엔젤논문
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미네랄 가용화능을 갖는 Acinetobacter sp. DDP346의 생화학적 및 배양학적 특성본 연구는 근권 토양 및 뿌리에 존재하는 근권 미생물 중 미생물 제제로 적합한 균주를 선별하기 위해서 미네랄 가용화능, 10종의 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성 및 식물 생장 촉진 활성을 평가하였다. 결과적으로 불용성 인산, 탄산칼슘, 규소 및 아연 가용화능과 질소고정능, siderophore, indole-3-acetic acid와 aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능 및 7종의 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 갖는 DDP346을 선별하였다. 선별된 DDP346은 Acinetobacter pittii DSM 21653 (NR_117621.1)와 99.9% 이상의 높은 상동성을 보였으며, 16S rRNA 염기서열을 바탕으로 계통도를 분석한 결과에서도 Acinetobacter pittii와 높은 유연관계를 나타내었다. DDP346의 생장 조건은 온도(10-40 oC), pH (5-11) 염농도(0-5%) 범위로 확인하였다. 또한 pH 변화와 가용화된 인산 함량 간에 음의 상관계수(r2= −0.913, p <0.01)를 나타내는 것을 확인하였는데, 이는 배양 중에 생성되는 유기산에 의한 것으로 추정된다. 결과적으로 미네랄 가용화능, 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성 및 식물 생장 촉진 활성 평가를 통해 Acinetobacter sp. DDP346을 다목적 미생물 제제로써 활용 가능성을 제시한다.
J Appl Biol Chem (2021), 64: 333-341.
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근권 토양과 뿌리로부터 분리된 Bacillus sp.의 항진균 활성, 식물 생장 촉진 활성 및 미네랄 가용화능 비교본 연구는 근권 토양 및 뿌리에 존재하는 미생물 중 미생물 제제로 적합한 Bacillus sp.을 선별하기 위하여 10종의 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성, 식물 생장 촉진 활성 및 미네랄 가용화능을 평가하였다. 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성은 Bacillus sp.에 따른 차이를 보였으며, 선별된 균주 중 DDP4, DDP16, DDP148, SN56, SN95는 9종 이상의 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 나타내었다. 질소고정능과 1- aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase 생성능에서는 Bacillus sp. 모두 비슷한 수준으로 활성을 나타냈으며, siderophore 생성능은 ANG42와 DDP427에서 비교적 높게 나타났다. Indole-3-acetic acid 생성능은 1.83−67.91 μg/ml으로 확인되었으며, Bacillus sp.에 따른 활성 차이를 나타내었다. 이후 각 species마다 활성이 높은 1 균주씩 선정하여 미네랄 가용화능을 확인한 결과, 대부분의 Bacillus sp.에서 인산과 탄산칼슘 가용화능을 확인할 수 있었으며, DDP148과 SN56은 각각 규소 가용화능과 아연 가용화능도 나타내었다. 따라서, 본 연구에서 분리한 Bacillus sp.의 항진균 활성, 식물 생장 촉진 활성 및 미네랄 가용화능 결과를 통해 다목적 기능을 가진 미생물 제제로써 활용이 가능할 것으로 판단된다.
Microbiol. Biotechnol. Lett. (2021), 49: 576-586.
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근권에 존재하는 Bacillus 속 균주들의 식물 생장 촉진 활성 특성본 연구에서는 토양 및 근권에 존재하는 Bacillus 속의 식물 생장 촉진 활성, 식물 병원성 곰팡이의 생장 억제활성, 미네랄 가용화능 및 세포 외 효소활성을 확인해 보고자 하였다. 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성에서 DDP257은 10종의 병원성 곰팡이에서 항진균 활성이 모두 나타났다. 식물 생장 촉진 인자인 indole-3-acetic acid 생성능에서는 ANG20이 70.97 μg/ml로 가장 높게 나타났다. 추가적으로 1- aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능 조사에서는 총 10종에서 생성능을 확인하였고, 질소 고정능과 siderophore 생성능 조사에서는 대부분의 분리균주에서 활성을 확인하였다. 이후 분리된 균주에 대하여 phosphate, calcite, zinc과 같은 미네랄 가용화능을 확인하였으며 세포 외 효소활성에서도 대부분의 효소에서 활성이 나타났다. 특히 alkaline phosphatase, esterase (C4), acid phosphatase, naphtol-AS-BI-phosphohydrolase에서 선별된 균주 모두 유사한 활성을 보였다. 이는 Bacillus 속이 다양한 유기물과 항생물질 및 세포 외 효소를 분비함으로써 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 토양의 환경 개선에 기여하는 균주를 활용하여 미생물 제제로써의 가능성을 제시한다.
Microbiol. Biotechnol. Lett. (2021), 49: 403-412
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항진균 활성, 식물 생장촉진 활성, 미네랄 가용화능을 가진 생물학적 제제로서 잠재적 식물 생장 촉진 근권세균의 특성조사본 연구에서는 근권토양으로부터 18종의 세균을 순수분리하고, 이들의 식물 병원성 진균 생육억제 활성, 식물 생장 촉진 활성 및 미네랄 가용화능을 평가하였다. Bacillus 속과 Pseudomonas 속 분리균주의 항진균 활성을 통해 생물학적 방제제로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 이는 식물 병원성 진균의 세포벽에 작용하는 여러 가수분해효소 활성과 siderophore 생성능 등에 기인된 것으로 판단된다. 또한 대부분의 분리균주가 aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능, indole-3-acetic acid 생성능 및 질소 고정능을 갖고 있는 것으로 나타났으며, 이러한 특성은 식물이 흔히 노출될 수 있는 환경 스트레스 조건 하에서 스트레스 에틸렌의 농도를 감소시킴으로써 뿌리 발달 및 성장, 그리고 작물의 생산성에 긍정적인 영향을 줄 것으로 판단된다. 그리고 분리균주의 인산, 규소, 탄산칼슘, 아연 가용화능 등을 확인한 결과, 일부 분리균주들의 미네랄 가용화능을 확인하였으며, 이들 분리균주를 식물 생장 시에 접종한다면 식물 생장에 필요한 영양분을 식물이 흡수할 수 있는 이용가능한 형태로 변환시켜 식물의 생장에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 항진균 활성, 식물생장촉진 활성 및 미네랄 가용화능의 결과를 통해 분리균주 18종의 biocontrol agent로서의 이용가능성을 제시하고자 한다.
Journal of Life Science (2021), 31: 641-653
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착즙방식이 석류 주스의 품질과 생리활성에 미치는 영향본 연구는 원심분리형, 외기어 방식 및 쌍기어 방식에 따른 석류 주스의 품질 특성을 비교하고 주스 섭취 시 소화 과정에 따른 항산화 활성 및 ACE 저해 활성을 측정함으로써 대사 활성의 변화를 조사하기 위해 수행되었다. 착즙방식에따른 착즙률, 입도, 일반성분, 미네랄, 비타민 함량 등의 결과를 종합하여 3가지 방식 중 쌍기어 방식을 최종 선별하였다. 품질 지표로 protease와 α-amylase 활성을 확인하였으며, α-amylase 활성은 다소 미미하게 나타났으나 높은 protease 활성을 가짐으로써 소화에 도움을 줄 것으로 판단된다. 쌍기어 방식으로 착즙한 석류 주스에는 페놀 화합물, 플라보노이드, 안토시아닌, 셀레늄과 같은 유용 성분들이 풍부하게 함유되어 있어 결과적으로 높은 지질과산화 저해 활성을 나타냈으며, 이러한 페놀 화합물은 미백 활성, 항노화 활성, 항당뇨 활성과도 높은 상관관계를 나타내었다. 석류 주스의 섭취에 따른 항산화 활성 및 ACE 저해 활성의 변화를 조사하기 위해 in vitro 소화 모델을 이용하여 측정한 결과, ABTS 라디칼 소거능, FRAP assay, SOD 유사 활성 모두 소화 전보다 위장 소화조건에서 활성이 크게 증가되는 것을 확인하였으며, 위장 소화조건에서 소장 소화조건을 거치면 대부분 활성이 비슷하거나 감소하는 경향을 보였다. ACE 저해 활성에서는 소화 전보다 위장 소화조건, 소장 소화조건을 거침에 따라 활성이 증가되는 것을 확인하였으며, ABTS 라디칼 소거능, FRAP assay, SOD 유사 활성 및 ACE 저해 활성 간의 상관계수는 r2=0.681~0.952로 높은 양의 상관관계를 보였다. 따라서 본 연구에서는 석류 주스의 항산화 활성, 미백 활성, 항노화 활성, 항당뇨 활성과 같은 생리활성 및 체내 소화 과정에 따라 유효 성분들의 생체접근율 및 생체이용률이 증가하여 생리활성 효과가 향상될 수 있음을 나타내었다.
한국식품영양과학회지 50: 136-148(2021)
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가공방법에 따른 달맞이꽃씨의 항산화 특성 비교 및 달맞이꽃씨 착즙분말의 생리학적 특성조사본 연구에서는 달맞이꽃씨(EPS)의 다양한 영양성분과 기능적 특성을 극대화 할 수 있는 가공방법을 제안하였다. 달맞이꽃씨는 비가공, 볶음, 찜, 착즙과 같은 다양한 가공방법에 의해 제조되었다. 달맞이꽃씨 착즙분말(EPSP)은 다른 가공방법보다 높은 비타민 E 함량, 지방산 함량, 총 페놀함량과 라디칼 소거능을 가지는 것으로 나타났다. 또한 달맞이꽃씨 착즙분말은 49일 동안 장기간 지질과산화 억제 활성을 유지하는 것으로 나타났다. 특히, 풍부한 항산화 성분이 함유된 EPSP 에틸아세테이트(EtOAc) 분획물은 높은 항산화 활성, 항당뇨 활성, 그리고 ACE 저해 활성을 나타냈다. 달맞이꽃씨 착즙분말 에틸아세테이트 분획물은 H2O2에 의해 세포손상이 유도된 Raw264.7 세포와 EA.hy926 세포에 대해 우수한 세포보호효과를 보였다. 또한, EPSP EtOAc 분획물은 Raw264.7 세포에서 산화질소(NO) 생성 억제를 통해 항염증 활성을 나타냈을 뿐만아니라, EA.hy926 세포에서 NO 생성을 통해 항고혈합 활성을 보였다. 이러한 결과로부터 EPSP가 산화적 스트레스에 의해 유발되는 다양한 질병의 예방에 도움을 줄 수 있는 식품 소재로의 이용가능성을 제안한다
Preventive Nutrition and Food Science 25: 422-431(2020)
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기능성 대용식 오트 씨앗즙의 품질 특성본 연구는 다양한 기능을 가진 귀리를 주원료로 하여 당근,홍화씨, 달맞이꽃씨, 통메밀 및 참깨를 첨가해 복합 씨앗즙을 제조하고, 기능성 대용식으로서의 가능성을 평가하여 새로운 식품형태의 섭취를 제안하기 위해서 수행되었다. 귀리투입량은 TPC, TFC 및 β-glucan 함량의 결과를 종합하여최종 60 g으로 결정하였다. 영양성분과 미네랄 함량을 분석한 결과, 쌀귀리 씨앗즙에서 높은 함량을 나타냈으며 비타민 분석에서는 겉귀리 씨앗즙이 높은 함량을 나타내었다. 겉귀리 씨앗즙과 쌀귀리 씨앗즙 모두에서 높은 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 나타냈으며 피부노화 억제 및 항당뇨 활성 또한 항산화 활성과 높은 상관관계를 나타냄에 따라 높은 활성을 나타내었다. 오트 씨앗즙의 섭취에 따른 활성의 변화를 조사하기 위해 in vitro 소화 모델을 이용하여 측정한 결과, TPC, TFC는 소화 과정이 진행됨에 따라 소화전보다 소화 후의 함량이 크게 증가하는 것을 확인하였다. ABTS 라디칼 소거능, 환원력 및 SOD 유사 활성 또한 소화 과정이 진행됨에 따라 소화전보다 소화 후에 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 오트 씨앗즙의 우수한 품질 특성 및 체내 소화 과정에 따른 유효 성분들의 증가를 확인하였다.
한국식품영양과학회지 49: 1105-1114(2020)
http://jkfn.kfn.or.kr/archive/index.html?gubun=4&no=149303&year=2020&vol=49&ho=10&page=1105&ifv=1
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토양에서 분리한 Pseudomonas geniculata ANG3, Exiguobacterium acetylicum ANG40 및 Burkholderia stabilis ANG51의 식물 생장촉진 활성 및 식물병 방제활성본 연구는 토양으로부터 분리한 균주를 대상으로 식물병 방제활성 및 식물 생장촉진 활성을 확인하고자 하였다. 식물병원성 곰팡이에 대한 길항능을 통해 방제기능을 확인할 수 있었으며, 이는 siderophore 및 항생물질 생성 등에 기인되는 것으로 판단된다. 또한 ANG40의 경우에는 amylase, cellulase, xylanase와 같은 세포외 효소활성을 갖고 있음을 확인하였다. 이 외에도 질소 고정능, 인산 가용화능, siderophore 생성능 등 다양한 실험을 통해 식물 생장에 필수적인 질소, 인, 철 등을 식물이 흡수 가능한 형태로 변화시켜 식물 생장에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 또한 6종의 분리균주는 모두 에틸렌 생성과 연관된 IAA를 생성하였으며, 그 중에서도 ANG51의 경우에는 ACC deaminase 활성도 갖고 있음을 확인하였다. 따라서, 최종 선별된 Pseudomonas geniculata ANG3, Exiguobacterium acetylicum ANG40, Burkholderia stabilis ANG51을 이용하여 식물 생장촉진 활성과 식물 병원성 곰팡이에 항진균 활성을 갖는 새로운 생물학적 제제로써 이용 가능성을 제시하였다.
Microbiol. Biotechnol. Lett. (2020), 48(1), 38–47
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식물 병원성 곰팡이에 길항작용을 갖는 다양한 Bacillus sp.의 균주 분리와 특성에 관한 연구본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.
Microbiol. Biotechnol. Lett. (2019), 47(4), 603–613
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CCl4로 독성이 유도된 HepG2 cell에 대한 고구마 대용식 씨앗주스의 간 보호 효과전세계적으로 노인인구가 급속하게 증가되면서 고령자의 신체 및 생리적 특성을 고려한 식단의 개발이 요구되고 있다. 고령자 특유의 문제는 노화의 진행에 따른 소화 및 흡수기능의 저하, 나이가 들어감에 따른 치아의 결손과 연하에 관련된 근력 및 반사 능력 저하 등 의 문제가 있다. 통채소 및 통곡물의 섭취는 고령자들에게 소화와 흡수에 어려움을 주고, 식사 후 불편감을 야기한다. 따라서 바쁜 현대인들과 고령자 모두가 간편하게 즐길 수 있는 식사대용식(Home meal replacement, HMR)의 개발이 요구된다. 또한 현대사회는 음주, 흡연 그리고 환경오염으로 증가된 독성물질의 노출 등에 의해 다양한 간질환 발병률이 증가되고 있으며 이는 세계적인 문제로 대두되고 있다(Marcellin and Kutala, 2018). 간은 체내에서 주요 영양소의 대사, 에너지 관리, 호르몬 분해와 대사, 해독작용 그리고 면역 및 살균작용 등의 중요한 역할을 담당하고 있다. 이러한 간질환에 대하여 다양한 천연물 유래의 치료약이 다양하게 개발되고 있다. 일반적으로 간 손상 치료 또는 보호 약물을 개발할 목적으로 사염화탄소(CCl4), D-galactosamine 등 화학물질을 처리하여 간손상을 유도한 실험 모델을 활용하고 있다. 특히 CCl4는 간의 마이크로솜(liver microsome)에서 cytochrome P450(CYP2E1) 매개된 CCl4 메타볼리즘(metabolism)에 의해 생성되는 trichloromethyl radical (CCl3·)와 그것의 파생물(derivative)인 trichloromethylperoxy radical (CCl3OO·)를 포함하는 활성형 중간체(reactive intermediates)가 생성되면서 활성화 된다(Dai et al., 2014). 생성된 free radical 은 인근 지질막을 공격하여 지질의 과산화를 일으키거나, 세포내의 단백질이나 지질 등의 macromolecules 와 결합하여, 간의 괴사, fatty infiltration, microsomal enzyme 활성저하 등의 간 독성을 나타내고, alanine aminotransferase (ALT), asparate aminotransferase (AST), alkaline phosphatase (ALP), 그리고 lactate dehydrogenase (LDH)와 같은 세포액효소(cytosolic enzyme)를 혈장(serum)으로의 방출하여 결과적으로 세포를 죽이는 등과 같은 조직의 항산화 상태를 바꿀 수 있다(Shen et al., 2015). 따라서 체내 활성산소종의 제거는 간 질환을 치료하고 예방하는데 있어 매우 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 고령자들뿐만 아니라 바쁜 현대인들 또한 간편하게 즐길 수 있고, 현대사회의 대표적인 만성질환의 원인인 간 손상을 고려해 간 건강상태 유지, 질병 예방 및 치료를 돕도록 고안된 기능성 대용식을 개발하고자 하였다. 이에 식사대용으로 많이 섭취되는 고구마와 녹즙의 혼합재료로써 널리 이용되는 당근을 다양한 영양소와 기능성을 갖춘 4가지 씨앗들과 혼합하여 고구마가 첨가된 씨앗주스 대용식(Meal replacement seeds juice based on sweet potato, MRSJ)을 제조하였으며, 기능성 대용식으로써의 개발 가능성을 평가하여 바쁘고 고령화된 현대 사회에 새로운 식품형태로의 섭취 를 제안하고자 하였다.
Food Science and Biotechnology(2019)
