해외 기술 - 인간 장내 발효의 시험관 모델링에 있어서 발전과 전망

조장원,Cho, Chang-Won 한국식품연구원 2011 食品技術 Vol.24 No.4

신기술 신소재/해외기술 - 천연소재 유래 다당체의 면역조절 기작

조장원,Cho, Chang-Won 한국식품연구원 2013 食品技術 Vol.26 No.3

분자단계에서 천연소재 유래 다당체는 면역 세포 표면(예, 대식세포)에 있는 한가지 또는 여러가지 수용체(${\beta}$-glucan 수용체, mannose 수용체, complement 수용체 3, Toll-like 수용체, scavenger 수용체)와 면역 반응을 시작하기 위하여 결합할 수 있고, 그 후에 신호전달을 위하여 cytokine과 second messenger($Ca^{2+}$, cAMP, cGMP, NO 등등)들을 생성한다. 그 결과로 선천면역과 적응면역을 유도하여 다양한 질환에 영향을 미친다. 추가적으로 다당체들의 면역조절은 신경내분비 체계의 조절과도 연관되어 있다. 최근 수많은 천연소재유래 다당체의 생리활성에 관한 연구가 진행되고 있다. 다양한 연구를 통해 정확한 약효, 낮은 독성과 부작용을 가진 일단의 다당체가 발견되어 현재 임상에서 암 치료에도 사용되고 있다. 이러한 사실들은 면역증진 다당체들이 항 종양치료를 위한 새로운 치료제로서 큰 시장을 개척할 수 있다는 가능성을 보여주고 있다. 이러한 사실에도 불구하고 현재 다당체에 대한 연구는 다음과 같은 취약점을 내포하고 있다. 첫째 다당체의 생리활성에 대한 정해진 비교기준이 없다. 특별히 임상 환경에서는 이러한 연구들이 중국, 일본, 한국과 일부 다른 동양국가들에 국한되어 있어 유럽이나 미국에서의 연구 자료가 결여되어있다. 둘째 현재 연구에 사용되고 있는 대다수의 천연소재 유래 다당체는 순수한 다당체가 아닌 천연 그대로의 것을 사용하고 있어 소재로부터 유래하는 다른 활성성분에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있어 순수 다당체가 면역체계에 어떠한 역할을 수행하는지 진단하는데 어려움이 있다. 셋째 면역조절 경로에서 다당체의 정확한 신호전달 경로가 아직 정확하게 밝혀지지 않았고, 또한 동물과 임상실험에서 다당체가 작용하는 수용체 및 신호전달 경로에 대한 상반되는 결과가 발표되고 있기도 하다. 따라서 다당체의 면역조절활성에 대한 연구에 있어 다음과 같은 점들에 주목해야 할 필요가 있다. 첫째 다당체의 구조와 활성간의 상관관계를 밝혀야 할 것이다. 특히 다당체의 세부 구조 및 활성 부위를 밝혀낸다면 분자수준의 면역조절 기작을 명확히 하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 이러한 정보를 확보할 수 있다면 다당체의 구조를 변형시켜 활성을 증진시킬 수 있을 것이며, 또한 활성이 증가된 다당체를 합성하는 일도 가능해 질 것으로 예상된다. 마지막으로 ${\beta}$-glucan과 lentinan과 같은 정제된 다당체의 연구를 지속적으로 수행하여 효과적인 동물실험 및 임상실험 protocol을 확보하고 연구결과들에 대한 database를 구축해야 할 필요가 있다. 이러한 노력들이 성공적으로 수행된다면 천연소재유래 다당체들이 가까운 장래에 암 치료를 포함한 다양한 질병에 적용 가능한 새로운 면역조절제로 사용될 수 있을 것이다.

식품내 총 항산화능의 직접 측정 방법: 'QUENCHER' 접근법

조장원,Cho, Chang-Won 한국식품연구원 2009 食品技術 Vol.22 No.4

신기술 신소재 - 식품산업에서 단백질체학의 적용

조장원,Cho, Chang-Won 한국식품연구원 2012 食品技術 Vol.25 No.2

유산균 발효에 의한 사물탕들부터 노다케네틴의 분리 및 함량분석

김동선 ( Dong Seon Kim ),노주환 ( Joo Hwan Roh ),조장원 ( Chang Won Cho ),마진열 ( Jin Yeul Ma ) 대한본초학회 2012 大韓本草學會誌 Vol.27 No.1

Objectives: The purpose of this study was to investigate the changes in the contents of constituents in Samultang and its fermentations with 10 species of lactic acid bacteria. Methods: Ten strains of lactic acid bacteria, Lactobacillus casei, L. acidophilus , L. casei, L. plantarum, L. amylophilus, L. curvatus, L. delbruekil subsp. lactis, L. casei , B. breve, and B. thermophilum, were used for the fermentation of Samultang. The increased and decreased constituents were identified using HPLC/DAD and various liquid chromatographic techniques, and the structure was elucidated using NMR and MS. These compounds were quantitatively analyzed using an HPLC/DAD system. Results: A remarkably increased component was identified to be nodakenetin and a decreased component was determined to be nodakenin. The fermentation of the ten lactic acid bacteria demonstrated that the decomposable rate of these two compounds in fermented Samultang were different. Samultang fermented by L. plantarum showed the most remarkable changes. Conclusion: Nodakenetin was identified as bioconversion component after fermentation and L. plantarum was discovered the best bacteria to increase the component.

막걸리에서 분리한 다당의 면역자극 활성에 미치는 효과

조장원(Chang-Won Cho),이영경(Young Kyoung Rhee),이영철(Young-Chul Lee),김영찬(Young-Chan Kim),신광순(Kwang-Soon Shin),남소현(So-Hyun Nam),홍희도(Hee-Do Hong) 한국식품영양과학회 2014 한국식품영양과학회지 Vol.43 No.2

본 연구에서는 막걸리로부터 다당을 분리하여 자연면역계를 구성하고 있는 보체계 및 macrophage에 대한 면역자극 활성을 측정하였다. 열수추출한 뒤 ethanol 침전을 통하여 조다당을 추출한 후 특성을 검토한 결과, 막걸리 조 다당체(RWW)의 neutral sugar 함량은 87.3%, uronic acid 함량은 2.5%, protein 함량은 10.2%이었다. RWW는 인체 초기면역반응에 있어 중요한 역할을 담당하는 보체계에 대한 활성을 나타냈으며, 마우스 RAW 264.7 macrophage에서 세포증식 및 면역유도 cytokine 분비활성을 나타내었다. RWW를 1, 10, 100 μg/mL 농도로 macrophage에 처리하여 면역자극을 유도한 결과 모든 처리 농도에서 IL-6, IL-12, TNF-α의 분비가 증가되었다. 이상의 결과를 종합해 볼때, 막걸리 유래 다당체는 자연면역계를 구성하고 있는 보체계와 macrophage의 활성인자로 작용할 수 있음이 확인되었고, RWW를 통해 cytokine 분비를 유도, 조절함으로써 체내 면역기능을 증강시킬 가능성이 있을 것으로 사료되었다. In this study, the immunomodulatory activities of crude polysaccharides from makgeolli were investigated. Crude polysaccahrides from makgeolli (RWW) were isolated by hot water extraction (100°C, 30 min), ethanol precipitation (four volumes of 95% ethanol), dialysis (MWCO: 6,000~8,000), and lyophilization. The major constituents in RWW were neutral sugar (87.3%), uronic acid (2.5%), and protein (10.2%). RWW showed potent anti-complementary activity as well as increased cell proliferation of RAW 264.7 macrophages. The immunomodulatory effects of RWW were also analyzed based on cytokine production of macrophages. Macrophages stimulated with RWW produced cytokines such as interleukin (IL)-6, IL-12, and tumor necrosis factor-α in a dose-dependent manner. These data indicate that RWW may have immunomodulatory effects through activation of the complement system and macrophages, which are a part of natural immunity.

수확시기별 제주산 가공용 감귤의 이화학적 특성과 hesperidin함량

양지원 ( Ji Won Yang ),최일숙 ( Il Sook Choi ),이정희 ( Jeong Hee Lee ),조장원 ( Chang Won Cho ),김성수 ( Sung Soo Kim ) 한국식품저장유통학회(구 한국농산물저장유통학회) 2012 한국식품저장유통학회지 Vol.19 No.5

This study, the changes in physicochemical properties and hesperidin content of Jeju-processed citrus fruits according to the harvest date were evaluate. The soluble-solid content, pH, and soluble solid-acid ratios gradually increased, but titratable acidity slightly decreased with a delay in the harvest date. The color index, lightness, yellowness, and turbidity slightly decreased whereas the redness slightly increased with a delay in the harvest date. The hesperidin content slightly decreased with a delay in the harvest date. Hesperidin, which is the major cause of juice cloudiness, decreased with a delay in the harvest date. These results suggest that later-harvested fruit juice is bound to be less cloudy.

감잎 유래 다당체가 면역억제 마우스의 면역조절에 미치는 영향

조장원(Chang-Won Cho),이영경(Young Kyoung Rhee),김영찬(Young-Chan Kim),한춘희(Chun-ji Han),신광순(Kwang-Soon Shin),홍희도(Hee-Do Hong) 한국식품과학회 2013 한국식품과학회지 Vol.45 No.5

감잎으로부터 새로운 생리활성 다당 소재를 개발하기 위하여 감잎의 열수추출물로부터 다당획분 PLW-0, pectinase 처리 추출물로부터 다당획분 PLE-0를 분리하여 정상 및 면역 억제 동물모델에서 면역자극활성을 측정하였다. 감잎 유래 다당체들은 정상모델에서 마우스의 면역기관인 비장과 흉선의 무게를 증가시켰으며, 비장세포 유래 림프구의 증식에 농도 의존적으로 증식활성을 보였는데, pectinase 처리 다당 획분 PLE-0의 활성이 열수추출다당 획분 PLW-0에 비해 전체적으로 높은 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 CY에 의해 면역이 억제된 동물모델에서도 CY처리에 의해 저하된 임파구 증식, NK 세포 활성 및 백혈구 수를 현저하게 증가시켰다. 이러한 면역억제 극복 활성 역시 유의적인 차이는 보이지 않았으나 PLE-0가 PLW-0에 비해 높음을 확인할 수 있었다. CY는 악성 종양의 치료 및 장기이식 후 나타나는 거부반응의 억제제로 사용되고 있는 대표적인 약물로 알려져 있다. 그러나 CY의 비선택적인 독성으로 인해 암세포뿐만 아니라 정상세포에도 독성을 나타내어 백혈구 수 감소, 혈소판 감소, 빈혈 등과 같은 부작용을 나타내고 있다. 따라서 최근에는 이와 같은 부작용이나 면역독성을 최소화 할 수 있는 물질을 발굴하고자 하는 연구가 이루어지고 있는데, 본 실험의 결과로부터 감잎 유래 다당체는 정상모델에서의 면역자극 및 CY에 의해 초래된 면역억제를 감소시킴으로써 면역조절제로서의 개발가능성을 제시해 줄 수 있다고 생각된다. 또한 pectinase 처리 다당 PLE-0가 열수추출 다당 PLW-0에 비해 비교적 높은 활성을 보인 것을 감안해 보았을 때 효소처리가 감잎 유래 다당의 활성증가에 도움을 준다는 것을 확인하였다. We prepared 2 different crude polysaccharides from persimmon leaves, by hot water (PLW-0) and pectinase digestion (PLE-0), respectively. PLW-0 and PLE-0 showed similar sugar compositions and contained 11 different sugars, including rarely observed sugars such as 2-methyl-fucose, 2-methyl-xylose, apiose, and aceric acid. However, the uronic acid content of PLE-0 was lower than that of PLW-0, because of pectinase treatment. In normal mice, administration of PLW-0 and PLE-0 increased the spleen index and splenocyte proliferation. The effect of PLE-0 on the spleen index and splenocyte proliferation was greater than that of PLW-0. We subsequently assessed the immunomodulatory activities of PLW-0 and PLE-0 on cyclophosphamide (CY)-induced immunosuppressed mice. We revealed that mice treated with PLW 0 or PLE-0 showed increased splenocyte proliferation, NK cell activity, and white blood cell numbers. Taken together, our results indicate that PLW-0 and PLE-0 can enhance immune function in normal mice and modulate CY-induced immune suppression.

Isoniazid의 시력에 미치는 영향

조장원 ( Chang Won Cho ),김경식 ( Kyung Sik Kim ) 대한결핵 및 호흡기학회 1961 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.10 No.-

홍삼의 입자크기에 따른 사포닌 및 산성다당체의 추출 특성

조장원(Chang-Won Cho),김상욱(Sang Wook Kim),노정해(Jeonghae Rho),이영경(Young Kyung Rhee),김경탁(Kyungtack Kim) 고려인삼학회 2008 Journal of Ginseng Research Vol.32 No.3

홍삼의 분말화가 홍삼성분의 추출에 어떠한 영향을 미치는 지를 알아보기 위하여 기존의 홍삼동체로부터 유용성분을 추출하는 방법과 홍삼을 분말화하여 추출하는 방법을 비교 시험하였다. 서로 다른 입도분포를 가지는 3종의 홍삼분말 (10~40, 40~100, 100 mesh 이상)을 제조한 후 원형홍삼 및 홍삼분말을 이용하여 48시간 추출실험을 한 결과 입도의 크기가 가장 큰 10~40 mesh 홍삼분말이 가장 높은 추출수율을 나타내었다. 특히 짧은 추출시간 (12시간)대에서 원형홍삼과 비교하여 큰 수율차이를 보였다. 홍삼의 분말화가 일반적인 연속추출방법에 미치는 영향을 조사하기 위하여 3차의 용매변경 연속추출방법(1차 추출: 70oC 에탄올 12시간, 2차 추출: 70oC 에탄올 12시간, 3차 추출: 70oC 열수 12시간)을 이용하여 추출을 수행한 결과 3차 추출까지 끝낸 상태에서의 고형분 추출수율은 10~40 mesh 홍삼분말이 36.2%로서 원형삼의 29.9%에 비해 약 20% 이상의 수율 증가를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 홍삼분말 추출물내의 유용성분 분석 결과 조사포닌, 총사포닌 모두 10~40 mesh 홍삼분말에서 추출수율이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히 조사포닌의 경우 10~40 mesh 홍삼분말 추출물의 수율이 2.6%로서 원형삼 추출물의 1.77%보다 약 47% 높은 것을 확인할 수 있었다. HPLC를 이용한 사포닌 조성분석결과 모든 홍삼분말 추출물들이 비슷한 사포닌 조성을 나타낸 것으로 미루어 보아 분말화에 의한 사포닌 조성 변성은 일어나지 않은 것으로 판단되었다. 홍삼내의 다른 유용성분인 산성다당체의 경우에는 기존 원형홍삼에 비해 분말화된 홍삼들의 추출수율이 높아졌으며 가장 미세 분쇄된 100 mesh 이상의 홍삼분말에서 2.9%의 추출수율을 보여 원형삼 추출액의 1.37%에 비해 2배 이상 높은 추출수율을 나타내었다. 본 결과는 추출공정에 분말화된 홍삼을 이용할 경우 추출시간의 단축 및 홍삼성분의 추출효율을 높일 수 있음을 시사하는 것으로 판단되었다. Effect of pulverization on total solid, crude saponin, and acidic polysaccharide contents of dried red ginseng main root were tested. Several particle size samples, including red ginseng main root (non pulverized), 10~40 mesh powder, 40~100 mesh powder, and >100 mesh powder were used in the extraction. The sequential solvent extraction method (1st: 70% EtOH at 70℃ for 12 hr, 2nd: 70% EtOH at 70℃ for 12 hr, 3rd: water at 70℃ for 12 hr) was applied to extract the saponins and acidic polysaccharide. Extraction yield of total solid of pulverized red ginseng (10~40 mesh size) was increased to 20% compared with that of non-pulverized. Especially, the crude saponin content of pulverized red ginseng (10~40 mesh size) showed an increase of 47% over non-pulverized. No difference in the component ratio was observed by pulverization, when the individual ginsenosides were quantified by HPLC. Also, extraction yield of acidic polysaccharide of pulverized red ginseng (10~40 mesh size) was increased 57% compared with that of non-pulverized. The results suggested that pulverization might be useful for increasing the extraction yield of red ginseng components.