Draft genome sequence of oligosaccharide producing Leuconostoc lactis CCK940 isolated from kimchi in Korea

이설희,박영서,Lee, Sulhee,Park, Young-Seo The Microbiological Society of Korea 2018 미생물학회지 Vol.54 No.4

한국의 전통시장에서 구입한 김치에서 분리된 Leuconostoc lactis CCK940은 sucrose와 maltose를 이용하여 중합도가 4이상인 올리고당을 생산하였다. L. lactis CCK940의 유전체는 1,741,511 bp의 2개 contig로 구성된 염색체로 조합되었으며 G + C의 비율은 43.33%로 나타났다. 염색체 DNA에서 1,698개의 코딩 유전자, 12개의 rRNA, 68개의 tRNA 유전자가 확인되었다. L. lactis CCK940은 올리고당을 생산할 수 있는 sucrose phosphorylase, maltose phosphorylase, ${\beta}$-galactosidase 등의 glucosyltransferase 생합성 유전자들을 지니고 있었다. Leuconostoc lactis CCK940, which was isolated from kimchi obtained from a Korean traditional market, produced an oligosaccharide with a degree of polymerization of more than 4. In this study, the draft genome sequence of L. lactis CCK940 was reported by using PacBio 20 kb platform. The genome of this strain was sequenced and the genome assembly revealed 2 contigs. The genome was 1,741,511 base pairs in size with a G + C content of 43.33%, containing 1,698 coding sequences, 12 rRNA genes, and 68 tRNA genes. L. lactis CCK940 contained genes encoding glycosyltransferase, sucrose phosphorylase, maltose phosphorylase, and ${\beta}$-galactosidase which could synthesize oligosaccharide.

Leuconostoc lactis CCK940의 Glucansucrase 활성에 의한 올리고당 생산 최적화

이설희 ( Sulhee Lee ),박영서 ( Young-seo Park ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4

국내 재래시장에서 수집한 발효식품 등에서 우수한 glucansucrase 활성을 나타내는 유산균주를 분리한 후 이 균주를 이용한 올리고당 생성의 최적 조건을 조사하였다. 배추김치로부터 분리된 유산균주 CCK940은 glucansucrase 활성이 918.2 mU/mL로 가장 높아 본 올리고당 생산을 위한 균주로 선정하였고, Leu. lactis CCK940로 동정 및 명명되었다. 선정된 Leu. lactis CCK940는 배지의 pH를 6.0으로 조정하고 공여체인 sucrose와 수용체인 maltose의 초기 농도를 각각 5% (w/v)와 10% (w/v)로 첨가한 후 배양 4시간과 8시간째에 sucrose를 5% (w/v) 첨가하는 것이 최적인 것으로 확인되었다. 최적 조건에 12시간 배양 시 Leu. lactis CCK940는 중합도가 2-4인 올리고당을 최소 4종류 생성하였다. 본 균주는 수용체 분자로서 fructose와 melibiose를 사용할 수 없었다. Glucansucrase is an enzyme classified as a glycoside hydrolase (GH) 70 family, which catalyzes the synthesis of glucooligosaccharides with a low molecular weight using sucrose as a donor of D-glucopyranose and maltose as a carbohydrate acceptor. In this study, glucansucrase-producing lactic acid bacteria strain was isolated from the fermented foods collected in traditional markets, and the optimum conditions for the oligosaccharide production were investigated. The strain CCK940 isolated from Chinese cabbage kimchi was selected as an oligosaccharide-producing strain due to its high glucansucrase activity, with 918.2 mU/mL, and identified as Leuconostoc lactis. The optimum conditions for the production of oligosaccharides using Leu. lactis CCK940 were to adjust the initial pH to 6.0, add 5% (w/v) sucrose and 10% (w/v) maltose as a donor and acceptor molecules, respectively, and feed 5% (w/v) sucrose at 4 and 8 h of cultivation. When Leu. lactis CCK940 was cultured for 12 h at optimum conditions, at least four oligosaccharides with a polymerization degree of 2-4 were produced.

Pediococcus pentosaceus의 Multilocus Sequence Typing 분석에서 신규 Sequence Type의 확인

이설희 ( Sulhee Lee ),박영서 ( Young Seo Park ) 한국산업식품공학회 2015 산업 식품공학 Vol.19 No.4

The genus Pediococcus belongs to the lactic acid bacteria and includes 15 species which are used in the food industry as both starter and probiotic cultures. The importance of Pediococcus spp. is due to their use as starter cultures in fermented meat as well as to their presence as the natural microbiota in vegetables. The availability of P. pentosaceus in the food industry increases the need for reliable molecular techniques for strain identification. To date, the reliable molecular methods for definite identification at strain level of microorganisms used in food industry has not been developed. Molecular identification based on suitable marker genes could be a promising alternative to conventional molecular typing methods such as ribotyping. In this study, the applicability of seven housekeeping genes gyrB, pyc, pgm, leuS, glnA, and dalR in combination with the pgi gene in multilocus sequence typing of P. pentosaceus was assessed. Sequencing and comparative analysis of sequence data were performed on 6 strains isolated from various vegetables. In addition to 17 sequence types, two new sequence types were identified and these fortified sequence types and seven marker genes allowed for a clear differentiation of the strains analyzed, indicating their applicability in molecular typing.

Protease를 생산하는 Lactobacillus paracasei의 분리와 이를 이용한 두유 발효 최적화

이설희(Sulhee Lee),장동훈(Dong-Hun Jang),최혁준(Hyuk Jun Choi),박영서(Young-Seo Park) 한국식품과학회 2013 한국식품과학회지 Vol.45 No.5

본 연구에서는 김치나 젓갈 등 각종 발효식품으로부터 단백질 가수분해 활성이 있는 총 108주의 분리된 유산균 중 일정 수준 이상의 protease 활성을 지니는 29주를 선정하였다. 그 중 두유 단백질 분해능이 가장 높은 균주 MK1을 본 연구의 발효균주로 최종 선정하였고, 생리학적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기서열 등과 같은 분자유전학적 분석을 통해 Lactobacillus paracasei MK1로 동정 및 명명하였다. L. paracasei MK1을 이용하여 두유의 최적 발효산물을 제조하기 위하여 pH, 적정 산도, 생균수 및 단백질 분해 양상에 따른 최적화 연구를 실시하였다. L. paracasei MK1의 종배양액을 멸균한 두유에 2%(v/v)접종하여 발효시켰을 경우, 발효의 최적온도는 30℃이었으며, 이 때의 적정산도와 pH는 발효 초기 0.15%와 pH 7.31에서 24시간 발효 후 0.98%과 pH 4.56으로 변화하였다. 생균수는 초기 6.94 log CFU/mL에서 발효후 9.03 ? CFU/mL로 증가하였다. 두유의 최적 희석배수는 50%로서 적정산도는 배양 24시간 후 0.08%에서 0.45%로 증가하였다. 최적 초기 pH는 6.0이었으며 탄소원으로 2%(w/v) glucose를 50%로 희석한 두유에 첨가하고, 30℃에서 두유 발효를 실시하였을 때 가장 적합한 발효 경향을 나타내었다. Our aim was to ferment soymilk using lactic acid bacteria that showed protease activity and to optimize the condition for fermentation. In total, 108 strains of protease-producing lactic acid bacteria were isolated from various fermented foods such as kimchi and jeotgal, and among them, 29 strains displaying the highest protease activity were selected for further study. From these 29 strains, strain MK1, whose protease activity was 126 mU/mL·min, was selected as the optimal fermentation strain owing to its high ability to digest soymilk protein. It was henceforth labeled as Lactobacillus paracasei MK1. The optimum conditions for the fermentation of soymilk by using L. paracasei MK1 were determined to be as follows: 30 h of fermentation time at a temperature of 30℃, and at a pH of 6.0 in the initial growth medium.

Acetobacter orientalis MAK88 균주를 이용한 양파 식초의 발효 최적화

이진아 ( Jin-a Lee ),이설희 ( Sulhee Lee ),박영서 ( Young-seo Park ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4

양파를 이용하여 식초를 제조하기 위하여 막걸리로부터 분리된 내산성과 내알코올성이 우수하고 산생성능이 높은 Aectoacter orientalis MAK88를 사용하였다. 양파 추출액에 A. orientalis MAK88의 종배양액을 접종하여 초산 발효를 실시하였을 경우, 발효 최적 조건을 조사하였다. 앙파 추출액 중의 초기 에탄올 농도는 5% (v/v)가 최적이었으며, 발효 144시간에서의 산도는 4.31%이었다. 초기 초산 농도는 1% (v/v)가 최적으로 발효 144시간에서의 최종 산도는 5.32%였다. 최적 발효온도는 28℃로 확인되었다. 양파 착즙액은 통 양파를 121℃에서 15분간 가열한 뒤 가압 착즙후 여과한 다음 121℃에서 15분간 살균하여 제조한 것이 발효에 가장 적합하였으며, 희석하지 않은 착즙 원액을 사용하는 것이 가장 좋았다. Acetic acid bacteria strains were isolated from a variety of fermented foods and fallen fruits. Among them, the strain MAK88, whose acetic acid fermentation ability, acid-tolerance, and alcohol-tolerance were high, was selected and identified as Acetobacter orientalis. A seed culture of A. orientalis MAK88 was inoculated into onion juice, and the optimum conditions of acetic acid fermentation was investigated. The optimum initial concentration of ethanol in onion juice was 5% (v/v) and in that condition, acidity was 4.31% at 144 h of fermentation. The optimum initial concentration of acetic acid was 1% and the final acidity was 5.32%. The optimum fermentation temperature was determined to be 28℃. The most appropriate preparation method of onion juice was to heat the onion at 121℃ for 15 min and produce juice with pressure followed by filtering, and then sterilization at 121℃ for 15 min. Prepared onion juice was used for fermentation without dilution.

Lactobacillus plantarum KCB001을 이용한 발아대두 동충하초의 고상발효 공정 최적화

조희수 ( Hee Soo Cho ),이설희 ( Sulhee Lee ),박영서 ( Young-seo Park ) 한국산업식품공학회 2018 산업 식품공학 Vol.22 No.3

발아대두 동충하초의 유산균 발효를 위하여 발아대두와 동충하초가 함유된 배지에서 생육이 우수한 유산균주를 김치로부터 분리하여 동정한 결과 Lactobacillus plantarum KCB001로 명명하였다. 선정된 유산균을 이용하여 발아대두 동충하초의 고상발효조건을 최적화한 결과, 동충하초와 발아대두의 혼합비는 4:1, 가수량은 40%(v/v), 종배양액의 첨가량은 20%(v/w), 최적 발효온도와 시간은 각각 37℃와 72시간으로 확인되었다. 유산균발효에 의해 총 폴리페놀함량과 DPPH 소거능이 증가하였으며, 특히 동충하초의 지표물질인 cordycepin 함량은 발효에 의해 24% 증가함으로써 발효에 의해 발아대두 동충하초의 기능성이 증가함을 확인 하였다. For the fermentation of Cordyceps militaris with germinated soybean, Lactobacillus plantarum KCB001, which showed good growth on the medium containing the mushroom and soybean, was isolated from kimchi and selected as a starter for the fermentation. The optimum conditions for the solid-phase fermentation of C. militaris with germinated soybean were a ratio of 4:1, the addition of water and starter culture at the final concentrations of 40%(v/v) and 20%(v/w), respectively, and fermentation at 37℃ for 72 h. Total polyphenol content and DPPH radical scavenging activity were increased by fermentation and, especially, cordycepin content increased by 24%, which implies the enhanced functional property of the fermentation product.

Lactobacillus plantarum으로 발효한 뽕잎 추출물의 항당뇨 효과

최지수(Jisu Choi),이설희(Sulhee Lee),박영서(Young-Seo Park) 한국식품과학회 2020 한국식품과학회지 Vol.52 No.2

본 연구에서는 발효식품으로부터 항당뇨 효능을 지닌 유산균을 분리하여 뽕잎 추출물을 발효하고, 제조된 유산균 발효 뽕잎추출물의 항당뇨 효능을 평가하였다. 갓김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum SG-053은 α-glucosidase 저해 활성이 96.8%로 가장 우수하고, 뽕잎을 발효하여 뽕잎에 존재하는 항당뇨 지표물질인 1-deoxynojirimycin (DNJ)의 함량을 2.2배 증가시키며 우수한 생육 활성을 나타내어 본 연구에서 뽕잎 추출액의 발효에 사용하였다. L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 L6 근관세포에 대한 세포독성은 없었고, IRS-1, PI3K p85α, GLUT-4 유전자 발현을 각각 1.4, 2.2, 1.4배로 증가시켰으며, 세포의 2-deoxyglucose 흡수를 1 μM의 인슐린보다 높은 수준인 40.7% 증가시켜 인슐린 신호전달 경로를 활성화시킴으로써 세포의 인슐린 저항성을 개선하는 것으로 확인되었다. 경구 당 부하 검사를 통해 유산균 발효 뽕잎 추출물이 포도당 섭취에 의해 증가한 혈당을 빠르게 감소시키고, α-glucosidase의 저해를 통해 maltose의 분해에 의한 혈당 증가를 억제하였다. 유산균 발효 뽕잎 추출물은 SD rat의 허벅지 골격근 조직의 PI3K p85α와 GLUT-4 유전자 발현을 각각 6.4, 2.1배 증가시켜 L6 근관세포에서와 유사한 결과를 나타냈으며, in vivo 근육 조직에서도 인슐린 신호전달경로의 활성화에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로 L. plantarum SG-053이 뽕잎을 효과적으로 발효하여 DNJ의 함량을 증진시킨다는 것을 확인하였으며, L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 우수한 항당뇨 효능을 지니는 것을 세포 및 동물실험 수준에서 확인하였다. The purpose of this study was to isolate novel lactic acid bacteria to ferment mulberry leaf extract (MLE) and to investigate its anti-diabetic effect. Lactobacillus plantarum SG-053 isolated from gatkimchi was selected to ferment MLE because it exhibited high α-glucosidase inhibitory activity (96.8%) and enhanced the content of 1-deoxynojirimycin (DNJ), an anti-diabetic substance, in fermented MLE up-to 2.2 times. MLE fermented with L. plantarum SG-053 (FMLE) showed growth promoting activity against L6 myotubes and increased the gene expressions of IRS-1, PI3K p85α, and GLUT-4 up-to 1.4, 2.2, and 1.4 times, respectively, and 2-deoxyglucose uptake up-to 40.7%. In rat skeletal muscle tissue, the expressions of PI3K p85α and GLUT-4 increased by 6.4 and 2.1 times, respectively. These results suggest that L. plantarum SG-053 could enhance the DNJ content of MLE by fermentation and that FMLE is effective in ameliorating insulin resistance via activation of the insulin signaling pathway.

4자유도 모션이 가능한 복합 무대 시스템 개발

이상원(Sang-won Lee),원대희(Daehee WON),이설희(Sulhee Lee) 한국콘텐츠학회 2015 한국콘텐츠학회논문지 Vol.15 No.5

본 논문에서는 다양한 무대연출이 가능한 전(Omni)방향 이동무대와 수직 상승 무대로 구성된 복합형 무대 시스템의 설계 및 제어 방법에 대해 제안하였다. 복합 무대 시스템은 전후/좌우/회전 등 3 자유도 모션의 이동무대와 1 자유도 상/하 모션의 상승 무대 등 총 4 자유도 동작이 가능하도록 개발 되었다. 이동무대는 2개의 구동 휠과 조향 휠 구조로 설계하여 기존 차동 방식의 이동무대에 비해 기동성을 높였으며, 상승무대는 전고대비 수식 상승비가 10배 이상 가능하도록 맞물림 방식의 구조로 설계하였다. 또한, 공연 연출에 필요한 모션 구현을 위해 경로계획 방법과 계획된 경로를 추종하기 위한 제어방법에 대해서도 제안하였다. 그리고 복합형 무대 시스템의 수평 이동 및 수식 상승 등 복합 모션 실험을 통해 그 성능을 검증하였으며, 공연 공간 디자인 도록을 제시하여 개발된 시스템이 공연에서 다양한 연출에 활용이 가능함을 보였다. In this paper, we presented a design and control method of multi-stage with wagon and lift stage. Multi-stage system has 4 degree-of-freedom(DOF), i.e., forward/backward/left/right/rotate and up/down motion. Wagon mechanism in the type of two wheel and steering is proposed in order to improve for the maneuverability compared to the existing differential-type wagons. Also, the lift mechanism is designed by interlocking type in order to make the maximum height bigger than 10 times of the original height. We also proposed a path planning algorithm. The performance of the propped system is validated via multi motion experiments, so that the multi-stage system is useful for various performances production.