유입폐수의 $BOD_5$가 1차연못에서 88%가 제거되고 있어 Pit의 $BOD_5$ 제거효율이 60%에 달할 것으로 예측된다. 메탄발효 Pit의 환경조건으로 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 충분한 체류시간이 확보되어야 하고, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 메탄발효 Pit는 이런 조건들을 만족시키고 있어 Pit설계가 적절함을 알 수 있다. 실험결과 메탄발효 Pit의 설계인자로 폐수체류 기간이 2day, 월류유속은 $1.5m^3m^{-2}day^{-1}$가 적합하며, Pit바닥의 수심은 슬러지층의 온도와 밀접한 관계가 있어 3-3.5m 정도가 적합한 것으로 사료된다. Pit 바닥의 슬러지층 온도가 $16^{\circ}C$ 이상으로 유지되어야 메탈발효가 원활히 일어난다. 우리나라 중부지방과 기후조건이 유사한 지역에 위치한 연못시스템 연구에 의하면, 연못바닥의 온도가 메탄박테리아 활동이 거의 정지하는 $14^{\circ}C$ 이하로 내려가는 기간이 약 7개월이 된다. 온대권의 연못시스템은 연간 슬러지 침전량이 분해량보다 많아 어느 정도 슬러지가 쌓이게 된다. 따라서 여분의 30㎝ 수심을 두어 10-20년에 한번 슬러지를 제거하도록 설계한다. 실험 연못시스템이 설치된 장소는 중부지방보다 평균기온이 약 $3-4^{\circ}C$ 높은 지역으로 연못바닥 지하 1.5m에 위치한 Pit의 수온이 14℃이하가 되는 기간이 Fig.5에서 약 6개월이 된다. 실험 메탄발효 Pit는 좁은 면적의 연못에 설치하기 위해 콘크리트구조로 만들었으나, 1차연못의 규모가 크면 토공만으로 Pit설치가 가능하며 비용이 적게 든다. Pit에서 발생한 가스가 연못상층으로 이용하면서 $CO_2$가 해리되어 정제된 메탄을 회수할 수 있다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상층에서 포집한 가스는 거의 메탄으로만 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. 메탄발효 Pit가 생태적으로 적응하면 초기보다 처리효율이 증가할 것으로 기대되어 지속적인 실험을 수행할 예정이다.
30%(w/v)의 lactose 용액에 A. oryzae 유래의 ${\beta}-galactosidase$를 전이반응시 최적 조건 하에서의 TOS의 최적 생산량을 산출한 결과는 26.9%이었고, K. fragilus 유래의 ${\beta}-galactosidase$를 전이 반응시켰을 때는 37.0%이었으나 40%(w/v)의 lactose 용액에서 두 효소를 혼합 사용하여 비교 반응시켰을 때는 27.2%의 수율을 보였다. TOS의 생성경향은 단당류의 생성비로 보아 SOS에서는 초기에 lactose 가수분해력이 강하게 나타났으며 LOS에서는 반응초기에서 말기까지 지속적으로 생성되었다. 또한 SLOS에서는 반응 초기에서 중기까지 oligo당의 생성이 지속적으로 증가하다가 반응 중기 이후에는 급속히 감소되는 것으로 보아 역분해 현상이 쉽게 일어나는 것으로 관찰되었다. 열과 산에 대한 안정성에 있어서 TOS의 30% EtOH 획분과 40% EtOH 획분은 높은 내열성과 내산성을 가지며 ${\beta}-galactosidase$의 기원에 따른 30%(w/v) lactose 가수분해물의 열안정성과 내산성 시험에서는 LOS보다 SOS가 우수한 것으로 나타났다.
Yang, Peilong;Shi, Pengjun;Wang, Yaru;Bai, Yingguo;Meng, Kun;Luo, Huiying;Yuan, Tiezheng;Yao, Bin
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제17권1호
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pp.58-66
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2007
Isolation, expression, and characterization of a novel $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ with high specific activity and homology to Bacillus lichenases is described. One clone was screened from a genomic library of Paenibacillus sp. F-40, using lichenan-containing plates. The nucleotide sequence of the clone contains an ORF consisting of 717 nucleotides, encoding a ${\beta}-glucanase$ protein of 238 amino acids and 26 residues of a putative signal peptide at its N-terminus. The amino acid sequence showed the highest similarity of 87% to other ${\beta}-1,3-1,4-glucanases$ of Bacillus. The gene fragment Bg1 containing the mature glucanase protein was expressed in Pichia pastoris at high expression level in a 3-1 high-cell-density fermenter. The purified recombinant enzyme Bg1 showed activity against barley ${\beta}-glucan$, lichenan, and laminarin. The gene encodes an $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ (E. C. 3.2.1.6). When lichenan was used as substrate, the optimal pH was 6.5, and the optimal temperature was $60^{\circ}C$. The $K_m,\;V_{max},\;and\;k_{cat}$ values for lichenan are 2.96mg/ml, $6,951{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;3,131s^{-1}$, respectively. For barley ${\beta}-glucan$ the values are 3.73mg/ml, $8,939{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;4,026s^{-1}$, respectively. The recombinant Bg1 had resistance to pepsin and trypsin. Other features of recombinant Bg1 including temperature and pH stability, and sensitivity to some metal ions and chemical reagents were also characterized.
참당귀잎 추출물을 일정비율로 첨가한 발효유를 제조하고, 이화학적 특성과 항산화능 및 관능평가 등 품질특성을 분석하였다. pH는 4.40-4.45 범위를 보였고, 산도는 0.96%-0.98%로 참당귀잎 추출물 첨가에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 점도는 참당귀잎 추출물의 첨가에 따라 다소 감소되는 경향을 보였지만, 저장중 안정성에는 영향을 주지 않았다. 유산균수는 참당귀잎 추출물의 첨가량 증가에 따라 다소 억제되는 경향을 보였지만, 0.1%-0.3%의 범위에서는 1.9×109-3.2×109 CFU/mL의 높은 수준을 보였다. 요구르트 중의 decursin 함량 분석은 0.1%-0.3%의 첨가량에 따라 0.26 ㎍/g, 15.23 ㎍/g 및 23.57 ㎍/g으로 비례하여 정량분석 되었다. 유기산 생성은 lactic acid의 생성량이 가장 높게 나타났으며, 첨가비율에 따른 유의성은 보이지 않았다. 요구르트의 항산화능은 참당귀잎 추출물의 첨가로 높게 나타났으며, 또한 첨가량이 증가할수록 항산화효과도 높게 나타나는 효과를 보였다. 관능평가 결과, 참당귀잎 추출물 0.1% 첨가구가 무첨가구와 유사한 수준으로 높게 평가되었으며, 0.2% 첨가구의 경우도 6.31-6.50의 보통이상 수준으로 평가되었다. 이상의 결과와 같이 참당귀잎 추출물의 첨가농도는 0.2% 이내 범위가 적합하였다.
항암 활성 유산균이 상용화되기 위해서는 장내 미생물균총의 개선에 의한 발암물질의 생성 억제능과 장내 면역계 활성화에 의한 암세포 증식 억제능 외에도 기초적인 생리활성능을 겸비하여야 한다. 본 연구는 항암 활성능이 우수한 유산균에 대한 기초 생리활성을 비교하므로서 살아있는 균주로서의 이용성을 확인하는데 그 목적이 있다. 암세포 억제율이 60% 이상인 5균주를 이용하여 내산성, 내담즙성, 항생제 내성, 우유 적용능, 안정성, 정착능을 확인하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 내산성은 Lb. plantarum KCTC3099를 제외하고는 pH 3.5 이하에서는 내성이 없었으며, 유산보다는 HCl에 대한 내성이 강한 것으로 나타났다. 항생제 MIC에서 Lc. lactis와 Lb. plantarum KCTC3099는 cotrimoxazol(128 mg/1), B. adolescentis Maeil-K8과 B. infantis Maeil-K9은 doxycylin과 gentamicin(4 mg/1)에서 내성이 높았다. Caco-2 세포에 대한 정착률은 B. infantis Maeil-K9 균주가 3.1%로서 가장 우수하였으며, 나머지 균주들은 0.5% 이하로 매우 낮았다. 우유 배양능은 모든균주가 1 log cycle 이상의 균수 증가를 보였으나, Lb. plantarum KCTC3099를 제외하고는 산 생성능이 낮게 나타났다. 또한 우유 base에서의 안정성은 Lb. plantarum KCTC3099와 B. adolescentis Maeil-K8 및 B. infantis Maeil-K9이 우수한 것으로 확인되었다. 따라서 Lb. plantarum KCTC3099와 B. infantis Maeil-K9 균주가 항암 활성을 가지는 살아있는 균주로서의 활용성이 우수한 것으로 확인되었다.
A rapid, selective and sensitive reversed-phase HPLC method for the determination of etodolac in human serum was developed, validated, and applied to the pharmacokinetic study of etodolac. Etodolac and internal standard, ibuprofen were extracted from human serum by liquid-liquid extraction with hexane/isopropanol (95:5, v/v) and analyzed on a Luna C18(2) column with the mobile phase of 1% aqueous acetic acid-acetonitrile (4:6, v/v). Detection wavelength of 227 nm and flow rate of 1.0 mL/min were fixed for the study. The assay robustness for the changes of mobile phase pH, organic solvent content, and flow rate was confirmed by $3^3$ factorial design using a fixed etodolac concentration $(1\;{\mu}g/mL)$ with respect to its peak area and retention time. And also, the ruggedness of this method was investigated at three different laboratories using same quality control (QC) samples. This method showed linear response over the concentration range of $0.05-40\;{\mu}g/mL$ with correlation coefficients greater than 0.999. The lower limit of quantification using 0.5 mL of serum was 0.05 ${\mu}g/mL$, which was sensitive enough for pharmacokinetic studies. The overall accuracy of the quality control samples ranged from 92.00 to 110.00% for etodolac with overall precision (% C.V.) being 1.08-10.11%. The percent recovery for human serum was in the range of 76.73-115.30%. Stability studies showed that etodolac was stable during storage, or during the assay procedure in human serum. The peak area and retention time of etodolac were not significantly affected by the changes of mobile phase pH, organic solvent content, and flow rate under the conditions studied. This method showed good ruggedness (within 15% C.V.) and was successfully used for the analysis of etodolac in human serum samples for the pharmacokinetic studies of orally administered Lodin XL tablet (400 mg as etodolac) at three different laboratories, demonstrating the suitability of the method.
D-xylose의 통성 발효성 효모, Candida sp. BT001로부터 D-xylose를 xylitol로의 전환을 촉매하는 효소, xylose reductase(alditol: $MADP^+$ 1-oxidoreductase, EC 1.1.1.21)를 salt fractionation, ion exchange, gel filtration과 affinity chromatography를 거쳐 정제하여 그 성질을 조사하였다. 정제된 xylose reductase는 보효소 NADPH 및 NADH에 모두 특이성을 나타내었으며, 또한 각각의 보효소에 대해 활성을 지니는 효소는 따로 분리되지 않았다. Specific activity는 NADPH에 대해 11.78 U/mg, MADH에 대해 6.01 U/mg이었으며, NADH/NADPH의 활성비는 0.51이었다. 정제된 xylose reductase의 분자량은 SDS-PAGE상에서 31,000, gel filtration상에서 61,000으로 2개의 subunit로 구성된 효소로 추정하였다. 정제된 xylose reductase의 D-xylose와 NADPH 및 NADH에 대한 Km값은 각각 $94.2{\times}10^{-3}M,\;0.011{\times}10^{-3}M$ 및 $0.032{\times}10^{-3}M$ 이었다. Aldose들에 대한 xylose reductase의 활성은 L-arabinose, D-xylose순으로 높았다. 최적 효소 반응의 pH 및 반응 온도는 각각 6.2와 $45^{\circ}C$이었으며, 이 효소는 $30^{\circ}C$에서 20분간 안정하였다.
유근피에 함유된 페놀성 물질은 70% ethanol을 용매로 하여 추출하였을 때 $17.9{\pm}1.0mg/g$이 용출되었다. 주름 생성과 관련된 elastase 저해 활성은 $50-200{\mu}g/mL$ phenolics 농도의 70% ethanol 추출물에서 55.5-69.5%의 제해효과를 확인할 수 있었다. 유근피 추출물의 미백효과와 관련된 tyrosinase 저해활성은 $200{\mu}g/mL$ phenolics 농도의 70% ethanol 추출물에서 24%의 저해효과가 측정되었다. Astringent 활성은 $200{\mu}g/mL$ phenolics 농도의 70% ethanol 추출물에서 71%의 활성을 나타내어 모공축소 효과가 높을 것으로 판단되었다. 유근피 추출물의 hyaluronidase 저해활성은 $50{\mu}g/mL$ phenolics의 농도에서 80%의 염증억제 효과가 확인되었다. 유근피 추출물의 항균활성은 물 추출물의 경우 $50-200{\mu}g/mL$의 phenolics 농도에서 Propionibacterium acnes에 대한 항균활성이 각각 8.7, 10, 11.1 및 11.8 mm의 clear zone이 확인되었다. 유근피 추출물을 첨가하여 제조한 복합 기능성 화장품(로션)의 안정성은 28일 동안 pH 및 점도의 변화가 없었고, 온도 및 광에 대하여 안정하였다. 제조한 로션은 추출물의 첨가 농도가 증가함에 따라 색도는 어둡게 나타났으나, 사용감면에서 8.5점 정도의 좋은 점수를 나타내었다.
The enzyme xylose isomerase (E.C. 5.3.1.5, XI) is responsible for the conversion of an aldose to ketose, especially xylose to xylulose. Owing to the ability of XI to isomerize glucose to fructose, this enzyme is used in the food industry to prepare high-fructose corn syrup. Therefore, we studied the characteristics of XI from Anoxybacillus kamchatkensis G10, a thermophilic bacterium. First, the gene coding for XI (xylA) was inserted into the pET-21a(+) expression vector and the construct was transformed into the Escherichia coli competent cell BL21 (DE3). The expression of recombinant XI was induced in the absence of isopropyl-thio-${\beta}$-galactopyranoside and purified using Ni-NTA affinity chromatography. The optimum temperature of recombinant XI was $80^{\circ}C$ and measurement of the heat stability indicated that 55% of residual activity was maintained after 2 h incubation at $60^{\circ}C$. The optimum pH was found to be 7.5 in sodium phosphate buffer. Magnesium, manganese, and cobalt ions were found to increase the enzyme activity; manganese was the most effective. Additionally, recombinant XI was resistant to the presence of $Ca^{2+}$ and $Zn^{2+}$ ions. The kinetic properties, $K_m$ and $V_{max}$, were calculated as 81.44 mM and $2.237{\mu}mol/min/mg$, respectively. Through redundancy analysis, XI of A. kamchatkensis G10 was classified into a family containing type II XIs produced by the genera Geobacillus, Bacillus, and Thermotoga. These results suggested that the thermostable nature of XI of A. kamchatkensis G10 may be advantageous in industrial applications and food processing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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