This study included two parts of investigation, the microfloral changes during the brewing process with the changes of pH, total acidity, temperature and alcoholic contents, as well as determination of survival times of major enteric pathogens in Takju. 1. Maximum number of Saccharomyces cerevisiae was $4.3{\times}10^7$ per milliliter on the 5th day of fermentation and gradually decreased. Saccharomyces cerevisiae was one of the predominant strains of the fermentation process. The number of Saccharomyces cerevisiae was $4.3{\times}10^6$ per milliliter at the completion of the brewing and human consumption. In a few days after the completion of the brewing. Bacillus subtilis and some species of Staphylococcus spp. began to grow and those organisms were responsible for the spoilage. 2. Maximum pH, during the brewing, was 5.8 on the first day of fermentation and rapidly decreased until 6th day of fermentation at pH 4.3. 3. Maximum alcholic content was 14.5 degree on the 4th day of fermentation, 10.3 degree on the 5th day and this degree was continued during the experimentation. 4. Maximum temperature, during Takju brewing was 34.deg.C on the 3rd day of fermentation and rapidly decreased up to 23.deg.C on the 6th day and this temperature was continued until the brewing process was finished. 5. Maximum total acidity was 0.57 percent on the 4th day of fermentation and gradually decreased by brewing process was completed. 6. Survival time of major enteric pathogenic bacteria in Takju was as follows : Shigella dysenteriae and Escherichia coli were isolated in two hours and 14 hours respectively, but Salmonella typhi, Vibrio parahemolyticus were not isolated even in an hour after the inoculation of those organisms in undiluted Takju. In diluted Takju, Salmonella typhi, Vibrio parahemolyticus were not isolated even in an hour after the inoculation of those organisms in undiluted Takju. In diluted Takju, Salmonella typhi, Shigella dysenteriae, and Escherichia coli were survived for 50-60 hours, but Vibrio cholerae and Vibrio parahemolyticus were not isolated even if treated within one hour.
멸치젓갈을 대상으로 젓갈의 품질에 가장 큰 영향을 미치는 식염의 농도 및 숙성 온도가 전체 숙성기간 동안에 식품 위생적 품질 인자의 변화에 미치는 영향을 살펴보았으며, 그 결과는 다음과 같다. 멸치젓갈의 휘발성 염기질소 함량은 전체 숙성기간 동안 30일까지는 비교적 높은 증가를 보이다가 이후 90일까지는 완만하게 증가하는 경향을 나타내었으나, 첨가한 식염 농도가 높을수록 휘발성 염기질소 함량은 낮게 나타났고, 숙성온도 $20^{\circ}C$에서는 $10^{\circ}C$에 비해 2배 이상의 높은 휘발성 염기질소 증가를 나타내었다. 또한, 히스타민의 발현은 숙성온도가 낮은 경우 히스타민의 함량도 낮게 나타나 온도가 히스타민의 발현에 영향을 미치는 인자임을 확인하였으며, 아미노산성 질소함량의 변화는 숙성기간 동안 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 조리용 멸치젓갈의 총균수 변화에 미치는 식염 농도 및 숙성온도의 영향은 식염 농도가 높을수록 식염에 의한 미생물의 생육억제 효과가 크게 나타났고, 숙성온도가 높을수록 총균수도 높게 나타났으나, 대체로 숙성 30일 차 근처까지 총균수가 증가하다가 이후 유지 또는 감소하는 경향을 나타내었다. 대장균군 및 대장균의 변화는 원료 멸치에서 대장균군과 대장균이 검출되었으나 젓갈을 제조하여 숙성기간을 거치는 동안 대장균군과 대장균수가 감소하였으며, 식염 농도가 높을수록 빠르게 감소하여 숙성 20~30일이 경과하면서 대부분 검출되지 않았다.
본 연구는 사과와인의 제조 시 술덧의 발효 온도에 따른 발효 기간 동안의 이화학 특성, 알코올 생성량, 발효 후 메탄올과 아세트알데하이드 생성량을 분석하여 사과와인의 품질특성을 알아보았다. 저온발효($15^{\circ}C$)의 경우 알코올 생성량이 낮게 나타나 $20^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$의 발효보다 비경제적인 것으로 나타났으나, 총산의 함량이 높아 사과와인의 향미가 강할 것으로 생각된다. 20 및 $25^{\circ}C$의 발효 온도에서 pH, 총산 함량, 알코올 함량 및 가용성 고형분 함량은 유사하였다. 또한 알코올 생성량이 $15^{\circ}C$에서의 발효보다 높아 사과와인 생산비가 절감될 것으로 생각된다. 메탄올의 생성은 발효온도가 증가함에 따라 에탄올 생성과정의 일부로 0.68 mg/L에서 1.69 mg/L로 증가하는 경향성을 보였으나, 아세트알데하이드 함량은 온도가 증가함에 따라 3.43 mg/L에서 1.02 mg/L로 감소하였다. 알코올 및 유해물질 생성량을 고려할 때 $20^{\circ}C$ 내외의 발효가 사과와인 제조에 적합하다고 판단된다.
새우젓갈을 대상으로 젓갈의 품질에 가장 큰 영향을 미치는 식염의 농도 및 숙성 온도가 전체 숙성기간 동안에 식품 위생적 품질 인자의 변화에 미치는 영향을 살펴보았으며, 그 결과는 다음과 같다. 새우젓갈의 휘발성 염기질소 함량은 식염 농도가 높을수록 휘발성 염기질소 함량은 낮게 나타났고, 숙성온도 $20^{\circ}C$에서는 $10^{\circ}C$에 비해 빠른 휘발성 염기질소 증가를 나타내었다. 또한, 히스타민의 발현은 식염첨가량은 히스타민의 생성에 미치는 영향은 크지 않았으나 숙성온도가 낮은 경우 히스타민의 함량도 낮게 나타나 온도가 히스타민의 발현에 영향을 미치는 인자임을 확인하였으며, 새우젓갈의 히스타민 함량은 낮은 수준으로 숙성기간 내내 유지되어 새우젓갈에 있어서 히스타민은 숙성기간을 단축하기 위해 숙성온도를 지나치게 높이지 않는다면 크게 우려하지 않아도 될 것으로 사료된다. 아미노산성 질소함량의 변화는 숙성기간 동안 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나 숙성온도간 차이에 비해 그 차이는 크지 않았으며, 새우젓갈의 총균수 변화에 미치는 식염 농도 및 숙성온도의 영향은 식염 농도가 높을수록 식염에 의한 미생물의 생육억제 효과가 크게 나타났고, 숙성온도가 낮을수록 총균수도 낮게 나타났으나, 대체로 숙성 30일까지 총균수가 증가하다가 이후 유지 또는 감소하는 경향을 나타내었다. 대장균군 및 대장균의 변화는 원료단계에서 대장균군 및 대장균이 거의 검출되지 않아 이후 숙성동안에도 검출되지 않았다.
Flavonoids have diverse biological functions in human health. All flavonoids contain a common 2-phenyl chromone structure (C6-C3-C6) as a scaffold. Hence, in using such a scaffold, plenty of high-value-added flavonoids can be synthesized by chemical or biological catalyzation approaches. (2S)-Naringenin is one of the most commonly used flavonoid scaffolds. However, biosynthesizing (2S)-naringenin has been restricted not only by low production but also by the expensive precursors and inducers that are used. Herein, we established an induction-free system to de novo biosynthesize (2S)-naringenin in Escherichia coli. The tyrosine synthesis pathway was enhanced by overexpressing feedback inhibition-resistant genes (aroGfbr and tyrAfbr) and knocking out a repressor gene (tyrR). After optimizing the fermentation medium and conditions, we found that glycerol, glucose, fatty acids, potassium acetate, temperature, and initial pH are important for producing (2S)-naringenin. Using the optimum fermentation medium and conditions, our best strain, Nar-17LM1, could produce 588 mg/l (2S)-naringenin from glucose in a 5-L bioreactor, the highest titer reported to date in E. coli.
인삼의 다양한 식품소재개발을 위하여 반응표면분석법을 이용한 홍삼주의 최적발효조건을 모니터링하였다. 중심합성 계획법에 의하여 독립변수로서 발효온도, 발효기간 및 초기 pH를 설정하여 종속변수 홍삼주의 이화학적 특성과 유효성분에 대한 영향을 조사하였다. 홍삼주의 알코올 함량과 총당 함량은 발효온도와 발효기간에 영향을 많이 받고 있는 것으로 나타났으며, 조사포닌 함량은 발효기간에 많은 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 발효 후의 pH는 초기 pH에 많은 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 홍삼주의 유효성분인 Ginsenoside 함량을 조사한 결과 주로 발효온도보다는 발효기간 및 초기 pH에 의해 영향을 받고 있는 것으로 조사되었으며, 발효기간이 길고 초기 pH가 높을수록 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 홍삼주의 이화학적 특성과 유효성분 함량에 대하여 superimposed counter map으로 최적 조건을 예측한 결과 발효온도 $21{\sim}27^{\circ}C$, 발효기간은 $15{\sim}20$일, 초기 pH의 경우 $4.6{\sim}5.2$로 각각 예측되었다.
본 연구는 청주의 저온발효 제조시 멥쌀과 찹쌀 등 원료에 따른 이화학적 특성 비교와 누룩투입 비율에 따른 발효 및 청주 품질특성을 연구하는데 목적이 있다. 멥쌀과 찹쌀 청주의 발효온도를 $10^{\circ}C$, $18^{\circ}C$, $25^{\circ}C$로 달리하여 30-50일간 발효시킨 청주의 발효특성 비교에서, 멥쌀과 찹쌀 청주 모두 발효온도가 낮을수록 발효시 pH가 낮았고 최종 술덧의 pH는 발효온도에 따른 차이가 없이 각각 동일하였으며, 같은 온도에서는 찹쌀보다 멥쌀 술덧의 pH가 낮았다. 총산은 발효온도가 낮을수록 적게 생성되었으며 멥쌀보다 찹쌀로 제조된 술덧에서 많이 생성되었다. 멥쌀 술덧의 유기산은 $18^{\circ}C$에서 가장 적게 생성되었고 찹쌀 술덧은 저온발효일수록 적게 생성되었다. $10^{\circ}C$ 저온에서 발효속도는 늦었으나 최종술덧의 알코올농도가 가장 높게 나타났으며, 멥쌀보다 찹쌀을 이용한 술덧의 알코올 발효가 빨랐고 최종 알코올농도도 높았다. 발효온도 $10^{\circ}C$에서 누룩투입비율을 달리한 연구에서는 pH는 누룩투입 비율이 낮을수록 낮았으며 멥쌀보다 찹쌀이 다소 높았다. 누룩투입 비율이 낮을수록 발효초반 가용성 고형분($^{\circ}Brix$)이 낮게 나타났으며 알코올 생성 속도가 늦었고 최종 알코올 농도도 낮았다. 또한 누룩투입비율이 낮을수록 구연산, 젖산은 적게 사과산 호박산, 초산은 많이 생성되었고, ethyl acetate는 적게 생성되었다. 저온발효시 찹쌀 술덧이 멥쌀보다 알코올 생성 속도도 빨랐고 최종 알코올 농도도 높았다.
To produce acetoin as a precursor of the tetramethylpyrazine flavor compound from citrate by Lactococcus lactis ssp. lactis biovar. diacetilactis FC1, fermentation factors such as inital pH of culture media, temperature, concentration of Na-citrate, thiamin-HC1 and sugars were examined. The best acetoin production was achieved with initial pH in the culture media of 5.5, fermentation temperature of $34^{\circ}C$, Na-citrate concentration of 3%, addition of thiamin-HC1 at 2 mg/l and galactose as a carbon source. When fermentation was carried out under the optimum conditions, the exhaustion of Na-citrate and the production of acetoin took simultaneously and acetoin reached the maximum content, 80 mmole/l after 20 hours.
To investigate the optimum conditions for the production of ammonia as a precursor of tetramethylpyrazine flavor compound from arginine by Lactococcus lactis ssp. lactis biovar. diacetilactis FC1, fermentation factors such as initial pH of culture media, fermentation temperature, concentration of arginine-HC1, and sugars were examined. The optimum conditions were initial pH 5.5 of the culture media, fermentation temperature of $34^{\circ}C$, 6% (w/v) of arginine-HC1, and 1% (w/v) of galactose as a carbon source. Under the optimum fermentation conditions, 40 mmole/l of ammonia was produced after 40 h.
본 연구는 시멘트 블록조 발효상을 축조하고, 산림 및 농산 폐바이오매스의 발효 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 활엽수(신갈나무가 중심이 되는 활잡목)톱밥, 침엽수(낙엽송)톱밥, 낙엽류(소나무 및 플라타너스 낙엽), 볏짚, 산야초류 등 5종의 발효재료를 사용, 발효첨가제로서 요소, 발효용 부숙비료, 석회 등을 첨가하였고, 전체의 함수율을 55~60%가 되도록 조절하여 발효시켰으며, 궁극적으로 최대 발효열 효율을 얻기 위한 재료의 배합비, 최적수분함량 등을 검토하였다. 발열온도는 활엽수톱밥(100%)가 가장 좋았고 침 활엽수톱밥(50:50)구도 비교적 좋은 편이었다. 발열온도가 가장 높았던 활엽수톱밥 단독의 경우, 최고온도 $60{\sim}90^{\circ}C$, 최저온도 $40^{\circ}C$전후, 평균온도 $50{\sim}60^{\circ}C$의 범위를 20~30일간 유지하였으며, 이 때 최적 배합비율은 발효재료 1 톤에 대하여 요소 15 kg, 발효용 부숙비료 20 kg, 석회 10 kg, 함수율 55%이었다. 최적발효조건에서 온수탱크의 수온을 측정한 결과, 활엽수톱밥과 산야초를 50 : 50으로 혼합한 경우, 측정부위에 따라 상당한 편차를 보였으며, 발효상 중부 및 상부의 온도가 대체적으로 높았고, 하부층의 온도가 낮았다. 발열온도는 최고 $65^{\circ}C$, 최저 $40^{\circ}C$ 전후, 평균온도 $60^{\circ}C$였으며, 온수탱크의 온도를 45일간 측정한 결과, $30{\sim}45^{\circ}C$ 범위를 나타냈으며 전 기간을 통하여 거의 유사한 결과를 보여주고 있다. 탱크출구의 수온은 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위로 탱크온도보다 약간 높았다. 본 실험에서 개발된 열교환기(HX-helical type)를 사용한 경우, $50{\sim}60^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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