• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.680-685
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• 2015

이전에 토양으로부터 cellulase와 xylanase 생산 균주로 단리하였다. 단리한 균주 유래의 16S rRNA 유전자 및 API 50 kit를 분석한 결과 Bacillus subtilis와 약 99.5%의 높은 상동성을 보였기에 본 균주를 B. subtilis NC1으로 명명하였다. Bacillus subtilis NC1 균주 유래 cellulase와 xylanase 유전자를 cloning 하여 유전자 배열을 규명하였다. 또한, 두 효소의 아미노산 배열을 이용하여 상동성을 검토한 결과 cellulase는 Glycoside hydrolase family (GH) 5 그리고 xylanase는 GH30에 속하는 효소임을 밝혔다. 본 연구에서는 B. subtilis NC1 의 cellulase 생산을 위한 배지성분의 최적 농도를 결정하기 위해 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 기반으로 한 반응표면 분석법(Response Surface Methodology) 을 수행하였다. 세가지 독립변수로는 tryptone, yeast extract, 그리고 NaCl이 조사되었다. 반응값에 대하여 분산분석을 실시한 결과 결정계수(R²)는 0.96이었으며 전체 모델에 대한 유의확률이 0.0001로 매우 높은 유의성을 지님을 확인하였다. 반응표면분석법을 통하여 얻어진 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 위한 최적화 배지의 각 변수 농도는 tryptone 2.5%, yeast extract 0.5%, 그리고 NaCl 1.0%로 예측 되었다. 최적화 배지에서의 B. subtilis NC1의 cellulase 활성을 검증한 최적화를 실시하기 이전인 대조구의 cellulase 활성 0.5U/ml와 비교하면 24% 활성이 향상된 0.62U/ml의 높은 활성을 보였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제47권5호
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• pp.789-804
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• 2005

본 연구는 액상 DFM(Bacillus spp.)을 완전혼합사료(실험 1) 및 다양한 비율의 starch와 cellulose에 적용(실험 2) 하였을 때, 반추위내 발효와 섬유소분해효소활성에 미치는 영향을 평가하기 위해 in vitro 배양을 24시간동안 실시하였다. 실험 1의 처리구는 완전혼합사료에 액상 DFM 0%(대조구), 0.025%, 0.05%로 각각 첨가하였다. 실험 1에서, 0.025%구는 배양 6, 9시간에서 대조구와는 유의한 차이가 없었으나, 0.05%구보다는 유의하게 낮은 결과를 보였다(P<0.05). 암모니아질소농도와 휘발성지방산농도는 액상 DFM에 의하여 영향을 받지 않았다. 하지만, A:P비율은 DFM의 적용으로 배양 24시간에 대조구에 비하여 0.05%구에서 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 액상 DFM적용에 의한 섬유소분해효소활력은 전반적으로 유의한 효과가 나타나지 않았지만, CMCase는 배양 6시간에 대조구에 비하여 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 하지만, xylanase는 배양 12시간의 0.05%구에서 오히려 액상 DFM의 적용으로 유의하게 감소하였다(P<0.05). 반추위내 건물소실율은 액상 DFM의 첨가수준에 의해 유의한 차이가 나타나지 않았다. 실험 2는 다양한 비율(90:10, 70:30, 50:50, 30:70, 10:90)의 starch와 cellulose에 액상 DFM을 각 비율에 대하여 대조구(0%)와 첨가구(0.025%)로 나누어 반추위액을 이용하여 배양하였다. 반추위내 pH는 액상 DFM의 첨가로 유의한 영향을 받지 않았고, starch의 비율이 증가함에 따라 부분적으로 유의하게 감소하였다(P<0.05). 암모니아질소농도는 액상 DFM의 첨가와 starch 및 cellulose의 비율에 의하여 유의한 영향을 받지 않았다. 하지만, 배양 9시간의 70:30비율에서 액상 DFM첨가구가 35.65mg/dL의 암모니아질소농도를 나타내어 대조구의 65.05mg/dL에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 휘발성지방산농도는 70:30비율의 6시간 배양에서 액상 DFM구가 대조구에 비하여 유의한 증가를 나타내었다(P<0.05). 액상 DFM의 첨가는 CMCase에는 전반적으로 유의한 영향을 미치지 않았다. 그러나 xylanase에는 90:10, 30:70 및 10:90구에서 부분적인 유의성이 인정되었다. 본 연구결과로부터, 액상 DFM의 적용은 in vitro 발효성상과 섬유소분해효소활성을 유의적으로 향상시키지 않았고, 사료의 조성에 따라 그 효과는 다양하게 나타나 일관성이 없는 것으로 평가되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권1호
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• pp.13-17
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• 1993

만다린 오렌지 과피를 기질로 하여 Asp. niger의 구연산 발효를 행하여 관련된 일련의 효소적 활성을 합성배지와 비교한 결과 만다린 오렌지 과피배지에서는 괴피에 함유된 Pectin이나 조섬유 등의 자화로 인하여 Polygalacturonase와 Pectin의 활성 뿐만 아니라 CMCase, xylannase 및 amylase의 활성이 높게 나타났다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제48권2호
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• pp.67-77
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• 2024

This study aims to assess the efficacies of exogenous enzymes, derived from invertebrate gut-associated microbes, as feed additives, in reducing volatile organic compound (VOC) emissions using an in vitro pig intestine continuous fermentation system. An in vitro continuous fermentation model was used to simulate a comparable bionic digestion system by co-reacting feed, enzymatic additives (arazyme, mannanase, and xylanase, derived from the gut bacteria of Nephila clavata, Eisenia fetida, and Moechotypa diphysis, respectively), and gastrointestinal microbes, followed by an analysis of their correlations. A significant correlation was observed between exogenous enzyme supplementation and reduced VOC emissions in the fecal phase of continuous fermentation (p < 0.05). The concentration of VOCs decreased by 3.75 and 2.75 ppm in the treatment group following arazyme and multi-enzyme supplementation, respectively, compared to that in the control group (7.83 ppm). In addition, supplementation with arazyme and multiple enzymes significantly affected the microbial composition of each fermentation phase (p < 0.05). In particular, Lactiplantibacillus pentosus and Pediococcus pentosaceus, which changed in abundance according to arazyme or multi-enzyme supplementation, exhibited a positive relationship with VOC emissions. These results suggest that exogenous enzymes derived from invertebrate gut-associated bacteria can be efficiently applied as feed additives, leading to a reduction in VOC emissions.

• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.74-83
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• 2016

안전성이 확보되고 amo 유전자가 있는 토종미생물 Bacillus subtilis SRCM 101269는 전통발효식품으로부터 분리하였으며, cellulase, xylanase 생성능, 동정, 악취저감화능 등을 조사하여 우분 적용을 위한 특성 연구를 진행하였다. 가축분뇨 악취제어 관련 우분 적용 결과, 발효 6일 경과 후 대조구에 비해 2배 이상 암모니아 가스가 감소하였고 9일 경과 후 10 ppm 미만으로 농도가 감소하였다. 우분에 계분과 기타 목질성분이 첨가된 혼합분의 경우 발효 3일 후부터 일정 농도로 암모니아 가스가 유지되는데 반해, B. subtilis SRCM 101269를 접종한 시료에서만 발효시간의 경과에 따라 암모니아 가스가 감소하였으며, 황화수소의 농도 또한 9일이 경과한 시료에서 65 ppm으로 감소됨이 확인되었다. 발효 경과에 따른 아질산염과 황산염의 시료 내 변화량을 측정한 결과 우분에서의 아질산염은 변화가 없었으나, 혼합분에서는 대조구에 비교하여 증가하였다. 황산염의 경우 우분에서는 발효초기보다 감소하였으나 대조구와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고, 혼합분에서는 변화가 없는 것으로 분석되었다. 최종적으로 앞선 연구들을 토대로 B. subtilis SRCM 101269 균주의 우분퇴비 생산의 산업적 활용이 가능함을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제49권3호
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• pp.262-269
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• 2013

본 연구진은 청국장에서 수종의 미생물을 분리하였으며, 이중 소화 효소능이 뛰어난 균주를 선별하였으며, 유전학적 분석결과를 통해 본 균주가 Bacillus 속 균주임을 확인하고 Bacillus subtilis BC-P1이라 명명하였다. Bacillus subtilis BC-P1을 starter로 사용하여 청국장을 제조하였으며, protease, xylanase, chitinase activity, 혈전 분해능, 영양성분 분석 및 아미노산 분석을 통하여 B. subtilis BC-P1를 starter로 활용한 청국장 제품의 개선 가능성을 타진하였다. Bacillus subtilis BC-P1를 starter로 제조한 청국장은 기존 제품에 비해 우수한 소화효소 생성능을 보였으며, 특히 혈전분해효소 생성능이 우수함을 확인하였고, 대조군에 비해 증가된 환원당 및 총 아미노산 함량을 확인 할 수 있었다. 따라서 본 균주를 starter로 하여 청국장을 제조할 경우 기능성분, 생리활성의 증가, 품질 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 대규모 생산시 균주, 제조 조건에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권5호
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• pp.893-903
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• 2010

A cellulolytic and xylanolytic enzyme complex-producing alkalothermoanaerobacterium strain, Tepidimicrobium xylanilyticum BT14, is described. The cell was Grampositive, rod-shaped, and endospore-forming. Based on 16S rRNA gene analysis and various lines of biochemical and physiological properties, the strain BT14 is a new member of the genus Tepidimicrobium. The strain BT14 cells had the ability to bind to Avicel, xylan, and corn hull. The pH and temperature optima for growth were 9.0 and $60^{\circ}C$, respectively. The strain BT14 was able to use a variety of carbon sources. When the bacterium was grown on corn hulls under an anaerobic condition, a cellulolytic and xylanolytic enzyme complex was produced. Crude enzyme containing cellulase and xylanase of the strain BT14 was active in broad ranges of pH and temperature. The optimum conditions for cellulase and xylanase activities were pH 8.0 and 9.0 at $60^{\circ}C$, respectively. The crude enzyme had the ability to bind to Avicel and xylan. The analysis of native-PAGE and native-zymograms indicated the cellulosebinding protein showing both cellulase and xylanase activities, whereas SDS-PAGE zymograms showed 4 bands of cellulases and 5 bands of xylanases. Evidence of a cohesinlike amino acid sequence seemed to indicate that the protein complex shared a direct relationship with the cellulosome of Clostridium thermocellum. The crude enzyme from the strain BT14 showed effective degradation of plant biomass. When grown on corn hulls at pH 9.0 and $60^{\circ}C$ under anaerobic conditions, the strain BT14 produced ethanol and acetate as the main fermentation products.

• Mycobiology
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• 제48권6호
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• pp.501-511
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• 2020

Xylophagous termites are capable of degrading lignocellulose by symbiotic gut microorganisms along with the host's indigenous enzymes. Therefore, the termite gut might be a potential niche to obtain natural yeasts with celluloytic, xylanolytic and ethanologenic traits required for bioethanol production from lignocellulosic biomass. In this study, we cultured 79 yeasts from three different termites viz. Coptotermes heimi, Odontotermes javanicus and Odontotermes obesus. After suitable screening methods, we identified 53 yeasts, which belonged to 10 genera and 16 different species of both ascomycetous and basidiomycetous yeasts. Most yeasts in the present study represent their first-ever isolation from the termite gut. Representative strains of identified yeasts were evaluated for their cellulolytic, xylanolytic, and ethanologenic abilities. None of the isolates showed cellulase activity; 22 showed xylanolytic activity, while six produced substantial quantities of ethanol. Among xylanolytic cultures, Pseudozyma hubeiensis STAG 1.7 and Hannaella pagnoccae STAG 1.14 produced 1.31 and 1.17 IU of xylanase. Among ethanologenic yeasts, the strains belonging to genera Candida and Kodamaea produced high amount of ethanol. Overall, highest ethanol level of 4.42 g/L was produced by Candida tropicalis TS32 using 1% glucose, which increased up to 22.92 g/L at 35 ℃, pH 4.5 with 5% glucose. Fermentation of rice straw hydrolysate gave 8.95 g/l of ethanol with a yield of 0.42 g/g using the strain TS32. Our study highlights the gut of wood-feeding termites as a potential source of diverse yeasts that would be useful in the production of xylanase and bioethanol.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.805-812
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• 2003

본 시험은 유형이 서로 다른 세 가지 형태의 TMR을 반추위에 누관이 장착된 면양을 이용하여 3${\times}$3 라틴 방각법으로 반추위내 발효성상, 효소역가 및 전장 소화율을 조사하였다. 시험 결과를 살펴보면, 전반적으로 반추위 내 pH, 암모니아태 질소 농도, 총 VFA, 각종 VFA생성량, A/P ratio 및 각종 효소(CMCase, Xylanase 및 Protease) 역가는 건TMR를 급여했을 때와 비교하여 습TMR과 발효TMR급여 시 높은 경향을 보였다. 또한 건물, 유기물, 조단백질, 조지방, NDF 및 ADF의 전장 소화율도 건TMR 급여 시 보다 습TMR과 발효TMR를 급여했을 때 높게 향상된 것을 볼 수 있다. 따라서 본 시험의 결과들을 종합해 보면 보다 안정적이고 활발한 반추위 발효과정과 영양소 이용효율 측면에서 건TMR보다 습TMR이나 발효TMR이 우수한 것으로 요약할 수 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제18권10호
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• pp.1435-1439
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• 2005

Bacterio-mineral water (BMW) produced from manure has been known to exert a number of positive effects on animal production and odor control. An experiment was conducted to examine the effects of BMW produced from bio-reacted swine manure on in vitro gas production, cellulose degradation, microbial growth and fibrolytic enzyme activities of mixed rumen microorganisms. The five levels of 0, 0.001, 0.005, 0.01 and 1.0% BMW were supplemented into serum vials containing mixed rumen microorganisms. Incubations were carried out anaerobically at $39^{\circ}C$ without shaking for 0, 12, 24, 48, 72 and 96 h. There were no significant (p>0.05) differences among the treatments for the initial rate of gas production. At 72 h incubation, the gas production tended (p<0.1) to be increased by the 0.01 and 1.0% BMW treatments compared with control and the 0.001% BMW treatment. At the end of incubation (96 h), the sample supplemented with 0.01% BMW was higher (p<0.05) than control (0% BMW) in the gas production. The microbial growth rate was increased by all the BMW treatments, while 0.01% BMW was most effective in stimulating the growth rate. Although the addition of BMW on the filter paper DM degradation was not significantly influenced throughout the incubation period except the 48 h incubation, DM degradation tended to be increased by all BMW treatments compared with control. The addition of both 0.005 and 0.01% BMW highly increased (p<0.05) CMCase activity compared with control after 24 h and 48 h incubation, while at the 72 h incubation the 0.01% BMW addition only significantly increased (p<0.05). After 72 h incubation, the xylanase activity was significantly (p<0.05) increased with the addition of 1.0% BMW compared with the addition of 0.001 and 0.005% BMW, while at the other incubation times, the xylanase activity was not different among the treatments. In conclusion, the 0.01% BMW of supplementation level would be the suitable addition level to stimulate rumen fermentation increasing microbial growth and cellulose degradation.