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한국미생물·생명공학회지검색

Microbiology and Biotechnology Letters


  • - 주제 : 자연과학분야 > 생물
  • - 성격 : 학술지
  • - 간기: 계간
  • - 국내 등재 : KCI 등재
  • - 해외 등재 : - / SCOPUS
  • - ISSN : 1598-642x
  • - 간행물명 변경 사항 : 산업미생물학회지(~2001)→한국미생물·생명공학회지(2002~)
논문제목
수록 범위 : 41권 2호 (2013)

Fomitopsis pinicola 균사체로부터 Endoglucanase의 최적생산

구지민 ( Ji Min Gu ) , 박상신 ( Sang Shin Park )
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소나무잔나비버섯(Fomitopsis pinicola MKACC 54347) 의 균사체로부터 endoglucanase를 생산하기 위한 최적 배양조건을 조사하였다. 복합배지 중 MSM이 가장 높은 endoglucanase 활성을 나타내었으며, MSM의 성분과 농도를 각각 2.0% CMC, 2.0% yeast extract, 0.2% KH2PO4, 0.03% MnSO4 및 0.3% trace metal 용액으로 첨가하였을 때 효소활성이 가장 우수하였다. 따라서 F. pinicola로부터 endoglucanase를 생산하기 위한 최적 배지조건은 2.0% CMC, 2.0% yeast extract, 0.2% KH2PO4, 0.03% MnSO4 및 0.3% trace metal 용액이다. 이상의 배지를 사용하여 배양온도 25oC에서 8일 동안 배양하였을 때 최대로 효소 활성이 나타내는 것을 확인하였다. CMC를 기질로 사용한 activity staining의 결과를 통해 F. pinicola 균사체의 endoglucanase 활성여부를 확인할 수 있었으며 그 분자량이 43-70 kDa 임을 확인하였고, 배양액 중의 효소활성의 최적 pH와 온도는 각각 pH 5.0과 55oC인 것으로 나타났다.

Sinorhizobium meliloti 유래 Mannitol Dehydrogenase 유전자의 클로닝 및 대장균 내 발현과 효소특성 규명

장명운 ( Myoung Uoon Jang ) , 박정미 ( Jung Mi Park ) , 김민정 ( Min Jeong Kim ) , 이소원 ( So Won Lee ) , 강정현 ( Jung Hyun Kang ) , 김태집 ( Tae Jip Kim )
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Sinorhizobium meliloti 1021 (KCTC 2353) 유전체로부터 mannitol dehydrogenase (SmMDH)로 추정되는 유전자를 클로닝하고, 대장균에서 대량 발현하였다. 이 유전자는 494개의 아미노산(약 54 kDa)을 암호화하는 1,485 bp의 염기로 구성되며, 기존에 보고된 long-chain dehydrogenase/reductase 계열 MDH 효소들과 약 35-55%의 아미노산 서열상동성을 나타내었다. 재조합 SmMDH의 최적 반응온도는 40oC이며, pH 7.0의 조건에서 최대의 D-fructose 환원활성, 그리고 pH 9.0에서 최대의 D-mannitol 산화활성을 보였다. 특히, 이 효소는 NAD+/NADH 조효소의 존재 하에서 산화· 환원 활성을 나타내며, NADP+/NADPH는 조효소로 이용하지 못하였다. 결론적으로 SmMDH는 전형적인 NAD+/NADH-의존형 mannitol dehydrogenase (EC 1.1.1.67)임을 확인하였다.

Bacillus subtilis에 의한 발아 및 미발아 황태 청국장 발효

이나리 ( Na Ri Lee ) , 고태훈 ( Tae Hun Go ) , 박성보 ( Sung Bo Park ) , 이상미 ( Sang Mee Lee ) , 황대연 ( Dae Youn Hwang ) , 김동섭 ( Dong Seob Kim ) , 박근태 ( Geun Tae Park ) , 손홍주 ( Hong Joo Son )
4,500
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요약하면, 콩은 6시간 침지 및 2시간마다 4일 동안 물 공급 및 25oC에서 발아율이 가장 높았다. Isoflavone 함량은 발아 전보다 발아 후에 높게 나타났다. 발아콩-B. subtilis D7을 이용하여 발효된 청국장의 경우 아미노태 질소 함량, protease 활성 및 α-amylase 활성 등이 미발아콩-B. subtilis D7과 볏짚물-비발아콩을 이용한 경우보다 높게 나타났다. 종균을 이용해 발효된 청국장의 경우 환원당 함량, 아미노태질소 함량, 생균수, protease 활성 및 amylase 활성 등에서 볏짚을 이용한 경우에 비해 더 높게 나타났다. 동물실험을 통한 생산된 청국장의 유효성을 검증한 결과, 모든 청국장은 간세포의 SOD 활성과 혈청 ALP 활성을 증가시켰으며, 발아콩을 이용한 경우에서만 혈청 AST 활성이 증가되었다. 따라서 종균을 이용해 발효된 청국장(특히, 발아콩을 이용한 경우)은 볏짚을 이용해 발효된 청국장에 비해 여러 가지 화학성분이 우수한 것으로 나타나 기능성 성분의 증가와 더불어 품질 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

발효조건을 달리하여 제조한 현미 막걸리의 품질특성

백창호 ( Chang Ho Baek ) , 최지호 ( Ji Ho Choi ) , 최한석 ( Han Seok Choi ) , 정석태 ( Seok Tae Jeong ) , 김재현 ( Jae Hyun Kim ) , 정용진 ( Yong Jin Jeong ) , 여수환 ( Soo Hwan Yeo )
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본 연구는 발효조건을 달리한 현미 막걸리의 술덧성분 변화를 조사하였다. 서로 다른 발효제와 발효온도에 따른 알코올의 차이는 30oC 발효가 20oC보다 알코올 도수가 평균 2% 정도 높은 것으로 나타났다. 당화력 차이는 발효 초기부터 20oC보다 30oC 발효액의 당도가 높게 나타난 것으로 보아 알코올 도수에도 영향을 미치며, pH는 발효 4일까지는 서서히 감소하였고 그 이후, 변화의 폭은 크지 않았다. 적정산도는 발효가 끝날 때까지 지속적으로 증가하였으며, 20oC AK 의 적정산도가 가장 높게(0.57%) 나타났고, 30oC 발효 술덧에서는 0.66%로 산패 가능성은 없었다. 색도 중 L 값과 a 값은 발효초기의 모든 술덧에 비해 발효 종료시점에 조금 낮아지며, b 값은 발효가 진행됨에 따라 꾸준히 상승하였다. 발효 술덧의 유기산은 총 9종이 검출되었으며,그 중 citric acid 함량이 가장 높게 나타났다. Lactic acid는 오히려 20oC 발효술덧에서 더 많이 검출된 것으로 보아 발효온도에 따라 생성된 유기산이 차이가 있었다. 유리아미노산 함량은 발효제 종류 및 발효온도에 따라 크게 차이가 있었고, 유리아미노산은 20oC보다 30oC 발효 술덧에 많이 있었다. 이상의 결과를 살펴보면, 30oC에서 제조한 현미 막걸리가 더욱 우수한 품질을 가지며, 누룩 종류 및 발효온도에 따라서 현미 막걸리의 주질이 결정된다. 향후, 농가형 흑초 제조에 적합한 현미막걸리의 술덧 제조가 가장 중요하다고 여겨진다.

Paclitaxel 정제를 위한 메조기공 알루미나 흡착제 평가

오현정 ( Hyeon Jeong Oh ) , 정경열 ( Kyeong Youl Jung ) , 김진현 ( Jin Hyun Kim )
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바이오매스 유래 항암물질 paclitaxel 정제를 위하여, 물리적 특성이 다른 메조기공 알루미나 흡착제를 제조하여 흡착제 처리 효과를 조사하였다. 알루미나의 물리적 특성 중 표면적과 기공부피 보다는 기공크기(기공지름)이 흡착제 처리 효과에 많은 영향을 미쳤다. 특히 적절한 기공크기(기공지름: 10.8 nm)에서 식물유래 타르 및 왁스 성분을 포함한 불순물을 제거하는데 가장 효과적이었다. 일정한 기공크기에서 흡착제의 표면적은 paclitaxel 순도뿐만 아니라 수율에 많은 영향을 미치며 흡착제의 표면적이 증가할수록 paclitaxel과 불순물(바이오매스 유래 타르 및 왁스 성분 포함)의 흡착 정도는 증가하였다. 이러한 불순물 제거 효과는 흡착제 처리 후흡착제를 메탄올로 세척하여 HPLC로 분석한 결과와 흡착제에 붙은 유기물의 TGA 정량 분석 결과로도 확인할 수 있었다.

Lactobacillus rhamnosus 파쇄물의 항산화 및 미백효과

최우석 ( Woo Seok Choi ) , 권희석 ( Hee Souk Kwon ) , 임혜원 ( Hye Won Lim ) , 노라환 ( Ra Whan No ) , 이현용 ( Hyeon Yong Lee )
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유산균은 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능 및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된바 있다[5, 26]. Lactic acid인 Lactobacillus rhamnosus는 보편적으로 많이 사용하는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 낮게 측정되는 세포독성 결과와 높은 tyrosinase 억제활성을 바탕으로 멜라닌 생성을 줄임에 따라 미백활성을 가진다. 또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미 백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다. 더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.

전통 장류로부터 Exopolysaccharide 생성 유산균의 분리 및 특성

윤혜주 ( Hye Ju Yun ) , 이유정 ( You Jung Lee ) , 여수환 ( Soo Hwan Yeo ) , 박혜영 ( Hye Young Park ) , 박희동 ( Heui Dong Park ) , 백성열 ( Seong Yeol Baek )
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전통 장류에서 점성물질을 분비하는 유산균을 분리하고 높은 활성을 보이는 N45-10, K6-7 및 N58-5의 3균주를 선발하였다. 선발한 3균주의 16S rDNA의 염기서열을 분석한 결과 N45-10은 Leuc. citreum, K6-7, N58-5는 Leuc. mesenteroides로 동정되었다. 산 저항성과 인공위액 저항성은 3균주 중에서 Leuc. citreum N45-10이 높은 생균수(105-106 CFU/ml)를 나타내어 산 저항성과 인공위액 저항성이 가장 우수하게 나타났으며, 인공 담즙 저항성은 Leuc. citreum N45-10은 높은 생균수(103-104 CFU/ml)를 유지하여 담즙액 저항성이 우수하게 나타났다. 3균주들 중에서 Leuc. citreum N45-10은 EPS 생성량이 가장 많았고, MRS 배지에서 배양하여 EPS가 생성되지 않았을 때보다 슈크로오스 배지에서 배양하여 EPS를 생성하였을 때 생균수가 더 높게 나타났다. 이것은 EPS 생성이 유산균의 세포벽 주위에 보호막으로 작용한 결과로 생각된다. 선발 유산균 3주의 EPS 생산량은 슈크로오스 액체배지에서 각각 16.173, 8.167, 3.652 g/L였으며, Leuc. citreum N45-10은 글루코오스로만 이루어진 homo-polysaccharide, Leuc. mesenteroides K6-7과 N58-5 는 프락토오스, 글루코오스로 구성된 hetero-polysaccharides 로 동정되었다. 선발 유산균 3주 모두는 용혈 음성반응을 나타내고, 젤라틴 액화능을 나타내지 않아 안전성이 확인되었다.

말굽버섯 자실체에서 분리한 항보체 활성 다당체의 화학적 분석

박정근 ( Jung Keun Park ) , 박계원 ( Kwe Won Park ) , 신광순 ( Kwang Soon Shin ) , 이창묵 ( Chang Muk Lee ) , 석순자 ( Soon Ja Seok ) , 김정봉 ( Jeong Bong Kim ) , 구본성 ( Bon Sung Koo ) , 한범수 ( Bum Soo Han ) , 윤상홍 ( Sang Hong Yoon )
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말굽버섯의 열수추출물에서 얻은 조다당체인 MFKF-CP를 분리, 정제하기 위하여 DEAE-sepharose FF 및 ConcanavalinAsepharose 4B를 이용한 두 차례의 연속적인 chromatography 를 수행하였다. DEAE-sepharose FF에서는 3종류의 다당체 (MFKF-NP, MFKF-AP1, MFKF-AP2)를 분리하였는데, 그 중에서 MFKF-AP1이 50 μg/ml 농도에서 70% 이상의 높은 항보체 활성을 보였다. 이어서 ConcanavalinA-sepharose 4B 칼럼을 이용해 MFKF-AP1과 MFKF-AP2 다당체로부터 각각 MFKF-AP1α, β와 MFKF-AP2α, β 다당체를 분리하였다. 그 중에서 MFKF-AP1β가 20 μg/ml 농도에서 70% 이상의 가장 우수한 항보체 활성을 나타내었고 그 활성 순서는 MFKF-AP1β > MFKF-AP1α > MFKF-AP2α > MFKFAP2β> MFKF-NP > PKS이었다. 또한, Mg++과 Ca++ 이온이 제거되거나 첨가된 상태에서의 항보체 활성 실험을 통해 말굽버섯의 주 항보체 다당체인 MFKF-AP1β는 고전경로 (classical pathway)와 대체경로(alternative pathway) 모두를 경유하여 활성을 나타내고 있음을 확인하였다. Gas chromatography에 의한 구성당 조성 분석에서는 중성다당체인 MFKF-NP를 제외하고 나머지 4종의 다당체가 xylose를 약 70-99%의 높은 비율로 함유하고 있으며 특히 주요 항보체 다당체인 MFKF-AP1β는 xylose를 99% 함유하고 glucose (0.24%) 및 arabinose (0.66%)를 미량 함유하고 있는 매우 특이한 homoxylan이었다. 또한, MFKF-AP1β의 분자량을 HPLC로 분석한 결과, 약 12,000 정도인 것으로 추정되었다.

미세조류 옥외 배양시스템을 이용한 바이오디젤 생산 및 도시하수 영양 염류 제거

강시온 ( Zi On Kang ) , 김병혁 ( Byung Hyuk Kim ) , 오희목 ( Hee Mock Oh ) , 김희식 ( Hee Sik Kim )
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화석연료의 매장량 한계와 해로운 영향으로 인하여 이를 대신할 대체 에너지연구가 요구되고 있다. 최근, 미세조류를 통한 바이오에너지 생산이 주목을 받고 있으며, 도시하수를 영양원으로 이용하여 미세조류를 배양하는 것은 생산비용을 낮추는 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 옥외 수질정화 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)을 이용하여 적용했다. 실험에 사용한 도시하수는 하수종말처리장의 1차 침전지를 거친 유입수를 이용하였으며, 토착 미세조류를 SSRP에서 배양하였다. 체류시간 6일 운전 후 TN, TP, NH3-N의 평균 제거 효율은 77.77%, 63.55%, 89.02%로 각각 나타났다. 또한 미세조류 내의 지질함량은 평균 19.51%로 나타났으며, FAME는 주로 18:n인 linolenate, linoleate 로 이루어져 있음을 확인하였다. 18S rRNA 유전자 분석과 현미경 관찰을 통하여 녹조류인 Chlorella와 Scenedesmus 가 우점하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 도시하수는 미세조류 배양에 필요한 질소와 인을 제공할 수 있으며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 정화될 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 통해 얻어진 바이오매스는 바이오디젤 전환을 통하여 상업화될 수 있는 가능성을 확인하였다.

메탄산화세균의 활성에 미치는 tobermolite, perlite 및 Polyurethane 담체의 영향

정소연 ( So Yeon Jeong ) , 윤희영 ( Hee Young Yoon ) , 김태관 ( Tae Gwan Kim ) , 조경숙 ( Kyung Suk Cho )
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Tobermolite, perlite 및 polyurethane을 충전재로 이용한바이오필터에 의한 메탄제거 기술이 개발되고 있다. 본 연구에서는 이들 충전재가 메탄산화능에 미치는 영향을 알아보았다. 습지토양과 매립지토양에서 분리한 혼합 메탄산화세균(consortium A, B, C and D)를 접종원으로 하고, 메탄산화속도와 메탄산화세균 수에 미치는 담체(perlite, tobermolite, polyurethane)의 영향을 조사하였다. Perlite를 첨가한 경우 메탄산화속도는 대조군 (담체 미첨가)보다 두 배 이상 증가 하였고, 메탄산화세균 수도 10배 이상 증가하였다. Tobermolite 를 첨가한 경우에는 일반세균 수 대비 메탄산화세균의 비율이 대조군과 다른 담체에 비해 높았다. 이는 tobermolite가 메탄산화세균이 우점할 수 있는 특이적 담체로 작용함을 시사한다. 이상의 결과로부터 perlite와 tobermolite는 메탄산화세균의 활성을 증가시키는 서식지를 제공하며 메탄산화 공정시스템에 적용 시 좋은 담체의 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
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