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[식품미생물공학실험] 미생물의 발효 및 산물

실험보고서실험 일자 : 2023.11.15. - 2023.11.29. 학번 :********이름 : ***------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------실험 제목 : 미생물의 발효 및 산물------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. 목적 및 원리당은 인간의 생존에 있어 필수적인 요소인 당은 그 종류에 따라 신체에서 다양하게 대사되어 질병 및 건강과 상호작용한다. 이때, 소화 효소 등에 의해 더 이상 분해될 수 없는 탄수화물을 단당류라고 부르며 포도당(Glucose)과 갈락토오스(Galactose), 과당(Fructose)이 이에 해당한다.1)포도당은 1번 탄소에 알데하이드 그룹을 가지는 aldose-hexose이다. 주로 셀룰로오스, 전분 등의 중합체의 가수분해에 의해 생성되며, 과일이나 야채 등에 자연적으로 존재한다.2)갈락토오스는 4번 탄소의 OH기 방향이 바뀐 포도당의 이성질체이다. 자연계에는 젖당 등의 결합 형태로 존재하여 단 시험관, Petri Dish, Membrane Filter, 유리병, 비커, 뷰렛, 깔대기, 15 mL Conical Tube, 50 mL Conical Tube, 발효관, 알코올 램프, 세척병, 증류수, 호일, 멸균테이프, 파라필름, Kimtech, 백금이, 도말봉, 면보, 고무줄, Autoclave,Centrifuge,정치배양기, 진탕배양기, 교반기, 항온수조, 전자레인지, 요거트 기계, Magnetic Bar, Vortexer, pH 측정 용지, 멸균 생리 식염수, Dry yeast, 포도, 막걸리, 법주, 감식초, 우유, 요거트, KOH, 요오드 용액,Saccharomyces cerevisiae, Sacharomyces rouxii, Candida apicola, Hanseniaspora valbyensis,Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Sucrose, 99% 에탄올, 0.1N NaOH, 85% Lactic Acid, 5% Acetic Acid, 10% Citric Acid, 1% Tartaric Acid, 페놀프탈레인 용액3. 실험 방법배지 제조YPD, Phenol Red Broth 배지 제조를 위해 정밀 전자저울에 시약 종이를 올리고 영점을 맞춘 후, 배지의 시약 무게를 측정하였다. 소량의 증류수에 시약을 용해시키고, 메스실린더로 옮겨 증류수를 이용해 최종 부피를 맞추었다. Phenol Red Broth 용액은 시험관에 4 mL씩 옮겨 담은 뒤, 멸균된 Durham Tube를 엎어 넣었다. 제조된 각 배지는 고압증기멸균기에서 121℃ 15분간 Autoclave 하였고, 멸균 테이프를 통해 Autoclave 여부를 확인하였다.막걸리, 포도 효모 분리배양막걸리 효모 분리배양을 위해 멸균 식염수를 이용하여 10%로 희석하였다. 포도 효모 분리배양을 위해 과즙을 짜낸 뒤 여과하여 튜브에 옮겨 담았고, 각 시료를 30분 동안 30℃ 집적배양 하였다. 집적배양이 완료된 막걸리 시료는 알코올램프 환경에서 도말봉을 이용하여 Y항온수조에서 2분간 가열하였다. 이때, 대조군으로 99% 에탄올을 사용하였다. 시험관에 시료 1 mL와 요오드 용액 2 mL를 혼합한 뒤, 10% KOH 용액을 가하여 요오드포름 반응을 유도하였다. 이때 시료의 색 변화와 침전물의 생성 유무를 관찰하였다.젖산 및 초산 발효젖산 발효 시료 제조를 위해 소독한 유리병에 대조군으로 우유를, 실험군으로 우유와 요구르트를 혼합하여 뚜껑을 닫는다. 초산 발효를 위해 막걸리와 법주를 6:4 비율로 혼합하여 도수를 7도로 맞춘 뒤, 대조군으로 막걸리, 법주 용액을, 실험군으로 막걸리, 법주 용액에 알코올 용액과 감식초 용액을 10:1 비율로 혼합하여 준비한다. 이때, 초산 발효는 호기성 균 증식을 위해 뚜껑을 닫지 않고 면보로 입구를 막는다. 발효 기계에서 발효가 완료된 유기산 시료는 원심분리한 뒤, 상층액을 분리하였다.표준시료 및 유기산 중화적정표준시료의 산도 측정을 위해, 각 시료에 알맞게 희석하여 50 mL 부피로 맞추었다.(초산 100배, 젖산 1,000배, 주석산 100배, 구연산 100배) 이후 준비된 표준시료 및 유기산 시료에 페놀프탈레인 용액 2방울을 떨어뜨려 준비하였다. 0.1 N NaOH 표준용액을 넣은 뷰렛을 이용하여 용액의 색상이 옅은 핑크색이 될 때까지 중화적정하였다. 사용된 NaOH의 부피와 사용한 시료의 data를 다음 수식을 대입하여 산도를 계산하였다.수식입니다.{N _{유기산}^{{}^{` ^{`}}} ` ^{a} (g) TIMES V _{NaOH`} (mL)` TIMES `F _{NaOH`} ` ^{b} TIMES `D ^{`c}} over {V _{시료} `(mL)}수식입니다.{}^{a}0.1 N NaOH 1 mL에 상당하는 산량 (초산, 0.0060 ; 젖산, 0.0090 ; 주석산, 0.0075 ; 구연산, 0.0064)수식입니다.b0.1 N NaOH 역가 = 1.002수식입니다.c시료의 희석 배수 (초산, 100 ; 젖산, 1000 ; 주석산, 100 ; 구연산, 100)사각형입니다.4양이 유의미했음을 확인할 수 있었다.(Fig. 2F) 본 실험을 통해 확인한 효모의 당류 발효능을Table. 1에 나타내었다.그림입니다.원본 그림의 이름: CLP00003c340009.bmp원본 그림의 크기: 가로 1771pixel, 세로 845pixelFig 2.듀람관 실험을 통해 접종한 효모의 당류 발효성을 평가한 실험 결과이다.(A)H. valbyensis(B)S. cerevisiae(c)S. rouxii(D)C.apicola(E)포도 효모 ;(1)Glucose(2)Lactose(3)Fructose(4)Maltose사각형입니다.Table 1.듀람관 실험을 통해 접종한 효모의 당류 발효성, 가스 생성능을 평가한 실험 결과이다. 배지의 색 변화가 있다면 양성, 배지의 색 변화가 없다면 음성으로 판정하였다.사각형입니다.효모GlucoseLactoseFructoseMaltoseH. valbyensis++++S. cerevisiae+, ++++S. rouxii+, +++, ++C. utilis+---포도 효모+-++포도당, 과당, 맥아당, 설탕 순서로 발생하는 기체의 부피 증가 추세가 빠른 것을 관찰하였다. 하지만 설탕의 경우, 실험 과정 중 발효관의 시료를 과도하게 제거하는 실수를 하였기 때문에, 실험 결과를 신뢰할 수 없다는 점을 참고해야 한다.(Fig. 3)기체 발생 실험 이후 팽대부의 시료를 덜어낸 뒤, KOH 용액을 채워 CO2 발생을 확인한 결과 설탕, 과당, 맥아당, 포도당 순으로 많은 CO2가 발생한 것을 확인할 수 있다.(Fig. 4) 약 30분의 발효가 완료된 시료의 알코올 함유량을 관찰하기 위해 각 시료에 요오드 용액을 혼합하여 KOH 수용액을 11방울씩 가한 결과, 요오드를 혼합한 시료의 색의 변화량에 따라 설탕, 과당, 맥아당, 포도당 순으로 많은 알코올을 함유하고 있음을 확인하였다.(Fig. 5) 더불어 과당과 설탕은 비슷한 수준의 알코올을 함유하고 있으며 대조군을 제외한 시료 중 가장 많은 알코올을 함유하고 있음을 확인하였다.(Fig. 5를 측정한 결과 대조군보다 실험군이 3배 높은 산도를 가지고 있음을 확인하였다.(Fig. 7C, 7D, 8C, 8D)그림입니다.원본 그림의 이름: CLP00003c34000a.bmp원본 그림의 크기: 가로 1769pixel, 세로 386pixelFig 6.표준 시료의 산도를 나타낸 그래프이다. 그래프의 표준시료는 제시된 산도이고, 실험값은 표준시료 중화적정을 통해 측정한 산도이다.사각형입니다.Fig 7.발효가 완료된 유기산 시료의 pH 측정 시험지의 모습이다.(A)유산균 대조군(B)유산균 실험군(C)막걸리 대조군(D)막걸리 실험군사각형입니다.Fig 8.발효가 완료된 유기산 시료의 산도를 중화적정을 통해 측정하여 나타낸 그래프이다.(A)유산균 대조군(B)유산균 실험군(C)막걸리 대조군(D)막걸리 실험군사각형입니다.5. 실험 고찰H. valbyensis, S. cerevisiae,S. rouxii는 빵, 와인, 맥주 제조에 사용되는 균주로 자당 대사의 효소에 의해 당 중합체를 단당류로 절단시켜 이를 탄소원으로 사용한다.4)선행 연구 결과와 실험 결과를 바탕으로 세 가지 효모가 실험에 사용한 모든 당을 활용하여 산을 생성할 수 있음을 확인하였다.H. valbyensis, S. cerevisiae,S. rouxii와 달리C. apicola는 포도당을 제외한 나머지 당을 활용할 수 없음을 확인하였다. 이는C. apicola가 삼투압 내성을 가졌기 때문에 시료의 포도당 농도 증가에 의해 생성된 삼투압으로 효모의 활성이 감소하지 않아 포도당을 활용하여 산을 생성할 수 있었을 것이다.5)더불어C. apicola가 중합된 형태의 당을 가수분해하여 활용하는 대사를 가지지 않았을 것이라고 사료된다. 또한 포도 효모의 당 활용성 실험 결과는 포도 효모가 갈락토오스 혹은 젖당을 활용할 수 없음을 의미한다.포도당 분자로만 이루어져 있는 포도당과 맥아당, 과당 분자를 가진 과당과 서당 순으로 CO2 발생량이 많은 실험 결과를 보아, 과당 분자를 많이 가질수록, 당의 분자량이 많을수록 더

자연과학| 2025.03.27| 4페이지| 2,500원| 조회(97)

미생물, 발효, 미생물실험

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[식품가공학실험] 지방 함량의 따른 치즈의 수율 및 관능 검사

지방 함량의 따른 치즈의 수율 및 관능 검사*******과 ******** *** *조 2024.05.21.1. 서론치즈류는 식품 공전 상 유가공품류에 포함되며, 원유 또는 유가공품에 유산균, 응유효소, 유기산 등을 가하고 응고, 가열, 농축 등의 공정을 거쳐 제조·가공한 식품으로 정의된다. 가공법에 따라 원유에 응고 물질을 첨가하여 응고시킨 뒤 유청을 제거하여 제조하는 자연치즈와, 자연치즈를 원료로 가공한 제품인 가공치즈로 분류된다. 자연치즈는 수분 함량에 따라 연질, 반경질, 경질, 초경질 치즈로 분류된다. 이를 세균이나 곰팡이 등으로 숙성시킨 숙성 치즈는 숙성 중 세균이나 곰팡이에 의한 단백질 분해 산물과 지질의 화학적 변화로 생성되는 유기화합물이 치즈 특유의 향미를 형성한다1). 이처럼 치즈는 숙성 여부에 따라 숙성치즈, 비숙성 치즈로 분류되기도 하며, 우유의 종류, 가공 지역, 응고 방법, 유고형분의 조성 등에 의해 분류되기도 한다.우유 단백질은 카제인과 유청 단백질로 이루어져 있는데, 이를 응고시켜 치즈, 요거트 등의 다양한 유제품을 제조할 수 있다. 치즈의 응고 원리는 세 가지로 분류된다. 첫 번째로 산을 첨가하여 카제인 단백질을 응고시키는 방법이다. 음전하를 띠는 κ-casein에 산을 가하면 카제인 마이셀 표면이 중성화되어 전기적 반발력이 감소하게 된다. 이를 통해 카제인 마이셀이 서로 뭉치게 되어 응고된 형태의 커드를 형성하게 된다. 이때, 치즈 제조 시 산 응고를 위해 식초, 레몬즙이 주로 사용된다. 두 번째로 산 첨가에 의한 카제인 단백질 응고와 가열을 통한 유청 단백질을 변성을 함께 진행하는 방법이다. 유청 단백질의 열 변성으로 인해 단백질의 접힘이 풀리게 되면, 카제인과 결합할 수 있는 접착성 말단이 노출되게 된다. 접착성 말단이 노출된 유청 단백질은 유청 단백질끼리 응집되거나, 카제인 마이셀과 결합하여 응집체를 형성한다. 이때 첨가한 산은 카제인 마이셀의 응집과 유청의 응집에 관여한다. 세 번째는 우유 단백질 응고 효소인 레닛을 첨가하는 방법이다. 레닛은 κ-casein 표면의 융모를 제거하는 역할을 하는데, 음전하를 가진 융모가 제거되면서 κ-casein의 전기적 반발력이 사라지게 된다. 이를 통해 카제인이 서로 뭉치게 되어 커드를 형성한다.심혈관 질환의 주요 원인이 지방으로 지목되면서 저지방 식품에 대한 선호도가 급증함에 따라 저지방 및 지방 대체 식품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 치즈 또한 이러한 흐름을 따라가며 기존 치즈와 동일한 맛과 식감을 구현해 내기 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 실험은 지방 함량의 차이를 가진 두 시료로 제조한 치즈의 수율 및 품질 차이를 평가하여 치즈 제조 시 적합한 원료 선택 및 품질 보완에 대한 정보를 제공한다.2. 재료 및 방법2.1 리코타 치즈 제조리코타 치즈 제조를 위한 재료는Table. 1에 제시된 무게에 따라 전자저울을 이용하여 계량하였다. 시료 A는 일반 우유, 시료 B는 저지방 우유이다. 계량된 재료를 냄비에 담아 중불로 저어가며 50℃까지 가열하였다. 우유 단백질이 변성되도록 A, B 각각 끓을 때까지 가열하였고, 볼에 담아 레몬즙을 혼합하였다. 젖은 면보를 이용하여 curd와 whey가 분리되도록 10분간 방치한 뒤, 면보를 짜내 수분을 제거하였다. 면보와 분리한 치즈에 소금을 첨가하여 반죽하였다.Table. 1Ingredients composition of Ricotta cheese.사각형입니다.Ingredients (g)ABmilk400400lemon juice2525Salt0.10.1Total425.1425.12.2 시료의 수율 측정리코타 치즈 제조 전 사용한 일반 우유, 저지방 우유의 무게를 측정한 뒤, 완성된 리코타 치즈의 무게를 측정하였다. 다음 수식을 이용하여 시료의 수율을 측정하였다.수식입니다.{리코타`치즈의`무게`(g)} over {제조에`사용한`우유의`무게`(g)} TIMES 100`=`리코타`치즈의`수율(%)2.3 시료 관능검사제조된 두 리코타 치즈 시료의 품질은 바이오식품가공학 및 공학실험 1조 4명을 대상으로 외관, 향, 맛에 대해 5점 척도 관능검사하였다. 가장 높은 점수는 ‘좋다’로 5점, 가장 낮은 점수는 ‘나쁘다’로 1점으로 평가되었다.2.4 통계분석본 실험의 결과는 Excel을 통해 평균, 표준 편차가 계산되었고, t-test로 시료 간의 통계적 유의성을 검증하였다(P

자연과학| 2024.12.24| 4페이지| 2,000원| 조회(114)

치즈, 관능평가, 식품가공학, 수율, 리코타치즈, 저지방우유

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[식품가공학실험] 응고제에 따른 두부의 수율 및 관능검사

응고제에 따른 두부의 수율 및 관능검사*******과 ******** *** *조 2024.05.26.1. 서론두류는 조직이 단단하여 소화율과 영양소의 이용률이 떨어지므로 이것을 개선하기 위한 가공 조작이 필요하다. 이를 위한 두류 가공식품은 두부류, 장류 등이 있다1). 식품공전 상 두부는 두류를 주원료로 하여 얻은 두유액을 응고시켜 제조·가공한 식품으로 정의되며, 제조·가공 기준에 따라 두부, 유바, 가공두부 등으로 분류된다. 두부는 단백질과 지방 함량이 높고 소화·흡수율이 좋아 영양가 높은 식품으로 많이 이용되고 있다. 두부는 물에 불린 콩을 마쇄하여 콩 단백질의 주성분인 글리시닌을 녹아 나오게 한 뒤, 이를 가열하고 응고시켜 제조한다.두부의 응고 원리는 염류에 의한 응고, 산에 의한 응고로 분류된다. 공통적으로 가열을 통한 단백질의 구조 변성을 이용한다. 가열 변성으로 인해 노출된 단백질의 음전하는 염화칼슘, 염화마그네슘 등이 가지는 염류와 결합하여 중화되며, 단백질 분자 간 전기적 반발력이 감소하여 소수성 결합 등의 네트워크를 형성한다. 산성 응고제를 첨가 시, 산에 의해 두유의 pH가 등전점에 도달하여 단백질 분자 간 소수성 결합을 형성한다. 소수성 결합으로 단백질 분자가 응집되면, 응고된 두부 형태를 형성한다. 이때, 두부 응고를 위한 응고제로 염류에 의한 응고를 이용하는 간수, 황산칼슘, 염화칼슘, 염화마그네슘과 산성 응고제인 glugoco-δ-laton 등이 사용된다. 간수의 주성분은 염화마그네슘, 황산마그네슘 등으로 저장 중인 소금이 공기 중의 수분을 흡수하여 흘러내리는 액을 의미한다1). 응고 시간이 빠르다는 장점이 있지만, 위생상 문제로 식품공전에 등재되어 있지 않아 잘 사용되지 않는다. 염화칼슘과 염화마그네슘은 2가 양이온을 이용한 수용성 응고제이며, 압착 시 물이 잘 빠져 응고시간이 빠르지만 수율이 낮고 거친 조직에 기여한다는 단점을 가진다. 황산칼슘은 염화칼슘과 염화마그네슘과 마찬가지로 염류에 의한 응고 성질을 이용한다. 좋은 품질의 두부를 제조할 수 있으나 불용성 응고제로 사용이 불편하다는 단점이 있다. glugoco-δ-laton은 수용성 응고제로, 응고 시 glugoco-δ-laton이 산으로 분해되어 두유를 응고시킨다. 산에 의한 응고를 이용하기 때문에 완성된 두부가 신맛을 가질 수 있으나, 응고력이 우수하고 수율이 높아 순두부 제조 등에 사용된다.관능검사는 사람이 측정 기구가 되어 오감으로 감지되는 식품의 특성 및 반응을 평가하는방법이다2). 식품 산업에서 관능검사의 대표적인 예시는 식품공전 식품 일반시험법이다. 식품공전 식품 일반시험법에서 식품의 성상은 색깔, 풍미, 조직감, 외관의 관능 시험이 5점 척도법을 통해 평가되며, 평가하는 식품의 유형에 따라 평가 항목이 추가된다. 기호도 검사는 일반적으로 불특정·특정 소비자 패널을 통해 소비자의 기호도를 조사하는 방법이다. 검사 방법은 특정 식품 시료 간의 차이를 평가하는 차이 식별 검사와 유사하지만, 평가 대상과 목적에 차이를 보인다. 주로 척도법 및 순위법을 이용한 소비자의 직접적인 평가를 통해 소비자의 수요 및 기호도를 파악하고 원하는 제품을 개발할 수 있는 지표를 제시한다. 또한 차이 식별 검사에서 차이가 있음을 보인 각 시료에 대한 선호도를 조사하거나 타 회사 제품과의 비교를 통해 판매 부진의 이유를 조사하는 등 마케팅 및 품질 개선의 지표로 사용되기도 한다. 따라서 기호도 검사는 효율적인 제품 개발 및 연구를 위해 필수적이다2).콩의 영양소 및 소화율을 높이기 위해 기능성 식품 소재를 첨가하거나 물성을 변형시켜 소비자의 기호를 충족하는 두부 제조 연구 사례가 증가하고 있다. 두부 제조에 사용되는 응고제에 따라 원하는 품질과 차이를 보이기 때문에, 두부 제조 시 목적 및 효율에 따라 적절한 응고제 선택이 중요하다. 본 실험은 응고제를 달리한 두부 제조를 통해 완성된 두부의 수율 및 기호도를 평가한다. 응고제에 따른 두부의 품질을 비교하여 적절한 두부 제조를 위한 응고제 선택 지표를 제시한다.2. 재료 및 방법2.1 두부 제조콩 100 g 세척한 뒤, 물 800 mL에서 24시간 침지한 뒤, 건져낸 콩을 믹서기에 물 1,000 mL를 서서히 가해하며 3분간 마쇄하였다. 콩을 마쇄하여 얻은 두미를 냄비에 담아 90℃에 도달하도록 가열하였다. 여과 주머니를 이용하여 가열한 두미의 비지와 두유를 분리하였고, 두유에 응고제를 첨가하여 혼합한 뒤 15분간 방치하였다. 두유에 첨가한 응고제는Table 1에 나타내었다. 두유 응고물을 면보를 깐 두부 성형틀에 넣어 압착 성형하였다.Table 1weight of coagulant.Ingredients (g)ABGDL3-Cacl2-2water50502.2 시료의 수율 측정불리기 전 콩의 무게를 무게를 측정한 뒤, 완성된 두부의 무게를 측정하였다. 다음 수식을 이용하여 시료의 수율을 측정하였다.수식입니다.{두부의``무게`(g)} over {콩의`무게`(g)} TIMES 100`=`두부의`수율(%)2.3 시료 관능검사제조된 두부 시료의 품질은 바이오식품가공학 및 공학실험 1조 4명을 대상으로 외관, 맛에 대해 5점 척도 관능검사하였다. 가장 높은 점수는 ‘좋다’로 5점, 가장 낮은 점수는 ‘나쁘다’로 1점으로 평가되었다.2.4 통계분석본 실험의 결과는 Excel을 통해 평균, 표준 편차가 계산되었고, t-test로 시료 간의 통계적 유의성을 검증하였다(P

자연과학| 2024.12.24| 4페이지| 2,000원| 조회(100)

두부, 관능평가, 식품가공학, 응고제, 수율

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[식품미생물공학실험] 토양 미생물의 분리 및 식별

실험보고서 실험 일자 : 2023.11.01. - 2023.11.08. 학번 : ******** 이름 : *** ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 실험 제목 : 토양 미생물의 분리 및 식별 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1. 목적 및 원리 최근 인류의 식량난 해결을 위한 식물성 식량의 생산량 증대와 토양 오염에 대한 관심이 커지면서, 토양 미생물과 식물의 상호 작용을 증명하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. Aspergillus niger 는 토양에 풍부하고 실내 환경에서 흔히 발견되는 곰팡이이다. 식품의 일반적인 오염물질인 식물 병원성 곰팡이지만, 셀룰로오스, 펙틴 등의 식물 바이오매스 다당류를 탄소원으로 사용할 수 있는 단량체로 이화시키는 효소 활성을 가진다. 1) 더불어 인간이 가장 th 48 g, Agar 3.0 g ; Nutrient Agar + Starch (100 mL) Nutrient Broth 0.4 g, Soluble Starch 0.4 g, Agar 1.5 g ; 정밀전자저울, 시약스푼, 스포이드, 시약종이, 250 ml Flask, Petri Dish, Slide glass, Cover glass, 비커, 15 mL Conical Tube, 알코올 램프, 세척병, 증류수, 호일, 멸균테이프, Kimtech, 백금이, Autoclave, 항온 수조, 정치배양기, 가열 교반기, 광학현미경, Vortexer, 멸균 생리 식염수, 토양, 1 N HCl 1 mL, Aspergillus niger , Bacillus subtilis , Malachite green, Safranin O, Iodine, Dry yeast, Methylene Blue 3. 실험 방법 배지 제조 NA+Starch, PDA 배지 제조를 위해 정밀 전자저울에 시약 종이를 올리고 영점을 맞춘 후, 배지의 시약 무게를 측정하였다. 소량의 증류수에 시약을 용해시키고, 메스실린더로 옮겨 증류수를 이용해 최종 부피를 맞추었다. 고체 배지 용액을 고압증기멸균기에서 121℃ 15분간 Autoclave 하였고, 멸균 테이프를 통해 Autoclave 여부를 확인하였다. 토양 곰팡이의 분리배양 및 관찰 실험실 밖에서 채취한 토양 1 g과 멸균 생리식염수 9 mL를 vortexer로 혼합하였다. 대조군 관찰을 위해 PDA 배지15 mL를 petri dish에 부어 굳힌 뒤, 미리 배양된 A.niger 의 일부를 핀셋으로 떼어내 굳혀둔 배지 위에 올려주었다. 실험군 관찰을 위해 토양 현탁액 1 mL와 1 N HCl 1 mL를 먼저 혼합하여 세균 및 효모의 증식을 억제하였다. 이후 PDA 배지 15 mL를 혼합하여 petri dish에 부어주었다. 굳은 토양곰팡이 분리배양 배지는 정치배양기에서 30℃ 72시간 배양하였다. 배양이 완료된 PDA 배지의 곰팡이 일부를 핀셋으로 떼어내 각하여 관찰하였다. 4. 실험 결과 A.niger 를 PDA 배지에 분리 배양한 결과, 배지 표면에 A.niger 의 검은 포자가 형성된 것을 확인하였다,( FIg. 1A ) 배양된 A.niger 의 포자 일부를 떼어내 광학현미경으로 관찰한 결과, A.niger 의 균사, 포자를 관찰할 수 있었다.( Fig. 2B ) 반면, 채취해온 토양으로 배양한 PDA 배지에는 토양 곰팡이의 포자가 형성되지 않았다.( Fig. 2A ) 이를 광학현미경으로 관찰한 결과, 대조 실험군인 A.niger 의 관찰 모습과 달리 토양미생물의 균사, 포자를 관찰할 수 없었고, 떼어낸 배지의 일부만 관찰 할 수 있었다.( Fig. 2B ) 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP000027500009.bmp 원본 그림의 크기: 가로 961pixel, 세로 599pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00002750000a.bmp 원본 그림의 크기: 가로 962pixel, 세로 600pixel B.subtilis 를 NA+Starch 배지에 획선 배양한 결과 배지 표면에 Cololny가 발생한 것을 확인하였다.( Fig. 3A ) B.subtilis 를 colony를 slide glass에 옮겨 염색 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 영양세포와 내생포자가 각각 붉은색과 초록색으로 염색된 것을 관찰하였다.( Fig. 3B ) 채취해온 토양으로 배양한 NA+Starch 배지를 관찰한 결과, 토양 세균이 균일하게 분포되어 배양된 것을 확인하였고, 이를 관찰한 결과 대조군과 동일한 결과인 영양세포와 내생포자를 관찰하였다.( Fig. 4A, 4B ) 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00002750000b.bmp 원본 그림의 크기: 가로 961pixel, 세로 600pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00002750000c.bmp 원본 그림의 크기: 가로 960pixel, 세로 597pixel 배지 표면에 배양된 토양 세균이 완전히 세척되지 않아 식별이 어렵지만 배지 내부에 배복합체인 아마로이드라는 특이적인 구조로 포장되어 있어 염료가 포자의 세포벽 내로 침투하는 것을 방해하기 때문이다. 9) 가열공정을 거치는 것은 단백질 복합체인 아마로이드를 열 변성시켜 섬유를 끊는 등 염료가 침투할 수 있는 틈을 만드는 과정이라고 사료된다. 가열을 통해 염료가 세포벽 사이로 침투하여 세척하여도 염료가 씻기지 않았을 것이다. 따라서 내생 포자에 비해 단순한 펩티도글리칸 세포벽을 가진 영양세포의 대조염색을 통해 관찰 결과 토양 세균의 내생포자와 영양세포를 구분할 수 있었을 것이다. 세균의 내생포자는 영양분이 고갈되는 등 생존에 적합하지 않은 환경에서 진입하는 휴면 시기에서 개체를 보존하기 위해 유전자 발현을 조절하여 생성되는 생존 전략이다. 10) 환경 스트레스에 의해 생성되는 내생포자의 저항성을 이용하여 산업적으로 이롭게 사용되기도 하지만 병원성 내생포자의 경우, 식품에 잔류하여 질병을 유발하는 위험성이 있다. 본 실험에서 증기 가열 공정 과정을 거침으로써 세균의 내생포자를 관찰할 수 있었던 듯이, 세균의 내생포자는 특이적이고 두꺼운 세포벽 구조로 구성되어 가열을 통해 쉽게 사멸되지 않는다. 따라서 식품 산업에서 식품을 제조할 때, 내생포자 사멸을 위한 멸균 공정을 철저하게 거쳐야 한다. 실제 현장에선 Autoclve, UV 조사, 효소 처리 등 다양한 물리적, 화학적, 생물학적 멸균 공정을 통해 세균 포자의 멸균이 진행되고 있다. 하지만 조사, 건열, 습열 처리된 세균 포자가 강염기 환경에서 활성을 회복하였다는 선행 연구 결과처럼 예외적인 상황이 존재한다. 11) 이처럼 세균의 내생포자 사멸을 위한 노력이 포자의 발아 능력을 파괴할 뿐, 완전히 사멸되지 않는 경우에 대비하여 세균의 포자 멸균을 위한 효과적인 기술 개발이 계속해서 필요하다고 생각한다. [참고 문헌] 1) Khosravi, C., et al., (2019). Transcriptome analysis of Aspergillus niger xlnR and xkiA mutants gro위한 식품분석학』, 수학사. 8) 　 Marwa Tamim A ., et al., (2023) Consortium effect of Jatropha curcas seed husk and its endophyte Aspergillus niger on biosorption of manganese and nickel from wastewater. International Journal of Environmental Studies 80:6, pages 1617-1636. 9) Xia, B., et al., (2011). Amyloid histology stain for rapid bacterial endospore imaging. Journal of clinical microbiology, 49(8), 29662975. 10) McKenney, P. T., Driks, A., & Eichenberger, P. (2013). The Bacillus subtilis endospore: assembly and functions of the multilayered coat. Nature reviews. Microbiology, 11(1), 3344. 11) Setlow, P., & Christie, G. (2021). What's new and notable in bacterial spore killing!. World journal of microbiology & biotechnology, 37(8), 144. 실험보고서 실험 일자 : 2023.11.01. - 2023.11.08. 학번 : ******** 이름 : *** ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

자연과학| 2024.12.23| 3페이지| 2,000원| 조회(121)

분리, 미생물, 실험보고서, 토양미생물, 미생물 분리, 미생물실험, 식별

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[식품미생물공학실험] 미생물의 배양배지, 계대배양

미생물의 배양배지 제조 및 계대배양 *******과 ******** *** *조 2023.09.13., 2023.09.20. 1. Introduction 시료 제조 과정에 포함되는 멸균 공정은 미생물 혼입으로 발생하는 실험의 오류를 방지하기 위함이다. 멸균법의 종류로는 화염멸균법, 건열멸균법, 조사멸균법, 화학제멸균법 등이 있다. 화염멸균법은 화염을 멸균 대상에 직접 접촉하여 미생물을 사멸하는 멸균법이다. 효과적으로 미생물을 소거시킬 수 있으나, 화염 멸균으로 인한 CO 수식입니다. {}_{2} 발생이 배양 결과에 영향을 주기 때문에, 배양 실험에 적합하지 않다. 수식입니다. {}^{1)} 건열멸균법은 멸균기 내에 뜨거운 공기를 순환시켜 미생물을 효과적으로 소거한다. 비용이 저렴하고 공간 활용도가 낮아 Autoclave 사용이 불가한 동물 사육 시설 멸균에 주로 사용된다. 수식입니다. {}_{}^{2)} 가스멸균법은 에틸렌옥사이드, 이산화질소 등의 기체를 이용하는 멸균법이다. 의료기기 멸균에 주로 사용되며, 화학제멸균법 범주에 포함한다. 오존의 경우, 대상의 유기물질을 산화시켜 멸균을 유도한다. 수식입니다. {}_{}^{3)} 화학적 반응을 통한 방법이기 때문에 샘플과의 호환성을 고려해야 한다. 조사멸균법은 빛을 조사하여 미생물을 멸균한다. UTube, 알코올 램프, 토치, 고압증기멸균기, 호일, 멸균 테이프. 주사기, Membrane Filter, 증류수, 멸균 생리식염수 9 mL, 백금이, 도말봉, Standing Incubator, Clean Bench, Dry Yeast, Corynebaterium 20 L , Escherichaia coli 1 mL , Aspergillus niger 20 L Methods 배지 제조 YPD, PD, MA, NA, LB 배지 제조를 위해 정밀 전자저울에 시약종이를 올리고 영점을 맞춘 후, 배지의 시약 무게를 측정하였다. 소량의 증류수에 시약을 용해시키고, 메스실린더로 옮겨 증류수를 이용해 최종 부피를 맞추었다. 고체 배지 용액을 고압증기멸균기에서 121℃ 15분간 Autoclave 하였고, 멸균테이프를 통해 Autoclave 여부를 확인하여 Petri Dish에 약 25 mL씩 나눠 담아 낮은 온도에 보관하였다. 액체 배지 멸균을 위해 주사기에 Membrane Filter를 연결하였고, 알코올램프 환경에서 여과 멸균하여 Conical Tube에 5 mL씩 나누어 담았다. 접종 알코올 램프를 켠 후, 액체 배지 세균 배양을 위해 LB 배지에 Coryne 20 L를 파이펫으로 접종 후 배양하였다. 고체 배지 곰팡이 배양을 위해 PD 배지에 A. niger 20 L를 파이펫으로 접종 후, Standing Incubator에서 30℃ 72시간 배양하였다. 획선평판법 알코올 램프를 켠 후, 멸균 생리식염수에 Dry Yeast를 용해 시켰다. 백금이에 배양액을 묻힌 뒤, YPD 배지에 평판을 돌리며 획선 도말하였다. Clean Bench 내에서 액체 LB 배지에 배양한 Coryne 배양액을 백금이에 묻혀 NA 배지에 같은 방법으로 획선 도말하였다. 이후 Standing Incubator에서 30℃ 24시간 배양하였다. 확산평판법 알코올 램프를 켠 후, 멸균 생리식염수를 이용하여 E. coli를 Serial Dilution 하였다. 파이펫을 이용하여 각 희석액 10 L 관찰하였다( Fig. 3 , Fig. 4 ). 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d880018.bmp 원본 그림의 크기: 가로 888pixel, 세로 576pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d88000e.bmp 원본 그림의 크기: 가로 886pixel, 세로 574pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d880018.bmp 원본 그림의 크기: 가로 888pixel, 세로 576pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d88000e.bmp 원본 그림의 크기: 가로 886pixel, 세로 574pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d88000f.bmp 원본 그림의 크기: 가로 887pixel, 세로 575pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d880010.bmp 원본 그림의 크기: 가로 886pixel, 세로 576pixel 확산평판법을 이용한 E. coli 의 Colony 관측을 위해 E. coli 원액을 멸균 식염수에 희석하였고, LB 배지에 가하여 분산 도말하였다. 수식입니다. 10 ^{-2} 희석 배지부터 Colony가 발생하였고, 수식입니다. 10 ^{-3} ,``10 ^{-4} 희석 배지에서 Colony의 간격이 넓어짐을 관측하였다( Fig. 5 , Fig. 6 ). 배양 결과를 통해 균액 희석과 확산평판법이 알맞게 진행되었음을 확인하였다. 미생물 접종 실험에서 고체 PDA 배지에 A, niger 를 접종한 결과, 운동성을 가진 포자가 확산된 것을 관찰하였다( Fig. 7 ). 또한 Coryne 를 접종한 실험군의 LB 액체 배지가 탁해졌고, 침전물이 생긴 것을 확인하였다( Fig. 8 ). 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d880019.bmp 원본 그림의 크기: 가로 894pixel, 세로 575pixel 그림입니다. 원본 그림의 이름: CLP00003d88001a.bmp 원본 그림의 크기: 가로 890pixel, 세로 575p평판 회전에 따른 희석 효과가 감소하였음을 시사한 다. 따라서 획산도말법으로 미생물 배양 시, 획선끼리의 일정한 간격을 유지한다면 더 많은 Colony가 발생할 것이라 고 사료한다. 개인위생 검사에서, 세균 배양 배지인 LB 배지에서 미생물이 검출된 것을 보아, 본 실험에서 배양된 미생물은 인간 의 손에서 흔하게 검출되는 황색포도상구균, E. coli, S. flexneri 등일 것이라 추측하였다. 실험 결과를 통해 손 세 척이 유의미하다고 판단하였다. 하지만 세척 후의 배지에 미생물이 배양된 것을 통해, 손톱 아래나 손가락 마디 사이 는 손을 씻으면서도 세척이 완벽히 되지 않는다는 것을 직접 확인하였다. 식품 취급자로써 손을 더 꼼꼼히 닦는 등 개인위생에 유의해야겠다고 생각하였다. 더불어 손 세척 이후 에어 드라이어 등을 이용하여 손을 완벽하게 건조한다 면, 더 위생적인 환경에서 식품을 취급할 수 있을 것이다. 공간 위생 검사의 실험 결과는 실내외 공기의 질과 습도, 온도 등의 영향을 받는다. 선행 연구 결과에 따르면, 낙하 세균·진균 측정 실험에서 주로 검출되는 미생물은 포도상구균, 바실러스를 포함한 그람양성균이다. 이는 건조한 환 경이나 식품 취급자의 피부, 비강으로 전염되어 식품의 감염이나 질병 유발의 위험이 있기 때문에, 오염된 환경에 있 던 식품 취급자가 실험실 이동 전 철저한 위생 절차가 필요하다. 본 실험의 Clean Bench에 방치한 배지에 낙하 진 균은 배양되지 않았지만 낙하 세균이 배양된 결과를 통해, Clean Bench에서 실험 진행 시 알코올램프 등의 추가 멸 균 과정이 필요하다고 판단하였다. 5. References 1) Takahashi, M., et al., (2020). Analysis of the influence of flame sterilization included in sampling operations on shake-flask cultures of microorganisms. Scientific reports, 1JAALAS, 58(1), 8791. 6) Fischler, G. E., et al., (2007). Effect of hand wash agents on controlling the transmission of pathogenic bacteria from hands to food. Journal of food protection, 70(12), 28732877. 7) Ashuro, Z., et al., (2022). Assessment of Microbiological Quality of Indoor Air at Different Hospital Sites of Dilla University: A Cross-Sectional Study. Environmental health insights, 16, 1*************047. 미생물의 배양배지 제조 및 계대배양 *******과 ******** *** *조 2023.09.13., 2023.09.20. 1. Introduction 시료 제조 과정에 포함되는 멸균 공정은 미생물 혼입으로 발생하는 실험의 오류를 방지하기 위함이다. 멸균법의 종류로는 화염멸균법, 건열멸균법, 조사멸균법, 화학제멸균법 등이 있다. 화염멸균법은 화염을 멸균 대상에 직접 접촉하여 미생물을 사멸하는 멸균법이다. 효과적으로 미생물을 소거시킬 수 있으나, 화염 멸균으로 인한 CO 발생이 배양 결과에 영향을 주기 때문에, 배양 실험에 적합하지 않다. 건열멸균법은 멸균기 내에 뜨거운 공기를 순환시켜 미생물을 효과적으로 소거한다. 비용이 저렴하고 공간 활용도가 낮아 Autoclave 사용이 불가한 동물 사육 시설 멸균에 주로 사용된다. 가스멸균법은 에틸렌옥사이드, 이산화질소 등의 기체를 이용하는 멸균법이다. 의료기기 멸균에 주로 사용되며, 화학제멸균법 범주에 포함한다. 오존의 경우, 대상의 유기물질을 산화시켜 멸균을 유도한다. 화학적 반응을 통한 방법이기 때문에 샘플과의 호환성을 고려해야 한다. ml

자연과학| 2024.12.23| 3페이지| 2,000원| 조회(95)

미생물, 배지, 순수배양, 미생물실험, 계대배양

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