발효 아이스플랜트(Mesembryanthemum crystallinum L.) 추출물의 triglyceride, cholesterol 합성저해 및 tyrosinase 활성억제 효과

남상해(Sanghae Nam),김선정(Seonjeong Kim),고건희(Keunhee Ko) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.6

본 연구는 수분함유량이 많아 장기간의 보관이 어려운 아이스플랜트의 저장성을 높이기 위하여 발효하였을 경우, triglyceride, cholesterol 합성 및 tyrosinase 활성 등의 변화를 조사하였다. 유기산의 함량은 발효 후에는 lactic acid가 23.672±3.74 mg/g으로 가장 많았으며 malic acid, acetic acid citric acid의 순이었다. 발효 전 후의 cyclitol 화합물의 변화를 보면, D-pinitol은 각각 6.670±0.187 mg/g과 5.541±0.088 mg/g으로 감소하였으나, myo-inositol은 0.653±0.022 mg/g과 3.848±0.216 mg/g, D-chiro-inositol은 3.848±0.216 mg/g과 4.945±0.098 mg/g으로 증가하였다. HepG2 세포 내 중성지방의 감소율은 발효 전 후에 각각 3.04±1.70~35.73±5.06%와 5.13±0.90~53.32±1.79%로서 발효 후 저해효과가 약간 높게 나타났으며, 대체로 극성이 큰 n-butanol과 aqueous 분획에서는 각각 25.93±1.47~35.73±5.06%과 26.26±2.07 ~ 53.32±1.79%로서 발효 후에 비교적 큰 폭으로 중성지방의 축적을 저해하였다. HepG2 세포 내 콜레스테롤의 감소율도 발효 전 후에 각각 4.02±1.50~56.34±5.55%와 6.56±1.46~64.52±5.50% 정도로서 발효 후에 콜레스테롤의 합성 저해효과가 약간 크게 나타났다. 특히 처리농도가 100 μg/ml 이상에서 n-hexane, chloroform 및 ethylacetate 분획에서는 발효 전 후에 각각 8.15±0.60~9.16±0.71%와 9.81±1.26~12.96±0.97%로서 저해효과가 크지 않았으나, n-butanol과 aqueous 분획에서는 발효 전 후에 각각 28.68±0.86~56.34±5.55%와 28.32±2.87~64.52±5.50%로서 비교적 큰 폭으로 콜레스테롤의 합성을 저해하였다. Tyrosinase 활성억제효과도 발효 후에 약간 증가하는 경향이었다. 기질로서 L-tyrosine을 사용하였을 경우, 극성이 큰 aqueous 분획에서 발효 전 후에 각각 60.58±4.035와 63.35±4.35%로서 저해활성이 가장 높았으며, 양성대조군(arbutin, 100 μg/ml)의 72%에 달하는 활성이었다. 또한 기질로서 L-DOPA을 사용하였을 경우에도 aqueous 분획에서 발효 전 후에 각각 56.85±1.57%와 59.38±1.74%로서 저해활성이 가장 높았으며 양성대조군(kojic acid, 100 μg/ml)의 88% 이상의 높은 활성을 가지고 있었다. 전체적으로 발효 아이스플랜트의 중성지방 및 콜레스테롤 합성억제 효과, tyrosinase 활성억제효과는 대체로 발효 전에 비하여 다소 향상되었다. 특히 극성이 큰 용매의 분획추출물에서 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 발효 등의 다양한 가공방법이 개발되어 저장성과 활용도가 높아질 수 있는 계기가 되기를 기대한다. This study investigated changes in triglyceride and cholesterol synthesis and tyrosinase activity induced by ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.) extract, which cannot be stored for long periods of time due to its high moisture content when it was fermented to improve its storage stability. The accumulation of triglyceride and cholesterol in HepG2 cells inhibited the accumulation with a relatively large magnitude in n-butanol and aqueous fractions that generally have high polarity, however, changes in inhibition potency due to the fermentation were not significant. As for the effect to inhibit tyrosinase activity, when L-tyrosine was used as a substrate, the inhibitory activity was the highest for the aqueous fraction at 60.58±4.03% and 63.35±4.35%, before and after fermentation, respectively, which amounted to 72% of that of the positive control group (arbutin, 100 μg/ml). In addition, when L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) was used as a substrate, the inhibitory activity was also found the highest for the aqueous fraction at 56.85±1.57% and 59.38±1.74%, before and after fermentation, respectively, which amounted to at least 88% of that in the positive control (kojic acid, 100 μg/ml). Overall, the activity of the fermented ice plant extract was similar or a little higher compared to that of the one without fermentation, indicating that fermentation can be a good approach to improve the storage stability of the ice plant.

아이스플랜트(Mesembryanthemum crystallinum L.) 발효추출물의 항산화, 항당뇨 및 간 보호효과

남상해(Sanghae Nam),강승미(Seungmi Kang),김선정(Seonjeong Kim),고건희(Keunhee Ko) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.8

본 연구는 아이스플랜트의 생리활성을 향상시키고, 식생활에서의 활용가능성을 높이기 위하여 물김치 형태로 발효시켰으며, 아이스플랜트의 성분 및 몇 가지 생리활성을 발효 전과 비교하였다. 물김치 침지액의 pH는 발효 6일째까지 계속해서 낮아졌으며, lactic acid의 생성량은 발효 4일째에 가장 많았다. 아이스플랜트 물김치 건더기 중의 D-pinitol은 발효 전 4.196±0.096 mg/g에서 6일째에는 3.843±0.116 mg/g으로 감소하였다. 그러나 myo-inositol과 D-chiro-inositol은 각각 발효 전 0.453±0.022와 2.815±0.008 mg/g에서 6일째에 0.630±0.029와 4.117±0.096 mg/g으로 증가하였다. 아이스플랜트 추출물의 DPPH, ABTS radical 소거활성 및 FRAP 활성은 대체로 발효 후에 높게 나타나 유사한 경향이었으며, 1 mg/ml의 농도로 처리하였을 때 각각 발효 5일째(79.09±0.69%), 4일째 (87.55±1.21%) 및 6일째(78.72±0.99%)에 가장 높았다. Lipid/MA assay에 의한 항산화 활성도 대체로 발효 후에 높게 나타나 유사한 경향이었으며, 추출물을 500 μg/ml 처리하였을 때, 발효 4일째에 가장 높은 활성(64.65±1.63%)을 나타났으며, 발효 5, 6일째에는 낮아지는 경향이었다. 아이스플랜트 추출물의 t-BHP, H2O2 및 ethanol에 의하여 손상된 BNL CL.2 세포의 생존율은 각각 14.19±0.98, 13.80±2.25 및 25.89±2.90%이었으나, 추출물을 200 μg/ml의 농도로 처리하였을 경우, 각각 발효 6일째에 50.07±4.85%, 2일째에 57.06% 및 4일째에 66.06±1.36%의 세포생존율을 나타내어 간세포가 회복되고 있음을 알 수 있었다. 그러나 발효 후에 간세포 보호효과가 뚜렷이 증가하지는 않았다. α-Glucosidase 저해활성은 모든 실험군에서 83.52±2.69~92.79±2.16%로 상당히 높게 나타났으며, 발효기간이 경과함에 따라 조금씩 증가하였다. 한편 α-Amylase 저해활성은 전체적으로 52.64±3.26~57.56±1.21%로 나타났으며 발효 전후에 뚜렷한 차이가 없었다. 이와 같은 결과로 볼 때, 아이스플랜트의 물김치 발효기간은 4~5일이 적정할 것으로 생각되었다. 한편 발효에 의한 기능성은 항산화효과를 제외한 간세포보호 및 α-Glucosidase, α-Amylase 저해활성은 전체적으로 소폭 향상에 그쳤다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 발효 등 다양한 가공방법이 개발되어, 향후 아이스플랜트의 소비촉진의 계기가 되기를 기대한다. Ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.) was fermented in brine in the form of mulkimchi (IPMB), and its contents of organic acid and cyclitols and biological activities were compared with those before fermentation. The pH of the IPMB continuously decreased until the sixth day of fermentation. The lactic acid yield was greatest on the fourth day. D-pinitol in ice plant mulkimchi solids (IPMS) decreased during fermentation. However, myo-inositol and D-chiro-inositol increased. The radical scavenging activities of ABTS and DPPH, in addition to the activity of FRAP, of the IPMS extract were generally higher after fermentation, with the activities highest on the fifth (79.09±0.69%), fourth (87.55±1.21%), and sixth (78.72±0.99%) days of fermentation, respectively, when treated with 1 mg/ml of the extract. As shown by a lipid/MA assay, antioxidant activity was generally higher after fermentation. The viability of BNL CL.2 cells damaged by t-BHP, H2O2, and ethanol was 14.19±0.98, 13.80±2.25, and 25.89±2.90%, respectively. When treated with 200 μg/ml of IPMS extract, the cell viability was 57.06±4.52% on the first day, and 66.06±1.36% on the fourth day, and 50.07±04.85% on the sixth day of fermentation. Hepatocyte protective effects did not increase significantly after fermentation. α-glucosidase inhibitory activity was quite high, with a range of 83.52±2.69 to 92.79±2.16%, and the activity increased gradually in all the groups over the fermentation period. There was no clear correlation between α-amylase inhibitory activity and fermentation.

크라우드소싱을 통한 원격 주석 학습 기반 관계 추출의 성능 개선

남상하(Sangha Nam),최기선(Key-Sun Choi) 한국정보과학회 2019 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.12

혼합 공간 추론 알고리즘의 설계 및 구현

남상하(Sangha Nam),김인철(Incheol Kim) 한국정보과학회 2015 정보과학회논문지 Vol.42 No.5

미국의 Jeopardy! 퀴즈쇼와 같은 DeepQA 환경에서 인간을 대신해 컴퓨터가 효과적으로 답하기 위해서는, 광범위한 지식 베이스와 빠른 시공간 추론 능력이 요구된다. 본 논문에서는 방향 및 위상 관계 추론을 위한 효율적인 공간 추론 방법 중 하나로, 혼합 공간 추론 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 전향 추론과 후향 추론을 결합한 혼합 추론 방식을 취함으로써, 불필요한 추론 계산을 줄여 질의 처리 속도도 향상될 뿐 아니라 공간 지식 베이스의 변화에 효과적인 대처가 가능하도록 설계하였다. 본 연구에서는 이 알고리즘을 기반으로 구현한 혼합 공간 추론기와 샘플 공간 지식베이스를 이용하여 성능 분석 실험들을 수행하였고, 이를 통해 본 논문에서 제안한 혼합 공간 추론 알고리즘의 높은 성능을 확인할 수 있었다. In order to answer questions successfully on behalf of the human contestant in DeepQA environments such as ‘Jeopardy!’, the American quiz show, the computer needs to have the capability of fast temporal and spatial reasoning on a large-scale commonsense knowledge base. In this paper, we present a hybrid spatial reasoning algorithm, among various efficient spatial reasoning methods, for handling directional and topological relations. Our algorithm not only improves the query processing time while reducing unnecessary reasoning calculation, but also effectively deals with the change of spatial knowledge base, as it takes a hybrid method that combines forward and backward reasoning. Through experiments performed on the sample spatial knowledge base with the hybrid spatial reasoner of our algorithm, we demonstrated the high performance of our hybrid spatial reasoning algorithm.

혼합 공간 추론 알고리즘의 설계

남상하(Sangha Nam),김인철(Incheol Kim) 한국정보과학회 2014 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.12

음수 미포함 행렬 분해를 통한 지식베이스 확장 모델

김지호(Jiho Kim),남상하(Sangha Nam),최기선(Key-Sun Choi) 한국정보과학회 2018 정보과학회논문지 Vol.45 No.9

지식베이스는 기계가 이해할 수 있도록 세상에 존재하는 모든 지식을 데이터베이스화 하는 것에 그 목적이 있다. 지식베이스가 유용하게 사용될 수 있기 위해서는 지속적으로 새로운 지식을 획득하여 추가해야 하는데, 지식 획득 능력의 부족으로 항상 지식 부족 문제에 시달리고 있다. 지식 획득은 주로 자연언어문장을 분석하여 새로운 지식을 추출하는 외부적인 지식 획득에 의해서 이루어지지만, 지식베이스 내부에 있는 지식만을 이용하여 내부적으로 지식을 확장해 나가는 방법에 대해서는 연구가 소홀이 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 음수 미포함 행렬 분해를 통한 내부적인 지식베이스 확장에 관하여 소개한다. 본 논문에서 소개하는 모델은 지식베이스를 행렬로 변환한 뒤에 음수 미포함 행렬 분해를 통해 개체쌍과 관계의 특징 벡터들을 학습하고, 이를 다시 재조합하여 새로운 지식에 대한 신뢰도를 계산한다. 모델의 실효성을 입증하기 위하여 한국어 디비피디아를 대상으로 한 실험 및 분석 결과를 소개한다. The purpose of a knowledge base is to incorporate all the knowledge in the world in a format that machines can understand. In order for a knowledge base to be useful, it must continuously acquire and add new knowledge. However, it cannot if it lacks knowledge-acquisition ability. Knowledge is mainly acquired by analyzing natural language sentences. However, studies on internal knowledge acquisition are being neglected. In this paper, we introduce a non-negative matrix factorization method for knowledge base population. The model introduced in this paper transforms a knowledge base into a matrix and then learns the latent feature vector of each entity tuple and relation by decomposing the matrix and reassembling the vectors to score the reliability of the new knowledge. In order to demonstrate the effectiveness and superiority of our method, we present results of experiments and analysis performed with Korean DBpedia.

꾸지 뽕나무 휘발성 향기성분의 항산화활성

고건희(Keun Hee Ko),남상해(Sanghae Nam) 한국식품영양과학회 2012 한국식품영양과학회지 Vol.41 No.11

꾸지 뽕나무(C. tricuspidata)의 휘발성 향기추출물의 항산화활성을 2 가지의 시험방법을 이용하여 측정하였다. 그리고 꾸지 뽕나무의 향기추출물에서 동정된 10종의 휘발성 향기성분에 대한 항산화활성도 측정하였다. 꾸지 뽕나무의 줄기 및 뿌리 향기추출물들은 2가지 실험법에서 모두 뚜렷하게 처리농도에 비례하여 항산화활성을 나타내었다. 즉 aldehyde/carboxylic acid assay에서 500 ㎍/mL의 농도로 처리하였을 때, 줄기와 뿌리의 향기추출물은 각각 77.02±8.12%와 74.19±6.82%의 항산화활성을 나타내었으며, lipid/malonaldehyde assay에서 160 ㎍/mL의 농도로 처리하였을 때, 줄기 및 뿌리의 향기추출물은 각각 61.43±2.11 및 76.17±4.25%의 항산화활성을 나타내었다. 꾸지 뽕나무의 향기추출물에서 동정된 향기성분들은 7종의 terpenes and terpenoides, 14종의 alkyl compounds, 11종의 nitrogen containing heterocyclic compounds, 3종의 oxygen containing heterocyclic compounds, 12종의 aromatic compounds, 9종의 lactones와 7종의 miscellaneous compounds였다. 꾸지뽕나무의 향기추출물에서 동정된 향기성분들 중에서 eugenol, isoeugenol 및 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)phenol은 lipid/malonaldehyde assay에서 160 ㎍/mL의 농도로 처리하였을 때, 각각 91.74±1.33, 94.00±0.59 및 91.22±4.74%의 항산화활성을 나타내었다. 이는 동일한 방법에서 BHT와 α-tocopherol의 항산화활성이 각각 91.90±0.42%와 89.47±3.04%인 것과 비슷한 수준이었다. 한편 동일한 처리농도에서 vanillin과 2-acetylpyrrole은 각각 63.36±5.83과 58.62±6.83%로서 중간 정도의 항산화활성을 나타내었다. 따라서 꾸지 뽕나무는 산화적 손상으로 인한 질병의 예방과 사람들의 건강에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각되었다. The antioxidant activities of volatile aroma extracts from Cudrania tricuspidata (Carr.) Bureau were examined using two antioxidant assays. Ten volatile aroma compounds identified in this plant were also tested for antioxidant activity. The volatile aroma extracts of stem and root from C. tricuspidata exhibited antioxidant activities with a clear dose response relationship in both aldehyde/carboxylic acid and lipid/malonaldehyde assays. Antioxidant activities of volatile aroma extracts from C. tricuspidata at 500 ㎍/mL were 77.02±8.12% (stem) and 74.19±6.82% (root) in the aldehyde/carboxylic acid assay. Antioxidant activities of volatile aroma extracts from C. tricuspidata at 160 ㎍/mL were 76.17±4.25% (stem) and 61.43±2.11% (root) in the lipid/malonaldehyde assay. Positively identified volatile aroma components in extracts of stem and root from C. tricuspidata were seven terpenes and terpenoides, 14 alkyl compounds, 11 nitrogen containing heterocyclic compounds, three oxygen containing heterocyclic compounds, 12 aromatic compounds, nine lactones, and seven miscellaneous compounds (possible contaminants). Among the positively identified compounds, eugenol, isoeugenol, and 2,4-bis (1,1-dimethylethyl)phenol exhibited antioxidant activities comparable to those of BHT and α-tocopherol. Vanillin and 2-acetylpyrrole showed moderate activities in the lipid/malonaldehyde assay. These results suggest that consumption of antioxidant-rich beverages prepared from C. tricuspidata could have beneficial effects on human health by preventing diseases caused by oxidative damage.

전향 공간 추론을 이용하는 공간 질의 처리기의 설계 및 구현

김종환(Jonghwan Kim),이석준(Seokjun Lee),남상하(Sangha Nam),김인철(Inchol Kim) 한국정보과학회 2014 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.12

기하학적 데이터로부터 공간 지식 추출

이석준(SeokJun Lee),김종환(JongHwan Kim),남상하(SangHa Nam),김인철(InCheol Kim) 한국정보과학회 2014 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.12

청국장의 발효기간에 따른 trans-Resveratrol과 비소화성 올리고당의 변화 및 항산화활성

최명호(Myounghyo Choi),조계만(Kyeman Cho),남상해(Sanghae Nam) 한국식품영양과학회 2014 한국식품영양과학회지 Vol.43 No.2

몇 가지 식물에서 발견되는 항독성 물질(phytoalexin)인 trans-resveratrol(3,5,4"-trihydroxy-trans-stilbene)은 항암, 항산화효과 및 심혈관질환 등에 효과가 큰 물질로 알려져 있으며, 포도, 땅콩 및 오디 등의 발효 시에 증가되어 그 효과가 커지는 것으로 알려져 있다. 한편 stachyose 및 raffinose 등의 기능성 올리고당은 장내 미생물의 생육을 도와 정장작용을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 3품종의 대두를 이용하여 제조한 청국장의 발효 중 trans-resveratrol과 기능성 올리고당의 함량 변화를 조사하였으며, 이에 따른 항산화효과를 알아보려고 하였다. trans-Resveratrol 함량은 원료 콩보다는 발효되었을 때 대체로 발효기간이 길어질수록 그 함량이 높게 나타났다. 특히 48시간 발효 후에는 3품종의 콩에서 늘찬, 대원 및 태광의 순으로 각각 50.06±0.82, 39.04±0.49, 34.00±0.54 μg/g이었으며, 원료 콩에 비하여 4배 이상 증가하였다. Stachyose 함량은 원료 콩에서 10.84±0.42~13.05±0.13 mg/g, 증자 직후에는 11.37±0.03~12.05±0.52 mg/g이었으나, 발효 12시간 후에는 0.16±0.01~0.33±0.02 mg/g으로 원료 콩에 비하여 97% 이상이 줄어들었으며 발효 24시간 후부터는 전혀 검출되지 않았다. 한편 raffinose의 함량은 원료 콩에서 2.66±0.09~3.54±0.05 mg/g으로 가장 낮았고, 증자 직후부터 발효 24시간 후에는 10.61±0.16~12.66±0.17 mg/g으로 약 3~4배가량 증가하였으나 48시간에서는 오히려 8.28±0.17~11.83±0.44 mg/g으로 감소하는 경향을 보였다. 청국장의 발효기간에 따른 항산화효과는 FRAP, DPPH, ABTS assay 모두에서 증자 직후에는 원료 콩에서보다 다소 낮게 나타났으나 대체로 발효기간이 길어짐에 따라 활성이 높아지는 경향이었다. 이와 같은 경향은 trans-resveratrol의 항산화활성이 DPPH, ABTS와 FRAP assay 등에서 RC50 값이 4.71±0.36~8.46±0.05 μg/mL인것을 미루어 볼 때, 발효기간에 따라 유의적으로 증가한 trans-resveratrol의 영향이 일부 있었을 것으로 생각되었다. 그러나 발효 중 기능성 올리고당(stachyose 및 raffinose)의 변화는 청국장의 항산화효과와는 관련이 없는 것으로 나타났다. Cheonggukjang was manufactured using three different kinds of soybeans, after which changes in the content of phytoalexins such as trans-resveratrol (3,5,4"-trihydroxy-trans-stilbene) were measured. Along with phytoalexins, changes in the content of functional oligosaccharides such as stachyose and raffinose were also measured, and the corresponding antioxidant activities were studied. The content of trans-resveratrol was found to be higher in fermented beans than in raw beans. Generally, the content was higher as the fermentation period increased. After 48 hours of fermentation, the contents of trans-resveratrol were 50.06±0.82, 39.04±0.49, and 34.00±0.54 μg/g (Nulchan, Daewon, and Taekwang), respectively, which is 4 times higher than the contents of raw beans. The contents of stachyose were 10.84±0.42~13.05±0.13 mg/g in raw beans, 11.37±0.03~12.05±0.52 mg/g immediately after boiling, and 0.16±0.01~0.33±0.02 mg/g after 12 hours of fermentation, which is a 97% decrease from those of raw beans. After 24 hours of fermentation, no amount of stachyose was detected. The contents of raffinose were the lowest in raw beans at 2.66±0.09~3.54±0.05 mg/g, but they increased 3~4 times between boiling and 24 hours of fermentation to 10.61±0.16~12.66±0.17 mg/g. However, raffinose content tended to decrease to 8.28±0.17~11.83±0.44 mg/g after 48 hours of fermentation. From FRAP, DPPH, and ABTS assays, antioxidant activities according to fermentation period of Cheonggukjang were rather low in boiled soybeans compare to raw soybeans. However, the activities were higher as the fermentation period increased. The antioxidant activity of trans-resveratrol showed an RC50 value of 4.71±0.36~8.46±0.05 μg/mL from the DPPH, ABTS, and FRAP assays. This could be partly due to the significant increase in trans-resveratrol according to fermentation periods. However, changes in functional oligosaccharides (stachyose and raffinose) during fermentation appear to not be related to the antioxidant effects of Cheonggukjang.