FK506 hyper-yielding mutant, called the TCM8594 strain, was made from Streptomyces tsukubaensis NRRL 18488 by mutagenesis using N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, ultraviolet irradiation, and FK506 sequential resistance selection. FK506 production by the TCM8594 strain improved 45.1-fold ($505.4{\mu}g/mL$) compared to that of S. tsukubaensis NRRL 18488 ($11.2{\mu}g/mL$). Among the five substrates, wheat bran was selected as the best solid substrate to produce optimum quantities of FK506 ($382.7{\mu}g/g$ substrate) under solid-state fermentation, and the process parameters affecting FK506 production were optimized. Maximum FK506 yield ($897.4{\mu}g/g$ substrate) was achieved by optimizing process parameters, such as wheat bran with 5 % (w/w) dextrin and yeast extract as additional nutrients, 70 % (v/w) initial solid substrate moisture content, initial medium pH of 7.2, $30^{\circ}C$ incubation temperature, inoculum level that was 10 % (v/w) of the cell mass equivalent, and a 10 day incubation. The results showed an overall 234 % increase in FK506 production after optimizing the process parameters.
상토에 함유된 Na이온이 과채류의 육묘에 미치는 영향을 조사하기 위하여 온도조건에 따른 상토의 수분변화, Na이온 및 EC의 경시적 변화, 광합성율, 증산율, 잎의 수분상태, 묘소질, 생육 및 수량성에 대한 실험을 실시하였다. 육묘온도가 $15^{\circ}C$에서는 상토의 수분감소는 적어 3일이 경과하더라도 관수개시점에 도달하지 않았다. 관수 1시간 후 부터 상토로부터 Na 이온이 유리되어 22시간이 지날 때 까지 Na의 농도가 계속 증가하였으며 Na 함량의 증가에 따라 EC의 상승이 있었다. 또한 관수회수가 증가함에 따라 Na의 세탈에 따른 Na 농도가 감소되었고 Na 농도감소에 비해 EC의 감소폭은 적은 편이었다. 양이온 비율중 Na 함량이 60% 이상일 경우 저온에서는 광합성율, 증산율의 감소가 큰 편이었고 포화수분부족도 또한 저온에서 큰 폭으로 높아졌다. Na 함량이 높은 상토에서 육묘된 오이묘는 초장, 세근수 등이 대조상토에 비해 낮은 편이었고 본포 정식후에도 생육이 불량하여 48%정도의 수량감소를 초래하였다.
본 실험에서는 Aspergillus niger NRRL 567의 고체배양을 이용한 구연산 생산 시, 물리/화학적 발효 조건인 배양 온도, 배지 pH, 접종 농도 및 수분 함량이 구연산 생산에 미치는 영향을 단일변수(one-factor-at-a-time)와 반응표면 분석법(surface response methodology)을 이용하여 순차적 최적화를 수행하였다. 단일변수 최적화의 경우, A. niger에 의한 구연산 생산은 물리/화학적 발효 조건에 의해 영향을 받으며, 발효 온도 $30^{\circ}C$, 영양 배지 pH 7.1, 수분 함량 75%와 접종 농도 $4.0{\times}10^6$ spores/ml에서 최대 구연산 생산인 98.2 g/kg DPM (dry peat moss)을 보였다. 단일변수 최적화에 근거하여 반응표면 분석법을 도입하여 2차 최적화를 수행했을 경우, 배지 pH와 수분 함량이 구연산 생산에 유의한 영향을 주었으며 온도 $26.5^{\circ}C$, 영양 배지 pH 9.9, 수분 함량 75.1%와 접종 농도 $6.0{\times}10^6$ spores/ml에서 최대 구연산 생산인 118.8 g/kg DPM가 얻어졌다. 이는 최적화 이전의 대조군에 비해 구연산 생산이 1.6배 증가한 결과이다.
고체상태배양에서 섬유소분해효소의 고 생산을 위해 기질로서 다양한 섬유순폐기물을 검토한 결과, 주정박과 볏짚을 1:1의 혼합기질로 사용하였을 때 13.98 FPA를 얻었다. 효소생산을 높이기 위해 주정박과 볏짚의 혼합기질에 질소원으로서 콩비지를 1:1:1로 혼합하였을 때 15.22 FPA의 효소활성을 얻을 수 있었다. 이때의 최적의 함수율, pH, 온도는 각각 70%, 5.0, 3$0^{\circ}C$이었다. 최적배양조건에서 배양 5일째 FPA, CMCase, Xylanase, $\beta$-glucosidase 및 Avicelase의 효소활성은 각각 15.22, 69.1, 83.9, 29.2 및 4.2 unit/g-SDW이었다. T. harzianum FJI의 섬유소폐기물을 이용한 고체상 태배양의 경제적인 효소생산은 섬유소폐기물의 생물학적 당화기술에 크게 기여할 것이다.
목질계 분해효소 활성 증대를 위해 밀짚을 이용한 고체발효에서 주요 발효인자의 최적화를 수행하였다. Trichoderma reesei와 Aspergillus niger를 이용한 혼합배양에서 고체발효에 주요한 영향을 미친다고 알려진 배양온도, pH, 수분함량과 고체기질 크기를 순차적 최적화를 진행하였다. 실험에 적용 된 인자 모두 목질계 분해효소 활성에 유의한 효과를 주었으며, 발효온도 $40^{\circ}C$, pH 7, 수분함량 75%와 고체기질 크기 0.25~0.5 mm가 목질계 분해효소 생산을 위한 최적 조건임을 알 수 있었다. 최적조건 하에서 밀짚을 이용한 고체발효를 수행하였을 때, 효소활성 기준 cellulase 10.3 IU, endoglucanase 100.3 IU, ${\beta}$-glucosidase 22.9 IU와 xylanase 2261.7 IU/g dry material을 배양 96시간에 확인할 수 있었다. 본 결과는 기존 효소활성 대비 각각 72.6, 48.7, 55.2와 51.9% 증가한 수치로 혼합배양과 순차적 최적화를 적용하여 효과적인 목질계 분해효소 활성 증대가 가능함을 확인하였다.
Mevinolin, a fungal metabolite, is a potent inhibitor of 3-hydroxy-methyl-3-glutaryl-coenzyme A (HMG-CoA) reductase, the rate-controlling enzyme in cholesterol biosynthesis. In this investigation, the optimum factors for mevinolin production by Monascus pilosus IFO 480 in soymeal fermentation were studied. The highest yield of mevinolin, 2.82 mg mevinolin per g dry weight, without citrinin (a toxic fungal secondary metabolite) was obtained after 21 days of fermentation at $30^{\circ}C$ at 65% moisture content, particle size 0.6-0.9 mm, and initial substrate pH of 6.0. Mevinolin was present in the fermentation substrate predominantly in the hydroxycarboxylate form (open lactone, 92.1-97.3%), which is currently being used as a hypocholesterolemic agent.
Korean food waste, one of the abundantly available but environmentally problematic organic wastes in Korea, was utilized as solid-substrate by fungal strain Aspergillus niger ATcC 6275 for the production of enzymemixture containing amylase, cellulase and xylanase. The enzyme mixture can be used as high value-added animal feed. Solid-state fermentation method yielded a 84-fold enhancement in xylanase activity compared with submerged fermentation method. The effect of incubation period, incubation temperature, pH of medium, moisture content, inoculum size and enrichment of the medium with nitrogen and carbon sources were observed for optimal production of these enzymes The optimal amylase activity of 33.10 U/g, cellulase activity of 24.41 U/g, xylanase activity of 328.84 U/g were obtained at 8 days incubation with 50%(w/w) soy bean flake, with incubation temperature of $25^{\circ}C$, pH of 6.38, optimal moisture content of 55% and with inoculum size of $3.8{\times}10^6$spore/g. Enzyme activities were enhanced when ImM $CaSO_4$, 2% Malt extract and 2% galactose were added as mineral, nitrogen and carbon enrichment respectively.
Thirteen different Streptomyces isolates were evaluated for their ability to produce keratinase using chicken feather as a sole carbon and nitrogen sources under solid state fermentation (SSF). Streptomyces sp. NRC 13S produced the highest keratinase activity [1,792 U/g fermented substrate (fs)]. The phenotypic characterization and analysis of 16S rDNA sequencing of the isolate were studied. Optimization of SSF medium for keratinase production by the local isolate, Streptomyces sp. NRC13S, was carried out using the one-variable-at-a-time and the statistical approaches. In the first optimization step, the effect of incubation period, initial moisture content, initial pH value of the fermentation medium, and supplementation of some agro-industrial by-products on keratinase production were evaluated. The strain produced about 2,310 U/gfs when it grew on chicken feather with moisture content of 75% (w/w), feather: fodder yeast ratio of 70:30 (w/w), and initial pH 7 using phosphate buffer after 8 days. Based on these results, the Box-Behnken design and response surface methodology were applied to find out the optimal conditions for the enzyme production. The corresponding maximal production of keratinase was about 2,569.38 U/gfs.
Effects of the film deposition process parameters on the properties such as deposition rate, etch rate, refractive index, stress and step coverage of plasma enhanced chemical vapor deposited (PECVD) tetraethylorthosilicate glass (TEOS) SiO2 film were investigated and analysed using SEM, FTIR and SIMS techniques. Increasing TEOS flow or decreasing O2 flow increased the deposition rate and the compressive stress of the oxide film but produced a less denser film. The deposition rate decreased owing to the decrease in the sticking coefficient of the TEOS and the O2 molecules onto the substrate Si with increasing the substrate temperature. Increasing the substrate temperature produced a denser film with a lower etch rate and the higher refractive index by lowering SiOH and moisture contents. Increasing the rf power increases the ion bombardment energy. This increase in energy, in turn, increases the deposition rate and tends to make the film denser. No appreciable changes were found in the deposition rate but the refractive index and the stress of the film decreased with increasing the deposition pressure. The carbon content in the plasma TEOS CVD oxide film prepared under our standard deposition conditions were very low according to the SIMS analysis results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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