식품폐수 처리 단계별 미생물 대사지문

유기환,이상현,이동근,Yoo, Ki-Hwan,Lee, Sang-Hyeon,Lee, Dong-Geun 한국환경보건학회 2008 한국환경보건학회지 Vol.34 No.4

To determine structure and activities of microbial communities in a food wastewater treatment system, biofilm of RABC (rotating activated Bacillus contactor) and samples of aeration tanks were analyzed. Heterotrophic bacterial concentrations were similar between biofilm and stage 1 aeration tank and decreased 2-log at stage 3 aeration tank as dissolved oxygen decreased, however portions of Bacillus groups were increased at stage 3 aeration tank. It was revealed by quantitative and qualitative analysis of metabolic fingerprinting patterns of Biolog GN2 plate that RABC represented much higher activities and a different microbial community structure compared to aeration tanks. Metabolic fingerprinting showed the carbon sources that isolated Bacillus groups could or could not use, were used similarly meaning that not only Bacillus groups but also other microbial groups would contribute to the treatment of wastewater.

회전자 보호 기능을 갖는 비상용 발전기

유기환(Ki-Hwan Yoo),나병수(Byung-Soo Na),조규민(Kyu-Min Cho),신재화(Jae-Hwa Shin),김영석(Young-Seok Kim) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.7

Sometimes the rotor is blown up by heat under the overload in the case of the revolving field type synchronous generator different from the permanent magnetic type synchronous generator. In the present, making with over spec is only way to protect the rotor from an accident for the revolving field type synchronous generator. This paper proposes an emergency generator having rotor protection functions. A rotor state detecting device with a RF modem is equipped inside of the generator and voltage, current and temperature of rotor are monitored. As a result, the rotor is protected from over voltage, over current and over temperature.

감잎(Diospyros kaki Thunb) 추출물의 항산화 및 항알레르기 효과

유기환(Ki-Hwan Yoo),정종문(Jong-Moon Jeong) 한국식품영양과학회 2009 한국식품영양과학회지 Vol.38 No.12

본 연구에서는 현재까지 연구되어진 감잎 추출물(PLE)의 추출방법을 달리하고 그 추출물을 비 특이적 흡착 resin을 사용하여 부분 정제함으로서 추출물의 활성을 높이고자 하였으며 PLE와 PLE의 부문 정제물(PPLE)의 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량을 측정하였다. 또한 이들의 항산화제와 항알레르기 개선제로써의 유효성을 알아보기 위해 항산화 효과에 관여하는 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능과 제Ⅰ형 알레르기 반응 억제 효능에 관여하는 5-LO억제 효능, COX억제효능, NO소거효능 및 수동피부아나필락시스 억제 효능(PCA)을 측정하였다. 그 결과 PLE와 PPLE의 페놀성 화합물은 각각 230.0±19.6 ㎎/g, 475±38.7 ㎎/g이 함유되어 있었고, 플라보노이드는 각각 34.8±6.5 ㎎/g, 78.8±3.6 ㎎/g 함유되어 있는 것으로 나타났다. 그리고 PLE와 PPLE이 각각 23.8±63.2 ㎎/g, 10.0±1.3 ㎎/g의 농도에서 DPPH 라디칼을, 47.6±3.4 ppm, 22.4±3.3 ppm의 농도에서 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다. PLE와 PPLE의 항알레르기 효능에 관하여 5-LO의 IC50값이 각각 77.1±11.7 ppm, 38.6±7.0 ppm으로 양성대조군인 EGCG의 IC50(18.9±5.5 ppm)보다는 높았지만 PLE와 PPLE가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하였을 때 5-LO를 비교적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-2의 선택적 저해율을 COX-1과 COX-2의 비율 비교를 통해 나타낸 결과 양성대조군으로 사용한 EGCG보다는 떨어지는 결과를 나타냈으나 다른 천연물과 비교하였을 때 COX-2를 상당히 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 마우스의 대식세포인 RAW 264.7 세포주를 사용하여 낮은 세포독성과 NO소거에도 우수한 효과가 있음을 확인하였고, 마우스를 이용하여 수동피부아나필락시스 반응 억제 효과도 확인하였다. 이상의 결과에 따르면, 감잎 추출물이 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있어 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기관련 질병 예방 및 개선 또는 건강식품 원료로서 유효하게 사용될 것이라 생각된다. The purpose of this study was to investigate the antioxidative and antiallergic effects of persimmon leaf extract. Antioxidative and anti-inflammatory effects of the crude persimmon leaf extract (PLE) and the partially purified persimmon leaf extract (PPLE) were determined in in vitro assays by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and superoxide anion radicals, and 5-lipoxygenase (5-LO) and cyclooxygenase (COX). Total phenols and total flavonoid levels of PLE and PPLE were 230.0±19.6 ㎎/g and 475.5±38.7 ㎎/g, and 34.8±6.5 ㎎/g and 78.8±3.6 ㎎/g, respectively. DPPH and superoxide radical-scavenging activities (SC50) of the PLE and PPLE were 23.8±3.2 ppm and 10.0±1.3 ppm, and 47.6±3.4 ppm and 22.4±3.3 ppm, respectively. Inhibitory activities (IC50) of PLE and PPLE against 5-LO, COX-1 and COX-2 were 77.1±11.7, 38.6±7.0 ppm, 47.4±7.7, 25.3±6.3 ppm, and 129.5±5.5, 84.5±2.3 ppm, respectively. Moreover, two extracts inhibited dose-dependently NO production in LPS-stimulated RAW 264.7 cells, and also effectively inhibited the cutaneous anaphylaxis reaction activated by anti-dinitrophenyl IgE antibody in mice. These results suggest that PLE and PPLE may be useful for phytochemical materials for prevention and treatment of radical-mediated pathological and allergy diseases.

감(Diospyros kaki Thunb) 또는 감부산물에서 추출한 감시럽의 혈당수치에 미치는 영향

유기환(Ki-Hwan Yoo),김석진(Seok-Jin Kim),정종문(Jong-Moon Jeong) 한국식품영양과학회 2011 한국식품영양과학회지 Vol.40 No.5

본 연구에서는 한국의 주요 과실 중 하나인 감과 감의 부산물을 이용하여 추출한 시럽인 PSⅠ과 PSⅡ의 총 탄수화물 함량, 총 페놀성 화합물 함량 그리고 혈당반응에 의한 혈당지수를 측정하였다. PSⅠ과 PSⅡ의 총 탄수화물 함량측정결과 70.6±0.6, 66.6±1.6%로 나타났으며 시판중인 감미료인 설탕, 메이플 시럽, 꿀의 100.0±0.6, 80.0±0.8, 69.9±1.9% 탄수화물 함량보다 비교적 적은 함량의 탄수화물을 포함하고 있음을 확인하였다. 또한 총 페놀성 화합물은 포도당, 설탕, 메이플 시럽, 꿀이 0.1±0.1, 0.1±0.1, 0.5±0.1, 0.2±0.1 ㎎/g을 함유하고 있으며, PSⅠ과 PSⅡ는 0.3±0.1, 0.6±0.2 ㎎/g의 페놀성 화합물을 함유하는 것으로 나타나 시판중인 감미료와 비슷하거나 더 많은 양의 페놀성 화합물을 함유하는 것으로 확인되었다. 정상 혈당의 mouse에 대한 PSⅠ과 PSⅡ의 혈당반응을 측정한 결과 급격한 혈당 증가와 감소를 보인 대조군과는 다르게 PSⅠ과 PSⅡ는 적은 양의 혈당 증가와 완만한 혈당 감소를 보였다. 당뇨가 유발된 SD rat에 대한 혈당반응 역시 메이플 시럽의 실험군을 제외하고 다른 대조군과 비교하여 상대적으로 PSⅠ과 PSⅡ는 적은 혈당 증가를 보였다. 정상인을 대상으로 한 혈당반응 실험 결과 시료섭취 30분 이내에 모든 실험군의 혈당이 최고치를 나타냈으며, 가장 높은 혈당증가를 보인 꿀에 비해 PSⅠ과 PSⅡ의 혈당 증가가 유의적으로 적음을 확인하였다. 또한 이 혈당반응 면적을 통해 혈당지수를 구한 결과 PSⅠ과 PSⅡ의 혈당지수는 각각 51.9, 35.7로 나타났다. 감시럽은 당질 이외에 감에서 유래된 유용한 성분을 다량 함유하고 또한, 동일한 탄수화물 양을 섭취하여도 혈당의 상승폭이 크지 않았으므로 이는 혈당 증가의 부담 없는 천연 감미료의 개발 및 기존 감미료를 대체하는 천연 감미료의 가능성을 보여주는 것이라 사료된다. The purpose of this study was to measure the blood glucose level and glycemic index (GI) in response to persimmon (Diospyros kaki Thunb) syrup extracted from persimmon and extract of persimmon by-products. Major component analyses of persimmon syrup Ⅰ (PSⅠ, 95:5 mixture of purified persimmon syrup and non-purified persimmon syrup) and persimmon syrup Ⅱ (PSⅡ, 50:50 mixture ratio of purified persimmon syrup and non-purified persimmon syrup) were 0.3±0.1 and 0.6±0.2 ㎎/g for total polyphenolic compounds and 70.6±0.6 and 66.6±1.6% for total carbohydrates, respectively. Blood glucose responses of PSⅠ and PSⅡ were determined using both normal ICR mice and streptozotocin (STZ)-induced diabetic male Sprague-Dawley (SD) rats. Further, oral glucose tolerance test (OGTT) was performed on diabetic rats to assess the effects of the experimental diets. Blood glucose response and OGTT showed that blood glucose levels were significantly lower in mice and diabetic rats fed PSⅠ and PSⅡ compared to those fed diets of sugar, maple syrup, or honey. The GIs of healthy volunteers in response to PSⅠ and PSⅡ were calculated to be 51.9 and 35.7, respectively. On the contrary, the GIs of healthy volunteers fed diets including sugar, maple syrup, or honey were 52.6, 20.0, and 93.0, respectively. These results suggest that persimmon syrup can be used for both the treatment of diabetics and healthy people due to its beneficial effects on blood glucose level.

식품폐수 처리 공정용 생물막의 겨울철 세균군집 구조와 특성

이동근,유기환,박성주,Lee, Dong-Geun,Yoo, Ki-Hwan,Park, Seong-Joo 한국환경보건학회 2011 한국환경보건학회지 Vol.37 No.2

Biofilm and aeration tank of pilot and full RABC (rotating activated Bacillus contactor) plant were analyzed to characterize and determine bacterial community structure in food wastewater treatment system at winter. Concentration of heterotrophic bacteria and Bacillus group was $10^7$ and $10^5$ CFU/ml, respectively, at biofilm of pilot-plant while others represented $10^6$ and $10^4$ CFU/ml, respectively. Five and eight phyla were detected at biofilm of pilot- and full-plant, respectively, by 16S rDNA sequencing. Biofilm of pilot-plant was dominated by ${\beta}$-Proteobacteria (38.8%), ${\gamma}$-Proteobacteria (22.4%), and Bacteroidetes (12.2%), and the most dominant genus was Zoogloeae genus (22.4%). Candidate division TM7 (12.5%) was only detected at biofilm of full-plant and it was dominated by Bacteroidetes (33.3%), ${\gamma}$-Proteobacteria (29.2%), and ${\beta}$-Proteobacteria (20.8%). Clostridium genus specific primer set enabled to detect the sequences of Clostridium genus. These suggested that anaerobic and aerobic bacteria were coexisted even from the initial period of biofilm formation and ${\beta}$-Proteobacteria, ${\gamma}$-Proteobacteria and Bacteroidetes were major phyla in biofilm of food wastewater treatment system at winter.

국내 유통 중인 식용식물 추출물의 항산화효과

김경범 ( Kyung Bum Kim ),유기환 ( Ki Hwan Yoo ),박하얀 ( Ha Yan Park ),정종문 ( Jong Moon Jeong ) 한국응용생명화학회 2006 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.49 No.4

식품폐수처리 RABC system의 생물막과 포기조 대사지문 비교

이동근(Dong-Geun Lee),유기환(Ki-Hwan Yoo),성기문(Gi Moon Sung),박성주(Seong Joo Park),이재화(Jae-Hwa Lee),하배진(Bae Jin Ha),하종명(Jong-Myung Ha),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.3

돈ㆍ도축 식품폐수를 처리하는 생물막 시스템인 RABC(rotating activated Bacillus contactor) 공정의 생물막과 점감식으로 운영되는 포기조의 동일한 시료를 대상으로 Biolog GN2 plate를 이용한 호기/혐기 대사지문 분석으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째 대응표본 상관관계 분석과 pairs t-test를 통하여 매일 측정값보다 일별변화량이 전반적인 군집구조의 유사성을 나타내는 것으로 판단되었다. 둘째 생물막이 포기조 시료들에 비해 높은 탄소원 이용도를 보여(p<0.01) 생물막의 높은 유기물 제거 능력을 알 수 있었고 포기조 시료사이는 이용된 탄소원의 상관관계가 높았고(78%) 활성정도도 비슷하였다(p=0.287). 셋째 활발하게 이용된 탄소원의 종류는 시료별로 차이를 보여 활성을 보이는 군집이 각 처리단계 별로 변화하는 것으로 판단되었다. 마지막으로 같은 시료라도 호기/혐기 조건에 따라 대사지문에 차이를 보여 미호기성 및 혐기성 군집구성원에 의한 활성 차이를 확인하였다. 향후 대사지문(metabolic fingerprinting)을 통한 활성군집 비교에 일별변화량과 혐기조건 분석을 병행하면 더욱 풍부한 분석이 가능할 것이다. Metabolic fingerprinting of microbial communities was investigated with Biolog GN2 plates using samples of biofilm and aeration tanks from an RABC (rotating activated Bacillus contactor) system - an advanced wastewater treatment system for the food wastewater of pig slaughterhouses. Aerobic and anaerobic results revealed the following four aspects. First, simple matching and pairs t-test of daily variation showed more defined qualitative and quantitative relatedness of active microbial communities than that of mere optical densities. Second, metabolic potentials were higher in biofilm than in aeration tanks (p<0.01), meaning higher activity of biofilm. Third, two aeration tanks showed the highest similarity (78%) and similar metabolic power (p=0.287). However, actively used carbon sources were different among samples, signifying change of active communities at each wastewater treatment step. Finally, aerobic and anaerobic metabolic fingerprinting patterns were different for the same samples representing activities of microaerophilic and/or anaerobic communities. These results suggest that daily variation and anaerobic incubation would help in the comparison of metabolic fingerprintings.

적송잎 추출물의 proanthocyanidin 함량 분석 및 항산화 활성 검증을 통한 추출공정 확립

이옥희(Ok Hee Lee),김기영(Ki Young Kim),장민경(Min-Kyung Jang),유기환(Ki Hwan Yu),유병홍(Byung Hong Yoo),김성구(Sung Gu Kim),김미향(Mihyang Kim),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.7

본 연구에서는 기능성 솔잎추출제품 제조를 위한 보다 효율적인 추출공정 확립을 위하여 두 가지 추출법을 조합한 추출법에 의해 얻어진 솔잎 추출물들의 proanthocyanidin 성분, 총 polyphenolic 함량 및 이들을 항산화 활성을 측정하였고 기존의 단독 추출법에 의한 추출물들과의 비교를 행하였다. 아임계 열수추출 침전물(SSHP)과 아임계 열수추출 상층액(SSHS)의 총 폴리페놀성 성분의 농도는 각각 225.4 및 116.6 ㎎/g으로 타 추출물들에 비하여 높은 농도를 보였으며, proanthocyanidin농도 또한 각각 9.9 and 3.6 ㎎/g으로 비교적 높게 나타났다. 또한, 적송잎 추출물에 포함된 총 폴리페놀성 성분에 대한 proanthocyanidin의 함량을 계산한 결과, 아임계 열수추출 침전물(SSHP) 및 아임계 열수추출 상층액(SSHS)의 경우 각각 4.3%와 3.9%로 열수 추출물(3.6%)보다 높은 proanthocyanidin 함량을 보였다. DPPH radical scavenging으로 아임계 열수추출 침전물(SSHP) 및 아임계열수추출 상층액(SSHS)의 항산화 활성(IC50)을 측정한 결과 각각 41.5 및 50.7 ㎍/m로 타 추출물들에 비하여 높은 활성을 나타냈다. 또한, tiocyanate법과 TBA법으로 측정한 linolic acid system에 의한 항산화 활성의 경우도 아임계 열수추출상층액(SSHS)과 아임계 열수추출 침전물(SSHP)에서 높은 활성이 나타났다. 결론적으로, 두 가지 추출법을 조합한 추출물인 아임계 열수추출 상층액(SSHS)과 아임계 열수추출 침전물(SSHP)은 단독 추출법에 의한 추출물들 보다 높은 항산화 활성을 보여준다는 사실을 확인할 수 있었고, 이러한 추출공정은 식품소재로부터 기능성 성분을 보다 효과적으로 추출할 수 있는 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. We evaluated proanthocyanidin contents out of total polyphenolic compounds in two pine needle extracts prepared by combined extraction methods and compared their antioxidative activities. Amounts of total polyphenolic compounds of sub-supercritical hotwater precipitate (SSHP) and sub-supercritical hotwater supermatant (SSHS) were 225.4 and 116.6 ㎎/g, respectively. Amounts of proanthocyanidin of SSHP and SSHS were 9.9 and 3.6 ㎎/g, respectively. Thus, the ratio of proanthocyanidin contents over total polyphenolic compounds of SSHP and SSHS were 4.3 and 3.9%, respectively. Antioxidative activities (IC50) of SSHP and SSHS measured by DPPH radical scavenging were 41.5 and 50.7 ㎍/ml, respectively. These results indicates that two combined extracts, SSHP and SSHS showed higher antioxidative activities than extract prepared by hot water or sub-supercritical. In conclusion, extraction procedures for SSHP and SSHS could be useful methods for preparing the effective components of functional food products.

한천분해효소를 생산하는 해양유래 세균 Glaciecola sp. SL-12의 분리 및 특성

이동근(Dong-Geun Lee),이옥희(Ok-Hee Lee),장효정(Hyo Jung Jang),장민경(Min-Kyung Jang),유기환(Ki Hwan Yoo),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.1

기능성 한천올리고당 생산에 사용할 수 있는 유전자원을 확보하기 위하여 동해안 기장 해수에서 한천분해활성을 보이는 해양유래 세균 SL-12를 분리하였으며 16S rDNA 염기서열분석으로 해양기원의 Glaciecola 속과 가장 유사한 균주임을 확인하였다. SL-12 균주가 생성하는 한천분해효소(agarase)의 최적 pH는 pH 7.0 (20 mM sodium phosphate 완충용액)이고 최적 온도는 30℃로 나타났다. 분리된 Glaciecola sp. SL-12 균주가 생산하는 한천분해효소의 분해산물에 대한 TLC 분석결과, 기능성 한천올리고당을 생산하는 β-agarase로 판명되어 산업적 활용 가능성이 높은 것으로 기대된다. A novel agar-degrading bacterium SL-12 was isolated from seashore of Kijang at Busan, Korea, and cultured in marine broth 2216 media. Isolated bacterium SL-12 was identified as Glaciecola genus by 16S rDNA sequencing with 98% identity. The optimum pH of the enzyme activity was 7.0 and the optimum temperature for the reaction was 30℃. The enzyme hydrolyzed neoagarohexaose to yield neoagarobiose as the main product, indicating that the enzyme is β-agarase. Thus, isolated bacterium and the enzyme would be useful for the industrial production of neoagarobiose.

발효된 오징어젓갈에서 분리된 Weisella sp. 균주의 특성 분석 및 쌀발효물의 유해세균에 대한 항균활성 검증

여고운(Go-Wun Yeo),이동근(Dong-Geun Lee),김주희(Ju-Hui Kim),박민주(Min-Joo Park),김진선(Jin Sun Kim),김육용(Yuck Yong Kim),유기환(Ki Hwan Yoo),최용재(Yong Jae Choi),이상현(Sang-Hyeon Lee) 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.6