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영지(Ganoderma lucidum) 균사체의 액체배양에 의한 세포외 생물고분자의 생산조건과 특성
이신영,강태수 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1996 한국미생물·생명공학회지 Vol.24 No.1
새로운 생물산업소재의 탐색 및 개발연구의 일환으로 Ganoderma lucidum(영지1호) 균사체의 액체배양에 의하여 세포외 생물고분자의 생산을 위한 최적 생산조건을 검토하였고, 생성 생물고분자를 분획 정제하여 이의 성분특성을 조사하였다. 세포의 생물고분자 생산을 위한 최적 배양조건은 glucose 5%, yeast extract 0.5%, (NH_4)_2HPO_4 0.1% 및 KH_2PO_4 0.05%(w/v)를 함유한 배지에서 pH 5.0, 온도 30℃ 및 교반속도 100 rpm일 때 얻어졌다. 이들 조건하에서 7일간 플라스크 배양하였을 때, 최대의 균체 및 세포외 생물고분자 농도는 각각 15.2 및 18.8 g/l이었으며, 비생육속도, 비기질소비속도 및 비생산속도는 각각 0.039 hr^-1, 0.043 gg ^-1hr^-1이었다. 세포의 생물고분자는 실온의 물추출에 의하여 수용성 및 물불용성 다당류로 분획되었으며, 두 시료 모두 97% 이상의 당을 함유하였다. 수용성 생물고분자 분획(BWS)과 물불용성 분획(BWI)은 모두 glucose, galactose, mannose, xylose 및 fucose를 함유하였으며, 구성당의 몰비는 각각 3.6 : 1.5 : 2.1 : 0.5: trace 및 2.9 : 3.1 : 2.0 : 1.6 : 0.3이었다. For the screening and the development of the new bio-material, cultural conditions for the exo-biopolymer (EBP) production through the submerged cultivation of Ganoderma lucidum mycelium were investigated. Also, the fractionations and the purifications of the exo-biopolymer were carried out and the chemical compositions of the exo-biopolymer were examined. The optimal culture conditions for the exo-biopolymer production were pH 5.0, 30℃ and 100 rpm of agitation speed in the medium containing of 5% (w/v) glucose, 0.5% (w/v) yeast extract, 0.1% (w/v) (NH_4_)_2HPO_4, and 0.05% (w/v) KH_2PO_4. In the flask cultivation for 7 days under these conditions, the concentration of the maximum exo-biopolymer and the cell mass were 15.4 g/l and 18.8 g/l, respectively. The specific growth rate was 0.039 hr^-1. In addition, the substrate consumption rate, and the exo-biopolymer production rate were 0.043 gg ^-1hr^-1 and 0.025 gg ^-1hr^-1, respectively. The exo-biopolymer was fractionated into BWS (water soluble exo-biopolymer) and BWI (war insoluble exo-biopolymer) by the water insoluble exo-biopolymer) by the water extraction, and the sugar contents fo two fractions were higher than 97% (based on dry basis). The components sugar of BWS and BWI fractions were glucose, galactose, mannose, xylose, and fucose. Their molar ratios were 3.6:1.5:2.1:0.5: trace and 2.9:3.1:2.0:1.6:0.3, respectively.
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Chitosan-ascorbate 처리 과메기에 있어서 오염미생물에 대한 저해효과
김영숙(Young-Sook Kim),오승희(Seung-Hee Oh),김순동(Soon-Dong Kim) 한국생물공학회 2009 KSBB Journal Vol.24 No.2
과메기를 표준화하는 일환으로 감압건조기 (vacuum drying)를 사용하여 CA (chitosan-ascorbate)로 표면을 coating 한 것과 시중에서 판매되고 있는 일반 과메기와 미생물오염도를 비교분석 하였다. Total aerobacter에서 SCA (CA 처리한 꽁치 과메기)는 1.41, SGRW (ginseng steamed red, wine으로 처리한 꽁치 과메기)에서 1.63, SNT (CA 비처리한 시중판매 과메기) 에서는 1.9 log cycle 오염된 것을 비교하면 SCA가 0.22-0.49 log cycle 항균효과를 보인다. HCA (CA 처리한 청어과메기)에서는 2.27, HDW (심층수로 처리한 청어과메기) 2.32, HNT (비처리한 청어과메기) 2.72로서 오염도를 비교하면 HCA는 0.05-0.45 log cycle을 억제시켰다. GCA (CA 처리한 전어과메기)에서는 0.95, GDW (심층수로 처리한 전어과메기)와 GNT (비처리한 전어과메기)가 1.4의 수치를 나타내어서, GCA는 비처리한 GNT와 비교할 때 0.45 log cycle을 저해시켰다. Coliform 과 E. coli에서는 오염미생물이 검출되지 않았다. S. aureus는 SCA에서 0.47, SGRW 1.15, SNT 1.27로 조사되어 미생물 오염도를 비교하면 SCA는 0.68-0.8 log cycle의 오염 미생물을 억제시킨다. HCA는 1.15, HDW 1.11, HNT 1.36과 비교하면 HCA는 오염미생물 0.21 log cycle을 저해 시켰다. GCA는 0.47, GDW와 GNT가 1.08과 1.34로 검출 되었다. 즉 GCA에서는 오염된 미생물 0.26-0.61 log cycle 오염미생물을 억제시킨다. 수분함량 측정의 결과는 GDW 29%, HCA 31%, HNT 32%로 조사되어서 적당한 수분함량을 보유하고 있으나, SGW, GCA, HDW, SCA는 7-15% 가 부족하며, SNT 와 GNT는 과메기 표준수분함량 (30%) 보다 10%가 더 많아서 미생물의 오염과 과산화물 증가 및 산패를 더 빨리 초래 한다. CA를 첨가하였을 때 과산화물은 SCA 41, HCA 45, GCA 49 meq로 조사되었으며, 항균성을 첨가하지 않은 시중과메기 (SNT, HNT, GNT)와 비교할 때 과산화물이 12 meq 더 낮게 조사되었다. SEM 관찰에서는 SCA, HCA가 조직표면이 선명하고 과산화물이 낮게 검출되었으며, 반면 항균성을 처리하지 않은 SGRW, HDW는 과산화물이 많으며 조직표면이 불투명하였다. 관능평가에서는 SCA, SGW 등의 순으로 꽁치 과메기 선호도가 가장 높았으며, 다음으로 청어, 전어 과메기 순으로 조사되었다. We examined saury, herring, gizzard shad kwamaegi to measure of microbic contamination rate of kwamegi that are sold in the market now. In the total bacteria, staphylococcus, peroxide value, and microorganisms is inhibited that from sample that we treated a substance with chitosan-ascorbate (CA) and other orders deep water (DW), ginseng steamed red and wine (GRW), NT (not treated). When we compared between SGRW and SNT, SCA show us more inhibition effect 0.22-0.49 log cycle in the total aerobacter. When we compared between HDW and HNT, HCA restraint 0.05-0.45log cycle, and when we compared between GDW and GNT, GCA inhibited 0.45 log cycle. In the coliform and E. coli, growths of microorganisms were inhibited followed order by treatment of CA, NT, and DW. GDW, HCA and HNT checked enough amount of water from the moisture measurement; but SGW, GCA, HEW and SCA showed 7-15% lack of moisture, and SNT and GNT have 10% more moisture. Peroxide value is changed to 41-51meq/kg when we did treat CA in there and a side that didn"t add antimicrobial expressed the result numerically that 56-58meq/kg. In the sensory evaluation, customer gave preference to followed by Saury kwamaegi, herring, and gizzard shad kwamaegi. We have a point of view when kwamaeki manufactured if we add natural antibiotic and it uses to vacuum drying, we would inhibited of multiplication of microorganism, and of peroxides.
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카탈라제를 생산하는 고초균 (Bacillus sp.)의 고정화 및 과산화수소 분해 특성
한경아(Kyung-Ah Han),장윤희(Yun-Hee Jang),이종일(Jong Il Rhee) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.6
토양 미생물로부터 스크리닝한 미생물 중 카탈라제 생산량이 높은 세 가지 미생물 (Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2와 Bacillus flexus BKBChE-3)을 배양하여 얻은 카탈라제 효소가 과산화수소를 분해하는 것을 확인하고, 미생물 균체를 천연제올라이트에 정전기적 흡착법으로 고정하였다. 주사전자 현미경을 통해 각각의 미생물이 지지체에 잘 흡착된 것이 관찰되었고, 10.5 mM의 과산화수소를 1시간 이내에 완전히 분해되는 것을 확인하였다. 과산화수소 분해 속도가 가장 빠른 Bacillus flexus BKBChE-3은 온도와 pH 영향성 실험을 통해 고온과 pH 10 이상의 강알칼리 조건에서도 30일 이후까지 미생물이 생존하는 것을 관찰하였다. 또한 고정화된 미생물의 경우 온도 25-40℃, pH 7-10의 조건에서 생균수가 계속하여 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제효소 뿐만 아니라 고정화된 균체도 과산화수소의 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다. 이들 결과로부터 미생물 발효를 통해 생산된 효소의 생산량 증가와 미생물 개체 수 증가를 이용하여 산업폐수에 적용하면, 과산화수소의 제거 효율을 높이고 균체 재활용을 통한 공정비용을 절감할 수 있을 것으로 사료된다. In this work we have investigated the production of catalase from Bacillus sp. strains, which were screened and identified from soil. These strains were cultivated in shaking flasks with tryptic soy broth (TSB) at 30℃ and 200 rpm. Effects of the temperature and pH on the stability of the native catalase and whole cell viability were studied in the temperature range of 25-60℃ and the pH range of 7-13. Korean natural zeolite was added to culture medium and mixed with microorganisms for 24 hours. The native catalase maintained its activity over 50℃. The enzyme acitiviy of the catalase from Bacillus flexus BKBChE-3 was highest among the Bacillus sp. strains studied. Bacillus flexus BKBChE-3 and immobilized Bacillus cells have survived under extreme conditions of over 50℃ and pH 12. 60 mL of 10.5 mM H2O2 solution were entirely removed within 1 hour with catalase produced from Bacillus sp. on the flask. When Bacillus cells were immobilized on Korean natural zeolite, colony forming unit of Bacillus flexus BKBChE-3 was increased and high efficiency of hydrogen peroxide removal was observed.
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