Maximum amount of the aminopeptidase M inhibitors produced by Streptomyces griseoplanus SL20209 in 500 ml-Erlenmeyer flask was accumulated after cultivation for 3 days at 28$\circ$C, thereafter the amount of inhibitors decreased slowly with a pH change to alkaline. Arabinose, xylose, mannose and soluble starch were good carbon sources for the production of the inhibitors. On the other hand, glucose was only good for the cell growth but potently inhibited the production of inhibitors. Natural organic nitrogen sources such as soybean meal, fish meal, gluten meal and peanut powder were good for the production of inhibitors, however, soytone, peptone and inorganic nitrogens such as NH$_{4}$C1 and NH$_{4}$NO$_{3}$ were poor. Inclusion of yeast extract (0.5%, w/v) or K$_{2}$HPO$_{4}$ (0.05%) into the production medium increased the production of inhibitors by accelerating cell growth. The production of inhibitors was slightly increased on the medium containing CaCO$_{3}$ (0.3%) and zeolite (0.5%), respectively. Optimal temperature and initial pH range for the production ot inhibitors were determined to be 28$\circ$C and 6.0-7.0, respectively. Employing two improved production media consisting of 3% arabinose or soluble starch, 2.5% soybean meal, 0.5% yeast extract, 0.05% K$_{2}$HP0$_{4}$, 0.1% CaCO$_{3}$ and 0.3% zeolite (pH 6.8), 1.8-fold increase in the amount of inhibitors was achieved, comparing with the basal medium used.
In the present study, we examined the chemoprotective effects of different rice bran, which are produced by fermentation or not, on doxorubicin induced rat model, and detected the change of components of rice bran. Rats receiving fermented rice bran of 100 mg/kg by oral plus doxorubicin 10 mg/kg had greater weight gain as +24% than that observed with doxorubicin alone. In case of the treatment of non-fermented rice bran of 100 mg/kg by oral with doxorubicin of 10 mg/kg, fermented rice bran showed a -1.3% decrease in body weight. 100 mg/kg fermented rice bran decreased the incidence to 30%, and non-fermented rice bran decreased the incidence to 50%. In lethality, the rate of death of doxorubicin was 60%. 100 mg/kg fermented rice bran decreased to 10% in death rate and non-fermented rice bran to 30%. In gross gastrointestinal pathology, doxorubicin showed the gross gastrointestinal mucosal pathology in 70% of treated rats, fermented rice bran decreased to 40% and non-fermented rice bran to 50%. In the change of constituent, xylose concentration of fermented rice bran was detected to 59.33 mg/g while its concentration of non-fermented rice bran was 11.12 mg/g.
The strain SL-387 which produces new inhibitors of aminopeptidase M, MR-387A and B, was isolated from a soil sample. The strain has branched substrate mycelia, from which aerial hyphae develop in the form of open spirals. Spore surface is smooth. Melanoid and soluble pigme- nts were observed. The isolate contains LL-diaminopimelic acid in its cell wall hydrolysate, and has no pectinolytic activity. The strain SL-387 is closely related to Streptomyces griseoruber and S. naganishii, but is different from these strains in some cultural and physiological characteristics. This strain was, therefore, designated as Streptomyces sp. SL-387. The effects of several carbon and nitrogen sources on the production of the inhibitor were examined. Among them, glucose, galactose, mannose, and xylose were effective as a carbon source and soybean meal, soytone, fish meal, and gluten meal were effective as a nitrogen source. The maximum peak of the inhibitor production in jar fermentor was obtained on the fifth day of culture.
Lignocellulosic biomass is the most abundant organic material on earth and also promising raw material for bioenergy production. Agricultural residues in the process of bio-oil extraction, is an abundant and low-cost lignocellulosic material. The technology for conversion of lignocellulosic biomass resources to fuels and chemicals, such as ethanol, has been under development for decades. One of the well-studied technologies that are currently being commercialized is to use a dilute acid-catalyzed pretreatment followed by enzymatic hydrolysis and fermentation to produce ethanol. In this work, the dilute-acid hydrolysis of agricultural residues was optimized through the utilization of statistical experimental design. Evaluation criteria for optimization of the pretreatment conditions were based on high xylose recovery and low inhibitor contents in the hydrolyzates. The purpose of this study was to gain a more accurate understanding of the quantities of acid required for effective hydrolysis and the reactivity trade-offs with reaction time and temperature that will enable overall process optimization.
Streptomyces sp. No.8, which produced glucose isomerase was isolated from soil samples. The isolated strain, No.8, was identified as belonging to the Genus Streptomyces. A mutant strain, SM 805, showed the greatest ability to produce glucose isomerase. It was developed from the strain, No.8, by mutagenesis induced by NTG and UV treatment. The mutant strain, SM 805, produced about 7 times more glucose isomerase than the parental strain, No.8. This enzyme catalyzed the isomerization of D-xylose, D-glucose and D-ribose. It was inactive in the absence of metal ions, but was activated by the addition of $Mg^{2+}$ or $Co^{2+}$. The optimum temperature and pH for enzyme activity were $80^\circ{C}$ and pH 8.5, respectively. The enzyme was stable in a pH range of 6.0 to 10.0, and it was highly thermostable. There was no activity loss below $80^\circ{C}$, and even above $90^\circ{C}$ about 45% of its activity was retained. The reaction equilibrium was reached when about 53% fructose was present in the reaction mixture. Whole cells containing glucose isomerase from Streptomyces sp. SM 805 were immobilized by glutaraldehyde treatment. The resultant immobilized enzyme pellets showed a relatively long stability during the isomerizing reaction. The half-life of the immobilized enzyme during the operating was 45 days in the presence of 10mM $Mg^{2+}$.
가속도가 붙은 지구온난화 문제와 수 십년 이내로 예상되는 화석연료의 고갈은 지속가능하면서도 환경친화적인 새로운 형태의 에너지 출현을 필요로 하고 있다. 이러한 추세에 맞추어 태양광, 조력, 지열, 풍력, 수소 에너지와 더불어 바이오에너지가 대체에너지로서 주목받고 있다. 바이오에너지는 태양에너지를 유기물로 변환하는 식물을 재료로 하여 바이오 에탄올이나 바이오디젤 등을 생산하여 사용하는 것으로 대체 에너지가 갖춰야 할 조건을 두루 갖춘 최적의 신재생에너지로 고려되고 있다. 하지만 바이오에너지가 진정한 의미에서의 환경친화적이면서 지속가능성을 갖추기 위해서는 아직 기술적으로 해결해야할 문제점들이 많다. 최근 미국에서 바이오에탄올 생산을 위한 옥수수 소비량이 늘어 곡물 및 사료 가격의 급등 현상으로 이어지고 있다. 또한 이러한 현상은 개발도상국 식량자원의 선진국 유입 등으로 빈곤의 심화 등이 새로운 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 곡물이 아닌 비식용 부위를 이용한 에탄올 생산이 대안으로 여겨지고 있는 바 셀룰로스 에탄올은 이러한 문제점을 극복할 수 있는 대체에너지로서 자리매김하고 있다. 셀룰로스 바이오에탄올은 사람 등의 동물이 소화하지 못하는 바이오매스의 대부분을 차지하는 식물 세포벽을 곰팡이 등에서 분리한 효소로 분해한 후 여기서 생성되는 당을 발효과정을 통해 생산되는 에탄올로서 전술한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있는 유망한 대안 에너지로 고려되고 있다.
본 연구는 홀스타인 젖소의 반추위에서 순수분리 및 동정된 섬유소 분해균인 Ruminococcus flavefaciens (H-20) 및 Fibrobactor succinogenes (H-23)의 혼합 배양액(DFM)을 수준별로 반추동물에 적용하였을 때 반추위발효와 섬유소분해효소 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 대사시험은 반추위 fistula가 장착된 12개월령 한우 암소 4두를 이용하여 $4\times4$ Latin square 방법으로 실시되었다. 모든 처리구는 기초사료로, 농후사료 2 kg에 톨페스큐와 오차드그라스의 혼합건초 3 kg을 1일 2 회로 나누어 균등 급여하였으며, DFM을 사용하지 않은 처리구(control), 기초사료를 포함하여 1% (50 ml/day, H20 + H23), 3% (150 ml/day, H20 + H23) 및 5% (250 ml/day, H20 + H23) 수준의 네 처리군으로 나누어, 사료 급여시 DFM을 반추위 cannula 안으로 직접 주입하여 실시하였다. 본 실험 결과 급여 후 모든 시간에서, 처리구는 반추위액내 pH의 유의적 차이가 나타나지 않았으나, 반추위 암모니아 질소의 농도에서 DFM투여 후 1시간에 3% 처리구(19.47 mg/dl)는 5% 처리구(17.27 mg/dl)와 차이는 없었지만, 대조구 및 1% 처리구(14.5 및 14.9 mg/dl)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 섬유소분해효소활력은 전체적으로 유의한 효과가 나타나지 않았으나, xylanase는 0시간에 5% 처리구($119.49\;{\mu}mol$/ml/min)가 3% 처리구($72.02\;{\mu}mol$/ml/min)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). VFA 농도는 butyric acid에서 급여후 1시간에 대조구(15.71 mM)와 비교하여 3% 처리구(24.48 mM)에서 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 이러한 결과로 미루어 보아 혐기성 섬유소분해 박테리아 배양액의 공급은 최소 3% 이상에서 반추위발효에 개선효과가 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 장류가 우리 식생활에 차지하는 중요성을 고려하여 기능성 식품으로 이용될 수 있는 보리등겨를 식품소재로 이용하기 위해 보리메주로 간장을 제조한 후 각종 품질특성을 대두간장과 비교하여 조사하였다. 총질소(TN)는 보리간장에서 식품공전상의 간장의 기준인 0.7% 이상을 확보하였고 유리당은 arabinose, xylose, fructose, glucose, maltose 경우 보리간장에서 훨씬 많았고, sucrose는 대두간장에서는 검출되었으나, 보리간장에서는 검출되지 않았다. 총 유리당 함량은 보리간장에서 대두간장에 비해 약 20배 이상 검출되었다. 휘발성 유기산을 보리간장에서는 propionic acid와 butyric acid의 함량이 많은것이 특징이었고, 비휘발성 유기산은 lactic acid함량이 거의 검출되지 않는 것이 특징적이었다. 총함량은 보리간장에서 대두간장에 비해 약 1/4수준이 검출되었다. 유리아미노산의 경우 보리간장은 glutamic acid>proline>phenylalanine 순으로 검출되었으며, GA/TA는 $24.8{\sim}28.0%$가 검출되었고 필수아미노산은 $26.7{\sim}29.9%$, 총함량은 $0.7{\sim}1.4%$가 검출되었다. 혼합간장과 대두간장은 glutamic acid>lysine>leucine 순으로 검출되었다. 보리간장의 관능검사 결과는 숙성 45일을 가장 선호하는 것으로 나타났고, 보리간장, 혼합간장, 대두간장의 숙성기간별 관능검사 결과 비교에서 숙성 45일째 대두간장에 비해 보리간장의 관능검사 결과값이 높았고, 보리간장과 혼합간장 사이에는 유의적 차이가 없었다.
최근 건강과 관련하여 전통주 소비가 급증하고 있는 가운데 전통주 중에 밑술 처리방법으로 고두밥을 멥쌀과 찹쌀로 이용하는 과화주와 백화춘을 만들어 이화학적 특성과 항산화활성을 분석한 결과는 다음과 같다. 과화주는 찹쌀을 주재료로 빚는 단양주로서 알코올 함량은 5.21~12.52%를 환원당의 함량은 1.07~2.47g/L, pH는 3.22~3.77% 보였으며, 백화춘의 알코올 함량은 일부 실험군을 제외하고 3~5%범위의 알코올 함량을 보였으며 pH는 낮게 나타났다.전통주의 spectrum 분석결과 백화춘의 50% 실험군이 과하주와 같은 PC1 음의 영역에 위치하고 있으며 loading plot과 대입하였을 때 PC1 양의 방향에 있는 경우 lactic acid와 isoleucine, choline과 같은 일부 아미노산이 주성분이며, 과하주의 경우 glucose, xylose, maltose 등의 당 성분이 주성분임을 알수가 있다. 따라서 전통주중 재료 구성비율이 비슷하면서 만드는 방법의 차이를 보이는 과화주와 백화춘의 이화학적 특성과 항산화활성을 측정하고 상호분석을 통하여 전통주 발효과정을 파악하고 제조하는 기초자료로 활용하는데 도움이 될수 있을것이라 생각한다.
This study was conducted to evaluate the yield of bio-ethanol produced by separate hydrolysis and fermentation (SHF) with the pretreated rapeseed straw (RS) using crude enzyme of Cellulomonas flavigena and Saccharomyces cereviase. Crude enzyme of C. flavigena showed enzymatic activity of 14.02 U/mL for CMC 133.40 U/mL, for xylan 15.21 U/mL, for locust gum and 15.73 U/mL for rapeseed straw at pH 5.0 and $40^{\circ}C$, respectively. The hemicellulose contents of RS was estimated to compromise 36.62% of glucan, 43.20% of XMG (xylan + mannan + galactan), and 2.73% of arabinan by HPLC analysis. The recovering ratio of rapeseed straw were investigated to remain only glucan 75.2% after 1% $H_2SO_4$ pretreatment, glucan 45.44% and XMG 32.13% after NaOH, glucan 44.75% and XMG 5.47% after $NH_4OH$, and glucan 41.29% and XMG 41.04% after hot water. Glucan in the pretreatments of RS was saccharified to glucose of 45.42 - 64.81% by crude enzyme of C. flavigena while XMG was made into to xylose + mannose + galactose of 58.46 - 78.59%. Moreover, about 52.88 - 58.06 % of bio-ethanol were obtained from four kinds of saccharified solutions by SHF using S. cerevisiae. Furthermore, NaOH pretreatment was determined to show the highest mass balance, in which 21.22 g of bio-ethanol was produced from 100 g of RS. Conclusively, the utilization of NaOH pretreatment and crude enzyme of Cellulomonas flavigena was estimated to be the best efficient saccharification process for the production of bio-ethanol with rapeseed straw by SHF.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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