The secondary growth model for Salmonella was developed based on the artificial neural network (ANN) with data collected from ComBase and FoodData Central. In addition to the existing secondary model variables (temperature, pH, Na+, and water contents), more input variables (sugar, carbohydrate, lipid, and protein contents) were considered. The output variables were microbial growth parameters (lag phase duration [l] and maximum growth rate [mmax]). A commercial ANN program (NeuralWorks Predict) was utilized with training at 80%, validation at 10%, and test data at 10%. ANN models were created using all data and cleansed data. Using the cleansed data, the training/testing root mean square error (RMSE) for mmax improved from 0.14/0.16 to 0.11/0.14, whereas the RMSE for l was still not acceptable, from 11.94/33.03 to 7.09/4.18. The l data were divided into two ranges with high and low goodness of fit, whereas the ANN model for each field was built, resulting in an optimally low RMSE.

이매패류의 부유유생은 성패 (양식자원)에 직접적인 영향을 미치고 있어, 부유유생의 출현시기 및 출현량에 관한 연구는 자연 채묘량의 증대와 인공종묘의 생산을 위해서 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 유전자 분석기법을 이용하여 보성 연안에서 총 21종의 이매패류 부유유생을 확인하였으며, 이 중 구마모토굴 (M. sikamea), 왜홍합 (X. atratus), 종밋 (M. senhousia), 참굴 (M. gigas), 가리맛 조개 (S. constricta), 새꼬막 (A. kagoshimensis), Kurtiella aff. bidentata 그리고 꼬막 (T. granosa)이 중요 부유유생으로 관찰되었다. 특히, 보성 연안해역의 주요 수산자원인 새꼬막 (A. kagoshimensis)과 꼬막 (T. granosa)은 각각 이매패류의 0.51~12.50% (평균 4.00%), 0.01~12.50% (평균 1.92%)의 구성비율을 차지하며 다른 이매패류보다 낮은 출현량을 보였다. 꼬막 (T. granosa)과 새꼬막 (A. kagoshimensis)의 부유유생은 6월부터 9월까지 관찰되었으나, 각각 8월 초와 8월말에 가장 높은 출현율을 보였다.

저어새의 먹이생물을 파악하기 위해 2010년 6월부터 2014년 6월까지 인천 남동유수지에서 저어새의 토사물 시료를 채집하여 현미경 관찰 및 차세대염기서열 (NGS) 기법으로 분석 하였다. 저어새의 먹이생물은 어류, 갑각류, 다모류, 곤충류로 구성되어 있었으며, 주로 저어새는 어류와 갑각류를 섭이하는 것으로 나타났다. 최우점 먹이생물은 풀망둑 (Acanthogobius hasta)이었으며, 이 외에도 길게 (Macrophthalmus abbreviates), 징거미새우류 (Macrobrachium sp.), 칠게 (Macrophthalmus japonicus), 각시흰새우 (Exopalaemon modestus), 참 갯지렁이 (Neanthes japonica)가 우점 먹이생물로 출현하였다. 이들 먹이생물은 번식지 인근지역인 송도갯벌과 시화호에서 흔히 발견되며, 저어새는 채식지로써 이들 지역에 대한 의존도가 높을 것으로 판단된다. 현미경과 NGS로 분석한 일부 먹이생물에서 차이를 보였는데, 이는 토사물 내 먹이생물은 저어새의 위 내에서 분해되어 현미경 분석을 통한 형태학적 분류 특징을 찾기 어려웠던 반면, NGS 분석은 유전자를 통해 분류가 가능하기 때문에 형태학적 분석의 결과보다 높은 종 다양성을 보인 결과이다.

A self-powered time-temperature indicator (TTI) was optimized to enhance the performance of the TTI by modifying a biofuel cell using different immobilization, redox mediators, and status of electrode. The performance of the TTI was measured by output voltage of the TTI. The enzymes and combinations of lacasse mediators (HBT (1-hydroxybenzotriazole), Rupy (Bis-(bipyridine)-(5-aminophenanthroline) ruthenium bis (hexafluorophosphate)), MB (Methylene blue), SDP (4,4- sulfonyldiphenol)) and glucose oxidase mediators (FA (Ferroceneboxaldehyde), DBQ(2,5-dihydroxybenzoquinone), HQS (8-hydroxyquinoline-5sulfonic acid hydrate), FHFP (Ferrocenium hexafluorophosphate)) were immobilized with stabilizers (pyrrole) on a glassy carbon electrode by electrodeposition by applying a square wave, cross-linking and physical immobilization. MWCNTs were used to modify glassy carbon electrodes. MWCNTs coated electrodes produced higher output voltage than uncoated electrodes. The optimum and stable performance of the self-powered TTI was that the output voltage of 64 mV and duration time was 3hr at 25°C, when the combination of Rupy, MB for laccase mediators and HQS, FHFP for glucose oxidase mediators were immobilized on MWCNTs coated electrodes by applying a square wave method. In the application, the concentrations of enzyme and glucose were adjusted to prolong the shelf-life of TTI at much lower output voltage.

The pasteurization is employed for extending shelf-life and keeping the quality of products constant. However the pasteurization undesirably accelerates the oxidation of beer which renders volatile compounds concerning off-flavor. The pasteurization conditions was optimized to avoid off-flavor of beer during pasteurization. Under the isothermal condition, thermal destruction kinetics such as D and Z value of Lactobacillus brevis which is reported the most common beer spoilage, was determined. The binomial data (detected or non-detected of off-flavor) was treated with logistic regression to estimate off-flavor development (OFD) times. The temperature dependence of OFD times was established in terms of Arrhenius relationships. Optimized pasteurization temperature and time were found at which OFD times was not detected. The constraint for optimization was that the pasteurization degree should be larger than 5 decimal reduction time. The optimization was conducted through mathematical simulation using kinetics and temperature-dependent models for microbial death and OFD times. The optimized results were validated by the corresponding experimentations, which met the requirements that the concentration of Lactobacillus brevis was 5-Log reduction and the OFD times not detected.

Aims: The objective of this study was to demonstrate the possible use of the psycrhotrophic, acid producing, and non-pathogenic microflora of the target chilled food (e.g. imitation crab sticks, ICSs) as time-temperature integrator-based materials for a quality indicator of the food. Methods and Results: Three strains out of four hundred and twelve psychrotrophic LAB colonies isolated from the ICSs were selected and identified as the genus Weissella (16S rDNA gene sequences), Gram-positive, catalase-negative, acid producing, and not hemolytic. Three prototype TTIs were correspondingly developed. A modified imitation crab medium was used as the bacterial nutrient source. The color change of a particular TTI in response to the experimental static and dynamic temperature conditions well represented the microbial growth and spoilage points of the Pseudomonas spp. and LAB which were justified as the spoilage microorganisms of thirty-three commercial ICSs. Conclusions: The psychrotrophic LAB based TTI is likely to be an effective tool for monitoring ICSs shelf life during storage and distribution. Significance and Impact of the Study: This finding suggests that the indigenous microflora of target food can be considered as potential materials for customizing a new TTI particularly for the target food. The food analog is potentially used as the microbial medium.

To understand differences of environmental factors and planktonic communities in closed (CS) versus open (OS) enclosed experimental systems, we performed a study on a 100-L indoor- type artificial marine microcosm. For environmental factors, including water temperature, dissolved inorganic phosphorus, and dissolved silica, there were no significant differences between CS and OS; however, salinity was higher in CS than that of OS due to the evaporation effect. The concentration of dissolved oxygen and dissolved inorganic nitrogen was lower in CS than in OS. The abundance of phytoplankton was lower in CS than in OS. However, abundance of autotrophic nanoflagellates and heterotrophic bacteria varied inversely with that of phytoplankton abundances. In particular, the abundance of heterotrophic nanoflagellates and ciliates increased with bacterial growth after a time lag. Therefore, environmental factors and planktonic communities in CS gradually changed over time and characterized a different artificial ecosystem than in OS.

새만금호는 만경강과 동진강에서 유입되는 담수를 통해 영양염을 지속적으로 공급받아 부영양이 가속화되고 있었다. 또한 담수 유입에 따라 구역별로 환경요인들이 차이를 보이고 있었다. 이러한 환경의 차이는 식물플랑크톤 군집의 출현양상의 변화를 가져오고 있었다. 새만금호의 부영양화된 수계에서 식물플랑크톤 군집은 개체수가 증가하고 종 다양성이 감소하고 있었으며, 와편모조류 등의 일부 종이 대발생을 일으키고 있었다. 특히 2009년에는 기존에 크게 출현하지 않았던 Heterocapsa triquetra, Karlodinium veneficum, Heterocapsa rotundata가 우점하여 새만금호 내부의 부영양화에 따른 수환경변화로 식물플랑크톤 군집에 변화가 나타났다. 이와 같이, 새만금호의 서식환경의 변화는 와편모조류의 적조발생 등 식물플랑크톤 군집의 환경 적응력과 연관하여 파악하여야 하며, 이를 위해서는 지속적인 모니터링이 필요하다.

남해 동부해역에서 해수는 계절에 따라 서로 다른 수질환경 특성의 수괴들에 의해 조절되는 것으로 밝혀졌다. 홍수기인 여름철 표층수는 북한한류 기원의 동해 냉수괴 특성의 수괴-A (East Sea Cold Water), 담수의 영향이 강한 연안성 수괴-B (river-dominated coastal water), 연안 염하구성 수괴-C (coastal pseudo-estuarine water)로 구분된다. 특징적으로 높은 영양염과 엽록소 농도를 갖는 저염의 염하구성 수괴-B는 홍수기인 여름철에 해안선에서 수 십 km 떨어진 해역까지 짧은 기간 일시적으로 형성되며, 집중호우 등 몬순(monsoon)기후 특성을 갖는 우리나라 연안역에서 육지-해양간 물질 순환에 상당한 역할을 할 것으로 사료된다. 여름철 저층수는 저온-고염의 냉수인 저층 냉수괴-D(bottom cold water)가 지배적이며, 표층수의 수괴들과 비교하여 전체적으로 수온, pH, 용존 산소량은 낮은 반면, 높은 영양염 농도 특성을 갖는다. 여름철 저층 냉수괴의 높은 영양염 농도는 강한 성층과 낮은 수온으로 인하여 식물플랑크톤 번식이 제한되어 보존-축적된 결과로, 갈수기인 겨울철 영양염의 주요 공급원으로 작용한다. 갈수기인 겨울철 연구해역의 해수환경은 여름철과 다르게 대마난류수 (수괴-E)가 광범위하게 분포하며, 해안선을 따라 연안역의 좁은 범위에 대마난류수가 약간 변질된 연안성 수괴-F가 분포한다. 특히 광양만, 마산만 등의 반폐쇄성 지형의 여러 만(bay)들에 위치하는 연안성 수괴-F에서는 갈수기인 겨울철에도 낮은 수심과 느린 유속 등에 의해 기초생산력이 높으며, 이로인한 겨울철 영양염 고갈(depletion) 현상이 뚜렷하게 나타난다. 또한 남해 연안성 수괴와 대마난류 수괴사이에 연안전선이 발달하며, 이러한 전선은 직간접적으로 남해의 기초생산력을 조절하는 중요 환경요소로 작용할 것으로 예상된다. 결론적으로 연구해역은 계절적으로 다른 특성의 수괴의 수괴가 복합적으로 분포하며, 여름철의 수질환경과 일차 생태계는 크게 연안 염하구성 수괴와 저층의 냉수괴 발달 정도에 따라 변화할 것으로 예상되며, 겨울철에는 외양에서 유입되는 대마난류 수괴의 특성에 따라 지배될 것으로 분석된다. 또한 용존무기인이 잠재적 제한영양염으로 작용하는 서해 연안역과 달리 남해 연안역은 대부분 용존무기질소가 잠재적 제한영양염으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 제한영양염의 차이는 서해와 남해 연안역이 서로 다른 환경과 다른 생태계 구조를 갖고 있음을 지시한다.

남해 서부 연안역의 식물플랑크톤 군집 및 환경요인의 계절별 변화를 관찰하고자 2009년 4월부터 2010년 2월 까지 계절별 조사를 수행하였다. 환경요인의 변화는 multidimensional scaling (MDS)에 따라 수괴의 변화를 분석하였을 때, 남해 연안역 수괴 (SW; South-western coastal Water mass) 및 남쪽에서 유입되는 고염의 외양 수괴(TW; Tsushima current Water mass), 서쪽 제주해협을 통해 유입되는 저염의 서해 연안수괴 (YW; Yellow sea Water mass), 그리고 해안의 하천으로부터 계절적으로 유입되는 담수(CW; Closed bay Water mass)가 영향을 미치고 있었다. 이들 수괴는 해양 환경의 시 (계절)∙공간적 특성에 따라 발달과 확장 및 축소되고 있었다. 즉, 연안에서 외해역 또는 외해역에서 연안 방향(남-북 방향) 그리고 서쪽(진도 주변 해역)에서 동쪽 방향 (동서 방향)의 농도 경사를 보인다. 이러한 남-북 방향의 공간 변동은 연안에서 하천과 지하수로 유입되는 연안 담수(낮은 염분과 높은 영양염 농도)와 대마 해류(고염분과 저영양염) 사이의 혼합에 의한 것이며, 동-서방향의 공간 변동은 제주해협을 통해 남해 연안으로 유입되는 서해의 연안수(저염분과 고영양염)와 대마 해류 사이의 혼합에 의해 조절되고 있는 것으로 해석된다. 식물플랑크톤은 고영양염을 보인 서해 연안수 및 여자만, 득량만에서 높은 개체수를 보였다. 식물플랑크톤 군집별 특성은 규조류가 90% 이상 높은 비율을 차지하였으나 대마 해류 수괴에 서 와편모조류가 상대적으로 높아 수괴 특성에 따른 분류군의 차이를 보여 수괴가 갖는 기원적 특성 (original characteristcs)의 차이를 보였다.

Spills of M/V Hebei Spirit on 7th December 2007 caused a seriously damage to the ecosystem of Korean coast. Of these, microbial communities (i.e., attached benthic micro-algae) were reported to be sentive to the environmental change so it can be used for ecological risk assessment. Our experiment was designed to examine the ecological risk assessments for oil pollutant using benthic attached algal community on the artificial substrates of acrylic plates. Field monitoring in the culture system was conducted in Jangmok Bay. The abundances of attached micro-algae on artificial substrates gradually increased with increasing of sampling times. Among them, diatoms were the most important colonizer of coastal water, with the genera Cylindrotheca and Navicular most abundant. In particular, developed the culture system has correctly measured qualitative and quantitative abundance of attached micro-algae because same acrylic plates as artificial substrates were used. Thus, this culture system may be directly applied to the ecological risk experiments of microbial community structure from oil pollutants.