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유산균을 이용한 여주 열매 발효체의 항비만 및 항당뇨 증진 효과
곽상희(Sang Hee Kwak),안병철(Byung Chull An),안준영(Jun Young Ahn),이주성(Jusung Lee),정명준(Myung Jun Chung),류용구(Yongku Ryu) 한국미생물학회 2024 미생물학회지 Vol.60 No.1
본 연구에서는 다양한 생리적, 약리적 효능을 가지고 있는 것으로 알려진 여주의 효능을 더욱 증가시켜 고부가가치를 지닌 기능성 원료로써 활용하고자, 자사 특허 유산균 Lactobacillus plantarum CBT-LP3를 이용하여 발효시킨 후 그 추출물의 항당뇨 활성 및 항비만 활성을 평가하였다. 항당뇨 활성에 있어 여주 유산균 발효체는 3T3-L1 지방 세포의 2-deoxyglucose 흡수를 1 μM의 인슐린 보다 1.8 배 높게 증가시켰다. 반면 동일 농도의 비발효체 여주침지물은 대조군과의 유의적인 차이가 없었다. 뿐만 아니라 여주 유산균 발효체는 고농도 당독성에 대한 INS-1 췌장베타세포의 인슐린 분비 기능 부전효과를 완화시켰으며, 산화적 스트레스로부터 췌장베타세포의 생존율을 효과적으로 보호하는 것을 확인할 수 있었다. 항비만 측면에 있어 여주 유산균 발효체는 3T3-L1세포의 지방구 크기 감소와 갈색지방으로의 유전자 변화를 통해 항비만 효과를 나타내는 것으로 확인되며, 이는 본 논문에서 처음 밝혀졌다. 항당뇨, 항산화 활성물질로 알려진 γ-Aminobutyric acid(GABA)의 발효 전/후 함량을 분석한 결과, 유산균 발효를 통해 약 15%의 함량 증가가 확인되었다. 결론적으로 여주 열매는 CBT-LP3 유산균 발효에 의해 GABA의 함량과 항당뇨 및 항비만 효과가 증가되었으며, 이를 활용한 기능성 식품 또는 천연물 등으로 활용 가치가 있다 판단된다. As the prevalence of diabetes in South Korea continues to rise, there is a rapid increase in the prescription rate of oral hypoglycemic agents. Given that these medications need to be taken for a lifetime, there is a necessity to develop treatments that ensure long term safety and devoid of any side effects. Although much research has been conducted on the development of alternative drugs using plant-derived extracts, the active ingredients obtained through general extraction methods have limited effectiveness. Therefore, it is necessary to develop materials that maximize efficacy. Traditionally, Momordicae charantiae (MC) has been known for its effective anti-diabetic properties, so we utilized our own lactic acid bacteria, L. plantarum CBT-LP3, to enhance the anti-diabetic efficacy of MC. In the present study, we assessed the anti-diabetic and anti-obesity activities of bio-fermented M. charantiae fructus (BMC) using in vitro exams. The results demonstrated that the BMC increased glucose uptake through Glut4 induction in 3T3-L1 adipocytes. The BMC also effectively decreased lipid accumulation compared to untreated adipocytes. Furthermore, we found that the BMC substantially induced fat browning compared to untreated adipocytes. BMC, as another property, significantly increased reviving and recovering partially destroyed β cells by streptozotocin (STZ) treatment. This result suggests that BMC can protect and help to recover β cells against damage. In addition, BMC improved β cell dysfunction in high glucose conditions and protected against oxidative stress-induced diabetes. In conclusion, this study demonstrated that the fermentation of M. charantiae fructus using CBT-LP3 enhanced its anti-diabetic and anti-obesity effects.
RBL-2H3 세포에서 1,2,3,4,6-Penta-O-Galloyl-β-D-Glucose의 항알레르기 효과
김윤희(Yoon Hee Kim),최예랑(Ye Rang Choi),김지영(Ji Young Kim),곽상희(Sang Hee Kwak) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.4
1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-β-D-glucose(PGG)는 오배자(Galla Rhois)의 gallotannin으로 항산화 효과, 항균 효과, 항알레르기 효과 등을 가지는 것으로 알려졌다. 알레르기성 질환은 비만세포를 포함한 다양한 면역세포와 관련된 질환이다. 비만세포는 탈과립화에 의한 알레르기 매개성 물질(histamine 및 β-hexosaminidase)의 분비, T helper 2 type 사이토카인(IL-4) 분비 및 염증을 일으키는 매개체(TNF-α)의 증가를 통해 알레르기 반응에서 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 PGG가 phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)와 A23187로 비만세포인 RBL-2H3 세포에서 탈과립 그리고 Th2 type 및 염증성 사이토카인 생산에 미치는 영향을 조사하고, 관련 메커니즘에 대해 평가하였다. PGG는 PMA와 A23187 자극에 의한 탈과립 마커(histamine 및 β-hexosaminidase)의 분비를 억제하고, IL-4 및 TNF-α와 같은 사이토카인의 분비를 억제하였다. 이러한 효과는 전사인자인 NF-κB의 세포질에서 핵으로의 이동을 억제함으로써 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로부터 gallotannin의 하나인 PGG가 알레르기 반응을 현저히 저해하는 효과가 있는 것으로 나타나, 향후 알레르기성 질환을 예방, 개선 및 치료하는 데 유용한 물질로 사용될 가능성이 있을 것으로 생각된다. 1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-β-D-glucose (PGG) is a gallotannin isolated from various plants such as Galla Rhois. In a previous study, it was reported that PGG has anti-allergic effects by inhibiting interleukin (IL)-4 signaling in B cells. However, the effect of PGG on basophilic cells remains unclear. Therefore, the aim of this study was to investigate the inhibitory effect of PGG on mitogen and calcium ionophore-induced allergic responses. PGG had no effect on proliferation and cytotoxicity of RBL-2H3 cells. PGG significantly suppressed cell degranulation (histamine and β-hexosaminidase) as well as inflammatory cytokine production such as IL-4 and tumor necrosis factor-α. The underlying mechanism of PGG on these anti-allergic actions was correlated with inhibition on translocation of nuclear factor-κB from the cytosol to nucleus. These data suggest that PGG is a potentially effective functional compound for prevention of allergic diseases.
DMFC에서 온도 및 유량이 성능에 미치는 영향에 관한 연구
김홍건(Kim, Hong-Gun),곽이구(Kwac, Lee-Ku),강영우(Kang, Young-Woo),김태진(Kim, Tae-Jin),곽상희(Kwak, Sang-Hee),안계혁(An, Kay-Hyeok),박경세(Park, Gyung-Se) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06
직접메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)는 휴대용으로 사용할 수 있는 소형 전원용으로 주로 개발되고 있으며, 다양한 용도로 사용이 가능하다. 하지만 직접메탄올연료전지에서 전해질로 많이 쓰이는 Nafion막은 이를 통한 메탄올 크로스오버(Crossover) 때문에 연료전지의 성능을 제한시키고 있다. 본 연구에서는 Nafion 117를 사용하여 전극 면적 100cm2 의 DFMC용 MEA를 제작하고, 공기 유량을 3ml/mim으로 고정하고, 메탄올 유량을 2,3 ml/min로 각각 공기극와 연료극에 공급하여 온도변화(50, 60, 70, 80?C)에 따른 성능을 확인하였다. DMFC의 적당 반응 온도는 70?C로 생각되고, 유량은 메탄올 2ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시가 성능이 높게 나오는 결과를 얻으나 일정시간 지나면 성능이 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시 보다 성능이 떨어지는 현상이 일어나기 때문에 70?C 반응온도에 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min의 유량 공급이 본 논문에서 최적화된 성능을 내는 조건으로 사료된다.