선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 이용률이 낮은 해조류 조직을 가수 분해시켜 기호성 및 응용성이 높은 액상 원료 로 가공하기 위한 기술개발의 일환으로 먼저 자연계에 존재하는 해조류가 수분해 미생물을 탐색할 목적으로 다양한 곳에서 미생물군 시료를 수집하여 돌가사리, 톳, 가시파래의 조직 파괴 및 가수분해 가능성에 대하여 검토하였다.
제안 방법
- 돌가사리, 톳 및 가시파래는 각각 멸균된 해수에 침지시켜 충분히 복원시키고, 무게를 측정한 일정량을 petri-dish에 엷게 펼친 다음 무균함(Shinsaeng Instrument Co. Korea)내에서 자외선 살균 등(20W)을 10분간 조사하여 자체에 존재하거나 오염된 균을 살균하였다. 여기에 예비실험을 통해 선별된 8개의 미생물군 채취 시료를 멸균수로 희석하여 5ml접종하고, 30± 1℃에서 배양하였다.
- 시료와 배양기간별 추출액 중에 함유된 전당에 대한 환원당의 함량 비율을 각 해조의 분해율로 하였으며, 8개의 미생물 채취 시료를 접종하여 배양한 돌가사리, 톳 및 가시파래의 분해율을 계산하여 Fig. 4에 나타내었다. 돌가사리의 경우 앞의 전당 추출율에서는 미생물 채취 시료 27번이 가장 높았었는데, 분해율에서는 다른 실험구와 비교하여 평균적인 값을 나타내었으며, 환원당의 추출출이 가장 높았던 미생물 채취 시료 8번의 경우는 다른 실험구에 비해 전 배양 기 간에서도 높은 분해율을 나타내었다.
- 8개 미생물군 채취 시료, 즉시료 번호5, 8, 10, 26, 27, 28, 30 및 33번 이 실험에 사용한 모든 해조에서 공통적으로 조직의 파괴와 외부로 해조 성분들이 유출되는 것을 관찰할 수 있었다. 이들 8개의 시료는 동일한 방법으로 다시 4주간 배양하여 각각의 전당 및 환원당 함량과 추출율 및 분해율을 측정하였으며, 사진촬영도 함께 실시하였다. 8개의 시료 중 가장 확연히 육안 관찰이 되는 시료번호 27번의 디지털 사진을 Fig.
-
여기에 예비실험을 통해 선별된 8개의 미생물군 채취 시료를 멸균수로 희석하여 5ml접종하고, 30± 1℃에서 배양하였다. 조체가 건조되지 않을 정도로 계속하여 희석한 미생물군 채취 시료를 보충하여 주며 4주간 관찰하며 디지털 카메라(DSC F707, Sony사. Japan)로 촬영하고, 전당과 환원당 함량을 측정하고 추출율 및 분해율을 구하였다.
- 해조류 조직을 가수 분해시켜 기호성 및 응용성이 높은 액상 원료로 가공하는 기술개발의 일환으로 우선 자연계에 존재하는 미생물로서산, 논밭, 해변 및 어판장에서 약 200종류의 미생물군 시료를 수집하여 해조의 조직 파괴가 인정되는 8군의 미생물 시료를 사용하여 돌가사리, 톳 및 가시파래의 조직 파괴와 가수분해 가능성에 대하여 검토하고, 추출액 중의전당과 환원당을 측정하여 추출율과 분해율을 비교하였다.
- 해조의 수분 함량은 105℃ 상압가열 건조법, 조단백질 함량은 킬달법으로 측정된 질소량에 질소 계수 6.25를 곱하여 산출하였으며, 조지방 함량은 속시렛 추출 법 및 조회분 함량은 직접 회화법으로 각각 측정하였다.34) 한편 해조 원료의 총탄수화물 함량은 100%에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분의 양을 뺀 값으로 나타내었다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 돌가사리tenelld), 톳(Hizi- kia fusiforme) 및 가시 파래 (Enteromorpha prolgd)는 전남 진도 연안에서 생산된 것을 구입하여 건조시켜-40℃ 동결고에 보관하고, 실험 직전에 증류수에 침지시켜 충분히 복원시킨 후 사용하였다. 한편 실험에 사용한 미생물군 시료는 2000년 7월부터 2001년 7월 사이에 여수 인근의 야산, 논, 밭, 해변 및 어판장에서 약 200종류의 시료를 수집하여 예비실험의 육안관찰을 통해 해조의 조직 파괴가 인정되는 시료, 즉 소의 배설물 1군, 초산균。4cetobacter aceti 32409) 1종, 공중낙하균 1군, 해사와 해토 3군, 해수 3군, 어패류 내장 4군 [소라(Turbo cornutus), (Octopus minor), 붕장어 (Conger myriaster) 및 멍게 (Halocynthia roretzi)], 토양 5군, 담수 5군 및 부식한 식물 9군으로 총 33군의 미 생물 채취 시료를 사용하여 재차 육안관찰을 통해 해조의 조직 파괴능이 인정된 8개의 미생물군을 사용하였다.
- 실험에 사용한 돌가사리tenelld), 톳(Hizi- kia fusiforme) 및 가시 파래 (Enteromorpha prolgd)는 전남 진도 연안에서 생산된 것을 구입하여 건조시켜-40℃ 동결고에 보관하고, 실험 직전에 증류수에 침지시켜 충분히 복원시킨 후 사용하였다. 한편 실험에 사용한 미생물군 시료는 2000년 7월부터 2001년 7월 사이에 여수 인근의 야산, 논, 밭, 해변 및 어판장에서 약 200종류의 시료를 수집하여 예비실험의 육안관찰을 통해 해조의 조직 파괴가 인정되는 시료, 즉 소의 배설물 1군, 초산균。4cetobacter aceti 32409) 1종, 공중낙하균 1군, 해사와 해토 3군, 해수 3군, 어패류 내장 4군 [소라(Turbo cornutus), (Octopus minor), 붕장어 (Conger myriaster) 및 멍게 (Halocynthia roretzi)], 토양 5군, 담수 5군 및 부식한 식물 9군으로 총 33군의 미 생물 채취 시료를 사용하여 재차 육안관찰을 통해 해조의 조직 파괴능이 인정된 8개의 미생물군을 사용하였다.
- 실험에 사용한 해조의 일반 성분은 수분 85.64-93. 42%, 조단백질 0.
이론/모형
- 채취한 미생물군을 접종하여 배양한 petri-dish상의 다시마와 미역 조체를 100ml 정용플라스크에 모두 넣은 다음 증류수로 정용하고, 이것을 원심분리(1,000 rpm, 5min) 한 후 상층액을 취하여 분석용 시료용액으로 먼저 조제하였다. 환원당 함량 측정은 Somogyi -Nelson법, ”) 전당 함량 측정은 Phenol-sulfuric acid법”) 으로 흡광도를 측정하였으며, 표준당(maltose)으로 작성한 검량선으로부터 해조가수분해물의 환원당과 전당 함량을 구하였다
성능/효과
- 64-93. 42%, 조단백질 0.62-1.42%, 조지방 0.31 ~0.45% 및 조회분 0.95~5.29% 범위였으며, 총탄수화물은 돌가사리 3, 99%, 톳7, 70% 및 가시파래 4, 24%이고, 건중량으로 각각 60.61%, 53.63% 및 50.56%를 나타내었다 (Table 1).돌가사리의 총당의 대부분은 돌가사리에 다량 함유되어 있는 carrageenan 일 것으로 추정된다.
- 2에 나타내었다. 4주 배양 후 돌가사리의 경우 미생물 채취 시료 27번이 70.16%로 가장 높은 추출율을 보였으며, 다음으로 8번, 5번(소의 배설물에서 취한 시료), 28번(부식한 식물에서 취한 시료) 및 10번(토양에서 취한 시료) 미생물 채취 시료의 순으로 각각 67.24%, 57.63%, 55.42% 및 40.86%이었다. 모든 실험구는 대조구보다 높은 추출율을 보였으며, 대체로 배양 1주 이내까지 최대의 추출율을 보이고, 이후에는 약간의 증가를 보이는 정도이었다.
- 자연계에서 채취한 33개의 미생물군을 접종한 돌가사리, 톳가시파래의 육안관찰 결과를 Table 2에 나타내었는데, 전체적인 경향에 있어서 해조간의 차이는 거의 찾아볼 수 없었다. 8개 미생물군 채취 시료, 즉시료 번호5, 8, 10, 26, 27, 28, 30 및 33번 이 실험에 사용한 모든 해조에서 공통적으로 조직의 파괴와 외부로 해조 성분들이 유출되는 것을 관찰할 수 있었다. 이들 8개의 시료는 동일한 방법으로 다시 4주간 배양하여 각각의 전당 및 환원당 함량과 추출율 및 분해율을 측정하였으며, 사진촬영도 함께 실시하였다.
- 그 결과 돌가사리, 톳 및 가시파래의 전당 추출량과 추출율은 각각 담수에서 채취한 미생물군 시료(No. 27번), 부식한 식물에서 채취한 미생물군 시료(No. 8번) 및 담수에서 채취한 미생물군 시료가 가장 높은 값을 나타내었고, 환원당의 추출량과 추출율에서는 각각 8번, 8번 및 27번 미 생물군 시 료가 가장 높은 값을 나타내었다. 분해율은 전당의 추출율도 상당히 높으면서 환원당의 추출이 가장 높았던 실험구들이 각각의해 조에서 가장 높은 분해율을 나타내는 결과를 얻었다.
- 22배 많이 추출되었다. 그리고 가시파래의 경우에도 모든 실험구가 대조구에 비해 많이 추출되었는데 27번 시료가 1주 이내에 4주의 약 78.49%가 추출되 었고, 4주 배양의 경우 3, 157mg%로 가장 많은 양이 추출되었다.
- 4주 배양액 중의 환원당 함량에서 8번 시료의 경우는 대조구(130mg%)에 비해 약 18배나 많은 양을 나타내었다. 그리고, 톳의 경우에 있어서는 8번 시험구가 1주와 4주에 각각 3, 422mg%와 4, 806mg%로 가장 많은 환원당의 추출을 보였다. 다음으로 26번, 27번 및 10번의 순이었으며, 4주 배양시킨 추출물 중의 8번 실험구의 환원당 추출량은 대조구(755mg%)에 비해 약 6배 이상의 추출량을 나타내었고, 나머지 실험구들도 대조구에 비해 높은 추출량을 보였다.
- 그리고, 톳의 경우에 있어서는 8번 시험구가 1주와 4주에 각각 3, 422mg%와 4, 806mg%로 가장 많은 환원당의 추출을 보였다. 다음으로 26번, 27번 및 10번의 순이었으며, 4주 배양시킨 추출물 중의 8번 실험구의 환원당 추출량은 대조구(755mg%)에 비해 약 6배 이상의 추출량을 나타내었고, 나머지 실험구들도 대조구에 비해 높은 추출량을 보였다. 마찬가지로 가시 파래의 경우에도 모든 실험구는 대조구(150mg%)에 비해 1.
- 모든 시료에서 대조구에 비하여 높은 추출량을 나타내었는데, 특히 돌가사리의 경우는 1주 배양액 중에 추출된 전당의 추출량은 담수에서 취한 미생물군 시료인 27번이 2, 586 mg%로 가장 많이 추출되었고, 4주 후에도 2, 795mg%로 가장 많은 양이었는데, 대부분이 1주 이내에 추출된다는 것을 관찰할 수 있었다. 다음으로 미생물군 시료 8번의 부식한 식물에서 취한 경우는 1주에는 571 mg%로 미생물 채취 시료 중 5번째로 추출량이 높았는데, 배양 4주 후에는 27번 다음으로 두 번째로 높은 추출량을 나타내어, 배양 1주 후 4주까지 계속해서 전당의 추출이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 한편 모든 미생물군 시료를 첨가한 실험구는 첨가하지 않은 대조구에 비해 약 2배에서 13배까지의 많은 추출량을 나타내었다.
- 3에 나타내었다. 돌가사리에서는 5번, 8번 및 27번의 미생물 채취 시료를 첨가하여 배양한 시험구들이 다른 실험구와 비교하여 높은 추출율을 보였는데, 4주 후의 환원당 추출율은 각각 43.95%, 59.26% 및 53.09%이었으며, 대체로 배양 4주까지 계속해서 증가는 경향을 나타내었다. 한편 톳의 경우에는 8번 실험구가 대조구와 나머지 실험구에 비하여 월등히 높은 추출율을 나타내었는 더], 배양 1주까지 급격히 증가하여 44.
- 4에 나타내었다. 돌가사리의 경우 앞의 전당 추출율에서는 미생물 채취 시료 27번이 가장 높았었는데, 분해율에서는 다른 실험구와 비교하여 평균적인 값을 나타내었으며, 환원당의 추출출이 가장 높았던 미생물 채취 시료 8번의 경우는 다른 실험구에 비해 전 배양 기 간에서도 높은 분해율을 나타내었다. 한편 미생물 채취 시료 10번과 28번의 경우 분해율이 가장 났게 나타났는데, 이는 전당의 추출율에 비해 환원당 생성율이 상당히 낮았다는 것을 의미한다.
- 다음으로 26번, 27번 및 10번의 순이었으며, 4주 배양시킨 추출물 중의 8번 실험구의 환원당 추출량은 대조구(755mg%)에 비해 약 6배 이상의 추출량을 나타내었고, 나머지 실험구들도 대조구에 비해 높은 추출량을 보였다. 마찬가지로 가시 파래의 경우에도 모든 실험구는 대조구(150mg%)에 비해 1.25배에서 19.15배에 이르는 많은 환원당의 추출이 이루어지는 것을 관찰할 수 있었는데, 특히 27번 미생물 채취 시료는 2, 873mg%로 상당히 많은 양이 추출물 중에 포함되어 있었다.
- 자연계에서 채취한 시료 미생물군을 접종한 해조류의 배양기간에 따른 조직 밖으로 용출되어 추출된 전당의 함량을 Table 3에 나타내었다. 모든 시료에서 대조구에 비하여 높은 추출량을 나타내었는데, 특히 돌가사리의 경우는 1주 배양액 중에 추출된 전당의 추출량은 담수에서 취한 미생물군 시료인 27번이 2, 586 mg%로 가장 많이 추출되었고, 4주 후에도 2, 795mg%로 가장 많은 양이었는데, 대부분이 1주 이내에 추출된다는 것을 관찰할 수 있었다. 다음으로 미생물군 시료 8번의 부식한 식물에서 취한 경우는 1주에는 571 mg%로 미생물 채취 시료 중 5번째로 추출량이 높았는데, 배양 4주 후에는 27번 다음으로 두 번째로 높은 추출량을 나타내어, 배양 1주 후 4주까지 계속해서 전당의 추출이 이루어지는 것을 알 수 있었다.
- 86%이었다. 모든 실험구는 대조구보다 높은 추출율을 보였으며, 대체로 배양 1주 이내까지 최대의 추출율을 보이고, 이후에는 약간의 증가를 보이는 정도이었다. 톳의 경우에는 8번 미생물군 시료가 70.
- 8번) 및 담수에서 채취한 미생물군 시료가 가장 높은 값을 나타내었고, 환원당의 추출량과 추출율에서는 각각 8번, 8번 및 27번 미 생물군 시 료가 가장 높은 값을 나타내었다. 분해율은 전당의 추출율도 상당히 높으면서 환원당의 추출이 가장 높았던 실험구들이 각각의해 조에서 가장 높은 분해율을 나타내는 결과를 얻었다. 따라서 이들 자연계에서 채취한 미생물군 시료 중에 해조조체를 파괴시키고, 또한 해조에 다량 함유되어 있는 당을 비롯한 유용성분의 추출을 용이하게 하며, 해조를 가수 분해시키는 효소를 가진 미생물이 존재할 것으로 판단되었으며, 또한 이들 미생물군에서 단일 또는 복합 해조가수분해 미생물 및 효소의 생산이 가능할 것으로 기대되었다.
- 한편 가시파래의 경우에는 모든 실험구에서 대체로 배양 2주까지 급격히 증가하고, 그 후에는 서서히 증가하는 경향을 나타내었다. 여기서는 27번 미생물군 시료가 74.37%로 가장 높은 추출율을 보였고, 다음으로 10번이 64.59 %로 Fig. 1에서 보았던 육안관찰에서는 가시파래의 조체 형태를 배양 4주까지 원형을 유지하는 것으로 보였는데 비해 상당히 높은 추출율을 보였다. 이상의 결과에서 이들 시료에 돌가사리, 톳 및 가시파래조체를 가수분해시키고, 조체 내부 충전물인 다 당의 추출을 용이하게 하는 효소를 가진 미생물이 존재할 것으로 추정되었다.
- 27 %로 가장 높았으며, 다음으로 26번, 27번 및 10번 미생물군 시료의 순으로 많은 추출율을 보였다. 이 결과는 Lim38)의 초임계 이산화탄소에 의해 추출 수율을 2배 향상시킨 것보다 월등히 높은 추출율을 나타내었다. 전체적으로 돌가사리와는 달리 배양 4주 동안 계속해서 서서히 증가하는 경향을 나타내었다.
- Cho와 Lee', )의 감마선조사에 의해 당의 추출 수율을 6~30% 정도 상승시켰던 결과에 비해 월등히 높은 상승률을 보였다. 이상의 결과로서 이들 자연계로부터 채취한 미생물군 시료에는 환원당을 생성하는 균들이 다량 들어 있는 시료도 존재할 가능성을 시사하고 있었다.
- 1에서 보았던 육안관찰에서는 가시파래의 조체 형태를 배양 4주까지 원형을 유지하는 것으로 보였는데 비해 상당히 높은 추출율을 보였다. 이상의 결과에서 이들 시료에 돌가사리, 톳 및 가시파래조체를 가수분해시키고, 조체 내부 충전물인 다 당의 추출을 용이하게 하는 효소를 가진 미생물이 존재할 것으로 추정되었다.
- 초기에 분해율이 높다는 것은 최초 다당을 단 당화 시키는 효소를 가진 미생물이 강력하게 작용하였다라고 생각할 수 있고, 배양기간이 경과함에 따라 분해율이 높아지는 것은 처음에는 해조조직을 가수분해하여 내부의 다당의 용출 속도가 환원당으로 분해되는 것보다 빨랐고, 후반으로 갈수록 다당을 가수분해하는 효소의 작용이 강해졌다는 것을 의미한다. 이상의 분해율 결과에서 실험에 사용한 8개의 시료에는 해조 조직을 파괴 또는 가수 분해시키는 효소를 생산하는 미생물뿐만 아니라 다당을 단당으로 가수분해시키는 효소를 가진 미생물도 존재할 것으로 추정할 수 있었다.
- 이 결과는 Lim38)의 초임계 이산화탄소에 의해 추출 수율을 2배 향상시킨 것보다 월등히 높은 추출율을 나타내었다. 전체적으로 돌가사리와는 달리 배양 4주 동안 계속해서 서서히 증가하는 경향을 나타내었다. 한편 가시파래의 경우에는 모든 실험구에서 대체로 배양 2주까지 급격히 증가하고, 그 후에는 서서히 증가하는 경향을 나타내었다.
- 한편 모든 미생물군 시료를 첨가한 실험구는 첨가하지 않은 대조구에 비해 약 2배에서 13배까지의 많은 추출량을 나타내었다. 톳의 경우 시료 8번이 1주와 4주 배양액 중의 전딩의 양이 각각 3, 593mg%와 5, 410mg%로 가장 많이 추출되었고, 다음으로 26번 미생물군 시료(토양에서 취한 시료)가 각각 1, 71 Img%와 3, 672mg%로 많은 양이 추출되었으며, 모든 실험구는 대조구에 비해 약 1.15~4.22배 많이 추출되었다. 그리고 가시파래의 경우에도 모든 실험구가 대조구에 비해 많이 추출되었는데 27번 시료가 1주 이내에 4주의 약 78.
- 다음으로 미생물군 시료 8번의 부식한 식물에서 취한 경우는 1주에는 571 mg%로 미생물 채취 시료 중 5번째로 추출량이 높았는데, 배양 4주 후에는 27번 다음으로 두 번째로 높은 추출량을 나타내어, 배양 1주 후 4주까지 계속해서 전당의 추출이 이루어지는 것을 알 수 있었다. 한편 모든 미생물군 시료를 첨가한 실험구는 첨가하지 않은 대조구에 비해 약 2배에서 13배까지의 많은 추출량을 나타내었다. 톳의 경우 시료 8번이 1주와 4주 배양액 중의 전딩의 양이 각각 3, 593mg%와 5, 410mg%로 가장 많이 추출되었고, 다음으로 26번 미생물군 시료(토양에서 취한 시료)가 각각 1, 71 Img%와 3, 672mg%로 많은 양이 추출되었으며, 모든 실험구는 대조구에 비해 약 1.
- 환원당과 전당의 추출율은 원료해조의 총탄수화물에 대한 가수분해물 중의 환원당과 전당의 비율로 각각 나타내어 원료해조에서 어느 정도가 수분해되면 서 당이 용출되어 나왔는가를 나타내었고, 분해율은 추출액 중의전당에 대한 환원당의 비율로 나타내었다.
후속연구
- 분해율은 전당의 추출율도 상당히 높으면서 환원당의 추출이 가장 높았던 실험구들이 각각의해 조에서 가장 높은 분해율을 나타내는 결과를 얻었다. 따라서 이들 자연계에서 채취한 미생물군 시료 중에 해조조체를 파괴시키고, 또한 해조에 다량 함유되어 있는 당을 비롯한 유용성분의 추출을 용이하게 하며, 해조를 가수 분해시키는 효소를 가진 미생물이 존재할 것으로 판단되었으며, 또한 이들 미생물군에서 단일 또는 복합 해조가수분해 미생물 및 효소의 생산이 가능할 것으로 기대되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.