유용곰팡이 균주에 의한 발효 누에분말의 이화학적 특성 및 생리활성

Jae-Young Cha(차재영),Yong-Soon Kim(김용순),Pil-Don Kang(강필돈),Hee-Young Ahn(안희영),Kyung-Eun Eom(엄경은),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.2

미생물 발효에 의한 누에분말의 생리활성 작용 및 물질을 개발하기 위한 기초 자료를 얻을 목적으로 Mucor racemosus forma racemosus KCCM 12352, Rhizopus oryzae KCCM 11273, A. oryzae KCCM 11372, A. kawachii KCCM 32819 및 Monascus purpureus KCCM 12002 5종의 곰팡이 균주를 본 실험에 사용하였으며, 이들에 의한 발효 누에분말의 미네랄 함량, 지방산 조성, 단백질 함량, 단백질 패턴, 항산화 활성 및 혈전용해 활성을 비교 검토하였다. 발효 동결 및 열풍건조 누에분말의 주요 미네랄 함량은 각각 칼륨 72.0~76.3 및 77.1~78.9 ppm, 마그네슘 29.6~49.7 및 44.3~58.7 ppm, 칼슘 1.9~14.9 및 9.8~21.6 ppm 및 아연 0.64~0.70 및 4.17~4.52 ppm이였으며, 주요 지방산 조성은 linolenic acid, oleic acid 및 palmitic acid 이였다. 발효 동결 및 열풍건조 누에 분말의 단백질을 Native-PAGE로 비교분석 한 결과 발효 동결누에 분말에서 많은 종류의 밴드가 관찰되었으며, SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석에서는 97~66 kDa 중간 정도 크기의 단백질 밴드가 발효에 의해 분해되어 거의 관찰되지 않았다. 발효 동결 및 열풍건조 발효누에 분말의 항산화 활성은 발효전보다 증가하였으나 균주 종류별로는 큰 차이가 없었고, 시판 항산화제 BHT 처리구의 90% 이상의 높은 항산화 활성보다는 낮았다. 혈전용해 활성은 동결 및 열풍건조 누에분말 모두 없었으나, 열풍건조 누에분말의 A. kawachii 및 Monascus purpureus에 의한 발효누에에서 혈전용해 활성이 나타났다. 이상의 실험결과에서 곰팡이 균주에 의한 누에분말의 생리활성 효과 및 이화학적 특성이 발효전 누에 분말보다 강화됨으로써 건강기능식품의 소재로서의 이용 가능성이 높다고 할 수 있다. Five mold strains - Mucor racemousus, Rhizopus oryzae, Aspergillus oryzae, Aspergillus kawachii, and Monascus purpureus - were used for the fermentation of both freeze-dried and air-dried silkworm powders. The concentrations of proteins and minerals, electrophoretical protein patterns, fatty acid composition and the activities of fibrinolytic and antioxidation with freeze-dried silkworm (FDSW) or air-dried silkworm powders (ADSW) fermented by the five molds were investigated. The concentrations of major minerals in fermented FDSW and ADSW powders were K by 72.0-76.3 and 77.1-78.9 ppm, Mg by 29.6-49.7 and 44.3-58.7 ppm, Ca by 1.9-14.9 and 9.8-21.6 ppm and Zn by 0.64-0.70 and 4.17-4.52 ppm, respectively. Major fatty acids in fermented FDSW and ADSW powders were linolenic acid, oleic acid, and palmitic acid. There were slightly varietal differences in electrophoretical protein patterns when total protein patterns of fermented FDSW and ADSW powders were analyzed by native-and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). DPPH radical scavenging activity was slightly stronger in fermented ADSW powders than that in fermented FDSW. Fibriolytic activity was only detected in the FDSW fermented by Aspergillus kawachi and Monascus purpureus. These results may provide the basic data to understand the biological activities and chemical characteristics of silkworm fermented by mold, which can be used for the development of functional foods.

영지버섯, 여주, 쓴메밀 및 혼합 시료의 메탄올 추출물의 생리활성

Jae-Young Cha(차재영),Jong-Sung Jin(진종성),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.7

영지버섯, 여주, 쓴메밀 및 이들 혼합 시료의 70% 메탄올 추출물을 이용하여 생리활성물질(폴리페놀 화합물 및 플라보노이드) 농도와 항산화(DPPH radical 소거 활성, 생체막 지질과산화, Fe/Cu 환원력), α-glucosidase 저해, tyrosinase 저해 및 항혈전 활성에 대하여 검토하였다. 추출 수율과 폴리페놀 화합물 및 플라보노이드의 함량은 혼합 추출물에서 가장 높았다. 또한 혼합 추출물에서 α-glucosidase 저해, tyrosinase 저해, 항산화, 환원력 및 항혈전 활성은 혼합 추출물에서 가장 높았으며, 이러한 효과는 처리 농도 의존적 이였다. 이상의 실험 결과에서 영지버섯, 여주, 쓴메밀의 혼합 메탄올 추출물은 폴리페놀 화합물과 플라보노이드를 많이 함유함으로서 높은 α-glucosidase 저해 및 항산화 활성과 관련성이 높아 보여 항당뇨 건강 기능성식품의 소재 개발에 활용될 가능성이 높아 보인다. The concentrations of bioactive material (polyphenolics and flavonoids) and the biological activities of antioxidative (DPPH [α,α’-diphenyl-β-picrylhydrazyl] free radical scavenging activity, peroxidation of rat liver microsome, and Fe/Cu reducing power), α-glucosidase inhibition, tyrosinase inhibition, and fibrinolytic activity were tested by in vitro experimental models using 70% methanolic extract from Ganoderma lucidum, Momordica charantia, Fagopyrum tataricum and their mixtures. The highest yield and the concentrations of polyphenolics and flavonoids were shown in the mixture extract. Mixture extract was shown to have the highest activities of α-glucosidase inhibition and tyrosinase inhibition, fibrinolytic, DPPH free radical scavenging, and Fe/Cu reducing power in a concentration-dependent manner. From these results, mixture methanol extract was shown to have the most potent bioactive properties and to contain large amounts of biological materials such as polyphenolics and flavonoids. This mixture could be a good dietary supplement material candidate, such as for antidiabetic functional foods.

Suppressive Effect of Administrated Glutathione-Enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 on the Oxidative Stress in Alcoholic Fatty Liver

Jae-Young Cha(차재영),Sang-Hyun Park(박상현),Jin-Sun Heo(허진선),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.8

글루타티온은 간 질환용 치료제 내지는 영양보충제로 시판되고 있다. 이전 실험에서 글루타티온 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8 균체(FF-8GY) 투여가 사염화탄소 및 알코올성 유발 간독성 개선효과를 나타내었다. 따라서, 알코올성 지방간의 산화 스트레스에 미치는 영향을 조사하기 위하여 시판되고 있는 글루타티온 고함유 효모 추출물(GYE)과 본 실험실에서 분리한 글루타티온 고함유 효모 FF-8GY을 비교실험 하였다. FF-8GY 또는 GYE 투여에 의한 간 조직 중의 산화스트레스 측정지표로서는 과산화지질(TBARS) 및 글루타티온 함량을 측정하였다. TBARS 농도는 간 조직 homogenize 분획에서 알코올 투여 대조군에 비해 FF-8GY 투여 실험군에서 5%수준에서 유의적으로 감소하였으며, GYE 투여에 의해서는 감소경향을 보였다. 간 조직 microsomal 및 mitochondria 분획에서도 같은 경향이 관찰되었다. 이때 간 조직 중의 글루타티온 농도는 정상군 보다 알코올 투여 대조군에서 5%수준에서 유의적으로 감소하였으며, 이러한 감소는 GYE 투여에 의해 더욱 감소되었으나 FF-8GY 투여에 의해서 정상군 수준까지 회복되는 것으로 나타났다. 한편 간조직의 손상정도를 나타내는 또 하나의 지표인 혈청총단백질 및 알부민 농도는 알코올 처리 대조군에서 낮게 나타난 반면 FF-8GY 투여에 의해 정상군 수준 이상으로 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 글루타티온 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8 균체(FF-8GY)의 투여에 따른 알코올성 유발 산화스트레스의 경감 효과는 시판되고 있는 글루타티온 고함유 효모 추출물 보다 더욱 현저한 개선 효과가 있는 것으로 확인되었다. Glutathione is a well known chemotherapeutic agent for liver disease and is a popular nutritional supplement in the United States. Previous our studies reported the suppressive effects of glutathione-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 strain (FF-8GY) on carbon tetrachloride- and alcohol-induced hepatotoxicity. The primary objective of this study was to investigate the comparative effects of FF-8GY and commercially available glutathione-enriched yeast extract (GYE) against the oxidative stress in alcohol-induced fatty liver of rats. The lipid peroxidative index (thiobarbituric acid-reactive substances, TBARS) and antioxidant status (reduced glutathione level) were used to monitor those protective roles of FF-8GY or GYE treatment. When the rat was treated alcohol, the TBARS levels in the whole liver and the subfractions of microsomal and mitochondria were significantly increased but these were significantly decreased by FF-8GY treatment and tended to be lowered by GYE treatment. The concentration of hepatic glutathione is known to be closely associated with antioxidant system and this was slightly deplete in the alcohol-induced rats, but this was recovered by treating with FF-8GY. However, the glutathione concentration was more significantly decreased in the GYE supplementation in alcohol feeding rats. Alcohol treatment also negatively affected the serum total protein and albumin, but these were significantly increased near normal levels in FF-8GY coadministered rats. These results suggest that glutathione-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 strain may have positively mediate the alcohol-induced oxidative stress, and this effect was more pronounced in FF-8GY compared to GYE.

Effect of Glutathione-Enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 on Tissues Lipid Peroxidation in Orotic Acid-Induced Fatty Liver Model Rats

Jae Young Cha(차재영),Bo Kyung Park(박보경),Kyung Eun Eom(엄경은),Hee Young Ahn(안희영),Young Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.3

간 질환 개선용 영양보충제로 시판되고 있는 글루타티온 고함유 Saccharomyces cerevisiae FF-8 효모 균체(FF-8) 급여가 사염화탄소 및 알코올-유발 흰쥐 조직 스트레스에 대하여 억제효과가 있다는 것을 보고한 바 있다. 본 실험에서는 글루타티온 고함유 효모 FF-8 급여에 의한 오르트산-유발 지방간에서 각 조직 중 과산화지질 농도와 간 조직 내 미네랄 성분과의 관계를 검토하였다. 체중 증가량은 정상군은 두 실험군에 비해 증가하였으나, 오르트산 급여 실험군들에서는 체중 증가량이 5% 수준에서 유의적으로 감소하였다. 각 조직 중량은 오르트산 급여군에서 간 조직에서 5% 수준에서 유의적으로 증가하였고 FF-8 투여에 의해 다소 감소하는 것으로 나타났다. 한편, 신장 및 비장에서도 오르트산 급여에 의해 5% 수준에서 유의적으로 감소하였다. 간 조직 중의 과산화지질 농도는 오르트산 급여군에서 5% 수준에서 유의적으로 증가하였고, FF-8 균체 급여군에서 감소하였다. 이때 간 조직 중의 글루타티온 농도도 유사한 경향을 보였다. 천연 항산화 미네랄로 알려진 간 조직 중의 아연 농도는 정상군에 비해 오르트산 유발 지방간에서 감소하였고, FF-8 균체 급여에 의해 다소 증가되는 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과에서 오르트산-유발 지방간에서 지질과산화 농도의 증가는 간 조직내 천연 항산화 물질인 글로타티온과 아연 농도의 현저한 감소에 기인하였고, 항산화 물질인 글루타티온을 고함유한 S. cerevisiae FF-8 효모 균체 동시 급여에 의해서는 글로타티온과 아연 농도의 증가에 의해 과산화지질 농도가 경감됨으로서 오르트산 유발 산화스트레스를 경감시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다. Glutathione is a well-known chemotherapeutic agent and a popular nutritional supplement for liver disease and oxidative stress. Our previous studies reported the suppressive effects of the glutathione- enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 (FF-8) strain on carbon tetrachloride-and alcohol-induced oxidative stress in rats. The purpose of the current study was to investigate the effect of the FF-8 strain on lipid peroxidation in tissues of rats with orotic acid (OA)-induced fatty liver. OA treatment showed a significant decrease in body weight gain compared to the normal diet, and simultaneous addition of FF-8 and OA had the same effect. OA treatment produced an increase in liver weight, however, this also increased with simultaneous addition of FF-8 and OA. Liver lipid peroxidation was significantly increased by OA, but was significantly decreased by FF-8 strain treatment. This same tendency was found in the kidney and heart. Concentration levels of hepatic glutathione and zinc are known to be closely associated with the antioxidant system, and OA treatment led to reductions in liver glutathione and zinc concentrations, whereas these were significantly increased by FF-8 strain treatment in OA feeding rats. These results suggest that the glutathione-enriched S. cerevisiae FF-8 strain may positively mediate orotic acid-induced oxidative stress by enhancing glutathione and zinc levels in rat livers.

유용식용 균주에 의한 발효 누에분말의 이화학적 특성과 생리활성

Jae-Young Cha(차재영),Yong-Soon Kim(김용순),Hee-Young Ahn(안희영),Min-Jung Kang(김민정),Su-Jin Heo(허수진),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.1

누에 분말을 이용하여 B. subtilis 및 A. kawachii 균주에 의한 고체 발효를 통해 얻어진 발효 누에분말의 발효시간에 따른 이화학적 특성(단백질 함량 및 단백질 분해 패턴) 및 생리활성 효과(항산화 작용, 환원력 및 혈전용해 활성)를 평가하였다. 누에 단백질 함량과 항산화 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 12일째에 가장 높았으며, 발효시간 증가와 함께 증가하는 경향을 보였다. 발효 누에분말의 환원력은 B. subtilis 균주 발효에 의해서는 6일째에 A. kawachii 균주 발효에 의해서는 12일째 가장 높은 것으로 나타나 균주간에 차이가 있었다. 혈전 분해 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 6일째에 가장 높았으며, 이러한 효과는 B. subtilis 발효 누에분말보다는 A. kawachii 발효 누에분말에서 더 높았다. SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석에서는 66-97 kDa 크기의 단백질 밴드가 B. subtilis 발효에 의해서는 발효 초기인 3일째 대부분 분해가 일어났으나, A. kawachii 발효 누에분말에서는 발효 3일째부터 차츰 분해되기 시작하여 12일째 분해가 대부분 이루어졌다. 따라서 미생물을 이용한 발효 누에에서 특정의 생리활성 작용을 기대하기 위해서는 사용하는 균종에 따라 발효 기간이 달라져야 한다는 것을 시사하였다. Biological activities (α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity, fibrinolytic activity and reducing power) and biochemical properties (protein content and electrophoretical protein patterns) were examined in solid state fermentation with Bacillus subtilis and Aspergillus kawachii using silkworm powder (SP) as substrate. The highest protein contents and free radical scavenging activities were seen in the SP fermented for 12 days with B. subtilis and A. kawachii, and these were in a time-dependent manner. The highest reducing power was seen in the SP fermented for 6 days with B. subtilis and for 12 days with A. kawachii, respectively. The highest fibrinolytic activities were seen in silkworm fermented for 6 days with B. subtilis and A. kawachii, but this activity was higher in the A. kawachii fermented SP than that of B. subtilis. When total protein patterns were analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), the proteins of the SP fermented with B. subtilis for 3 days were completely degraded, while the protein degradation in the SP fermented with A. kawachii occurred after 12 days and this degradation increased proportionally to culture time. As a result, the SP fermented with both B. subtilis and A. kawachii showed higher fibrinolytic activities after 6 days of fermentation and antioxidative activity after 12 days, indicating that physiological activities of the fermented SP using these strains were highly improved compared to the unfermented SP, and that this compound could be a candidate material as a dietary supplement of healthy functional foods.

Improvement Effect of Cordycepin-Enriched Cordyceps militaris JLM 0636 Powder against Orotic Acid-Induced Fatty Liver in Rats

Jae-Young Cha(차재영),Hee-Young Ahn(안희영),Su-Jin Heo(허수진),Sang-Hyun Park(박상현),Yong-Kee Jeong(정영기),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.9

동충하초의 다양한 생리 활성 물질들 중 cordycepin의 함량을 측정한 결과 육종된 번데기 동추하초(Cordyceps militaris JLM 0636)가 7.42 mg/g으로 시판의 번데기 동충하초보다 최고 7배 정도 높게 나타났으며 눈꽃 동충하초는 cordycepin이 검출되지 않았다. Cordycepin 고함유 번데기 동충하초의 지방간 개선효과를 검토하기 위해 오르트산 유발 지방간 흰쥐에 눈꽃 동충하초, 번데기 동충하초, cordycepin 함량을 높인 번데기 동충하초를 각각 3% 식이 첨가 시킨 후 혈청 임상생화학적 특성과 간장 조직 검사를 조사하였다. 그 결과, 간장에서의 triglyceride 농도가 증가함으로서 지방간 유발이 확인되었고 혈청 triglyceride 농도가 감소함으로서 지방간에서 나타나는 전형적인 현상이 확인되었다. 이에 반해 OA투여와 함께 동충하초를 동시에 투여한 군들에서는 간장의 triglyceride 농도가 감소하고 혈청 triglyceride 농도가 증가해서 지방간이 개선되는 효과가 확인되었다. 또한 간장의 형태학적 및 조직병리학적 관찰에서도 OA유발 지방간에서는 지방의 침착과 지방세포수가 현저히 증가되었으나, 각각의 동충하초 동시투여에 의한 간장 및 혈청 triglyceride의 감소와 함께 간장 조직의 지방침착 정도 및 지방 세포수의 감소로 지방간 개선 효과가 다시 한번 확인되었고, 그 중 cordycepin 고함유 번데기 동충하초 투여군에서 가장 근접하게 정상군의 간장과 유사한 형태를 보임으로서 cordycepin이 OA 유발 지방간에 개선효과가 있는 것으로 사료된다. The concentration of cordycepin produced by crossbred Cordyceps militaris JLM 0636 (CMα) was 7.42 mg/g dry weight, which was 7-fold higher than that of C. militaris (CM). However, cordycepin was not detected in Paecilomyces japonica (PJ). The improvement effects of CMα, CM and PJ on orotic acid (OA)-induced fatty liver in male Sprague-Dawley rats was investigated. Rats were randomly divided into five groups (n=6) based on five dietary categories: normal (N), OA control (C), OA plus 3% (w/w) PJ (PJ), OA plus 3% CM (CM), and OA plus 3% CMα (CMα). OA treatment induced the retardation of body weight gain and enlargement of the liver. The concentration of hepatic triglyceride was markedly increased by OA-feeding, whereas this rise was significantly reduced by simultaneous feeding of OA, PJ, CM, and CMα, and this phenomenon was more pronounced by cordycepin- enriched CMα. The contents of total lipid, triglyceride, and free fatty acid in the serum were significantly or slightly lower in the OA control group than those of the N group, but there were no significant differences among the OA treatment groups. The hepatocytes in the OA-induced fatty liver contained numerous large lipid droplets, but PJ, CM, and CMα feeding prevented the OA-induced lipid droplet accumulation in the hepatocytes. This effect was more pronounced in cordycepin-enriched CMα than in PJ or CM in OA treatment rats. Accordingly, cordycepin-enriched CMα could be an ideal candidate material as a dietary supplement in healthy functional foods to improve the effects of fatty liver.

한방 생약재 발효액의 항산화 활성 및 tyrosinase 저해 활성

Jae Young Cha(차재영),Hyun Ju Yang(양현주),Jae Jun Jeong(정재준),Won Seok Seo(서원석),Jun Seok Park(박준석),Min Ok(옥민),Young Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.6

국내에서 자생하고 있는 한방 생약재의 생리활성 물질을 이용한 기능성 미백 화장품 소재 개발을 위한 기초연구의 일환으로 40종의 한방 생약재 열수 추출물을 상황버섯 균사체로 발효시켜 얻은 발효 한방액의 phenolics, flavonoids, minerals, decursin 및 decursinol angelate 함량과 항산화 및 tyrosinase 저해 활성을 측정 하였다. 페놀성 화합물 함량은 추출물에서 Corydalis turtschaminovill 0.24%~Syringa velutina 11.42% (건물기준) 범위 였으며, 발효 한방액에서는 Poria cocos 0.18%~S. velutina 12.27% 범위였다. 한방 생약재 추출물의 코직산 함량은 Poria cocos Sclerotium 0.02~S. velutina 9.67 mM 범위였으며, 발효액에서는 P. cocos 0.33~S. velutina 10.32 mM 범위였다. 특히 Syringa velutina은 높은 농도의 페놀성 화합물과 코직산을 함유하고 있었는데 추출물 보다는 발효액에서 더 높았다. 높은 항산화 활성(>60%)은 A. sessiliflorum, Citrus nobillis 및 Angelica gigas의 추출물과 A. sessiliflorum의 발효액에서 다른 한방 생약재 보다 높게 나타났다. Tyrosinase의 높은 저해 활성(>50%)은 Morus alba, Glycyrrhiza glabra 및 Rubus coreanus 추출물과 G. glabra, Cnidium officinale 및 S. velutina 발효액에서 높았다. 이상의 실험 결과 40종의 한방 생약재 중에서 G. glabra, C. officinale 및 S. velutina 3종은 발효에 의해 tyrosinase 저해 활성과 코직산이 증가함으로서 이를 활용한 기능성 미백 화장품 개발에 적용할 수 있는 기초 자료를 제공해주는데 유용하게 사용될 것이다. The effects of fermented products from 40 medicinal herbals commonly available in Korea were examined according to concentrations of polyphenolic compound and kojic acid, and the activities of DPPH (α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazyl) free radical scavenging and tyrosinase. The polyphenolic compound concentrations were 0.24 by Corydalis turtschaminovill ~ 11.42% (dry matter basis) by Syringa velutina in the extracts and 0.18 by Poria cocos ~ 12.27% by S. velutina in the fermented products. Kojic acid concentrations were 0.02 by Poria cocos Sclerotium ~ 9.67 mM by S. velutina in the extracts and 0.33 by P. cocos ~ 10.32 mM by S. velutina in the fermented products. Syringa velutina contained the highest polyphenolic compound and kojic acid concentrations, which were higher in the fermented product than in the extract. Higher DPPH free radical scavenging activity (>60%) was observed in the extracts of A. sessiliflorum, Citrus nobillis, and Angelica gigas and the fermented product of A. sessiliflorum compared to the other medicinal plants. Higher tyrosinase inhibition activity (>50%) was observed in the extracts of Morus alba, Glycyrrhiza glabra, and Rubus coreanus and the fermented products of G. glabra, Cnidium officinale, and S. velutina. Based on the above results, G. glabra, C. officinale, and S. velutina possessed high tyrosinase-inhibitive activities and kojic acid concentrations, which could be definitely enhanced by the fermentation of Phenillus linteus mycelium.

Isolation and Identification of Zinc-Enriched Yeast Saccharomyces cerevisiae FF-10 from the Tropical Fruit Rambutan

Jae-Young Cha(차재영),Jin-Sun Heo(허진선),Jung-Wook Kim(김정욱),Seon-Woo Lee(이선우),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.4

아연은 사람에 있어서 필수미량 원소 중의 하나이다. 열대과일 Rambutan으로부터 아연 고함유 효모를 분리하였으며, 이 균주의 아연 함량은 306 ppm (30.6 ㎎%)이었다. 아연 고함유 효모는 전형적인 둥근 모양과 보통 크기로 다출아 형태를 취하고 있었다. 분리 균주의 동정을 위하여 ITS1-5.8S rDNA sequences를 실시한 결과 효모 S. cerevisiae 와 99%의 높은 상동성을 보였다. 또한 Aspergillus oryzae로 코지를 만들어 알코올 발효를 시킨 결과 12% 정도의 알코올 수득을 얻을 수 있었다. 이상의 결과에서 신규 분리된 효모는 형태학적 및 생리학적 특성과 알코올 발효 특성을 가지는 것으로 보아 S. cerevisiae와 거의 일치하여 S. cerevisiae FF-10으로 명명하였다. 향후 실험에서는 S. cerevisiae FF-10 균주가 세포내에 아연을 최대로 축적할 수 있는 배양 실험조건을 확립할 필요성이 제기된다. Zinc is an essential trace element in Human Being. Highly zinc containing yeast strain isolated from the tropical fruit, rambutan and the zinc concentration in this yeast strain was 306 ppm (30.6 ㎎%) per dry matter basis. This strain was found to be a rounded type, normal size, and multi-polar budding. Phylogenetic analysis using the ITS1-5.8S rDNA sequences from isolated strain is most similar to yeast Saccharomyces cerevisiae at the level of nucleotide sequence identity at 99%. This strain was produced alcohol by about 12% using fully colonized koji-rice with Aspergillus oryzae. In conclusion, the isolated strain was found to be closely related to the S. cerevisiae based on its morphological and physiological properties, and alcohol fermentation. The phylogenetic analysis of strain FF-10 using ITS 5.8S rDNA sequence data also supported the closely related to the S. cerevisiae. Accordingly, the isolated yeast was named as S. cerevisiae FF-10. Further studies on the best culture conditions for zinc production from zinc-enriched S. cerevisiae FF-10 are under investigation.

키위, 파파야, 파인애플 및 배 과즙 처리에 의한 누에분말의 이화학적 특성과 생리활성

Jae-Young Cha(차재영),Yong-Soon Kim(김용순),Hee-Young Ahn(안희영),Kyung-Eun Eom(엄경은),Su-Jin Heo(허수진),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.11

누에분말을 과일(키위, 파파야, 파인애플 및 배) 단백질 분해 효소로 반응시켜 생리활성작용 및 이화학적 특성을 조사하기 위하여 pH, 산도, 단백질 함량, 미네랄 함량, 지방산 조성, 단백질 패턴, 항산화 및 혈전용해 활성을 측정하였다. 누에분말은 각 과일 단백질 분해 효소로 60℃에서 24시간 반응시켰다. 단백질 농도는 과즙액 처리 누에분말에서 약간 높은 것으로 나타났다. 누에분말의 주요 미네랄은 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 아연이였으며, 주요 지방산 조성은 linolenic acid, oleic acid 및 palmitic acid 였다. SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석에서 66-97 kDa 정도 크기의 누에 단백질 밴드가 파인애플, 파파야 및 배 반응에 의해서는 대부분 분해가 일어났지만, 키위 반응에 의해서는 거의 분해가 일어나지 않은 것으로 관찰되었다. 혈전용해 활성은 파파야 및 배 반응에 의한 누에분말에서만 나타났다. 항산화 활성은 0.1% 처리 농도에서 과일 단백질 분해 효소 반응에 의한 누에분말에서 미반응 누에분말 보다 증가하였으나, 시판 항산화제 BHT 처리보다는 활성이 많이 낮았다. 따라서 과즙액 처리 누에분말의 경우 반응 전 누에분말 보다 생리활성작용 및 이화학적 특성이 강화됨으로써 건강기능식품 소재로서의 가치가 증가된 것으로 사료되어 진다. Bioactive and chemical properties of silkworm powder (SP) degradation by fruit extract containing the proteolytic enzymes of kiwifruit, papaya, pineapple and pear were investigated. Silkworm powder was incubated with extracts from each fruit at 60℃ for 24 hr. Protein content was slightly higher in the SP treated with fruit extract than that in the control SP. Major minerals were K, Ca, Mg, and Zn. Major fatty acids were linolenic acid, oleic acid, and palmitic acid. When total protein patterns were analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), silkworm protein was strongly degraded by the treatment of fruit extract from pineapple, papaya, and pear, but little silkworm degradation was observed in kiwifruit extract treatment. Fibriolytic activity was only detected in the SP by the fruit extract treatments from papaya and pear. DPPH radical scavenging activity was slightly stronger in the SP treated with fruit extract than that in silkworm powder. However, all these samples exhibited a relatively low activity compared with the butylated hydroxytoluene (BHT). These results may provide the basic data for understanding the biological activities and chemical characteristics of SP treated with fruit extract for development of functional foods

Culture Conditions for Glutathione Maximum Production by Saccharomyces cerevisiae FF-8 in Bioreactor

Jae-Young Cha(차재영),Sang-Hyun Park(박상현),Jin-Sun Heo(허진선),Bo-Kyung Park(박보경),Jin-Woo Lee(이진우),Jung-Wook Kim(김정욱),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.5

글루타티온은 의약품, 건강기능식품, 화장품 등에 널리 사용되고 있어서 오늘날 상업적인 수요가 증가하고 있다. 한국전통 발효주로부터 글루타티온-고함유 효모인 S. cerevisiae FF-8 균주를 분리한 바 있으며, FF-8 균주에서 글루타티온 생산량은 YM 기본배지를 이용한 플라스크 배양에서 90 ㎎/l이었으나, YM 최적배지에서는 2.27배 증가한 204 ㎎/l 이었다. 대량배양 발효방법은 일반적으로 효모에서 생리활성 물질을 더욱 효과적으로 생산하기 위하여 대량배양기를 이용한 S. cerevisiae FF-8에서 글루타티온 생산량을 증대시킬 수 있는 최적의 발효조건을 탐색하였다. 7 l 발효기에서 FF-8 균주에 의한 세포생육과 글루타티온 최대 생산량을 위한 발효조건은 교반 속도 200 rpm, 배양 온도 30℃, 초기 조절 pH 6.0, 통기조건 2.0 vvm이었다. 또한 100 l 대량배양기에서 S. cerevisiae FF-8에 의한 글루타티온 대량생산 조건은 내부압력 0.8 kgf/㎠ 이었고, 이때 글루타티온 생산량은 255.8 ㎎/l이었다. 글루타티온 생산량을 증대시키기 위한 중요한 요소의 검토는 최적의 프로세스 확립에 매우 유용하다. As glutathione is now widely used in medicine, functional health food and cosmetic industry, the commercial demand for glutathione has been expending. We have previously reported that Saccharomyces cerevisiae FF-8, an intracellular glutathione producing yeast strain, was isolated from Korean traditional rice wine. Glutathione production by FF-8 strain was 90 mg/l from basal YM medium in flask-scale fermentation, but that in optimal YM medium increased 2.27-fold to 204 ㎎/l. As large scale fermentation is generally applied to achieve more efficient production of bioactive components, this study was also tried to optimization of fermentation parameters to enhance the glutathione production using S. cerevisiae FF-8 in bioreactor process. The highest cell growth and glutathione concentrations of S. cerevisiae FF-8 in 7 l fermenter were observed to be the culture conditions containing culture temperature 30℃, adjusted initial pH 6.0, agitation speed 200 rpm, and aeration rate 2.0 vvm. The maximum glutathione production by FF-8 was cultured under the inner pressure 0.8 kgf/㎠ in a 100 l bioreactor and it was 255.8 ㎎/l. The investigation of significant parameters for improving the glutathione production could be very useful in optimizing processes.