An alkalophilic microorganism, strain DK1122 producing an alkaline protease was identified. DK1122 was isolated from soil collected in central Korea. The strain DK1122 was Gram-positive, 0.7×2-4 μm in size, and its colony was yellowish white, The strain DK1122 was found to be spore-forming, catalase positive, oxidase positive, caseinolytic, and reduce nitrate to nitrite. The protease was produced aerobically on Horikoshi I agar medium (pH 9.0) with 1% (w/v) skim milk at 40°C for 24 h. Through 16S rRNA gene partial sequencing, the strain DK1122 had the 99.7% sequence similarity to 16S rRNA gene sequence of Bacillus pseudofirmus. Based on the biochemical and physiological properties as well as phylogenetic analysis, the isolated strain was named as Bacillus sp. DK1122. It is expected that Bacillus sp. DK1122 may be a promising candidate for a proudcer of an alkaline protease applicable to the food and detergent industries.

Bacillus agaradhaerens 균주의 xylanase 최적 생산조건을 검토하고 효소를 정제하여 그 특성을 확인하였다. 본 균주 의 xylanase 최적 생산조건은 1% CMC, 2% polypeptone, 0.1% K2HPO4, 0.02% MgSO4, 1% Na2CO3, 1% NaCl, pH 9.0이었으며, 종배양액을 1% (w/w)농도로 접종하여 40oC 에서 24시간 동안 160 rpm의 속도로 진탕배양하였을 때 xylanase를 최대로 생산하였다.

본 연구에서는 염 농도에 따른 된장의 발효과정 중에microflora와 향미의 변화를 분석하였다. 염 농도가 4.8%,8.4%인 저염 된장의 총균수와 균총의 패턴은 염 농도가12.0%, 15.6%, 19.2%인 고염 된장과 유사하게 나타났다.호기성균과 호염성균의 경우에는 모든 염도와 전 발효 기간에 7-11log CFU/g의 높은 수준에 수치를 보였다. 호기성 세균과 호염성 세균의 균총을 보았을 때, 저염 된장의 발효초기에는 Bacillus licheniformis와 Bacillus amyloliquefaciens가 많은 비중을 차지하였다. 주요 향기성분들을 중심으로 각시료들의 향미성분에 경향성을 보기 위해 SPME를 이용하여 발효 기간 중 변화량 값을 GC-MS 통해 비교 분석한결과, dehydes, alcohols, acids의 경우 발효 초기부터 발효3개월까지 저염화 시료에서 많이 생성되었으며 발효가 지속적으로 진행됨에 따라 시료들 간의 격차는 점차 감소하였다. 발효 6개월 부터 저염 시료에서도 다양한 pyrazine이 형성되었다.

pH의 변화는 10%, 15%, 20% 염도 고추장에서는 숙성기간이 지나면서 약간의 pH의 감소 현상이 일어나기는 했지만, 수치에 큰 변화는 없었다. 그러나 염도가 낮은 3%와6% 고추장은 급격한 pH의 감소를 보여주었다. 호기성 세균수는 숙성기간 동안 큰 변화가 없었지만, pH의 감소 경향과 비슷하게 3%와 6% 염도 고추장에서 생균수가 더 많이 감소했다. 모든 염도에서 B. licheniformis와 B. subtilis가 큰 비중으로 차지하였다. 그러나 염도가 낮은 3%와 6% 염도 고추장에서는 이외에도 다양한 균주가 확인되었다. 호염성 세균수의 변화 추이는 호기성 세균의 생균수 변화 추이와 비슷했다. 호염성 세균도 B. subtilis가 모든 염도에서 전 숙성기간 동안 가장 큰 비중으로 확인되었다. 그러나 호염성 세균에서는 B. licheniformis 대신 Peanibacillus 속이 많은 부분에서 지배균주였다. 이외에도 3% 염도 고추장에서는 숙성 기간 동안 다양한 균주가 확인되었다. 효모는분리 유무가 숙성기간에 따라 다르게 나타났는데, 이는 pH의 급격한 저하에 의해 낮은 pH에도 생육이 가능한 균주만 숙성후기에 분리되는 것으로 판단된다. 20% 이상의 염도에서는 pH보다 고염에 의한 영향으로 효모의 증식이 어려운 것으로 보인다. 모든 염도에서 Candida 속과 S.cerevisiae가 가장 많이 분리되었으며, 이외에도 다양한 균종이 확인되었다. 검출된 휘발성 향기성분은 ester류가 26종으로 가장 많고, 그 다음 alcohol류가 12종, ketone류가 6종등 총 70종이 검출되었다. 이 중 alcohol류의 ethanol, ester류의 ethyl acetate와 3-methyl-1-butyl acetate, ketone류의 3-hydroxy-2-butanone, acid류의 acetic acid 등이 10-40% 정도의 면적비율로 검출되면서 주요한 성분으로 나타났다. 효모의 대사산물이면서 고추장의 고소한 향미를 내는ethanol은 10%와 15%에서 상대적으로 높은 비율로 검출되었고, 과실향에 기여하는 ethyl acetate는 3%, 6%, 10% 염도 고추장에서 상대적으로 높게 나타났으며, 반대로 발효유의 중요한 향기성분인 3-hydroxy-2-butanone은 염도가높아질수록 높은 비율로 검출되었다. 바나나의 향기에 중요한 3-methyl-1-butyl acetate와 초산발효에 중요한 기여를하는 acetic acid는 3%와 6% 염도 고추장에서 매우 높은수치로 검출되면서 고추장의 이취를 내는 것으로 보인다.결론적으로, 일반적인 고추장의 미생물 균총과 휘발성 향미가 달라지지 않게 제조하기 위한 고추장의 최저 염도는10%가 가장 적절할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 염 농도에 따른 간장의 발효과정 중에 microflora와 향미의 변화를 분석하였다. 전체적으로 4.8%와 8.4%, 12.0%, 15.6% 시료의 호기성균과 호염성균 생균수에 대해서는 큰 증감 없이 유사한 경향으로 나타났다. 발효초기에는 Bacillus amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. subtilis가 주를 이루었다. 유산균이나 곰팡이의 미생물총균수 패턴은 모든 염도 별로 거의 유사하게 낮게 나타났으며, 발효 초기에만 발견되었다. 효모 또한 4.8% 간장에서만 2 log CFU/g 이하의 낮은 수치를 보였다. Aldehydes, alcohols, acids의 경우 발효초기부터 발효 3개월까지 저염화 시료에서 많이 생성되었다

연구에서는 전분질 원료를 달리한 18종류의 입국을 제조하고 당화력을 측정, 각각의 입국과 동일한 원료를 첨가하여 제조한 막걸리의 품질 특성과 관능검사 및 저장성 실험 결과를 분석하였다. 각각의 입국으로 제조한 막걸리의 에탄올 함량은 9-13%까지 고루 분포되었으며 제조한 막걸리 No. 5(현미) 군에서 13%로 가장 높게 측정되어 막걸리의 에탄올 생성에 있어 현미군이 유리할 것으로 사료된다. 막걸리의 총 당량은 막걸리 No. 6(찹쌀) 군이 11.3%, 환원당 또한 마찬가지로 4.8의 가장 높은 수치를 보여 막걸리의 당 생성에 있어 찹쌀군이 유리할 것으로 사료된다. pH는 막걸리 No. 2(밀+보리) 군이 3.6으로 가장 낮게 측정되었으며 총산은 6.0-9.1 사이로 고루 분포하였으며, 막걸리를 5oC에 보관 하였을 때 산도의 증가는 크지 않았으며 28oC에서 보관 하였을 때 3일 동안 총산이 급격하게 증가 하였지만 전분질 원료간의 특징적인 차이는 보이지 않았다.

Xylanase를 생산하는 호알칼리성 균주를 토양으로부터 분리하여 동정하였다. 토양으로부터 분리한 호알칼리성 균주 3000여종 중 xylanase 활성이 가장 높은 균주인 strain DK-2386 균주를 선별하였다. Gram 염색과 SEM을 통한 형태학적 특성을 관찰하였으며, Methods for General and Molecular Bacteriology와 Bergey's manual of systematic bacteriology, 그리고 Biochemical tests for identification of medical bacteria에 준하여 생화학적 특성을 확인한 결과 배양액의 색은 붉은 빛을 나타내었으며, Gram양성 간균, 내생포자형성, catalase 양성, oxidase 양성, 혐기성 양성, glucose로부터 gas 형성 양성, casein 가수분해 양성, starch 가수분해 양성, CMC 가수분해 양성, xylan 가수분해 양성, nitrate 환원능 양성이며 10% NaCl 농도에서도 생육하는 것을 확인하였다. 균체의 지방산 조성 분석 결과 C15:0 ISO 27.35%와 C15:0 ANTEISO 31.54%, C16:0 9.70%로 이루어져 Bacillus속으로 동정되었으며, 16S rDNA 염기서열 분석결과 B. agaradhaerens와 100%의 유사성을 갖는 것을 확인하였다. (사)한국종균협회로부터 분양받은 Bacillus agaradhaerens 40952, B. alcalophilus와 strain DK-2386 균주사이의 생화학적 특성을 비교한 결과 B. agaradhaerens와 속과 종이 같으나 미세하게 특성이 다른 균주로 판단되어 B. agaradhaerens DK-2386이라 명명하였다.

호열성 미생물을 검토하기 위하여 전국 각지로부터 토양과 두엄을 채취하여 그로부터 호열성 미생물을 분리하였다. 토양과 두엄으로부터 분리된 호열성 미생물 1250여 균주를 선별하였고, 이들을 대상으로 미생물이 생산하는 효소활성을 검토하여 호열성 전분 분해 효소를 생산하는 1주의 미생물을 확인하였다. 확인된 1주의 미생물을 strain 2719라 명명하였다. Strain 2719 균주는 형태학적으로 gram 양성 간균의 특징을 나타냈고, 균주의 표면은 매끄럽지 않았으며, 비교적 다양한 길이를 가지고 있었다. 또한 다른 gram 양성 간균들에 비해서 많은 수의 균사들이 각 균주들 사이에 복잡하게 얽혀있었다. 생화학적 특성을 확인한 결과 catalase 양성, glucose 발효, arabinose 발효, mannitol 발효, casein·gelatin·starch 가수분해의 특징을 가지고 있었으며, 이는 Bacillus sp.로 추정되었다. 생육 pH의 범위는 pH 6-pH 8 범위에서 생육이 가능했으며, 생육 온도의 범위는 50-70oC였다. 16S rDNA sequence 분석결과 Bacillus thermoglucosidasius의 16S rDNA와 99.52%가 일치하였으나, sequence의 일부분이 다른 부분이 있고, 생육 특성에서 약간의 차이를 보였다. 또한 gene bank에 등록되어 있는 균주들의 16S rDNA sequence들과 비교하여도 일치하는 균주는 확인되지 않았다. 이와 같은 실험결과에 따라 2719 균주는 기존에 발표되지는 않았으나, Bacillus thermoglucosidasius와 매우 유사한 균주로 판단되어 Bacillus thermoglucosidasius 2719로 명명하였다.

프라바스타틴 나트륨은 HMG-CoA(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A) 환원효소 저해제로서, 콜레스테롤 생합성의 초기 율속단계(rate-limiting step)에 작용하여 메발로네이트(mevalonate)의 합성을 저해하는 광범위한 고지혈증 치료제이다. 본 연구에서는 효율적 발효와 고품질의 정제를 통한 생산성 향상을 위해 수행하였다. 프라바스타틴 나트륨의 경쟁력있는 생산성 향상을 위하여 Streptomyces carbophilus KCCM 10370을 UV 돌연변이 처리하여 프라바스타틴 나트륨의 생산량을 약 45배 향상시키는 S. carbophilus K-212(KCCM 10370) 선별하였다. 생산성을 극대화시키기 위하여 콤팩틴 나트륨의 연속식 투입이 회분식 투입보다 생산량이 24%, 전환율 4.3%로 향상되었으며, 본배양에서 콤팩틴 나트륨의 농도를 연속적으로 투입하여 0.1%(w/v) 이하로 유지시켜 프라바스타틴 나트륨의 생산량이 0.49%, 전환율 70%로 확인하였다. 발효가 종료된 후 배양액을 Diaion HP20 수지 컬럼, 분배(Partition), 그리고 ODS(Octa-Decylsilyl Silicagel) 수지 컬럼 크로마토그래피를 하여 유럽약전기준(EP)에 적합한 순도 99.7% 이상, 70~72%의 수율이었다. 프라바스타틴 나트륨을 적외부스펙트럼측정법, 자외부스펙트럼측정법, 수소핵자기공명스펙트럼측정법 및 탄소핵자기공명스펙트럼측정법으로 분석한 결과 유럽약전기준(EP)과 일치하였다.