Protein is an essential nutrient for humans to sustain life, but it is predicted that it will be challenging to secure protein through the traditional livestock industry in the future. Microalgae has high future value as an alternative protein food source due to resource utilization and sustainability advantages. In order to increase productivity, the culture conditions of microalgae, Chlorella vulgaris, Dunaliella salina, and Scenedesmus obliquus were examined in this study. The optimal culture conditions of C. vulgaris were mixotrophic culture, 25oC culture temperature, 7.0 initial pH, 10% initial inoculation, stirring culture, 3000 Lux light intensity, and 24L:0D light/dark cycle period with red LED. For D. salina, the optimal culture conditions were mixotrophic culture, 20oC culture temperature, 8.0 initial pH, 10% initial inoculation, stirring culture, 6000 Lux light intensity, and 12L:12D light/dark cycle period with white LED. For S. obliquus, the optimal culture conditions were mixotrophic culture, 30oC culture temperature, 8.0 initial pH, 10% initial inoculation, stirring culture, 4500 Lux light intensity, and 14L:10D light/dark cycle period with fluorescent light. These findings can be used as important information for increasing the production of microalgae as an alternative protein material resource in the future.

프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하 고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이 오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮 추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생 산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25oC(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농 도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86oC, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35oC, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측 한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였 다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는 데 중요한 포인트를 제공할 것이다.

한국에서 알스트로메리아(Alstroemeria)는 저온 작물로 난 방비 절감 효과가 있고 장식용 절화 소재로 꾸준히 소비되어, 일정 재배면적이 유지되고 있다. 본 연구는 알스트로메리아 ‘한에로스’의 기내 대량증식과 뿌리 발근 조건을 구명하고 무 균묘 생산 시스템을 구축하기 위해 수행했다. 기내 대량 증식 조건 구명 실험에는 Murashige and Skoog(MS) 배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 단용 처리(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)와 NAA 0.2mg･L-1에 BA를 농도(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 발근 조건 구명을 위 해 MS배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 0.25 mg･L-1 단용 처리와 BA 0.25mg･L-1에 NAA를 농도(NAA 0.1, 0.2, 0.3mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 뿌리줄기 증식 실험 결 과, 호르몬 첨가에 따른 생육차이는 뿌리줄기 수를 제외한 나 머지 부분에서 뚜렷하게 확인되었다. 단용 처리구 보다 혼용 처리구에서 많은 신초가 유도되었다. BA 0.5mg･L-1와 NAA 0.2mg･L-1 혼용 배지에서 가장 많은 1.43개의 신초가 유도되 었다. 발근 실험 결과, ‘한에로스’는 BA 0.25mg･L-1 와 NAA 0.3mg･L-1 혼용 배지에서 뿌리 수가 3.96개로 가장 많고, 뿌 리가 짧고 두꺼워 순화 과정 중에 뿌리 손실이 적었다. 또한, 순화 과정 중 묘가 고사하지 않았다. 종합적으로, ‘한에로스’ 는 BA 0.5mg･L-1와 NAA0.2 mg･L-1 혼용 배지에서 증식을 하는 것이 적절하며, BA 0.25mg･L-1와 NAA 0.3mg･L-1 혼 용 배지에서 발근 후 순화하는 것이 최적의 기내 배양 조건으 로 사료된다. 본 연구의 결과로 알스트로메리아 무균묘의 보 급 확대에 기여하고자 한다.

The purpose of this study is to optimize the composition of the medium for turmeric fermentation and to select competent turmeric fermentation strains using bacterial isolates from kimchi. Initially, 30 isolates from kimchi were cultured in 5% (w/v) yeast extract and 1% (w/v) maltodextrin to determine viability. As a result, eight strains showed a tendency to maintain viability until the fifth day of fermentation. Subsequently, the eight isolates were fermented in an optimum medium for turmeric fermentation, 5% (w/v) yeast extract, 1% (w/v) maltodextrin, and 5% (w/v) turmeric for seven days to determine the viable cell count and antioxidant capacity. The antioxidant capacities of turmeric fermented by the eight isolates were similar or higher than turmeric fermented by Lactococcus lactis KCTC 2013, while maintaining high viable cell counts of both the eight isolates and L. lactis KCTC 2013 until the seventh day of fermentation. The antioxidant capacities of the selected five strains during fermentation might increase possibly due to the biological conversion of active compounds in turmeric by fermentation. Consequently, a total of five strains of the isolates showing higher antioxidant capacity (4.81±0.19-5.81±0.04 VCE/mL) than fermentation day 0 were selected for fermentation of turmeric.

축산 폐수는 고농도의 영양염류와 중금속을 함유하고 있어, 배출될 때 수질을 악화시킨다. 기존 처리 기술과 비교하여 bioremediation은 축산 폐수 처리에 유능하다. 특히, 미세조류는 오염물질 제거에 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 Ankistrodesmus bibraianus를 이용하여 축산 폐수 내 영양염류 (질소 (N), 인 (P))와 중금속 (구리 (Cu), 아연 (Zn))의 제거 가능성을 평가하고, A. bibraianus의 최적배양조건을 확립하였다. 연구결과, 최적 배양조건은 28°C, pH 7, 광주기는 14 : 10 h로 설정되었다. N과 P의 단일 처리구 (500, 1,000, 5,000, 10,000 mg L-1)에서 제거효율은 각각 22.9~80.6%와 11.9~50.0%였다. 또한, N과 P의 복합 처리구에서 제거효율은 각각 16.4~58.3%와 7.80~49.8%였다. Cu와 Zn의 단일 처리구 (10, 30, 50 mg L-1)에서 제거효율은 각각 15.5~81.5%와 6.28~34.3%였다. 유사하게, Cu와 Zn의 복합 처리구에서 제거효율은 각각 16.7~74.5%와 5.58~27.5%였다. 또한 영양염류 (N 및 P)와 중금속 (Cu 및 Zn)의 성장 및 제거효율을 축산 폐수에 적용할 수 있음을 나타냈다. 본 연구의 결과에 따르면 A. bibraianus는 축산 폐수 내 영양염류와 중금속 제거에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

표고 톱밥배지 배양일수별 배지특성을 조사한 결과 ‘산조701호’의 색도는 명도인 L값이 배양 30일에 83.8(±2.5) 에서 배양 120일에 45.7(±2.3)로 감소하였고, a와 b의 값은 배양일수가 증가할수록 증가하였지만 경도는 배양 30일에 9.4(±0.9)g/mm에서 배양 120일에 2.6(±0.2)g/mm으로 감소하였다. ‘농진고’는 명도인 L값이 배양 30일에 86.2(±2.1) 에서 배양 120일에 53.4(±1.3)로 감소하였고, a와 b의 값은 배양일수가 증가할수록 증가하였지만 경도는 배양 30일에 4.8(±0.7)g/mm 배양 120일에 3.8(±1.0)g/mm로 감소하였다. 배양일수별 자실체 특성을 조사한 결과 ‘산조701호’의 배양일수별 첫 수확일은 30일 배양배지는 46일, 60일배양 배지는 89일, 90일배양 배지는 8일로 가장 짧았고, 120일 배양배지가 9일이었다. 자실체 평균무게는 90일 배양배지가 48.3 g으로 가장 높았고 갓 직경, 갓 두께도 가장 높았지만 색도측정결과에서는 120일 배양배지에서 발생된 자실체가 가장 우수한 상품성을 보이는 것을 확인하였다. ‘농진고’는 30일 배양배지가 22일, 60일 배양배지가 18일, 90일 배양 배지가 8일로 가장 짧았고, 120일 배양배지는 9일이었다. 따라서 표고의 배지, 자실체 특성 등을 고려할 때 배지의 배양일수가 120일이 안정적인 수량 및 높은 상품성 확보가 가능할 것으로 판단되었다.

흰목이(Tremella fuciformis)는 전 세계적으로 약 40여종이 있으며, 아열대, 열대, 온대지방 등에서 폭넓게 분포하고 있다. 흰목이는 중국고전에서 양귀비가 즐겨먹었다고 나올 정도로 예로부터 미의 상징으로 여겨지기도 하였다. 실제로 흰목이 추출물이 세포의 멜라닌형성 억제를 유도하여 피부미백효과가 있고, UV 자극 손상으로 유발되는 주름을 예방하여 주름개선 효과를 나타낸다고 알려져 있다. 또한 흰목이는 미용에 관련 된 효과 뿐 아니라 당뇨병과 고혈압에서도 효능을 가지고 있고, 면역력을 높여주어 항암효과가 있다고 밝혀져 있다. 흰목이는 중국 사천성에서 최초로 재배했다고 기록되어 있으며, 현재는 중국과 동남아시아에서 생산되고 있다. 중국에서는 이미 흰목이 대량인공재배에 성공하였으나, 국내에서는 대량인공재배에 관한 연구가 많이 이루어지지 않고있다. 따라서 대량인공재배에 관한 연구를 하기 전 단계로, 흰목이의 표준 재 배법 확립을 위한 최적 배양조건을 구명하기 위해, 농과원에서 분양받은 흰목이 균주를 이용하여 실험을 진행하였다. 배지 종류로는 PDA, MCM, YM, CDA 등 4종류를 이용하였고, 배양실(25°C)에서 흰목이 균주의 최적 배양조건을 탐색하였다.

This study was conducted to investigate optimum conditions for mass production of ntagonistic microbes Alcaligenes sp. HC12. Alcaligenes sp. HC12 had a potent biological control agent to control browning disease caused by Pseudomonas agarici. Alcaligenes sp. HC12 markedly showed the antagonistic activity against Pseudomonas agarici, the most destructive pathogen of cultivated mushrooms. To define the optimum conditions for the mass production of the Alcaligenes sp. HC12, we have investigated optimum culture conditions and effects of various nutrient source on the bacterial growth. The optimum initial pH and temperature were determined as pH 9.0 and 30o, respectively. The optimal concentration of medium elements for the growth of pathogen inhibitor bacterium(Alcaligenes sp. HC12) was determined as follows: 0.5% dextrine, 1.5% yest extract, 1.0% NaNO3, 0.5% KH2PO4, and 1.5% asparagine.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 다년생 초본식물로써 중국, 일본, 우리나라를 포함한 아시아 전역에 분포하며 꽃과 전초가 아름다워 최근 원예용으로도 많이 이용 되고 있으나 체계적인 대량번식 체계가 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 조직배양을 통해 증식된 대 반하 기내 식물의 토양조성별 괴경 생육을 조사하여 비교하였다. 기내 증식된 대반하 괴경의 크기에 따 라 직경이 1cm 이상인 경우 TypeⅠ, 1cm 이하를 TypeⅡ로 나누어 6종의 조합상토에 파종하여 괴경의 비대와 생육을 조사하였다. 괴경의 비대와 전초의 생육변화를 확인하기 위하여 초장, 잎 수, 마른 잎 수, 괴경 수, 괴경 크기, 생체중 및 건물중을 8주간 변화를 측정한 결과, Type I와 II 모두 코이어 68.0%, 피트모스 14.7%, 펄라이트 3.0%, 버미큘라이트 7.0% 및 제오라이트 7.0%로 구성된 조합상토 B에서 가장 우수한 생육을 보였다. 특히 TypeⅠ은 조합상토 B에서 괴경 크기와 생체중이 각각 45%와 101%를 보였으며, 이는 생육이 가장 좋지 못했던 처리구인 조합상토 E(코이어 14.3%, 피트모스 14.3%, 펄라이트 42.9%, 버미큘라이트 14.3% 및 제오라이트 14.3%)와 약 2배의 차이를 보였다. 이러한 연구 결과는 종자번식이 어려운 대반하의 기내 대량증식을 통한 육묘에 있어 안정적인 토양 순화와 대규모 배양묘 생산을 위한 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

버섯 세균갈성색무늬병원균인 Pseudomonas tolaasii에 대한 길항미생물로 보고된 Pseudomonas azotoformans HC5 균주의 배양적 특성과 대량 배양을 위한 최적배양조건을 설정하였다. HC5 균주의 생육온도는 10~20oC, pH는 6.0~9.0의 범위에서 왕성한 생육을 보였다. 대량배양을 위한 효율적인 영양원 선발을 위하여 기본배지에 탄소원 fructose 등 18종, 무기질소원 NH4Cl 등 6종, 유기질소원 peptone 등 6종 그리고 아미노산 asparagine 등 11종을 각각 1%씩 첨가하였고, 무기염류 13종을 1 mM 농도로 첨가하여 각각에 대한 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 선발된 각각의 영양성분들에 대한 최적 농도를 조사하기 위하여 각각의 성분을 최소 0.1%에서 최대 4.0%까지 배지에 첨가하여 배양 후 생육정도를 조사하였다. 그 결과, 대량배양을 위한 생육최적조건은 온도 15oC, pH 6, 탄소원 0.6% adonitol, 유기질소원 1.5% yeast extract, 무기질소원 0.8% NH4H2PO4,아미노산 0.2% asparagine 그리고 무기염류는 5 mM MgSO4에서 왕성한 생육을 보였다.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 초본성 식물로써, 중요 한약재인 반하[半夏: Pinellia ternata(Thunb.) Makino]의 국내 자생 동속 종으로 활용가치가 높은 식물이나 반하에 비해 생리학 및 유전학 등 관련 연구가 거의 진행되지 않았다. 본 연구는 대반하의 소괴경 형성 및 분화에 적합한 최적 배지와 식물생장조절물질의 농도를 규명하고, 유전적인 안전성 및 토양환경 순화조건을 검증하여 향후 반하의 대체 약재로 활용시 이용가능한 배양묘 대량생산조건을 확립하기 위하여 수행되었다. 자생지에서 채집한 대반하는 소독 후 MS 기본배지에서 배양하여 기내식물체를 확보하였고, 소괴경 분화와 비대 최적배지 규명을 위해서 10종류의 다양한 식물배지에서 6주간 배양 한 결과, Nitsch & Nitsch(NN) 배지에서 가장 효과적이었다. 기내 배양 시 발생한 캘러스를 이용하여 식물체 최적 재분화 조건을 규명하기 위하여, 명/암 반응과 BA 호르몬의 다양한 농도별(0.5ppm-3.0ppm) 처리를 통해서 4주 동안 배양한 결과, 명상태에서 BA 1.0 ppm이 첨가된 배지에서 가장 효과가 높았다. 최적 기내배양 및 재분화 개체는 2주 후 토양으로 이식하여 환경적응을 유도한 후 배양묘 대량 생산조건을 설정하였다. 기내배양 및 재분화를 통해 생산된 배양묘의 유전적 안전성을 검증하기 위해서 각 증식 단계별 식물조직 및 캘러스 시료의 RAPD genomic profile을 분석한 결과, 원 식물체와 각 단계별 개체의 유전적 안전성이 증명되었다.