• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.413-419
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• 2011

쌀단백질을 이용한 고부가가치 천연 조미소재를 개발하기 위하여 쌀단백질을 프로테아제로 효소분해한 배지에서 Saccharomyces cerevisiae를 배양하여 제조한 효모 추출물(Yx)에, 효소분해 후 남은 쌀단백질 잔사를 Bacillus licheniformis 혹은 Bacillus subtilis로 발효하여 얻은 발효물(Rfl, Rfs)을 각각 첨가하였다. 쌀단백질 잔사의 발효물이 첨가된 효모추출물(YxRfl, YxRfs)의 전체적 선호도는 첨가전의 효모추출물(Yx)에 비하여 높았으며, 특히 쌀단백질 발효물의 보충에 의해서 감칠맛과 같은 풍미가 증가함을 미각센서 분석 및 관능검사에 의해서 확인할 수 있었다. 쌀단백질 잔사발효물에 의한 감칠맛의 상승은 감칠맛을 내는 아미노산 이 외에도 쌀단백질의 발효에 따라 유리된 다양한 펩타이드 분획의 영향이 있었을 것으로 예상된다. 이와 같이 감칠맛 아미노산 및 펩타이드가 함유된 쌀단백질 발효물이 보충된 효모추출물은 감칠맛과 풍미의 상승작용으로 전체적인 기호도가 높아짐에 따라 고부가가치 천연조미소재의 제조에 응용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.209-221
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• 2019

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a neurotransmitter that exerts several physiological functions and positive effects on human health. The aim of this study was to isolate and characterize the strains that had GABA-producing abilities from various fermented fish products. A total of 91 acid-producing strains were isolated from 41 samples of fermented fish products, and 27 strains showing GABA-producing abilities were identified by the 16S rDNA sequences. Among the strains, 31% strains tolerated at high-salt environment of 10-20% throughout the fermentation of fish sauces. The 27 isolates that produced GABA at various concentrations did so in the range of 5 to 454 mM. These GABA-producing isolates were identified as lactic acid bacteria of 14 strains, which included twelve Lactococcus lactis, one Enterococcus faecium, and one Lactococcus pentosus; eight Bacillus cereus group, which included seven B. thuringiensis and one B. cereus; and five Staphylococcus spp. Interestingly, with Vietnamese fish sauces, we mostly identified species of B. thuringiensis and Staphylococcus spp., while with Korean fermented fish products, the majority of the strains identified belonged to L. lactis. Among the strains, B. thuringiensis LH2134 produced the highest levels of GABA at 366 mM among the strains identified from Vietnamese fish sauces, whereas L. lactis LA43, a new strain isolated from Korean jeotgal (salted shrimp paste), produced the highest amount of GABA at 454 mM and the glutamate concentration in the medium was essential for GABA accumulation. Therefore, such the isolates might serve as good starters for development of more GABA-reinforced foods among fermented fish products.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권8호
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• pp.1281-1287
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• 2019

Nattokinase (NK, E.C. 3.4.21.62) is a serine protease produced by Bacillus subtilis natto that shows promise for the treatment of thrombotic disease. In this study, we assessed the effects of NK on the development of hepatocellular carcinoma (HCC), a principal malignancy of the liver that causes morbidity and mortality worldwide. Crude extracts of NK (NCE) were isolated from fermentation medium by centrifugation and separated into three fractions (<10 K, 100~30 K and >30K). Orthotopic HCC mouse models were established and NCE was administered by oral gavage. H&E staining was performed to examine the pathology of HCC livers. Immunohistochemistry and immunofluorescence were used to evaluate FOXM1, CD31, CD44 and vimentin expression in the liver. Compared to PBS groups, NCE increased the survival rates of HCC-bearing mice to 31% and decreased ascites. Low-intensity ultrasound imaging showed that the hypoechoic mass area was lower in NCE-treated mice and that tumor growth significantly decreased. IHC staining showed that the expression of FOXM1 was inhibited by NCE treatment. Immunofluorescence results revealed lower levels of CD31, CD44 and vimentin in the NCE groups. Taken together, these data demonstrate that NCE from Bacillus subtilis natto improves survival and inhibits tumor growth in HCC mice.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.154-162
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• 2021

L-5-methyltetrahydrofolate (5-MTHF) is one of the biological active forms of folate, which is widely used as a nutraceutical. However, low yield and serious pollution associated with the chemical synthesis of 5-MTHF hampers its sustainable supply. In this study, 5-MTHF production was improved by engineering the 5-MTHF biosynthesis pathway and NADPH supply in Lactococcus lactis for developing a green and sustainable biosynthesis approach. Specifically, overexpressing the key rate-limiting enzyme methylenetetrahydrofolate reductase led to intracellular 5-MTHF accumulation, reaching 18 ㎍/l. Next, 5-MTHF synthesis was further enhanced by combinatorial overexpression of 5-MTHF synthesis pathway enzymes with methylenetetrahydrofolate reductase, resulting in 1.7-fold enhancement. The folate supply pathway was strengthened by expressing folE encoding GTP cyclohydrolase I, which increased 5-MTHF production 2.4-fold to 72 ㎍/l. Furthermore, glucose-6-phosphate dehydrogenase was overexpressed to improve the redox cofactor NADPH supply for 5-MTHF biosynthesis, which led to a 60% increase in intracellular NADPH and a 35% increase in 5-MTHF production (97 ㎍/l). To reduce formation of the by-product 5-formyltetrahydrofolate, overexpression of 5-formyltetrahydrofolate cyclo-ligase converted 5-formyltetrahydrofolate to 5,10-methyltetrahydrofolate, which enhanced the 5-MTHF titer to 132 ㎍/l. Finally, combinatorial addition of folate precursors to the fermentation medium boosted 5-MTHF production, reaching 300 ㎍/l. To the best of our knowledge, this titer is the highest achieved by L. lactis. This study lays the foundation for further engineering of L. lactis for efficient 5-MTHF biosynthesis.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제49권1호
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• pp.4.1-4.9
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• 2024

Objectives: This study aims to correlate caries-causing microorganism load, lactic acid estimation, and blood groups to high caries risk in diabetic and non-diabetic individuals and low caries risk in healthy individuals. Materials and Methods: This study includes 30 participants divided into 3 groups: Group A, High-risk caries diabetic individuals; Group B, High-risk caries non-diabetic individuals; and Group C, Low-risk caries individuals. The medical condition, oral hygiene, and caries risk assessment (American Dental Association classification and International Caries Detection and Assessment System scoring) were documented. Each individual's 3 mL of saliva was analyzed for microbial load and lactic acid as follows: Part I: 2 mL for microbial quantity estimation using nutrient agar and blood agar medium, biochemical investigation, and carbohydrate fermentation tests; Part II: 0.5 mL for lactic acid estimation using spectrophotometric analysis. Among the selected individuals, blood group correlation was assessed. The χ² test, Kruskal-Wallis test, and post hoc analysis were done using Dunn's test (p < 0.05). Results: Group A had the highest microbial load and lactic acid concentration, followed by Groups B and C. The predominant bacteria were Lactobacilli (63.00 ± 15.49) and Streptococcus mutans (76.00 ± 13.90) in saliva. Blood Group B is prevalent in diabetic and non-diabetic high-risk caries patients but statistically insignificant. Conclusions: Diabetic individuals are more susceptible to dental caries due to high microbial loads and increased lactic acid production. These factors also lower the executing tendency of neutrophils, which accelerates microbial accumulation and increases the risk of caries in diabetic individuals.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.225-231
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• 2005

식물유를 탄소원으로 사용하여 medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산할 수 있는 Pseudomonas chlororaphis HS21을 대상으로 대사경로의 변화를 통하여 식물유의 MCL-PHA로의 전환율을 증진시키고 MCL-PHAs의 단위체 조성의 변화를 유도하기 위한 방안을 모색하였다. P. chlororaphis HS21의 MCL-PHAs 생합성은 세포생장과 동시에 일어나는 특징을 보였으며, 팜유를 유일 탄소원으로 사용한 회분배양의 결과 2.4 g/L의 건체량과 건체량의 $40.2\;wt{\%}$에 해당하는 MCL-PHAs를 얻을 수 있었다. 또한 생합성된 MCL-PHAs의 단위체는 3-hydroxyhexanoate($7.0\;mol{\%}$, 3-hydroxyoctanoate ($45.3\;mol{\%}$. 3-hydroxydecanoate ($39.0\;mol{\%}$), 3-hydroxydodecanoate ($6.8\;mol{\%}$) 및 3-hydroxytetradecanoate ($1.9\;mol{\%}$)로 구성되어 있었다. 식물유와는 달리 포도당과 같은 탄수화물은 P. chlororaphis HS21의 생장에는 이용되지만 MCL-PHAs의 생합성에는 거의 이용되지 못하는 탄소원임을 확인하고, 식물유와 함께 포도당을 보조기질로 공급한 결과 식물유의 MCL-PHAs로의 전환율이 크게 증가함으로써, PHA 생산에 직접적으로 이용되지 못하는 보조기질의 사용을 통하여 특정 기능기를 함유하는 기질로부터 해당 기능기를 갖는 MCL-PHAs를 효율적으로 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 지방산의 ${\beta}-oxidation$ 회로를 방해하는 아크릴산을 첨가할 경우 아크릴산의 독성에 의하여 세포생장은 저해를 받지만 세포 내 MCL-PHAs의 축적율은 감소하지 않았으며, MCL-PHAs를 구성하는 단위체 중 3-hydroxydo-decanoate 및 3-hydroxytetradecanoate와 같이 탄소수가 보다 큰 단위체의 함량이 크게 증가하였다. 이러한 특징에 의해 해바라기유와 옥수수유로부터는 3-hydroxydodecenoate, 3-hydroxytetradecenoate와 같은 불포화 단위체의 함량이 크게 증가된 기능성 MCL-PHAs를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 아크릴산의 첨가와 같은 PHA 대사경로의 인위적 변화가 새로운 단위체 조성을 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제53권2호
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• pp.155-160
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• 2011

본 시험은 생후 6개월 령의 육성기 거세한우 6두($180.6{\pm}3.1$ kg)를 공시하여 옥수수 위주의 농후사료 60%와 티모시 건초 40% 비율로 급여하였고 TDN 함량은 71.4%, CP는 14.6%이었다. 시험은 Korean Feeding Standard for Hanwoo (2007)에 따라 일당 증체량 0 kg, 0.4 kg, 0.7 kg/일에 필요한 각각의 TDN 함량 1.70 kg (Low), 2.05 kg (Medium), 2.80 kg (High)의 공시사료를 섭취할 수 있도록 하는 duplicated 3 ${\times}$ 3 Latin square design으로 수행하였다. 에너지 수준에 따른 급여사료는 전량 섭취하였고, 일반적으로 건물섭취량의 증가가 반추위 통과속도를 높이기 때문에 소화율이 낮아지지만 본 실험에서는 건물, 조단백질, 조지방, 조섬유의 소화율은 차이가 없었다 (P>0.05). 섭취 에너지 수준별 평균 대사 체중 당 총에너지 섭취량은 180.2, 292.7와 337.2 kcal/$BW^{0.75}$이었다(P<0.001). 처리구별 총 에너지섭취량이 증가하면서 분으로 손실된 에너지도 51.1에서 99.71kcal/$BW^{0.75}$로 유의적으로 증가함(P<0.001)에 따라 가소화에너지는 약 70%로 처리 간 차이가 없었다. 뇨로 손실된 에너지는 3.5에서 7.9 kcal/$BW^{0.75}$로 유의적으로 증가하였고(P<0.03), 반추위 발효과정에서 발생되는 메탄가스에 의한 에너지 손실도 15.0에서 20.5 kcal/$BW^{0.75}$로 증가하는 경향을 보였다(P=0.06). 체열에 의한 손실량은 수준별로 차이가 없었지만, 총에너지섭취량(GE)에 대한 비율은 60.4, 41.2와 34.1%로 에너지 섭취량이 높아질수록 감소하였다. 대사에너지 섭취량 수준 110.6, 186.3, 209.1 kcal/$BW^{0.75}$와 각각의 체 축적 에너지 1.67, 65.76, 94.25 kcal/$BW^{0.75}$의 관계식을 통해 구한 X축 절편 값, 즉 유지를 위한 에너지 요구량은 109.8 kcal/$BW^{0.75}$로 나타났다.

• 한국유기농업학회지
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• 제25권1호
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• pp.135-148
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• 2017

본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 $12.03{\pm}0.15mg/L$의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract -0.4144 (1.23 g/L), $Na_2CO_3$ 0.8541 (3.71 g/L)와 $MgSO_4$ 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, $NH_4Cl$ 1.75 g, NaCl 2.5 g, $K_2HPO_4$ 2 g, $MgSO_4$ 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, $Na_2CO_3$ 3.71 g, $NH_4Cl$ 3.5 g, $CaCl_2$ 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.231-240
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• 2015

본 연구에서는 발효식품으로부터 16종의 공액리놀레산(CLA) 생성 젖산균을 분리하였다. 이들 균주 중, S48 및 P1201 균주는 다른 젖산균들보다 더 높은 CLA를 생성하였다. 두 균주는 형태학적, 생리학적, 화학적 및 분자유전학적 특징에 따라 Lactobacillus plantarum로 동정하였다. pH 2.0 인공위액산에서 4시간 배양 후 이들 균주의 생존율은 각각 59.57% 및 6.22%을 나타내었다. 이들 균주는 $37^{\circ}C$에서 48시간 동안 상이한 자유 리놀레산 함량이 함유되어 있는 8% 탈지분유 배지에서 cis-9, trans-11 및 trans-10, cis-12 CLA 이성체가 생성되었고, 두 CLA 이성체는 48시간 배양 동안 지속적으로 증가하였다. 발효 48시간 후, 증자콩-분말 두유의 CLA 함량은 생콩 및 볶음콩-분말 두유에서 보다 높은 생성능을 보였다. 특히, 증자콩-분말 두유의 CLA 함량은 각각 S48 및 P1201 균주에서 $183.57{\mu}g/ml$ 및 $198.72{\mu}g/ml$ 생성되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제37권1호
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• pp.35-43
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• 2017

본 연구는 반추동물이 볏짚을 소화하는 과정 중에 주요 섬유소 분해 박테리아의 분포 변화를 연구하여 반추위내 볏짚이용효율을 증진시키기 위한 진보적 연구 자료를 제공하고자 실시하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 분쇄 볏짚을 기질로 사용한 In vitro 반추위 발효를 실시하였으며, 배양 0. 4, 8, 12, 48시간에 볏짚 건물 소화율 및 섬유소 분해 박테리아 균수 변화를 조사하였다. 섬유소 분해 박테리아 균수는 F. succinogenes. R. albus와 R. flavefaciens를 대상으로 Quantitative real-time PCR을 이용하여 16S rDNA의 copy No의 log값(Log copy No)을 측정하였다. 섬유소 분해 박테리아의 총 균수는 F. succinogenes, R. albus와 R. flavefaciens의 볏짚 표면 부착 및 배양액내 부유 박테리아의 총합으로 배양 시간에 따라 증식을 하여 24시간에서 최고 군집(29.0 Log copy No)을 형성하고, 이후 감소하였다. 이에 볏짚 소화율도 24시간까지 점점 큰 폭으로 증가하였고, 이후에는 점점 둔화되는 경향을 나타냈다. F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus는 배양 시작 즉시 볏짚 표면에 부착이 발생됨을 발견하였으며, 이때 이들의 부착 군집의 비율은 각각 34.5%, 84.4% 및 67.9%로 차지하였다. 그리고 이들 섬유소 분해 박테리아의 볏짚 부착 비율은 모든 균수가 공히 배양 4시간째부터 94.7% 이상 최고 수준에 이르렀고, 부착 균수는 균종에 따라 각각 배양 12시간 또는 24시간째에 최고 수준을 나타냈다. F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus의 최고 수준의 볏짚 표면 부착 속도는 배양 12시간에 시작되어 배양 24시간에 각각 10.33, 9.28 및 8.30 Log copy No/h/g DM에 도달하였다. 그리고 섬유소 분해 속도는 표면 부착 속도보다 좀 늦은 배양 24시간에 0.95% DM/h로 최고 정점에 도달하였다. 따라서 본 연구결과는 반추위 발효 진행 과정에서 섬유소 분해 박테리아 총균의 증식에 따라 조사료의 소화가 증가되며, 상당히 많은 섬유소 분해 박테리아들이 조사료 유입과 동시에 표면 부착이 발생하고, 이들 부착 섬유소 분해 박테리아의 활성화가 먼저 진행된 후에 섬유소 분해 활성화가 이루어져야 조사료 소화의 극대화를 가져올 수 있다는 사실을 제시하여 주었다.