A solution combustion process for the synthesis of hollandite (BaAl2Ti6O16) powders is described. SYNROC (synthetic rock) consists of four main titanate phases: perovskite, zirconolite, hollandite and rutile. Hollandite is one of the crystalline host matrices used for the disposal of high-level radioactive wastes because it immobilizes Sr and Lns elements by forming solid solutions. The solution combustion synthesis, which is a self-sustaining oxi-reduction reaction between a nitrate and organic fuel, generates an exothermic reaction and that heat converts the precursors into their corresponding oxide products in air. The process has high energy efficiency, fast heating rates, short reaction times, and high compositional homogeneity. To confirm the combustion synthesis reaction, FT-IR analysis was conducted using glycine with a carboxyl group and an amine as fuel to observe its bonding with metal element in the nitrate. TG-DTA, X-ray diffraction analysis, SEM and EDS were performed to confirm the formed phases and morphology. Powders with an uncontrolled shape were obtained through a general oxide-route process, confirming hollandite powders with micro-sized soft agglomerates consisting of nano-sized primary particles can be prepared using these methods.

생체 내 실험에서 발효 인삼꽃 추출물(FM), 발효하지 않은 인삼꽃 추출물(FD)과 대조군으로 생리식염수를 2주간 마우스 체중 ㎏ 당 100, 200 ㎎/㎏ B.W.의 농도로 마우스에 경구 투여한 후 LPS에 의해 활성화된 복강 대식세포가 분비하는 염증성 사이토카인 IL-6, TNF-α의 생성량을 측정하였다. 그 결과, IL-6는 발효 LPS로 자극한 경우, 두 가지 농도에서 모두 처리한 군에 비해 높은 증식능을 나타내었고, LPS로 자극한 결과, 특히 발효 인삼꽃 추출물 200 ㎎/㎏ B.W. 농도에서 유의적으로 낮은 IL-6 분비량을 보였다. TNF-α의 경우, 100 ㎎/㎏ B.W.와 200 ㎎/㎏ B.W. 두 농도 모두에서 LPS로 자극하지 않은 경우, 낮은 증식 효과를 보여주었고, 자극한 경우, 인삼꽃 시료를 첨가한 군이 대조군보다 낮은 TNF-α 분비량을 보였으며, FM에서 FD보다 더 TNF-α를 억제하는 효과가 큰 것을 볼 수 있었다. 이상의 결과에 따르면 FD의 사이토카인 IL-6, TNF-α 생성 효과는 200 ㎎/㎏ B.W. 농도 투여 시 효과적으로 면역 세포와 면역 기관의 주요 기능을 증진시킬 가능성이 있을 것으로 사료된다. 이러한 연구결과를 토대로 앞으로 인삼꽃 발효를 이용한 기능성 사료 개발과 더불어 산업적 측면에서 보다 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 다양한 식품유해미생물에 대한 길항작용 및 항산화활성이 우수한 B. subtilis SRCM102046 균주를 식품보존 소재로서 이용하기 위해 반응표면분석법을 이용하여 균체 증량을 통한 항균활성 및 항산화활성 증대를 도모하고자 하였다. SRCM102046의 산업적 활용을 위한 성장조건을 최적화하기 위해 배양시간에 따른 균체 성장을 조사하였으며, 통계학적 기법인 반응표면분석법을 사용하였다. SRCM102046의 최적 성장을 위한 배지 성분을 선별하기 위해 Plackett-Burman design을 이용하였으며, PBD 결과 선별된 배지 성분으로 molasses, sucrose, peptone으로 예측되었다. 각 배지 성분의 최적농도를 결정하기 위한 방법으로 central composite design을 이용하였으며, 최종적으로 예측된 각 배지 성분의 농도는 molasses 7 g/L, sucrose 7 g/L, peptone 2 g/L로 예측되었다. 이때의 균체량은 22.03±1.30 g/L로 예측되었으며, 통계분석을 통해 실험모델의 적합성을 확인하였다. 또한, 실험 모델을 수행하여 건조균체량을 측정한 결과 22.02±0.35 g/L로 측정되어 실험모델에 의해 예측된 값이 오차범위 내에 존재하여 모델의 신뢰성이 매우 높음을 확인하였으며, 이는 실험모델에 의해 예측된 최적배지 사용시 최적화 이전의 LB 배지에서의 균체량(2.47±0.03 g/L)대비 약 9배의 균체량이 증가함을 확인하였다. 또한 최적배지에서 B. subtilis SRCM102046 배양 시 항균활성은 대조구로 사용된 LB 배지에서의 항균활성 대비 최대 140% 향상되었으며, 항산화활성은 약 100.41% 증가함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 식품보존제로서B. subtilis SRCM102046의 산업화를 위한 배지최적화를 수행하였으며, 추후 박테리오신의 정제 및 특성 등에 대한 세부적인 연구가 필요하지만 본 연구를 통해 확립된 배양조건을 기반으로 식품보존 소재의 측면에서 매우 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

When used as a starter in the manufacture of Meju, it is expected that the quality of the soup products can be improved. In this study, we isolated Lactobacillus strain having possible safety and food-industrial benefits as a starter. Four hundred and seven isolates were screened from Meju, and chemically characterized for their antibacterial activity against Bacillus cereus, non-productivity of biogenic amine, and hemolysis. Eight of the isolates were selected upon chemical characterization, and their antioxidant and β-glucosidase activity was measured. Finally, we selected, and measured its enzyme activity and antibiotic resistance. Next, we investigated its cell growth, showed maximum biomass of 3.5 g/L after 28 h of culture. The ingredients of the medium to improve biomass were selected using the Plackett-Burman design (PBD) and central composite design (CCD). The results obtained using PBD revealed molasses, yeast extract, and maltose to be significant factors determining the biomass of the L. brevis SCML 432 strain. The CCD was then applied with three variables found from PBD and the optimum values were predicted to be 5.5% molasses, 1.5% yeast extract, and 2.0% maltose, and the maximum biomass was predicted to be 11.2 g/L. Through model verification, we confirmed that the predicted and actual results were similar, with about 3.2-fold improvement in the biomass from 3.5 g/L to 11.3 g/L when compared to that obtained in basal medium. These results suggest that SCML 432 has high potential in the food industry as a starter.

In this study, we tried to screen the Bacillus strain having safety probability by isolation of strains from traditional fermented food, measurement of probiotic properties, and the fermentative characteristics of Cheonggukjang. We isolated 400 Bacillus-like isolates from traditional fermented foods. Selected strains examined on the prevalent characteristic such as extracellular enzyme and antibacterial activities, and their safety probability was confirmed by biogenic amine productivity, hemolytic, and harmful substances and enzyme productivity. We selected the 5 strains by analysis of biogenic amine, antibacterial and B. cereus toxic associated gene. Five selected strains were examined on cell surface hydrophobicity, and bile and acid tolerance, and we selected the SRCM100730 as the final strain. SRCM100730 was confirmed B. amyloliquefaciens by 16S rRNA sequencing, and named the B. amyloloquefaciens SRCM100730 (KCCM11966P). Finally, we manufactured Cheonggukjang using SRCM100730 for confirmation of fermentation properties. Manufactured Cheonggukjang did not contain B. cereus, and showed that γ-PGA and extracellular enzyme activities were superior to commercial Chunggukjang. Amino nitrogen content was 544.02 mg% and 26 free amino acid were detected, and the bitterness-related amino acid content was lower than commercial Cheonggukjang. Especially, the amount of GABA was 3 fold higher than commercial Cheonggukjang. These results suggest that SRCM100730 have high availability in commercial probiotics market and fermented food industry.

본 연구는 각 지역의 생막걸리에서 분리된 야생 효모의 다앙한 발효학적 특성을 조사하기 위해 34종을 수집하고 효모를 분리, 동정하였다. 야생효모는 62 균주로 분리되었 고, 26S rDNA 염기서열을 분석한 결과, Saccharomyces cerevisiae와 Pichia kudriavzevii로 동정 되었다. 62개의 균주들 중 발효학적 특성이 우수한 균주들을 선발하기 위해 황화수소와 CO2 생성능, 알코올 내성, 응집성 및 향기 성분 생성능을 분석하였다. 알코올 내성과 CO2 생성능의 상관성을 확인하기 위해 주성분분석(Principal Components Analysis)을 하였다. PC1 양의 방향에 강하게 부하되는 균주는 YM37, YM31, YM32, YM22로 분석되었으며, 총 0.14-0.18 g/72 h의 CO2 생성으로 대조군에 비해 높은 발효능을 보였고, 이들 중 YM22를 제외하고 불쾌취인 황화수소를 생성하지 않았다. 또한 이 4개의 균주들은 알코올 내성 15% 이상을 보유하며, 응집성은 0.5-1.0 mL 사이인 flocculation type으로 확인되었다. API 분석 및 cerulenin, TFL 저항성을 실험한 결과, 향기성분 생성능이 좋은 효모 는 황화수소와 알코올 내성, 응집성 실험에서 우수한 발효학적 특성을 보인 YM37, YM31, YM32, YM22를 포함한 총 33개로 확인되었다. 이러한 결과를 통해 우리나라 생막걸리에서 분리한 야생 효모의 알코올 발효 및 향미 특성을 확인하였으며, 분리된 야생 효모는 주류 제조의 종균 효모로 이용 가능성을 확인하였다.