Microbial fermented cellulose gel, citrus gel (CG), was successfully fabricated to porous foam by radiation treatment and freeze drying. The chemically induced radiation was used to create highly porous foam and further freeze drying of the CG produced tough foams with interconnected open pores for use in tissue engineering. The microstructure of the CG foam was controlled by varying the irradiation dose and quenching temperature with pore size ranging from several microns to a few hundred microns. Tensile strength and Gurley value of the CG foam were influenced by irradiation dose. These radiation induced CG foams are promising scaffolds for tissue engineering.
The efficiency of acid, enzyme and microbial pretreatment of rice bran was compared based on the content of cellulose, hemicellulose, reducing sugars and xylose in the substrate. An isolate of Aspergillus niger or a strain of Trichoderma viride(MTCC 800) was employed for microbial pretreatment of rice bran in solid state. Acid pretreatment resulted in the highest amount of reducing sugars followed by enzyme and microbial pretreatment. A. niger showed a higher rate of hydrolysis than T. viride. The rice bran hydrolysate obtained from the different methods was subsequently fermented to ethanol either by Zymomonas mobilis(NCIM 806) or by Pichia stipitis(NCIM 3497). P. stipitis fermentation resulted in higher ethanol(37% higher) and biomass production($76{\sim}83%$ higher) than those of Z. mobilis. Maximum ethanol production resulted at 12h in Zymomonas fermentation, while in Pichia fermentation, it was observed at 60h. Microbial pretreatment of rice bran by A. niger followed by fermentation employing P. stipitis was more efficient but slower than the other microbial pretreatment and fermentation.
폐기물로 버려지는 명태 가공부산물인 절란을 효율적으로 이용할 수 있는 방안을 찾기 위해, 절란 젓을 제조하여 cellulose casing에 포장한 다음 숙성 중에 일어나는 여러 가지 화학적 및 미생물 변화를 측정하였다. 상온숙성$(25^{\circ}C)$에서는 냉장숙성$(5^{\circ}C)$보다 pH가 급격히 감소하는 것으로 나타났으며, 젖산량은 숙성이 진행됨에 따라 상온숙성에서는 급격한 증가를 보였고 냉장숙성에서는 서서히 증가하였다. 아미노태 질소는 상온숙성시 숙성기간 1주일째 급격한 증가 후 서서히 증가하였고 냉장숙성$(5^{\circ}C)$시 3주째까지 증가하다가 감소하였다. 휘발성 염기성 질소는 상온숙성$(25^{\circ}C)$시 급격한 증가를 보였고, 냉장숙성$(5^{\circ}C)$시 서서히 증가함을 보였다. 미생물의 변화는 상온숙성$(25^{\circ}C)$시 냉장숙성$(5^{\circ}C)$보다 미생물의 수치가 높았으며, 대장균군은 초기에 나타났다가 모두 제거되었다. 명태 절란젓의 최적 생산공정 및 유통기간 설정을 위해서는 관능검사 등을 통한 보충연구가 필요하다고 본다.
섬유소분해효소 생산균인 Trichoderma sp. KI 7-2의 cellulase생성을 위한 탄소원으로는 순수한 섬유소보다 볏짚 보리짚 분말을 사용하는 것이 좋았으며 1% 첨가에서 심부배양한 액을 유안농도 20~60%로 떨어뜨린 침전에서만 cellulase의 활성이 나타났다. 이 조효소의 작용최적온도는 5$0^{\circ}C$, 최적 pH는 4.2였으며, 열에 대한 안정성은 5$0^{\circ}C$에서 2시간까지 100% 활성을 유지하였고 pH에 대한 안정성은 pH4~6에서 안정하였지만 pH 4이하 및 pH 6.0 이상에서는 불안정하였다. 이러한 성질의 효소를 생산하는 균주로서 볏짚 발효시키는 몇 가지 방법을 아울러 검토하였다.
옻의 장류이용 가능성을 검토하기 위하여 urushiol이 제거된 발효옻 추출물이 장류발효미생물의 증식 및 효소활성에 미치는 영향에 대하여 확인하였다. 발효옻 알코올 추출물은 Bacillus 속과 Z. rouxii에 대하여 항균활성을 가지고 있었으나 열수 추출물은 Bacillus 속과 Z. rouxii를 포함한 젖산균, 효모, 대장균에 항균활성이 없었다. 발효 옻 열수 추출물은 L. plantarum, L. mesenteroides, S. cerevisiae의 균체성장에는 영향을 미치지 않았으나 Bacillus속에 특이적으로 작용하여 B. licheniformis, B. sutilis의 균체를 1.3-4.5배 증가시켰다. 그러나 Z. rouxii는 균체량을 감소시켰으며 유해 미생물인 B. cereus와 E. coli에 대한 증식억제 효과도 나타내지 않았다. 발효옻 열수 추출물은 B. licheniformis와 B. subtilis가 생산하는 amylase와 protease의 활성을 큰 폭으로 증가시켰으며, amylase는 B. licheniformis 11052P 균주에서 protease는 B. subtilis 10854에서 그 증가 폭이 가장 컸다. 지방 및 cellulose 분해활성은 B. licheniformis와 B. subtilis의 모든 균주에서 나타나지 않았다.
Cellulose 및 hemicellulose 를 함유하는 볏짚 등 농산폐자원을 Trichoderma로 만든 Koui와 효모를 동시에 처리하여 단일공정으로 ethanol과 xylose 를 생산할 수 있었다. 볏짚 50g을 처리하여 ethanol 18mι와 xylose 2.7g 을 생산할 수 있었으며 옥수수속대 50g에서 ethanol 3.8mι와 xylose 10.8 g을 얻을 수 있었다. 이 처리에서 토양 분리균 Tri-choderma sp. KI 7-2로 만든 Koji가 T. reesei 의 그것보다 높은 효모활성을 보였다. 볏짚의 alkali 전처리는 ethanol 및 xylose의 생산에 큰 효과가 없었으며 이에 대하여 논하였다
본 연구는 바실러스, 효모 그리고 유산균으로 발효한 다양한 주스박들과 말 분변을 첨가한 in vitro 발효 시험을 통해 pH, 건물 분해율, 암모니아성 질소, 가스 발생량, 휘발성 지방산의 변화를 조사하였다. 주스박 첨가에 따른 발효액의 pH의 범위는 6.4~7.1로 미생물 발효에 의한 소화가 정상적으로 나타났다. 48시간 후 발효액에서 $10^9CFU/m{\ell}$ 정도 미생물이 증식함에 따라 사용한 주스박들이 장내 미생물에 의한 소화작용에 유용하게 이용될 것으로 판단되었다. 건물 분해율은 배양 12시간 이후부터 증가하여 48시간째에 사과박 39.19%, 포도박 38.22%, 당근박 37.02%, 감귤박 36.2% 그리고 혼합박 34.35%로 나타났다. 암모니아성 질소의 농도는 배양 12시간까지는 전 처리구에서 $1.5mg/100m{\ell}$의 수준이었으며 배양 24시간 이후부터 급격히 증가하였다. 가스 발생량은 혼합박이 가장 낮았으며, 배양 12시간 이후부터 급격히 증가하였다. 총 VFA는 배양 24시간부터 증가하여 48시간에 가장 높았다. 본 연구결과로부터 발효 주스박은 말 in vitro 소화과정에서 적정 pH를 유지하면서 건물 분해가 진행되었고 말의 맹장과 대장에서 섬유소 분해 미생물의 작용이 활발히 이루어질 수 있음을 제시하였다.
농산폐자원을 이용하기 위한 방법으로써 Trichoderma sp. KI 7-2로 만든 koji와 내열성 효모를 사용하여 동시당화-발효와 당화액 발효를 비교하였다. 볏짚의 당화액에서는 15 mg/$m\ell$의 cellobiose가 존재하였으나 동일한 효소원을 사용한 동시당화-발효액에서는 존재하지 않았다. 효소당화법에서 는 cellulase enzyme system의 반응산물인 glucose가 cellobiose의 활성을 저해하므로 cellobiose 가 축적되었으나 동시당화-발효법에서 는 glucose가 ethanol로 발효되어 cellobiose의 축적이 없었다. Cutting mill 한 볏짚은 동시 당화-발효 과정에서는 ball mill 한 것과 같은 정도로 효과적으로 발효되었다. 이 결과로부터 cellylolytic enzyme system의 반응산물에 의한 저해 mechanism을 논의하였다. 또한 볏짚 당화시 약 10 mg/$m\ell$ 생산되는 xylose는 동시당화-발효에 아무런 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
A fibrinolytic enzyme has been found in several bacteria isolated from fermented food. This study was carried out to investigate the purification and characteristics of the fibrinolytic enzyme produced by Bacillus subtilis KCK-7 originated from Chungkookjang. The fibrinolytic enzyme was purified to homogeneity from the culture supernatant using ammonium sulfate fractionation and chromatographies on DEAE-cellulose and on Sephadex G-100. The final specific activity of the purified enzyme increased 11.0-fold, and the protein amount in the purified enzyme was about 16% of that in the culture supernatant. The molecular weight of the purified enzyme was estimated to be about 45,000 by SDS-PAGE. The optimum pH and temperature for the enzyme activity were pH 7.0 and $60^{\circ}C$, respectively. The enzyme activity was relatively stable up to $60^{\circ}C$ over the pH range of 7.0-10.0. The fibrinolytic enzyme activity increased by $Ca^{2+}$ and $Cu^{2+}$, whereas it was inhibited by $Hg^{2+}$ and $Ba^{2+}$. In addition, it was severely inhibited by PMSF and DFT. It is suggested that the purified enzyme was a serine protease for the fibrinolysis. The purified enzyme could completely hydrolyze fibrin in vitro within 8 h. Hence, it is suggested that the purified enzyme can be put into practice as an effective thrombolytic agent.
Lee, Imchang;Podolich, Olga;Brenig, Bertram;Tiwari, Sandeep;Azevedo, Vasco;de Carvalho, Daniel Santana;Uetanabaro, Ana Paula Trovatti;Goes-Neto, Aristoteles;Alzahrani, Khalid J.;Reva, Oleg;Kozyrovska, Natalia;de Vera, Jean-Pierre;Barh, Debmalya;Kim, Bong-Soo
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제32권8호
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pp.967-975
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2022
Kombucha mutualistic community (KMC) is composed by acetic acid bacteria and yeasts, producing fermented tea with health benefits. As part of the BIOlogy and Mars EXperiment (BIOMEX) project, the effect of Mars-like conditions on the KMC was analyzed. Here, we analyzed metagenome-assembled genomes (MAGs) of the Komagataeibacter, which is a predominant genus in KMC, to understand their roles in the KMC after exposure to Mars-like conditions (outside the International Space Station) based on functional genetic elements. We constructed three MAGs: K. hansenii, K. rhaeticus, and K. oboediens. Our results showed that (i) K. oboediens MAG functionally more complex than K. hansenii, (ii) K. hansenii is a keystone in KMCs with specific functional features to tolerate extreme stress, and (iii) genes related to the PPDK, betaine biosynthesis, polyamines biosynthesis, sulfate-sulfur assimilation pathway as well as type II toxin-antitoxin (TA) system, quorum sensing (QS) system, and cellulose production could play important roles in the resilience of KMC after exposure to Mars-like stress. Our findings show the potential mechanisms through which Komagataeibacter tolerates the extraterrestrial stress and will help to understand minimal microbial composition of KMC for space travelers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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