옻나무 추출물의 생리활성 이용에 대한 연구 : 옻나무 추출물의 생물학적 기능

임계택,이정채,Lim, Kye-Taek,Lee, Jeong-Chae 한국식품과학회 1999 한국식품과학회지 Vol.31 No.1

옻나무에서 극성이 큰 물과 에탄올로 추출한 물질을 생쥐 뇌세포를 배양하여 glucose oxidase에 의해 생성되는 hydroxyl radical에 대한 항산화 효과와 암세포에 미치는 영향을 알아보았다. 먼저 항산화 효과에 있어서, $7{\sim}10$일 정도 배양된 생쥐 뇌세포에 20 mU/mL GO system을 처리한 후 물 및 에탄올 추출물 (30 mg/mL)을 일정량 첨가하여 hydroxyl radical에 대한 옻나무 추출물의 항산화 효과를 측정하였다. 그 결과 GO 20 mU/mL만을 처리한 구에서는 생쥐 뇌세포의 생존률이 52.0%인데 반하여, 옻나무 물 추출물을 1, 2, 4, 7, $10\;{\mu}L$ 첨가시 각각 60.0, 66.0, 72.0, 84.0 및 90.1%로서 첨가량이 증가할수록 매우 높은 생존률을 보였다. 이러한 경향은 에탄올 추출물의 첨가시에도 유사하였는데, $1\;{\mu}L$과 $2\;{\mu}L$ 첨가시 생존률은 55.0%와 64.0% 였고, 4, 7, $10\;{\mu}L$에서는 각각 70.0, 79.0, 91.0%로서 나타났다. 항산화력을 비교하기 위하여 잘 알려진 항산화제인 ascorbic acid를 50, $100\;{\mu}M$ 첨가시 쥐의 뇌세포의 생존률은 대조군에 대해 각각 87.0%와 90.0%이었는데 이것은 각각의 옻나무 추출물 10% $(10\;{\mu}L/well)$ 첨가시 나타났던 항산화 효과와 비슷한 결과였다. 따라서 이러한 항산화 효과에 관여하는 주요 성분을 전기영동과 작용기 분석을 통해 알아본 결과 laccase라는 물질이 주성분이라는 것과 그것은 구리를 함유한 당단백질로서 크기는 약 210 KDa과 230 KDa으로서 dimer로 되어 있다는 것을 알 수 있었다. 한편 옻나무 추출물의 HeLa cell에 미치는 영향을 보기 위해 in vitro 방법으로서 HeLa cell에 대해 물 및 에탄올 추출물(30 mg/mL)을 최고 10% 농도까지 첨가하여 시간별로 측정한 결과 $10\;{\mu}L$(10%) 첨가 후 12시간에는 40.0%가, 48시간에는 60.0% 정도의 HeLa cell이 사멸되는 것을 알 수 있었다. 암세포 성장 억제 효과에 대한 결과는 in vivo 방법에 있어서도 유사한 결과를 얻었다. 즉 BALB/c의 복강에 CT-26 $(1{\times}10^6\;cells/mL)$을 접종한 후 종양을 발생케 한 후 옻나무 추출물을 주입시 주입 7일 후 대조군에 비해 종양크기가 현저하게 작아지는 것을 볼 수 있었다. Antioxidative effects of the water or ethanol extracts from Rhus verniciflua Stokes (RVS) were measured by protection against hydroxyl radicals in mouse brain tissue culture. In the water extracts from RVS, cell viabilities were estimated 60.0, 66.0, 72.0, 84.0 and 90.0% at addition of 1, 2, 4, 7 and $10{\mu}L$, respectively, compared with GO (20 mU/mL) alone. The cell viability in the ethanol extracts was similarly with water extracts. In the antitumor effects, the results showed that percentages of the HeLa cell death were approximately 24% for 12 hrs, 57% for 48 hrs at addition of 10%/well ethanol extracts respectively. To know inhibition of tumor growth, in vivo, mice (BALB/c) were inoculated with 0.25 mL CT-26 $(1{\times}10^6\;cells/mL)$ subcutaneously. After the generation of tumor, the results of RVS extracts (ethanol, water) injection showed generally that the tumor size in BALB/c was reduced. For physicochemical characterization of the RVS extracts, purified substances of water or ethanol extracts were analized with SDS-PAGE and ICP spectrometer. In electrophoresis, gel showed 2 bands (210, 230 KDa). The results of ICP verified that RVS extracts contain $Cu^{2+}$ in both samples. Conclusively, this substance might be a laccase which has a biological effective function, as a natural bioactive substance.

환경오염원인 구리 , 셀렌에 의한 Mouse 조직내 스트레스 반응

이정채,임계택 ( Jeong Chae Lee,Kye Taek Lim ) 한국환경생물학회 1996 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.14 No.2

In order to test the response of stress (inducible protein) by copper or selenium which is toxic mineral, as environmental pollutant, we measured the amounts of the inducible protein from muscle, spleen, liver and brian tissues of mouse in vivo. Mice were fed at 0.5, 1 or 1.5mM copper or 0.25, 0.5 or 1mM selenium with the oral administration. The results of these experiments were summarized as follows; 1. The inducible protein was mainly produced at 1.0∼1.5mM after 18hrs treatment of copper in the spleen and muscle. 2. In selenium case, the amounts of the inducible protein was increased even at 0.5mM after 12hrs in the spleen and muscle, at 1mM after 6hrs in the liver. 3. Generally, the amounts of the inducible protein was arised between 6hrs and 18hrs after treatment of copper in the muscle, whereas it was decreased at 24hrs. The molecular weight of the inducible protein was about 18 KDa and its life span is about 12hrs. 4. In the spleen and muscle, the inducible protein was produced chiefly from 12hrs to 24hrs after treatment of selenium. The molecular weight of the inducible protein was about 20 KDa in spleen, about 35 KDa in muscle respectively and its life span was at least 6hrs. 5. The molecular weight of DNA was shown differently at 0.5 and 1mM after 12hrs administration of copper in the spleen. Commonly, the difference of DNA molecular weight by copper was about 0.5∼2Kb, comparing with control. 6. The changes of DNA molecular weight was distinctively different at 1∼12hrs after treatment of 0.25∼1mM selenium in the spleen. 7. The weight of mouse tissues was increased largely after 12hrs on treatment of 1.5 mM copper or 1mM selenium in both spleen and liver.

척수신경세포와 신경아세포종의 Hybrid 세포에 있어서 active oxygen radicals의 cytotoxicity

이정채,임계택 全南大學校 農業科學技術硏究所 1995 農業科學技術硏究 Vol.30 No.-

Oxygen radical의 neurotoxicity에 대한 mechanism을 mouse spinal cord-neuroblastoma hybrid neuron cell line (NSC-19)에서 연구하였다. Oxygen radical과 hydrogen peroxide 및 hydroxyl radical 들은 세포배양용액에 glucose oxidase를 첨가하여 생성시켜 hybrid neuron cells 를 배양액속에서 4시간 동안 반응시켰을 때 대구조 세포수포다 약 50% 이상이 사멸되어지는 것이 관찰되었다. Oxygen radical에 의한 neurotoxicity는 catalase와 glutathione 같은 Oxygen radical scavenger에 의해 block 되어졌으나 superoxide dismutase (SOD) 및 vitamin E에 의해선 block 되지 않았다. 그리고, excitotoxic amino acid를 blocking하는 agents에 있어서 2-amino-5-phosphovaleric acid (APV, competitive NMDA antagonist), MK 801 (non-competitive NMDA antagonist), 7-chlorokynurenic acid (CKA, NMDA receptor glycine site antagonist) 및 N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor의 대한 antagonist도 oxygen radical 에 의한 neurotoxicity를 효율적으로 억제 한다는 것을 발견할 수 있었다. Iron은 hydroxyl radical의 생성을 촉진시키기 때문에 metal chelator에 의한 항산화작용 관계도 연구 되어졌다. 여기에서 deferoxamine(DFX)은 세포막에 대한 투과성이 없기 때문에 cytotoxicity를 block하지 못했다. 반면에 세포막을 투과할 수 있는 tetrakis(2-pyridyimethyl) ethylenediamine (TPEN)은 neurotoxicity를 억제함에 있어 효율적임이 역시 밝혀졌다. 또 다른 oxygen radical scavenger로서 spin trapping agent인 α-phenyl-t-butylnitrone(PBN)의 경우에 있어선 oxygen radical에 의해 유리되는 neurotoxicity를 block 하지 못했다. 이러한 결과들은 active oxygen radical 및 excitotoxic acid를 blocking 하는 antioxidants 및 agents가 monse spinal cord-neuroblstoma hybrid neuron의 neurotoxicity에 관여한다는 것을 의미한다.

MPC 11 cell에 TPA 처리로 유도되는 DNA 결합 단백질의 특성

임계택,이정채 全南大學校 農業科學技術硏究所 1996 農業科學技術硏究 Vol.31 No.-

Vimentin의 전사인자(transcriptional factor)에 대한 기초자료로소 그 발현정도를 알아보기 위해 MPC11 cell에 Phorbol ester, 12-0-tetradecanoy phorbol 13-acetate (TPA)를 처리한 다음 DNA 결합 단백질을 세포질과 핵으로부터 분리하여 추출 한 후 gel mobility shift assay 방법으로서 그 성격을 연구했다. TPA를 처리한 MPC11 cell에서 처리 후 3시간에 단백질이 발현되었으며 그 단백질은 vimentin으로 추측된다. 한편 DNA 결합 단백질은 NF1과 TFN보다는 AP2에 대해 더 큰 결합력을 가지고 있는데 이는 AP2가 vimentin 발현과정에 있어 어떤 specific promotor element와 상호작용을 하는 것으로 여겨지며, TPA 의 처리에 의해서 vimentin의 발현이 촉진됨을 추측할 수 있었다.

Mouse 조직에 있어서 구리에 의하여 유도되는 단백질

임계택,이정채,박승택 원광대학교 환경과학연구소 1996 環境科學硏究誌 Vol.5 No.1

MS 발효 잔반사료가 청둥오리의 육질에 미치는 영향

김태환,임계택,이정채,정우진,정진형 한국환경농학회 2000 한국환경농학회지 Vol.19 No.4

본 연구는 대조구로서 일반배합사료에서 사육된 청둥오리와 처리구로서 일반배합사료에 MS 발효 잔반사료를 20% 또는 50%를 혼합하여 일정기간 사육한 후 사육효과를 알아보았고 이화학적 분석 및 아미노산과 지방산 분석 등을 통해 처리구에 따른 육질을 비교함으로서 MS 발효 잔반사료의 오리사료로서의 효율성을 검토하였다. 사육효과에 대한 결과로서 도체율 및 각 장기무게는 대조구와 처리구간에 유의적 차이가 발생되지 않았으나, 사료효율에 있어서는 처리구보다 대조구에서 좋은 결과를 보여주었다 (P<0.05). 이화학적 분석으로서 보수성과 pH 모든 처리구간에 있어서 유의차가 없었다. 그러나 육색에 대한 결과를 보면 명도(L)는 대조구가 20% 또는 50% MS 처리구보다 높은 값을 나타냈고 (P<0.05), 적색도(a)에서는 각 처리구가 대조구보다 더 높게 나타났다 (p<0.05). 관능평가로서 냄새와 기호성에서 있어서는 각 처리구간 유의적 차이가 없었다 (p>0.05). 한편 각 처리구의 부위별 아미노산 분석에 있어서 다리고기의 경우는 20% MS 처리구가 가장 많은 함량을 가지는 것으로 분석되었고, 가슴고기에 있어서는 대조구가 20% 또는 50% MS 처리구보다 더 높게 나타났다. 지방산 분석에 있어서 각 처리구별 불포화지방산 함량은 대조구보다 MS 발효 잔반사료 처리구에 더 많은 함량이 함유된 것으로 분석되었다. 이와같은 결과를 종합해 볼 때 청둥오리 사육에 있어서 시판 배합사료에 50% 수준까지 MS 발효 배합사료를 혼합급여하여도 성장 및 육질에 큰 영향을 주지 않음을 알 수 있었다. 비록 사료효율 측면에서 시판 배합사료에 비해 MS 발효 잔반사료 처리구가 더 낮게 나타났으나, 음식물쓰레기로 인한 경제적 및 환경적 손실을 감안할 때 본 연구결과가 주는 의미는 크다고 여겨진다. This experiment was conducted to investigate the effects of feeding with MS (miraculous soil-bacteria)-fermented food waste on feeding efficiency and meat quality of mallard. Twenty one heads of 12 weeks-old mallards were fed with three different mixing rates of MS-fermented food waste (0, 20 and 50 %) with 7 replicates. After 6 weeks of feeding, weight gain and feed intake were measured to estimate feeding efficiency, moreover physico-chemical characteristics, amino acids and fatty acids of the fresh slaughtered mallards were analyzed to determine meat quality. The feeding efficiency of 0 % fermented food waste (control) was significantly (p<0.05) higher than other treatments. Water holding capacity and pH were not significantly differed. The color value in lightness of control meat was higher, while in redness was lower than that of the plots mixed with fermented food waste. Total content of amino acids in thigh meat was relatively lower in control, but that in breast meat showed a reverse trend. The amount of unsaturated fatty acids in both thigh and breast meat was the highest in the 50 % mixed plot. Considering economic and environmental aspects for mallard feeding, this results indicated that MS fermented food waste could be a useful resources for mallard feed.

MS 미생물복합군에 의한 음식폐기물의 양돈사료화를 위한 적정처리공정

김태환,임계택,이정채,정우진 한국환경농학회 2000 한국환경농학회지 Vol.19 No.4

토양미생물군인 Miraculous soil-Microorganisms (MS균) 제제를 음식폐기물에 처리 후 발효공정에 따른 아플라톡신의 잔존 유무 분석, 열량 아미노산 및 지방산 조성분석을 통해 양돈사료화를 위한 효율적 처리방법에 대한 자료를 얻고자 실시하였다. 음식폐기물의 MS균 발효 후 calorimeter를 이용한 열량측정 결과 건물 1g당 평균 7.599 Kcal D.M 정도의 높은 열량을 가지는 것으로 나타났으며, MS균 첨가 후 각 발효공정의 모든 시료에서 아플라톡신은 검출되지 않았다. 음식폐기물내 총 아미노산의 함량은 쌀겨 (10%) 및 어분 (5%) 첨가 후 MS균에 의한 3주간 혐기발효 하였을 때 92.99 ㎎·g^(-1)으로 저온 발효 후 보다 약 18.5%의 아미노산 함량이 증가되었다. MS균에 의한 최종 발효 후 필수아미노산 함량은 34.43 ㎎·g^(-1) D.M 이었으며, leucine, phenylalanine, isoleucine 및 thereonine이 높은 구성비율을 보였다. 비필수아미노산 함량은 58.66 ㎎·g^(-1) D.M이었고 proline과 glutamic acid의 함량이 상대적으로 높았다. 지방산 조성에 있어서는 palmitic acid, oleic acid 및 palmitoleic acid의 함량이 상대적으로 높았으며, 지방산 함량 역시 혐기숙성 발효에 의해 증가되었다. 이상의 결과들은 음식폐기물을 MS균에 의해 발효처리하였을때 양돈사료로서의 충분한 열량을 함유하고 있으며, 아플라톡신으로부터 안전함을 보여주며, MS균에 의한 혐기발효를 통해 음식폐기물내 단백질 및 지방의 가수분해를 촉진시킬 수 있음을 잘 보여주었다. In order to investigate the proper processing of food wastes with miraculous soil-microorganisms (MS) for final use of swine feeds, calory, amino acid and fatty acid in food wastes were determined in relation with fermentation process with MS microorganism complex. Aflatoxin test was also performed to check safety of the fermented food wastes. Calory of food wastes was determined in average 7.60 Kcal·g^(-1) D.W. In finally processed food wastes, total content of amino acid was 93.0 ㎎·g^(-1) D.W, showing 18.5% of increase by the anaerobic fermentation. Essential and non-essential amino acids were measured at respectively 34.43 and 58.56 ㎎·g^(-1) D.W. Leucine, phenylalanine, isoleucine and threonine of essential amino acids and proline and glutamic acid of non-essential amino acids were highly composed as compared to others. The composition of fatty acid in food wastes was also increased by anaerobic fermentation for 3 weeks. Palmitic acid, oleic acid and palmitoleic acid were more important in quantity. Present results indicate that food wastes properly processed with MS have enough calory and are safe from aflatoxin, and that anaerobic fermentation with MS microorganism in an efficient process for hydrolyzing protein and lipids in food wastes.

음식폐기물의 양돈사료 지원화를 위한 처리공정 및 사료가치 평가

김태환,정우진,임계택,이정채 한국환경농학회 2000 한국환경농학회지 Vol.19 No.1

MS균을 이용한 음식폐기물의 효율적인 처리 방법의 모색과 양돈사료 자원화를 위한 기초자료를 확보하고자 처리방법에 따른 사료성상, 조성분, 광물질 및 유해 중금속을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. MS균을 처리하기전 수거된 음식폐기물은 그 배출원과 수집일에 따라 성상 및 조성분 성분이 다양하였으며, 음식폐기물 집하장에서 건조처리전 수거된 시료의 수분 함량은 계절적 요인에 크게 영향을 받았다. MS균에 의한 발효 공정을 거친 후 음식폐기물의 악취가 거의 소멸되었고, 사료로서의 좋은 성상을 보여주었다. 특히, 조지방 및 조단백질 함량이 높은 사료자원으로 평가되었다. MS균 처리 후 음식폐기물의 광물질 함량 분석결과 다량원소 (특히 칼슘)의 함량이 곡류나 농산부산물보다 높았다. 전반적으로 다른 식물성 및 동물성 단미사료원에 비해 균형있는 광물질 구성 및 함량을 가지는 것으로 분석되었다. MS균 처리 전과 후 처리과정 중 음식폐기물내의 중금속 분석결과 수은, 비소, 불소 및 크롬은 미검출되었고 납과 카드뮴은 미량존재하나 배합사료내 허용범위에 훨씬 낮은 수준을 함유하고 있어 사료자원으로의 재활용함에 있어 안전한 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 음식폐기물의 성상 및 사료성분을 고려할 때, 적절한 처리 및 발효공정을 통해 양돈사료자원으로서 재활용될 수 있는 충분한 가치가 있음을 제시한다. This study was carried out to get the basic data on the efficient processing method of food wastes for utilizing as the resources of swine feeds composition, mineral and toxic elements of food waste were estimated in relation to the steps of processing and fermentation with MS (Miraculous soil-bacteria) microorganism complex. The chemical composition of food wastes was largely varied according to disposing sites, collection time and season. Offensive odor was reduced by anaerobic fermentation with MS microorganism complex. Food wastes fermented with MS microorganism complex have high contents in crude protein (24.1% D.M) and crude fat (12.9% D.M). Mineral composition was to be relatively well balanced compared to other plant or animal feed resources. Particularly the content of sodium was slightly higher than that of grains or agricultural byproducts. In food wastes fermented with MS microorganism complex, heavy metals such as Hg, As or F were not detected. Pb or Cd were detected in small quantities but their levels were below the dose s-permitted feeding standard of permitted dose in feeding standard. These results indicated that food wastes could be efficiently used for the resources of swine feeds through proper processing and fermentation.