009

To isolate lactic acid bacteria having high exopolysaccharides (EPS) production ability, 50 strains were initially isolated from the sourdough. Twenty-one strains formed highly mucoid colonies on the sucrose agar medium, which are indicative of active EPS synthesis. DU-07, DU-10, DU-12, DU-19, and DU-21 produced $11.51{\pm}0.167$, $13.09{\pm}0.193$, $12.72{\pm}0.108$, $11.61{\pm}0.284$, and $13.32{\pm}0.094\;g/L$ EPS, respectively, in MRS medium. The isolated strains, DU-10, DU-12, and DU-21, were identified as Enterococcus flavescens, Enterococcus faecium, and Lactobacillus amylovorus, respectively, by using API 50CHL kit and determining partial sequences of their 16S rDNA. Especially, L. amylovorus DU-21 showed the highest production of EPS, as well as the highest inhibitory activities against pathogenic (p<0.05). Interestingly, the L. amylovorus DU-21 seem to be endemic to sourdough fermentations, as they have not been isolated from other environments.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권7호
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• pp.1227-1234
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• 2008

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen that produces and secretes exopolysaccharides (EPS), in which cells are embedded to form a highly organized community structure called biofilm. Here, we characterized the role of cyclic diguanylate (c-di-GMP) and EPS (PEL) overproduction in the wspF mutant phenotypes of P. aeruginosa PA14 (wrinkly appearance, hyperadherence, impaired motilities, and reduced virulence in acute infections). We confirmed that the elevated c-di-GMP level plays a key role in all the wspF mutant phenotypes listed above, as assessed by ectopic expression of a c-di-GMP-degrading phophodiesterase (PvrR) in the wspF mutant. In contrast, PEL EPS, which is overproduced in the wspF mutant, was necessary for wrinkly appearance and hyperadherence, but not for the impaired flagellar motilities and the attenuated virulence of the wspF mutant. These results suggest that c-di-GMP affects flagellar motility and virulence, independently of EPS production and surface adherence of this bacterium.

• 한국축산식품학회지
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• 제27권4호
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• pp.538-542
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• 2007

본 연구는 kefir로부터 EPS를 분리하여 MA104 세포에 대한 독성과 rotavirus에 대한 저해효과를 확인하기 위하여 수행하였다. Kefir culture 및 grain 파쇄입자에서 Lactobacillus fermentum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis 등의 유산균과 Candida kefyr, Cryptococcus albidus, Pichia ohmeri 등의 효모가 분리 동정되었다. EPS의 1% 농도에서, MTT assay에 의한 EPS의 rotavirus에 대한 억제효과는 human rotavirus(KU)가 $72.52{\pm}6.48%$, bovine rotavirus(NCDV)가 $36.06{\pm}7.63%$, porcine rotavirus(OSU)가 $81.66{\pm}1.11%$로 나타났으며, EPS의 1/128% 농도에서, human rotavirus(KU)가 $24.98{\pm}4.58%$, bovine rotavirus(NCDV)가 $4.71{\pm}6.16%$, porcine rotavirus(OSU)가 $4.05{\pm}14.90%$로 나타났다. Kefir에서 분리한 EPS는 다양한 혈청형과 유래 동물의 rotavirus 모두에게 억제 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제49권3호
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• pp.297-300
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• 2013

인삼근계(근권, 근면, 근내부) 내 EPS 생성세균의 밀도를 측정한 결과, 근권토양 내에는 $2.4{\times}10^6$ CFU/g, 근면에는 $9.1{\times}10^6$ CFU/g, 그리고 근내부에는 $2.0{\times}10^4$ CFU/g로 확인되어 다수의 EPS 생성세균이 분포하고 있음이 확인되었다. 인삼 근계로부터 EPS 생성 우수 균주 24균주를 순수분리하고 계통학적 특성을 확인한 결과, 근권(RS)으로부터 분리된 EPS 생성세균은 Arthrobacter 속 6균주, 그리고 Rhizobium 속 1균주로 나타났다. 근면(RP)으로 부터 분리된 EPS 생성세균은 Arthrobacter 속 6균주, Rhodococcus 속 1균주, Pseudomonas 속 1균주로 나타났다. 근내부(IR)에서 분리된 EPS 생성세균은 Rhizobium 속 6균주, Bacillus 속 1균주 그리고 Rhodococcus 속 1균주, Pseudomonas 속 1균주로 나타났다. 근권과 근면에서 분리된 EPS 세균 중 Arthrobacter 속에 속하는 균주는 가장 특징적인 세균으로 밝혀졌으며, Rhizobium 속은 근내부에서 분리된 가장 특징적인 EPS 생성세균으로 나타났다. EPS 생성 우수균주 Rhizobium sp. 1NP2 (KACC 17637)는 10 g/L 그리고 Arthrobacter sp. 5MP1 (KACC 17636)는 4.9 g/L의 다당을 생성하였으며, 당단백질의 구성당 성분을 확인한 결과, galactose, glucose, mannose를 구성하고 있었으며, glucosamine의 아미노당이 나타났다. 특히, glucose는 72.7-84.9%로 주요 구성당임이 확인되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권3호
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• pp.196-203
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• 2006

김치로부터 3종의 EPS 생성 유산균을 분리하였다. 분리균주는 Leuconostoc kimchii, Leuconostoc citreum, Leuconostoc mesenteroides로 동정되었으며, 각각 Leuconostoc kimchii GJ2, Leuconostoc citreum C3, Leuconostoc mesenteroides C11로 명명하였다. EPS생성 김치유산균의 장내 정착성 여부 확인 결과 pH 3.0의 0.05 M sodium phosphate buffer와 인공위액에서 2시간 처리한 후에도 3균주 모두 초기균수($10^8\;CFU/ml$)를 유지하였으며 인공담즙에서 24시간 처리한 후에도 3균주 모두 초기균수($10^8\;CFU/ml$)를 유지하며 3종의 EPS생성 김치유산균 Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3, Leu. mesenteroides C11이 장내 정착하면서 probiotics로서 작용할 수 있을 것임을 확인하였다. 반면, 대조군으로서 분리균주가 EPS를 생성하지 않았을 때의 경우에는 내산성, 인공위액, 인공담즙에서 처리 후 생균수가 $10^{1-2}\;CFU/ml$ 감소현상을 보여 균체의 EPS생성 여부가 probiotics로서 기능할 수 있는데 결정적 요인임을 보여주었다. 특히 Leu. kimchii GJ2의 경우 E. coli, Pseudomonas, Listeria, Micrococcus, Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus속 등의 유해 균주에서 항균활성을 나타내었으며, 생산 항균물질은 단백질성 물질로 확인되었다. 김치유산균 Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3, Leu. mesenteroides C11로부터의 EPS 생성량은 sucrose(5%) 배지에서 각각 21.49 g/l, 16.46 g/l, 22.98 g/l 였으며, 정제 시에도 각각 14.61 g/l, 7.73 g/l, 4.77 g/l로 기존의 EPS 생성 유산균에서의 생산량에 비해 10배 이상의 높은 생산량을 나타내었다. TLC 및 HPLC를 이용한 EPS 구성 당 확인 결과 3균주 모두 glucose로만 구성된 homopolysaccharides로 확인되었다. EPS 생성량이 가장 좋은 Leu. kimchii GJ2의 평균 분자량은 360,606 Da이었으며, 나머지 두 균주에 대해서는 생성 EPS 형태와 점도의 차이로 미루어 보아 생성 EPS의 분자구조와 분자량이 서로 다른 것으로 판단하였다.

• 대한약침학회지
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• 제25권1호
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• pp.37-45
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• 2022

Objectives: The quorum-sensing-inhibitory and anti-biofilm activities of the methanol extract of E. globulus leaves were determined against clinically isolated multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa. Methods: The preliminary anti-quorum-sensing (AQS) activity of eucalyptus was investigated against a biosensor strain Chromobacterium violaceum ATCC 12472 (CV12472) by using the agar well diffusion method. The effect of sub-minimum inhibitory concentrations (sub-MICs) of the methanol extract of eucalyptus on different quorum-sensing-regulated virulence factors, such as swarming motility, pyocyanin pigment, exopolysaccharide (EPS), and biofilm formation, against clinical isolates (CIs 2, 3, and 4) and reference PA01 of Pseudomonas aeruginosa were determined using the swarm diameter (mm)-measurement method, chloroform extraction method, phenol (5%)-sulphuric acid (concentrated) method, and the microtiter plate assay respectively, and the inhibition (%) in formation were calculated. Results: The preliminary AQS activity (violacein pigment inhibition) of eucalyptus was confirmed against Chromobacterium violaceum ATCC 12472 (CV12472). The eucalyptus extract also showed concentration-dependent inhibition (%) of swarming motility, pyocyanin pigment, EPS, and biofilm formation in different CIs and PA01 of P. aeruginosa. Conclusion: Our results revealed the effectiveness of the E. globulus extract for the regulation of quorum-sensing-dependent virulence factors and biofilm formation at a reduced dose (sub-MICs) and suggest that E. globulus may be a therapeutic agent for curing and controlling bacterial infection and thereby reducing the possibility of resistance development in pathogenic strains.

• 생명과학회지
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• 제14권1호
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• pp.51-56
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• 2004

장수상황버섯(Phellinus baumii)의 균사체 성장 및 세포외 다당체(exopolysaccharides) 생산을 위한 액체배양의 최적 배지 및 배양조건에 관한 실험을 수행한 결과, 최적배양 온도와 초기 pH는 각각 3$0^{\circ}C$와 5.0으로 결정되었다. 탄소원의 경우, cellobiose와 maltose가 균사체 성장에는 양호하였으나 저조한 세포외 다당체 생산을 보였으며, 반면에 fructose 와 mannitol 은 상대적으로 높은 수율의 세포외 다당체 생산과 균사체 성장 또한 양호하였다. 최적 질소원으로는 yeast extract가 균사체 성장뿐만 아니라 세포외 다당체 생산에 효과적인 것으로 결정되었다. 최적 배지의 조성은 fructose 20 g/L, yeast extract 20 g/L 및 $CaCl_2$ 0.55 g/L이었으며, 최적 배양조건 하에서 5-L 교반 발효조를 운전한 결과, 최대 균사체 성장(17.43 g/L)과 최대 세포외 다당체 생산(3.6 g/L)을 얻을 수 있었다. 회수된 세포외 다당체는 glycoprotein이었으며 그 조성은 amino acid분석 결과 주로 arginine (14.1%)과 glycin (12.0%)이었으며, cabohydrate의 경우는 mannose (48.7%)와 arabinose (38.4%)이 주성분이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권8호
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• pp.1045-1059
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• 2021

Various abiotic stressors like drought, salinity, temperature, and heavy metals are major environmental stresses that affect agricultural productivity and crop yields all over the world. Continuous changes in climatic conditions put selective pressure on the microbial ecosystem to produce exopolysaccharides. Apart from soil aggregation, exopolysaccharide (EPS) production also helps in increasing water permeability, nutrient uptake by roots, soil stability, soil fertility, plant biomass, chlorophyll content, root and shoot length, and surface area of leaves while also helping maintain metabolic and physiological activities during drought stress. EPS-producing microbes can impart salt tolerance to plants by binding to sodium ions in the soil and preventing these ions from reaching the stem, thereby decreasing sodium absorption from the soil and increasing nutrient uptake by the roots. Biofilm formation in high-salinity soils increases cell viability, enhances soil fertility, and promotes plant growth and development. The third environmental stressor is presence of heavy metals in the soil due to improper industrial waste disposal practices that are toxic for plants. EPS production by soil bacteria can result in the biomineralization of metal ions, thereby imparting metal stress tolerance to plants. Finally, high temperatures can also affect agricultural productivity by decreasing plant metabolism, seedling growth, and seed germination. The present review discusses the role of exopolysaccharide-producing plant growth-promoting bacteria in modulating plant growth and development in plants and alleviating extreme abiotic stress condition. The review suggests exploring the potential of EPS-producing bacteria for multiple abiotic stress management strategies.