• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권6호
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• pp.749-760
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• 2022

α-Galactosidase is a debranching enzyme widely used in the food, feed, paper, and pharmaceuticals industries and plays an important role in hemicellulose degradation. Here, T26, an aerobic bacterial strain with thermostable α-galactosidase activity, was isolated from laboratory-preserved lignocellulolytic microbial consortium TMC7, and identified as Parageobacillus thermoglucosidasius. The α-galactosidase, called T26GAL and derived from the T26 culture supernatant, exhibited a maximum enzyme activity of 0.4976 IU/ml when cultured at 60℃ and 180 rpm for 2 days. Bioinformatics analysis revealed that the α-galactosidase T26GAL belongs to the GH36 family. Subsequently, the pET-26 vector was used for the heterologous expression of the T26 α-galactosidase gene in Escherichia coli BL21 (DE3). The optimum pH for α-galactosidase T26GAL was determined to be 8.0, while the optimum temperature was 60℃. In addition, T26GAL demonstrated a remarkable thermostability with more than 93% enzyme activity, even at a high temperature of 90℃. Furthermore, Ca²⁺ and Mg²⁺ promoted the activity of T26GAL while Zn²⁺ and Cu²⁺ inhibited it. The substrate specificity studies revealed that T26GAL efficiently degraded raffinose, stachyose, and guar gum, but not locust bean gum. This study thus facilitated the discovery of an effective heat-resistant α-galactosidase with potent industrial application. Meanwhile, as part of our research on lignocellulose degradation by a microbial consortium, the present work provides an important basis for encouraging further investigation into this enzyme complex.

• 농업과학연구
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• 제48권1호
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• pp.21-31
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• 2021

Yeast strains are capable of hydrolyzing non-digestible saccharides, such as melibiose, raffinose, and stachyose, found in soy meal components. This study revealed the biochemical properties of fermented soybean meal during 72 hours with kefir. Starchyose and raffinose, non-digestible components, were almost digested in kefir 150 mL + soybean meal 500 g + water 70 mL and galactose was produced. Proteolysis of the soybean meal produced most of the small molecule peptides in kefir 150 mL + soybean meal 500 g + water 70 mL. The production of the vitamin B group and C were the highest in kefir 250 mL + soybean meal 500 g. The yeast number of the fermented soybean meal was 7.0 × 10⁶ CFU·mL^-1 which was the highest in kefir 250 mL + soybean meal 500 g. The lactic acid bacteria of the fermented soybean meal was the highest at 3.5 × 10⁹ CFU·mL^-1 in kefir 70 mL + soybean meal 500 g. The antioxidant effect was the highest at 57% in kefir 250 mL + soybean meal 500 g. Expression of inflammation-related cytokine (interleukin [IL]-1β, tumor necrosis factor [TNF]-α, and interleukin [IL]-6) was significantly inhibited in fermented soybean meals with different treatments. These results suggest that fermented soybean meal by kefir has an antiinflammatory and anti-oxidation activity and could be utilized in feed manufacturing, and inhydrolyzing non-digestible soy meal components.

• 대한본초학회지
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• 제36권6호
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• pp.47-61
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• 2021

Objectives : 'Steaming and drying' is a traditional processing method that has been used to produce Suk-ji-hwang (熟地黃; Rehmanniae Radix Preparata) from Ji-hwang (地黃, the fresh root of Rehmannia glutinosa Liboschitz ex Steudel; Rehmanniae Radix). The steaming and drying process, which is proceeded in heating and moisturizing conditions, plays a crucial role in the change of therapeutic effect of Ji-hwang, presumably due to the modification of its chemical constituents. In this article, the chemical influence of the 'Steaming and drying' process was investigated for understanding the underlying mechanism of chemical modification of Ji-hwang. Methods : The articles regarding the modifications of chemical constituents of Ji-hwang during the 'Steaming and drying' process were collected and analyzed to investigate the influence of the processing to Ji-hwang. Results : The results indicated that iridoid glycosides were degraded to their aglycones and sugars, and such degradations occurred faster at a high pressure than at an atmospheric pressure during the process. The contents of catalpol, ajugol, and acteoside were decreased, while those of rehmannioside A and D were slightly increased during the repeated processing. The contents of oligosaccharides, namely sucrose, maltose, raffinose, and stachyose (except for manninotriose), were decreased, while those of monosaccharides, glucose and fructose, were increased by the repeated processing. Conclusions : These results demonstrate that the 'Steaming and drying' process influenced the chemical constituents of Ji-hwang and provide probable basis for the therapeutic modification of Suk-ji-hwang after the processing of Ji-hwang.

• Animal Bioscience
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• 제36권10호
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• pp.1568-1577
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• 2023

Objective: A study was conducted to determine the chemical composition of banana meal and rice bran from Australia or South-East Asia and test the hypothesis that there are no differences in rice bran produced in different countries, but there are differences between full-fat and defatted rice bran. Methods: Two sources of banana meal and 22 sources of rice bran (full-fat or defatted) from Australia or South-East Asia were used. All samples were analyzed for dry matter, gross energy, nitrogen, amino acids (AA), acid hydrolyzed ether extract (AEE), ash, minerals, total starch, insoluble dietary fiber, and soluble dietary fiber. Banana meal was also analyzed for sugars including glucose, fructose, maltose, sucrose, stachyose, and raffinose. Results: Chemical analysis demonstrated that banana meal from the Philippines is primarily composed of starch. Full-fat rice bran from Australia had greater (p<0.05) concentrations of AEE, lysine, and glycine than samples from the Philippines and Vietnam. Full-fat rice bran from Australia and Thailand had greater (p<0.05) concentrations of gross energy and most AA than rice bran from Vietnam. Full-fat rice bran from Australia had greater (p<0.05) concentrations of tryptophan and manganese than all other sources, but full-fat rice bran from the Philippines contained less (p<0.05) zinc than all other sources of rice bran. Gross energy, AEE, and copper were greater (p<0.05) in full-fat rice bran compared with defatted rice bran, but defatted rice bran contained more (p<0.05) crude protein, ash, insoluble dietary fiber, total dietary fiber, AA, and some minerals than full-fat rice bran. Conclusion: Banana meal is a high-energy source that can be used as an alternative ingredient in livestock diets. Full-fat rice bran from Australia and Thailand contained more concentrations of AEE and AA than samples from the Philippines or Vietnam. Full-fat rice bran had more gross energy and AEE than defatted rice bran, whereas defatted rice bran contained more crude protein, ash, and total dietary fiber.

• 한국축산식품학회지
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• 제25권4호
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• pp.483-493
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• 2005

우유와 두유를 혼합하여 요구르트를 제조하고자 스타터에 따른 발효물의 성상을 시험하였다. 4종류의 서로 다른 스타터를 접종한 모든 처리구에서 배양 15시간 후 pH는 lactic culture 2(B. longum, L. acidophilus, S. thermophilus)를 제외한 나머지 처리구에서 $4.16\~3.75$ 사이로 나타나 발효 촉진효과가 있었고, 산 생성은 우유와 두유의 홉합비가 2:1이고 lactic culture 1 [Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus(LB12), Streptococcus salivarius ssp. thermophilus(ST36)]을 스타터로 사용한 요구르트에서 가장 높게 나타났다. 생균수는 1:3 비율에서 15시간째 Lactobacillus salivarius subsp. salivarius CNU27을 스타터로 사용한 균에서 $2.17\times10^9 cfu/mL$로서 최대 균수를 나타내었다. 두유 혼합요구르트에서 생산된 유기산의 함량을 측정한 바, 유기산 생산 중 lactic acid인 경우 lactic culture 1 [Lacto-bacillus delbrueckii ssp. bulgaricus(LB12), Streptococcus salivarius ssp. thermophihus(ST36)]을 스타터로 사용했을 때 1:1에서 412.52 mM로 가장 높았다. Acetic acid인 경우는 혼합비 3:1에서 lactic culture 2(B. longum, L. acidophilus, S. thermophilus)가 394.01mM로 가장 높게 생산되었다. 당 분해율은 혼합비 1:3에서 Lactobacillus salivarius subsp. salivarius CNU27를 스타터로 사용한 요구르트에서 대조구와 비교해 stachyose가 $53.92\%$로 가장 많이 분해되었다. 점도는 두유 혼합비가 가장 높은 1:3 처리구에서 $1,300\~1,660 cP$ 로 가장 높게 나타났다. 관능검사 결과는 2:1 혼합비에서 Lactobacillus acidophilus KCTC3150를 스타터로 사용한 요구르트가 $4.17\pm0.69,$ 3: 1 혼합비에서 Lactobacillus salivarius subsp. salivarius CNU27를 스타터로 사용한 요구르트가 $4.00\pm0..58$으로 기호도가 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권8호
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• pp.1255-1262
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• 2013

본 연구는 검정콩 2호, 대원콩, 선흑콩, 소명콩, 신팔달콩 2호, 진품콩 2호, 태광콩, 푸른콩에 대해 이화학적 특성과 기능성 성분에 대한 기초 자료를 얻기 위하여 실시하였다. 일반성분 분석 결과, 수분함량은 5.50~6.16% 범위였고, 조단백 함량은 40% 내외로 시료 간 큰 차이는 없었다. 조지방 함량은 푸른콩, 대원콩, 소명콩 및 검정콩 2호가 20% 내외로 비교적 높은 편이었고, 진품, 선흑, 신팔달콩 2호, 태광콩는 15% 내외로 비교적 낮은 편이었다. 회분 함량은 4.89~5.86%로 나타내어 품종 간의 큰 차이를 보이지 않고, 탄수화물 함량은 26.20~35.45%로 분포하였다. 무기질의 함량에서 콩나물용 칼슘 함량은 소명콩이 406.36 mg/100 g으로 가장 높았고, 마그네슘 함량은 신팔달 2호가 247.79 mg/100 g으로 가장 높았다. 이에 반해 진품콩은 칼슘이 199.51 mg/100 g으로 가장 낮았고, 선흑콩은 가장 낮은 마그네슘 함량(90.03 mg/100 g)을 나타냈다. 총 이소플라본 함량은 97.54~402.00 mg/100 g으로 품종 간 차이를 보였다. 시료 중 가장 높은 함량을 나타낸 것은 콩나물용 소명콩이었고, 가장 낮은 함량을 나타낸 것은 밥밑용 선흑콩이었다. 총 올리고당 함량은 5.84~9.35 mg/100 g이었다. 총 올리고당 중 sucrose의 함량이 약 50% 정도로 나타났다. Raffinose는 0.52~0.81 mg/100 g으로 함량이 나타났고, stachyose의 함량은 2.05~3.45 mg/100 g으로 나타났다. Bracassisterol, campesterol, stigmasterol, ${\beta}$-sitosterol을 분석한 것으로 ${\beta}$-sitosterol이 평균적으로 식물성 sterol의 50%를 차지하였고, 그 다음으로 campesterol, stigmasterol 순서였으며 bracassisterol은 소량이 분석되었다. Phytic acid 함량은 신팔달콩 2호와 진품콩 2호가 0.86%, 1.65%로 이를 제외한 시료들은 약 2% 정도를 함유한 것으로 분석되었다. 식이섬유소 함량은 24.20~29.20% 범위로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제43권2호
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• pp.86-94
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• 2000

대두 단백질의 효소적 가수분해에 의한 분해물의 맛과 향을 개선시킬 수 있는 효소적 가수분해 system을 확립하기 위하여, 전통메주로부터 대두단백질 분해능이 우수한 균주를 분리하여, 분해 양상이 상이한 효소를 생산하는 곰팡이와 세균 3균주를 선별하여 동정을 실시하였다. 단백질 분해능이 우수한 균주 중 곰팡이 M4는 leucine 활성이, 곰팡이 M5는 azodye 활성이 높았으며, 세균은 leucine활성이 가장 낮은 B16을 선별하여 효소의 작용에 의한 대두 단백의 분해 양상이 상이한 균주로 분리하였다. 분리한 곰팡이 M4는 배양배지에서 균사는 백색이었으며 균핵은 흰색에서 검은 색으로 변화하였다. Slide배양 결과, 분생자두는 방사형이었고, 정낭은 곤봉형이었다. 분생자는 반구형으로 기경자와 단경자가 존재하였다. 분생자병은 무색으로 매끈한 표면이었다. 분류학상 Aspergillus oryzae(ahlburg)종의 특징과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Aspergillus oryzae M4로 명명하였다. 곰팡이 M5는 MEA배지에서 흰색과 검은색의 균사가 혼재되어 있었다. Slide배양 결과, 회녹색의 균총과 긴(7 mm) 포자낭병이 존재하였다. 포자낭은 회갈색이었고, 큰 포자낭과 기저막에서 작은 포자낭들이 떨어져 나오는 형태를 보였다. 중축은 구형으로 절단된 유리질의 형태이었고, 포자낭 포자는 직경이 작은$(80\;{\mu}m)$ 타원형이었다. 따라서 분류학상 접합균의 Mucor circinelloides의 종과 유사하여 이 종으로 분류 동정하고 Mucor circinelloides M5라 명명하였다. 세균 B16은 백색의 불투명한 colony로서 circular, lobate한 형태였고, 간상형으로 내생포자를 함유하였다. 또한, gram염색, catalase, oxidase, ${\beta}-glucosidase$, V-P test 등에서 양성이었고, D-fructose, ${\alpha}-D-glucose$, maltose, D-mannose, D-raffinose, stachyose, sucrose등의 이용성이 있었다. B16의 형태학적, 생리학적인 특징의 결과, Bacillus megaterium의 특징과 일치하였다. 그러나, 균체 지방산은 Paenibacillus marcerans의 균종과 유사하여 B16은 더 자세한 동정방법과 분류체계를 통해 명확한 동정이 필요하리라 사료되었다. 따라서 B16은 잠정적으로 Bacillus megaterium B16이라 명명하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권6호
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• pp.962-968
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• 2002

분말상 원료인 대두분의 저장유통시 발생할 수 있는 품질변화를 최소한으로 줄이고 안전성을 확보하기 위해서 감마선 조사를 실시하고 대두분의 미생물학적 및 이화학적 특성을 연구하였다. 감마선 조사$(1{\sim}10\;kGy)$한 대두분의 미생물학적 및 이화학적 특성을 평가하기 위해 총세균수, 곰팡이, 아미노산, 지방산조성 유리당조성, 산가 등의 변화를 조사하여 살균효과 및 품질에 미치는 영향을 비교 검토하였다. 즉 2종의 수입산 대두분의 경우 $3{\sim}5\;kGy$ 조사로써 곰팡이를 완전히 사멸할 수 있었고, 총균수에 있어서도 미생물학적으로 안전한 수준이하로 살균이 가능하였다. 총아미노산의 경우 함황 아미노산인 cysteine이 감소하는 경향을 나타내었다. 유리 아미노산, 지방산은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 감마선 조사에 따른 대두분의 유리당 조성의 변화는 조사선량이 증가함에 따라 stachyose, sucrose가 감소하는 경향이 나타났으나 나머지 당들은 변화가 없었다. 이상의 결과에서 두부제조 원료로 대두분말이 허용됨에 따라 발생할 수 있는 안전성 문제는 감마선을 $3{\sim}5\;kGy$ 수준의 선량으로 조사함으로써 품질변화 없이 해결할 수 있는 가능성이 인정되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권3호
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• pp.195-203
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• 2015

전통 발효된장으로부터 α-galactosidase를 분비 생산하는 두 종류 Bacillus licheniformis 균주로 YB-1413과 YB-1414를 분리하여 당 이용능을 비롯한 생화학적 특성 및 16S rRNA 염기서열과 중합효소 연쇄반응에 의한 임의증폭 DNA 다형성의 유전학적 특성을 비교한 결과 두 균주는 매우 유사하였지만 동일 균주는 아닌 것으로 확인되었다. 탄소원으로 wheat bran을 사용하였을 때는 두 균주의 α-galactosidase 생산성이 증가하였으나, melibiose, raffinose 또는 sucrose는 효소 생산성이 급격하게 감소하였다. 질소원으로 yeast extract가 첨가된 배지에서 효소 생산성이 높았으며, YB-1413은 1.87 U/ml, YB-1414는 1.69 U/ml의 효소 생산성을 보였다. 이들 균주가 생산하는 α-galactosidases는 pH 6.0과 45℃에서 모두 최대활성을 보였으며, 낮은 농도의 ribose와 galalctose에 의해서도 효소활성이 급격하게 저해되었다. 한편 이들 효소는 대두와 콩과식품에 존재하는 항영양인자인 raffinose와 starchyose를 완전히 가수분해 하였는데, 이로 보아 분리균 YB-1413과 YB-1414는 콩 발효식품과 대두 사료의 영양가를 개선하는데 활용할 가치가 있다고 여겨진다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권11호
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• pp.1295-1300
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• 2009

A 2,172-bp full-length gene (aga-F78), encoding a protease-resistant $\alpha$-galactosidase, was cloned from Rhizopus sp. F78 and expressed in Escherichia coli. The deduced amino acid sequence shared highest identity (45.0%) with an $\alpha$-galactosidase of glycoside hydrolase family 36 from Absidia corymbifera. After one-step purification with a Ni-NTA chelating column, the recombinant Aga-F78 migrated as a single band of ~82 and ~210 kDa on SDS-PAGE and nondenaturing gradient PAGE, respectively, indicating that the native structure of the recombinant Aga-F78 was a trimer. Exhibiting the similar properties as the authentic protein, purified recombinant Aga-F78 was optimally active at $50^{\circ}C$ and pH 4.8, highly pH stable over the pH range 5.0-10.0, more resistant to some cations and proteases, and had wide substrate specificity (pNPG, melidiose, raffinose, and stachyose). The recombinant enzyme also showed good hydrolytic ability to soybean meal, releasing galactose of $415.58\;{\mu}g/g$ soybean meal. When combined with trypsin, the enzyme retained over 90% degradability to soybean meal. These favorable properties make Aga-F78 a potential candidate for applications in the food and feed industries.