Membrane bioreactor (MBR) provides the benefits on high effluent quality and construction cost without the secondary clarification. Despite of these advantages, fouling, which clogs the pore in membrane modules, affects the membrane life span and effluent quality. Studies on the laboratory scale MBR were focused on the control of particulate fouling, organic fouling and inorganic fouling. However, less studies were focused on the control of biofouling and microbial aspect of membrane. In the full scale operation, most MBR produces high effluent quality to meet the national permit of discharge regulation. In this study, the performance and microbial community analysis were investigated in two MBRs. As the results, the performance of organic removal, nitrogen removal, and phosphorus removal was similar both MBRs. Microbial community analysis, however, showed that Azonexus sp. and Propionivibrio sp. contributed to indirect fouling to cause the chemical cleaning in the DX MBR.

In this study, we developed Rapid Enrichment Broth for Vibrio parahaemolyticus (REB-V), a broth capable enriching V. parahaemolyticus from 100 CFU/mL to 106 CFU/mL within 6 hours, which greatly facilitates the rapid detection of V. parahaemolyticus. Using a modified Gompertz model and response surface methodology, we optimized supplement sources to rapidly enrich V. parahaemolyticus. The addition of 0.003 g/10 mL of D-(+)- mannose, 0.002 g/10 mL of L-valine, and 0.002 g/10 mL of magnesium sulfate to 2% (w/v) NaCl BPW was the most effective combination of V. parahaemolyticus enrichment. Optimal V. parahaemolyticus culture conditions using REB-V were at pH 7.84 and 37oC. To confirm REB-V culture efficiency compared to 2% (w/v) NaCl BPW, we assessed the amount of enrichment achieved in 7 hours in each medium and extracted DNA samples from each culture every hour. Real-time PCR was performed using the extracted DNA to verify the applicability of this REB-V culture method to molecular diagnosis. V. parahaemolyticus was enriched to 5.452±0.151 Log CFU/mL in 2% (w/v) NaCl BPW in 7 hours, while in REB-V, it reached 7.831±0.323 Log CFU/mL. This confirmed that REB-V enriched V. parahaemolyticus to more than 106 CFU/mL within 6 hours. The enrichment rate of REB-V was faster than that of 2% (w/v) NaCl BPW, and the amount of enrichment within the same time was greater than that of 2% (w/v) NaCl BPW, indicating that REB-V exhibits excellent enrichment efficiency.

본 연구에서는 남극 로스해 연안에 서식하는 아델리펭귄(Pygoscelis adeliae)과 황제펭귄 (Aptenodytes forsteri)의 분변 시료를 기반으로 펭귄 장내 미생물 메타지놈 연구를 수행하였 다. Taxonomy 분석 결과, 아델리펭귄과 황제펭귄의 장내 미생물에는 주로 7개의 문(phylum), 18개의 과(family)가 존재하는 것으로 나타났다. 또한 미생물 다양성을 평가하기 위해 Alpha diversity 및 OTU abundance 분석을 수행한 결과, 전반적으로 아델리펭귄의 장내 미생물 다양 성이 황제펭귄보다 높은 것을 확인하였고, PCoA를 기반으로 한 Beta diversity 분석을 통해 두 개체군 간 장내 미생물 군집에 차이가 존재함을 확인하였다. PICRUSt를 활용한 기능적인 차원의 KEGG pathway 분석을 통해서는 아델리펭귄과 황제펭귄 시료에서 nucleoside and nucleotide biosynthesis pathway가 가장 많이 존재하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 남극 아델리펭귄과 황제펭귄의 장내미생물 구성과 다양성을 비교분석 할 수 있었다. 본 연구 결과 는 향후 펭귄의 먹이 섭식 관련 연구에 활용될 수 있으며, 더 나아가 다양한 남극 생물의 장내 미생물 메타지놈 분석에 대한 기초가 될 수 있을 것이다.

본 연구는 생분해성 용기 개발의 연구성이 대두됨에 따 라서 동물성 재료로 제조한 생분해성 용기의 개발의 목적에 있다. 연구 결과 돈피, 우피, 닭피에 있어서 돈피가 우수한 수율과 단백질 분자량을 가진 것으로 나타났다. 이에 돈피를 이용하여 생분해 용기를 개발하였으며, 단면적 확인 결과 호두 껍질 분말 10%를 첨가한 처리구에서 적은 공극을 보였으며, 호두 껍질 분말 20%를 첨가한 처리구에서 공극의 크기가 큰 것을 확인할 수 있었다. 물성 연구 결과 호두 껍질 분말 10% 처리구가 더 높은 경도를 나타 내었으며, 호두 껍질 분말 20% 처리구가 더 높은 탄력성을 나타내었다. 압축강도는 호두 껍질 분말 20% 처리구가 더 높은 값을 나타내었다. General bacteria, E. coli 연구 결과 모든 일자에서 불검출되어 미생물로부터의 안정성은 더 장기간으로 실험해볼 필요가 있을 것으로 보인다. 또한 높은 항균 능력과 생분해능의 결과를 보여 저장 기간의 안정성이 높은 용기의 개발과 환경의 영향을 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 돈피 젤라틴에 난각과 호두 껍질 분말을 넣어 제조한 생분해성 용기의 개발의 기초 데이터로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 농산물의 미생물학적 수준에 관하여 체계적인 연구분석(systemic analysis) 기법을 이용하여 비가열 농산물의 위생안전관리를 목적으로 연구를 수행하였다. 2001년부터 2015년까지 인쇄된 관련 연구논문을 NDSL 검색 엔진을 활용하여 자료를 수집, 리뷰, 자료 정리, 분석 및 결과 정리하였다. 농산물 분류체계를 비교 조사하여 미국의 IFSAC (Interagency Food Safety Analytics Collaboration) 의 식품분류체계에 따라 국내 농산물을 분류하였다. 선정된 22건의 논문 내 89건의 데이터를 종합한 결과, 분 류체계 내에서 국내 농산물에서 총균수 수준이 높고 대장균 오염이 가장 많은 농산물은 엽경채류와 새싹·발아채 소(sprouts)로 나타났다. 단체급식에서 생채소로 소비되는 엽경채류에서 단체급식의 다소비 농산물로서 식중독과 연관성이 높은 품목인 상추, 부추, 배추에 관하여 미생물에 관한 자료 검색, 수집, 선정 및 분석 결과 최종 33편의 논문에서 미생물의 정량적 수준은 총균수 4.15~ 7.69 log CFU/ g, 대장균군 1~6.99 log CFU/g, B. cereus 0.51~3.9 log CFU/ g으로 나타났다. GAP 데이터 기반 농산물의 미생물학적 영향을 미치는 환경인자 문헌조사 결과 퇴비, 토양, 작업 자 손, 장갑이 주요 영향인자로 나타났다. 농산물의 미생 물학적 관리를 위하여 전문가 의견과 문헌조사를 통하여 GAP도입, 취약 품목의 미생물학적 분석계획, 토양으로부터 작물의 오염을 최소화 할 수 있는 작물생산방식 도입 및 실행규범 준수가 필요하다.

국내 최대 인삼 재배지인 충남 금산군 소재의 인삼류(백삼, 홍삼) 제조업체 3곳을 대상으로 하여 수삼, 용수 등의 원부재료와 공정별 인삼류, 그리고 작업도구, 제조설비,작업장 환경 및 작업자 개인위생에 대해 미생물 오염도를 조사하였다. 먼저 원료수삼과 제조 공정별 인삼의 경우 일반세균은 1.8~4.9 log CFU/g, 대장균군은 1.2~3.0 log CFU/g, 곰팡이는 0.8~4.1 log CFU/g으로 검출되었고, 병원성 미생물은 일부 시료에서 B. cereus만 미미한 수준으로 검출되었다. 특히 일반세균의 경우는 공정을 거치면서 오염도가 감소되어 완제품인 백삼에서는 2.7 log CFU/g, 홍삼에서는 1.8 log CFU/g으로 검출되었고, 곰팡이의 경우 홍삼 제조과정 중 증숙 후에 오염도가 증가하였다가 이후 공정에서 다시 감소하는 것으로 확인되었다. 제조설비와 작업 도구에서는 일반세균 1.7~4.7 log CFU/100 cm², 대장균군0.4~4.0 log CFU/100 cm², 곰팡이 0.9~4.2 log CFU/100 cm² 의 수준으로 검출되었으며, 흙과 이물의 잔존할 가능성이 높은 세척기와 탈피기에서 비교적 높은 수치로 검출됨을 확인하였다. 작업자의 개인위생에서는 일반작업자가 실 묶음 작업자에 비해 미생물 오염도가 대체로 높은 것으로 확인되었고, 일부 작업자의 손에서는 S. aureus가 0.2~0.7 log CFU/hand 수준으로 검출되었다. 공중낙하균은 일반세균, 대장균군, 곰팡이만 미미한 수준으로 검출되었다. 따라서 인삼류 제품의 미생물 오염을 방지하기 위해서는 인삼류의 가열 또는 건조 시 적절한 온도와 시간의 준수, 제조시설의 청결 관리가 필요할 것으로 생각된다.

취나물의 보존과 유통 시에 미생물 품질을 높이기 위하여 hurdle technology를 이용한 데침, 위생처리제와 감압포장 처리에 따른 분석을 하였다. 데침 열처리 후 위생처리제로는 20% 에탄올과 10% NaCl에서 6일 후에 총 세균수가 2 log CFU/g으로 효과적으로 제어되었다. 데침 시의 물온도는 100℃ 온도가 균의 제어에 더 유리하였으며, 보관온도는 4℃ 온도가 균 증식을 적게 하였다. 2회 반복적인 데침과 NaCl 첨가 80℃ 데침 물온도의 처리에서도 현저한 증식 억제 효과를 확인하였다. 데침 시에 접촉되었던 물이 없는 감압포장 상태에서의 데침도 10일간 2 log CFU/g 총세균수를 보여 주어 세균 억제에 효과적임을 알았다. 그리므로 80~100℃에서 10% NaCl 물로 2회 반복 데침이 취나물의 미생물적인 품질을 높여 주었고, 물 접촉이 없는 반복 데침도 취나물의 보관 유통에 도움이 됨을 알 수가 있었다.

Recent years have seen the introduction of next-generation sequencing (NGS) technologies and their use in the fields of bioscience and biotechnology. Not only has the availability of NGS technologies revolutionized the way genome research is carried out, the massive sequence data produced by NGS technologies have also been driving the advancement in bioinformatics required for downstream analysis, storage, and accessibility. However, the processing of NGS data is still challenging owing to such properties as the shortness of reads, the sheer amount of data, and the low base qualities. For high-quality de novo genome sequencing, we used a hybrid approach that utilizes Sanger end sequencing of fosmid libraries for the scaffolding of NGS-derived contigs. This strategy was successfully applied to the genome sequencing of microbial cell factories requiring a complete gene list for the metabolic pathway, and a regulatory network for the design and development of industrial strains. Recently, software developments have facilitated de novo genome assembly which can produce genome scaffolds from short reads only. Automatic gap closing, which incorporates paired-end short reads into preexisting scaffolds, is also feasible. High-throughput multiplexed genome sequencing based on the Illumina platform has become a routine task for genome prospecting and the comparative genomic analysis of useful microbial strains. We also carried out the resequencing of E. coli strains generated from a combined approach of a long-term experimental evolution and proton beam-induced mutagenesis. NGS-based resequencing allows the identification of genetic variations from multiple samples at a lower cost, and the tracing of evolutionary pathways that are engraved in the genomic sequences. NGS-based transcriptome sequencing (RNA-seq), which is becoming popular as a substitute for traditional microarray experiments, also provides evidence for the identification of genes from novel genomes. Recent achievements in genome sequencing and analysis of eukaryotic microbes will also be introduced.

The purpose of this study was to identify control points through microbiological hazard analysis in the manufacturing processes of starch noodles. Samples were collected from the ingredients, manufacturing processes, equipment and environment. Microbiological hazard assessments were performed using aerobic plate counts (APC), Enterobacteriaceae (EB), E. coli and five pathogens including B. cereus, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp., and S. aureus. The APC levels in raw materials were from 2.12 to 3.83 log CFU/g. The contamination levels after kneading were 4.31 log CFU/g for APCs and 2.88 log CFU/g for EB counts. APCs decreased to 1.63 log CFU/g and EB were not detected after gelatinization, but their levels slightly increased upon cooling, cutting, ripening, freezing, thawing, and separating. The reuse of cooling and coating water would be a critical source of microbial increase after cooling. After drying, APCs and EB counts decreased to 5.05 log CFU/g and 2.74 log CFU/ g, respectively, and the levels were maintained to final products. These results suggest that the cooling process is a critical control point for microbiological safety, and the cooling water should be treated and controlled to prevent cross contamination by pre-requisite program.

본 연구는 음식점을 대상으로 QMRA의 개념을 적용한 HACCP 전산프로그램을 개발하고 이를 음식점내의 HACCP에 준한 위생관리 수단으로 이용, 최종 음식의 미생물 오염 수준을 예측하여 배식되는 음식의 미생물적 안전성을 확보하여 식중독 사고를 미연에 방지할 수 있는 방법을 모색하였다. QMRA-HACCP 전산프로그램의 개발을 위하여 메뉴를 그룹화하고, 위해분석, 중요관리점의 설정, 관리기준 설정, 모니터링 방법의 설정, 수정조치의 확립 및 기록유지시스템의 확립과 같은 HACCP의 기본적인 7원칙에 의거하여 HACCP 플랜을 개발하였다. 본 QMRA-HACCP 전산프로그램은 일일점검 작업 DB, 정기정검 DB, DAQ DB 및 Rule DB 등 데이터베이스 파일을 보유하여 최종 음식의 미생물 오염 수준을 예측할 수 있으며, 데이터베이스 파일은 수정·보완할 수 있다. 또한 MS Excel의 DB 관리 능력과 MS VBA(Visual Basic Application)을 이용한 프로그램으로 Window에서 사용자가 쉽고 편리하게 이용할 수 있도록 고안되었으며, 가시적인 관리가 수월하다. 모델 음식점을 통하여 선정된 9가지 메뉴에 대하여 개발된 QMRAHACCP 전산프로그램을 이용, 최종 제품의 미생물 오염 수준을 추정하였으며, 추정된 결과를 바탕으로 민감도 분석과 시나리오 분석을 통하여 중요관리점 및 CL을 선정하였다. 본 연구를 통하여 제시된 Generic HACCP 모델은 일반적인 음식점에서 사용할 수 있도록 비교적 간단하게 계획되어 있으므로 실제 음식점에서 일어날 수 있는 모든 위해를 통제할 수는 없다. 그러므로 각 음식점의 작업 현실에 맞도록 재구성하여 적용하는 것이 바람직하다고 사료된다. 또한 개발된 QMRA-HACCP 전산 프로그램을 다양한 음식에 적용하여 그 효과를 검증하는 후속 연구 및 표준레시피 데이터 화일의 지속적인 보완이 필요하겠으며, 다른 음식점에서 QMRA-HACCP 전산프로그램을 이용하여 위생관리를 수행하고, 동시에 미생물적 평가를 병행하여 각 결과간의 상관성을 규명하여 개발된 프로그램의 효율성과 정확성을 재확인하는 연구가 실행되어야 할 것이다.

Steamed rice is usually used as an essential ingredient when Takju or Yakju is brewed in Korea. Alternatively, non-steamed rice can be used to keep thermolabile nutrients and fresh tastes richer in Takju or Yakju. In this study, therefore, the physicochemical properties (ethanol and sugar contents, pH, total acidities, and turbidities)and the fermentative microbial profiles (aerobic mesophillic bacteria (AMB), fungi, lactic acid bacteria (LAB), acetic acid bacteria (AAB), and Escherichia coli and coliforms) have been compared among 4 Takju and 1 Yakju samples brewed using steamed or non-steamed rice. Yakju brewed using non-steamed rice has approximately 2-3 times higher ethanol and sugar contents than other 4 Takjus brewed using steamed or non-steamed rice. The pH and total acidity values of all the 5 samples ranged 3.77-4.30 and 0.12-0.35, respectively. As for turbidities, Yakju brewed using nonsteamed rice was transparent, but other 4 Takjus were not. The AMB and fungal counts for Yakju brewed using nonsteamed rice were approximately 104-fold less than those for 4 Takjus. The LAB counts for Takju and Yakju brewed using non-steamed rice were 103-fold less than those for Takjus brewed using steamed rice. The AAB counts ranged 2-6 log10CFU/mL for all the 5 samples. E.coli and coliforms were not detected. Overall, there was no significant difference in microbial counts among 4 Takjus brewed using steamed or non-steamed rice, but Takju has higher microbial counts than Yakju. All the 5 samples were conclusively considered to be hygienically brewed and processed containing plenty of beneficial microorganisms.

The statistics probability approach for microbial risk assessment (MRA) has been recognized as an efficient method because this probability approach, which can be presented the diversity, variability, and uncertainty for the environmental factors of food processing, provide better realistic results than point estimate. This study was conducted to determine of probability statistics for the environmental factors of the pork-cutting processing i.e. the processing time, the pork meat temperature, and processing room temperature etc. As the input parameters for the MRA, triangular distribution and normal distribution were selected as an efficient probability distribution model, these distributions were analyzed by the simulation. The simulation results showed the processing time estimated 53 min as mean (5% - 22 min and 95% - 98 min), pork meat temperature estimated 4.83 ℃ as mean (5% - 2.25 ℃ and 95% - 7.12 ℃, 48.78% exceed 5 ℃), and processing room temperature estimated 17 ℃ as mean (5% - 10.92 ℃ and 95% - 22.56 ℃, 71.178% exceed 15 ℃).

This work was intended for the identification of markers that are found only in the spoiled red pepper powder. When analyzed by GC/MASS, the spoiled red pepper powder contains characteristic naphthalene derivatives, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 8α-octahydro-1, 8α-dimethyl-7-(1-methylethenyl)-naphthalene and 2-isopropenyl-4α,8-dimethyl- 1, 2, 3, 4, 4α, 5, 6, 8α-octahydronaphthalene,which have not found in the normal red pepper powder. In addition, microscopic observation and microbial enumeration of the red pepper powder had been performed. Images by scanning electron microscopy showed that the surfaces of spoiled pepper powder were rough with many kinds of microbes, compared with those of normal red pepper powder. A good correlation between the bacterial and fungal counts in the same sample was observed and could be clearly classified into two groups, the normal and the spoiled group, by difference in the microbial counts. These results suggest that the spoiled red pepper powder can be identified by a combination of GC/MASS, microbial counts, and scanning electron microscopy.

유부의 가공공정에 대한 위해분석을 통한 위생관리방안을 모색하기 위하여 가공공정별 시설?설비와 작업장 환경 및 원재료와 가공공정별 시료에 대한 미생물 변화와 오염원인을 분석하였으며, 포장유부를 10℃에서 자장하면서 저장수명을 예측하고 이의 적절한 평가를 위한 품질지표를 도출코자 하였다. 가공공정의 효율성을 도모하고 최종제품의 저장수명을 개선하기 위해서는 가공공정 특히 사용용수, 침지, 성형, 절단, 유탕이후의 공정에서의 작업장 환경시설?설비에 대한 위생관리대책과 침지와 성형공정에서의 미생물 증식 억제방안의 마련이 필요하였다. 유부의 저장수명을 예측하기 위한 품질지표로는 조직감 같은 관능지표와 육안적 곰팡이 발생 및 일반세균수가 매우 유용하게 이용 것으로 판단되었으며, 유부의 저장수명은 최대 6일로 예측되었다. 이러한 연구는 유부의 가공조건 설정과 저장수명 평가에 대해서 적절한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Agricultural practices are known to have a crucial influence not only on soil physico-chemical properties but also on microbial communities. To investigate the effect of farming practices on soil microbial communities, a total of 10 soil samples were collected, including five conventional and five organic farming soils cultivated with peppers in plastic greenhouse. We conducted barcorded-pyrosequencing of V1-V3 regions of 16S rRNA genes to examine soil microbial communities of two different farming practices. Taxonomic classification of the microbial communities at the phylum level indicated that a total of 22 bacterial phyla were present across all samples. Among them, seven abundant phyla (>3%) including Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes, Acidobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, and Gemmatimonadetes were found, and Proteobacteria (33.0 ± 5.7%), Actinobacteria (19.9 ± 9.7%), and Firmicutes (13.6 ± 5.0%) comprised more than 66% of the relative abundance of the microbial communities. Organic farming soils showed higher relative abundances of Proteobacteria and Firmicutes, while Actinobacteria and Chloroflexi were more abundant in conventional farming soils. Notably, the genera Bacillus (higher in organic farming soils) and Streptomyces (higher in conventional farming soils) exhibited significant variation in relative abundance between organic and conventional farming soils. Finally, correlation analysis identified significant relationships (p<0.05) between soil chemical properties, in particular, pH and organic matter content and microbial communities. Taken together, this study demonstrated that the changes of soil physico-chemical properties by agricultural farming practices effected significantly (p<0.05) on soil microbial communities.

The purpose of this study was to investigate the main source of contamination of dried red pepper by assessing microbial loads on red peppers, washing water, washing machines, harvesting containers, and worker gloves that had come in contact with the dried red pepper. To estimate microbial loads, indicator bacteria (total bacteria, coliform bacteria and Escherichia coli) and pathogenic bacteria (E. coli O157:H7, Salmonella spp., Listeria monocytogenes, and Clostridium perfringens) were enumerated. The results showed that the numbers of indicator bacteria increased significantly after washing red peppers compared with that before washing (p<0.05). Moreover, E. coli and Listeria spp. were recovered from the red peppers after washing and from the ground water used in the washing process. The number of indicator bacteria on red peppers dried in the green house was lower than that on red peppers dried in a dry oven (p<0.05). However, E. coli O157:H7, Salmonella spp., L. monocytogenes, and C. perfringens were not detected. These results suggested that a disinfection technique may be needed during the washing step in order to prevent potential contamination. In addition, hygienic practices during the drying step using the dry oven, such as establishment of an optimal temperature, should be developed to enhance the safety of dried red pepper.