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한국미생물·생명공학회지검색

Microbiology and Biotechnology Letters


  • - 주제 : 자연과학분야 > 생물
  • - 성격 : 학술지
  • - 간기: 계간
  • - 국내 등재 : KCI 등재
  • - 해외 등재 : - / SCOPUS
  • - ISSN : 1598-642x
  • - 간행물명 변경 사항 : 산업미생물학회지(~2001)→한국미생물·생명공학회지(2002~)
논문제목
수록 범위 : 42권 1호 (2014)

전통발효식품용 종균의 안전성 평가 필요성

이종훈 ( Jong Hoon Lee ) , 정도원 ( Do Won Jeong )
4,500
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식품발효용으로 사용하는 미생물은 오랜 기간의 사용이력에 근거하여 안전성에 대한 의문이 제기되지 않고 사용되어 왔다. 한편, 가공식품산업의 발달로 국제적인 식품 거래가 활발해지면서 수입국의 소비자와 정부당국은 식품에 첨가하는 미생물의 안전에 대해서 더욱 민감하게 반응하고 있다. 현재, 식품에 첨가하는 미생물에 대한 안전성 평가기준은 미국 Food and Drug Administration (FDA)가 사용하고 있는 Generally Recognized as Safe (GRAS)와 유럽연합 European Food Safety Agency (EFSA)의 Qualified Presumption of Safety (QPS)가 대표적으로 적용되고 있다. GRAS는 식품에 첨가하는 미생물 자체에 대한 안전성이 아닌 특정용도에서의 첨가에 따른 안전성을 의미하고, QPS는 식품에 첨가 가능한 미생물 단위(분류학적 단위, taxonomic unit)에 대한 안전성 평가이다. 우리나라에서는 전통발효식품의 상업적 생산이 증가하면서 종균 적용이 추진되고 있지만, 식품발효용 종균에 대한 안전성 기준규격 없어 안전성 평가 없이 기능 성만으로 종균 개발이 진행되고 있다. 전통발효식품의 세계화를 위해서는 향후 적용될 종균에 대한 기능적 측면뿐만 아니라 안전성의 확보가 필요하고, 식품용 미생물에 대한 안전성 평가 기준의 마련이 필요한 시점에 도달해 있다.

인간 Cystathionine γ-Lyase에 의한 Selenomethionine의 Methylselenol로의 직접분해

조현남 ( Hyun Nam Cho ) , 지광환 ( Kwang Hwan Jhee )
4,500
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Selenium(Se)은 사람에게 필수성분이지만 독성이 강한 물질이다. 따라서 생체에서 Se(셀레늄)의 농도조절은 정확하고 효율적으로 이루어져야 한다. 사람은 Se을 음식의 형태로 섭취해야 하고 주로 seleno-L-methionine (L-SeMet)의 형태로 섭취한다. 섭취된 L-SeMet은 methionine 대사와 동일한 효소를 이용하여 Se-adenosyl-L-SeMet으로 대사된다고 알려져 있었다. 그러나 최근 쥐의 간 추출물의 실험에서, L-SeMet이 cystathionine γ-lyase (mouse CGL)의 작용으로 methylselenol(CH3SeH)로 직접적으로 대사된다는 보고가 있었다. CGL은 원래 cystathionine을 L-cysteine과 α-ketobutyrate, 그리고 NH3로 분해하는 효소로 알려져 있었다. 따라서 본 연구에서는 쥐의 간 추출물 대신에 인간의 CGL을 분리 정제하여 LSeMet에서 methylselenol의 형성을 확인하고자 하였다. Methylselenol의 표준시료는 dimethyldiselenide를 sodium tetrahydroborate로 환원시켜 준비하였다. 그리고 L-SeMet을 기질로 사용한 효소 반응액 중에서 가스상의 생성물은 GC/MS 스펙트럼으로 분석하였다. 분석 결과 methylselenol의 유도체인 dinitrophenyl selenoether와 일치하였다. 또한 인간 CGL이 L-SeMet에서 methylselenol을 형성하는 반응의 kinetic parameter를 mouse CGL과 비교 분석하였다. 결과적으로 human CGL은 섭취된 L-SeMet의 대사를 책임지고 있는 중요한 효소이다.

Cellulophaga Lytica PKA 1005의 Cellulose 분해 조효소 생산 최적 조건과 조효소의 특성

박시우 ( Si Woo Bark ) , 김꽃봉우리 ( Koth Bong Woo Ri Kim ) , 김민지 ( Min Ji Kim ) , 강보경 ( Bo Kyeong Kang ) , 박원민 ( Won Min Pak ) , 김보람 ( Bo Ram Kim ) , 박홍민 ( Hong Min Park ) , 임성미 ( Sung Mee Lim ) , 안동현 ( Dong Hyun Ahn )
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부산 송정 연안에서 분해중인 해조류를 채집하여 cellulose 분해 미생물을 분리·동정하고 미생물의 생육조건 및 미생물이 생성한 조효소의 cellulose 분해 특성을 확인하였다. Grateloupia elliptica로부터 분리한 cellulose 분해균을 동정한 결과, Cellulophaga lytica strain로 확인되었으며, Cellulophaga lytica PKA 1005 명명하였다. C. lytica PKA 1005의 최적생육 조건을 확인한 결과, pH 7, 2% NaCl, 30℃ 및 배양 36시간에서 최적생육활성을 확인하였다. 또한 C. lytica PKA 1005가 생성하는 cellulose 분해 조효소는 pH 8, 35℃, 8% CMC 및 반응 60시간에서 최적분해활성을 보이는 것을 확인하였다.

(+)-Dihydromyricetin 정제를 위한 분별침전공정 개선

김진현 ( Jin Hyun Kim ) , 임민경 ( Min Kyoung Lim )
4,500
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본 연구에서는 바이오매스 유래 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin을 효율적으로 정제하기 위하여, 반응액 부피당 표면적(S/V)이 증가된 새로운 개념의 분별침전공정을 도입하였다. 분별침전 24시간에서 반응기 내부 표면적을 증가시키지 않은 경우 순도와 수율은 각각 80.0%와 70.0%인 반면 표면적 증가를 위해 양이온교환수지인 Amberlite 200을 첨가한 경우 순도와 수율은 각각 90.2%와 90.9%로 가장 효과적인 표면적증가물질임을 알 수 있었다. 특히 Amberlite 200의 경우 상대적으로 짧은 침전시간(16시간)에 높은 수율(>90%)로 (+)-dihydromyricetin을 얻을 수 있어 침전에 소요되는 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있었다. 동일한 침전시간에서는 표면적증가물질을 첨가하지 않은 경우에 비해 표면적증가물질을 첨가한 경우 침전물의 입자 크기가 감소함을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 기존의 분별침전 방법에 의한 (+)-dihydromyricetin 정제공정의 문제점을 개선함으로써(+)-dihydromyricetin의 대량생산에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

도심 학교 토양의 메탄 산화 및 생성 잠재력 평가

조경숙 ( Kyung Suk Cho ) , 류희욱 ( Hee Wook Ryu ) , 김태관 ( Tae Gwan Kim ) , 이윤영 ( Yun Yeong Lee )
4,500
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본 연구에서는 도심 학교 운동장(soil A)과 화단(soil B, C, & D)에서 채취한 토양의 잠재적인 메탄 산화 및 생성능을 평가하였다. 토양 원시료 중 메탄 산화균 수를 정량 분석한 결과, 운동장 토양(soil A)는 6.1 × 103 gene copy number/g dry weight soil이었으나, 화단 토양(soil B~D)는 1.6-1.9 ×105 gene copy number/g dry weight soil이었다. 토양을 넣은 혈청병에 메탄 가스를 주입하여 잠재 메탄 산화능을 평가한 결과, 운동장 토양은 다른 토양보다 메탄을 산화하기까지 긴 유도기를 보였으나, 유도기 이후에는 화단 토양과 거의 유사한 메탄 산화능을 나타냈다. 또한 운동장 토양의 메탄 산화균 수는 2.3 × 107 gene copy number/g dry weight soil까지 증가하여 화단 토양의 메탄 산화균 수(1.2-2.8 × 108 gene copy number/g dry weight soil)과 유의적 차이를 보이지 않았다. 교정에서 채취한 토양의 메탄 생성 거동도 메탄 산화와 유사한 패턴을 보였다. 토양 원시료의 메탄 생성균 수는 화단 토양(1.3-3.4 × 107 gene copy number/g dry weight soil)에 비해 운동장 토양(1.7 × 105 gene copy number/g dry weight soil)이 훨씬 적었다. 그러나 토양에 유기물을 첨가한 후 메탄 생성 현상이 발휘된 후에는 메탄 생성 균수는 운동장 토양과 화단토양 모두 107 gene copy number/g dry weight soil 수준이었다. 본 연구를 통해 도심 교정에서 채취한 네 종류의 토양은 모두 메탄 산화균 및 생성균을 가지고 있으며, 메탄 산화와 생성에 적합한 조건이 되면, 메탄산화균 및 생성균의 개체군이 증가하여 메탄을 산화하거나 생성할 수 있는 잠재력을 지니고 있음을 알 수 있었다.

수소 생산과 세균 군집구조에 미치는 PVA-포괄고정화의 영향

조경숙 ( Kyung Suk Cho ) , 김태관 ( Tae Gwan Kim ) , 윤정희 ( Jeong Hee Yun )
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수소생산 유효세균을 유지하기 위해 열처리한 혐기소화슬러지를 접종원으로 하여 PVA 담체를 활용한 고정화와 비고 정화 방법에 의한 수소생산능 및 세균 군집을 비교분석 하였다. 고정화에 의한 수소생산성은 비고정화 방법과 비교하여 수소생산성에 영향을 미치지 않았다. 그러나 고정화 방법은 유기물 분해결과 발생하는 유기산 축적 및 pH 강하 등의 환경변화에 있어 세균의 성장과 활성에 안정적 환경을 제공할 수 있는 가능성을 나타내었다. DGGE 분석에 의한 세균군집분석에서는 비고정화와 고정화 반응조간에 형성된 세균군집이 차이가 있는 것으로 나타났으며, 상대적으로 고정화 반응조내의 유효 수소생산 세균 군집이 좀 더 안정적으로 유지되는 것으로 확인되었다. Droplet digital PCR에 의한 6종의 유효한 수소생산 세균 절대정량 분석결과, encapsulation 에 관계없이 두 반응기에서의 우점세균수는 유사하였다. Firmicutes, Clostridium, Enterobacter, Ruminococcus 및 Escherichia가 1 × 105-1 × 106 copy number of ml-sample 수준에서 존재하였다.

마디풀 추출물의 세포 보호 효과 및 주성분 분석

박수남 ( Soo Nam Park ) , 김민지 ( Min Ji Kim ) , 김수지 ( Su Ji Kim )
4,500
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본 연구에서 마디풀 추출물의 항산화 활성을 평가한 결과, DPPH법과 화학발광법에 의하여 마디풀 추출물의 에틸 아세테이트 분획과 아글리콘 분획은 강력한 항산화제로 알려진 (+)-α-tocopherol과 L-ascorbic acid 보다도 우수한 항산화 효능을 나타내었다. 세포막 보호 효과 또한 연구되었다. 마디풀 추출 에틸 아세테이트 분획과 아글리콘 분획 모두 지질과산화 연쇄반응의 차단제인 (+)-α-tocopherol (τ50= 38min)에 비교하여 더 우수한 세포 보호 활성을 나타냄을 확인하였다(τ50 = 314.7 min and 264.6 min at 10 μg/ml). 마디풀추출물의 TLC, HPLC, LC/ESI-MS/MS, 그리고 NMR을 이용하여 주성분을 분석한 결과, 마디풀 추출물의 에틸 아세테이트 분획의 주성분은 myricitrin, avicularin, quercitrin으로 확인되었으며 마디풀 추출물의 아글리콘 분획의 주성분은 myricetin, quercetin, kaempferol로 확인되었다. 이상의 결과들로 다양한 종류의 플라보노이드를 함유한 마디풀 추출물은 에틸 아세테이트와 아글리콘 분획에서 여러가지 활성산소종에 대한 총항산화능과 1O2으로 유도된 적혈구 파괴에 대한 세포 보호 효과가 큰 것으로 나타났다. 이는 마디풀 추출물이 기능성 화장품 원료로서의 응용 가능성이 있음을 시사한다.

브로콜리 꽃송이 및 줄기의 항산화, 항균 및 대장암 세포 생육억제효과

김종식 ( Jong Sik Kim ) , 김미선 ( Mi Sun Kim ) , 손호용 ( Ho Yong Sohn ) , 권하영 ( Ha Young Kwon ) , 이예슬 ( Ye Seul Lee )
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본 연구에서는 브로콜리의 비가식 부위의 효율적인 이용 및 브로콜리의 가공식품 개발 연구의 일환으로 브로콜리의 주요 가식부위인 꽃송이와 비가식 부위인 줄기 부분을 대상으로 각각 에탄올 추출물 및 이들의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 이들의 유용성분 분석 및 항산화, 항균, 대장암 세포 생육억제능을 평가하였다. 먼저 성분 분석결과 브로콜리 줄기는 꽃송이보다 수용성 당류를 많이 포함하고 있으며, 꽃송이는 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었고, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀은 꽃송이가 줄기보다 1.50-1.99배 높은 함량을 나타내었다. 분획물의 총 플라보노이드 함량은 줄기 및 꽃송이의 ethylacetate 분획이 9.45 mg/g 및 42.01 mg/g으로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량도 꽃송이 ethylacetate 분획이 181.12 mg/g으로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성 평가결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획에서 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력을 확인하였으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 강력한 활성을 나타내었다. 항균 활성 평가에서는, 꽃송이의 ethylacetate분획에서 실험에 사용된 그람 양성 및 그람 음성 세균 모두에서 강력한 항균력을 나타내었다. 대장암 세포성장 억제활성 평가에서는, 줄기 및 꽃송이에서 모두 n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획에서 우수한 생육억제 활성을 나타내었으며, 줄기의 경우 n-hexane 분획에서 세포 생존율 18.4 ± 1.2%, 꽃송이에서는 n-butanol 분획에서 세포 생존율 6.9 ± 2.3%를 나타내어 가장 강력한 활성이 나타났다. 본 연구결과는 브로 콜리의 다양한 부위로부터 관련 활성물질의 탐색, 정제를 통한 식의약품 소재 개발 연구가 가능함을 제시하고 있다.

Breadcrumb as a New Substrate for Trametes versicolor and Schizophyllum commune Submerged Cultivation

( Tetiana S Ivanova ) , ( Nina A Bisko ) , ( Tetiana A Krupodorova ) , ( Victor Yu Barshteyn )
4,500
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A new substrate, breadcrumbs, was investigated for biomass accumulation, the pH of the cultural broth, the formation of primary metabolites such as the proteins and endopolysaccharides of Schizophyllum commune 1768 and Trametes versicolor 353, as well as its bioconversion efficiency. The results showed that S. commune gives more mycelial mass (23.96 ± 0.8 g/l) and in a shorter period (4 days) than T. versicolor (15.76 ± 0.5 g/l in 5 days). The pH values changed from the initial 6.1 to 3.6 in S. commune cultural broth and to 4.4 in T. versicolor cultural broth. Maximal endopolysaccharide content in the mycelia of S. commune and T. versicolor were 7.13% and 6.42%, correspondingly. Crude protein content in S. commune mycelium was 18.83 % on the 4th day of cultivation, and 20.03%, in the mycelium of T. versicolor, on the 6th day of cultivation. Kinetic parameters for the quantitative estimation of cultivation efficiency were calculated for biomass, endopolysaccharide, and crude protein concentrations.

솔장다리 추출물의 항산화 활성 및 세포주기조절에 의한 항암 활성 분석

김병우 ( Byung Woo Kim ) , 박현진 ( Hyun Jin Park ) , 권현주 ( Hyun Ju Kwon ) , 오유나 ( You Na Oh ) , 진수정 ( Soo Jung Jin )
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본 연구에서는 명아주과 수송나물속 솔장다리(Salsola collina Pall.) 추출물의 항산화 및 항암 활성을 분석하였다. 먼저 솔장다리의 에탄올 추출물의 DPPH radical scavenging activity를 분석한 결과, IC50가 4.82μg/ml로 나타나 강한 항산화능을 보유하였음을 확인하였다. 또한 대장암 세포주 (HT29), 폐암 세포주(A549), 간암 세포주(HepG2)를 사용하여 솔장다리 추출물의 암세포 사멸효과를 분석한 결과, IC50 가 각각 43.8, 64.1, 92.5μg/ml로 강력한 세포사멸효과를 나타냈으며 특히 HT29에 대한 강한 사멸효과를 보였다. 솔장다리 추출물의 항암 활성 기전 분석을 위해 세포주기를 분석한 결과, 대장암세포인 HT29의 G2/M arrest를 유도하였으며 최고 농도인 60μg/ml까지 S기 세포수가 증가하였다. 세포주기관련 단백질의 발현 분석 결과, 솔장다리 추출물을 처리한 경우, G2기에서 M기로의 전이에 필수적인 단백질인 Cdc25C와 cyclin A의 발현이 감소되었고, 반면 Cdc25C와 Cdc2의 불활성화 형태인 p-Cdc25C, p-Cdc2는 증가하였다. 또한 p21과 Wee1의 발현도 증가되었다. 하지만 p53의 발현량은 변화가 없었다. 이러한 결과는 솔장다리 추출물을 처리한 경우, p53 비의존적으로 p21의 발현이 증가되어 cyclin A/Cdc2 complex의 활성이 조절되고, 이어서 G2/M phase의 check point에 작용하는 Wee1의 발현증가 및 Cdc25C, Cdc2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 G2/M arrest가 유도되는 것을 시사한다. 또한 솔장다리 추출물 처리에 의해 S기 진행을 조절하는 Cdk2의 발현량도 감소하여, cyclin A/Cdk2 complex가 감소되어 S기의 세포수가 증가한 것으로 보인다. 따라서 본 연구 결과를 통해 솔장다리 추출물이 높은 항산화 활성을 지니며 암세포의 세포주기를 조절하여 높은 항암 활성을 보유함을 확인하였다.
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