전통 장류 유래 Bacillus subtilis SCJ4의 특성확인 및 통계학적 방법을 이용한 배양조건 최적화

정수지,양희종,정성엽,정도연,Jeong, Su-Ji,Yang, Hee-Jong,Jeong, Seong-Yeop,Jeong, Do-Youn 한국미생물학회 2015 미생물학회지 Vol.51 No.1

순창군에서 제조된 전통 장류로부터 612종의 다양한 미생물을 분리하였고, 612종의 미생물 중에서 생리활성 분석 및 biogenic amine 생성여부를 조사하여 최종적으로 Bacillus subtilis SCJ4를 선별하였다. 최종 선별한 균주 SCJ4의 생화학적 특성과 16S rRNA 염기서열 분석에 의해 B. subtilis SCJ4로 명명하였으며, B. subtilis SCJ4의 산업적으로 사용이 적합한 최적배지조성을 확립하기 위하여 통계학적 방법인 반응표면 분석법을 사용하였다. 실험계획법은 배지조성을 예측하기 위해 Plackett-Burman design을 사용하여 모델을 설정하였다. 실험 모델을 통하여 선별된 배지 조성으로는 tryptone, peptone, $MgSO_4$로 예측되었으며, 배지조성에 대한 농도를 설정하기 위해 중심합성계획법을 사용하여 최적화를 수행하였다. 최종 예측된 배지 조성의 농도는 tryptone 15.35 g/L, peptone 12.235 g/L, $MgSO_4$ 3.5 g/L로 예측되었다. 이때 최대 균체량은 1.07497 g/L로 예측되었으며, 모델의 검증실험을 통하여 예측된 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 기본배양배지와 비교하였을 때 균체량이 0.8767 g/L에서 1.1222 g/L으로 약 28%증가하였다. 612 strains isolated from Korean traditional fermented food in Sunchang and their investigated biochemical characterization and ability of biogenic amines non-producing. We selected the SCJ4 having various activity by measurement of extracellular enzyme, antioxidant and antimicrobial activities. Selected strain SCJ4 by 16S rRNA sequencing and biochemical characterization was named Bacillus subtilis SCJ4. And then, we investigated cell growth of SCJ4, and optimized of culture medium constituents using response surface methodology as statistically method. Response surface methodology used Plackett-Burman experimental design for screening of medium constituent. Tryptone, peptone and $MgSO_4$ as medium constituent improving cell growth selected. In order to find out optimal concentration on each constituent, we carried out central composite design. Consequently, optimized concentrations of tryptone, peptone and $MgSO_4$ were predicted to be 15.35 g/L, 12.235 g/L, and 3.5 g/L respectively. Through the model verification, we confirmed about 1.28-fold improvement of the dried cell weight from 0.8767 g/L to 1.1222 g/L when compared to basal medium.

발효 인삼꽃 추출물의 경구 투여가 마우스 사이토카인 IL-6, TNF-α의 생성에 미치는 영향

정수지,김경희,손화영,육홍선,Jeong, Su-Ji,Kim, Kyoung-Hee,Son, Hwa-Young,Yook, Hong-Sun 한국식품영양학회 2014 韓國食品營養學會誌 Vol.27 No.1

생체 내 실험에서 발효 인삼꽃 추출물(FM), 발효하지 않은 인삼꽃 추출물(FD)과 대조군으로 생리식염수를 2주간 마우스 체중 kg 당 100, 200 mg/kg B.W.의 농도로 마우스에 경구 투여한 후 LPS에 의해 활성화된 복강 대식세포가 분비하는 염증성 사이토카인 IL-6, TNF-${\alpha}$의 생성량을 측정하였다. 그 결과, IL-6는 발효 LPS로 자극한 경우, 두 가지 농도에서 모두 처리한 군에 비해 높은 증식능을 나타내었고, LPS로 자극한 결과, 특히 발효 인삼꽃 추출물 200 mg/kg B.W. 농도에서 유의적으로 낮은 IL-6 분비량을 보였다. TNF-${\alpha}$의 경우, 100 mg/kg B.W.와 200 mg/kg B.W. 두 농도 모두에서 LPS로 자극하지 않은 경우, 낮은 증식 효과를 보여주었고, 자극한 경우, 인삼꽃 시료를 첨가한 군이 대조군보다 낮은 TNF-${\alpha}$ 분비량을 보였으며, FM에서 FD보다 더 TNF-${\alpha}$를 억제하는 효과가 큰 것을 볼 수 있었다. 이상의 결과에 따르면 FD의 사이토카인 IL-6, TNF-${\alpha}$ 생성 효과는 200 mg/kg B.W. 농도 투여 시 효과적으로 면역 세포와 면역 기관의 주요 기능을 증진시킬 가능성이 있을 것으로 사료된다. 이러한 연구결과를 토대로 앞으로 인삼꽃 발효를 이용한 기능성 사료 개발과 더불어 산업적 측면에서 보다 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. Panax ginseng C.A. Meyer has been used as a traditional medicinal ingredient and the ginseng flower-buds also proved to have good medicinal properties. In this study, in order to enhance immune activities of ginseng flower-bud, the ginseng flower-bud extract was being fermented by Bacillus subtilis KCTC 1022 (BS), Lactobacillus plantarum KCTC3 and Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011 (SC). Mice were orally administered daily for two weeks at two different concentrations (100 and 200 mg/kg B.W.). Treatment samples were water extracts of ginseng flower-buds (FD), water extracts of fermented ginseng flower-buds (FM) and controls for saline solution. Cytokine production (IL-6, TNF-${\alpha}$) either stimulated with LPS or not stimulated with LPS was detected by the ELISA assay when using the cytokine kit. Cytokine was statistically increased at supplemented groups with LPS in both the 100 and the 200 mg/kg B.W. and treatment with FM significantly decreased the LPS-induced TNF-${\alpha}$ and IL-6 production more than the treatment with FD. The results of this study may suggest that supplementation with FM increases the immune function by regulating cytokine production capacity for activated macrophages.

과채류 농축액의 항산화 및 상승효과

정수지(Su Ji Jeong),심희령(Hee Ryung Shim),이지수(Ji-Soo Lee),남희섭(Hee Sop Nam),이현규(Hyeon Gyu Lee) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.2

대표적인 항산화 식품들의 혼합에 따른 항산화 활성의 변화와 가장 우수한 상승작용을 나타내는 복합군 및 그 혼합 비율을 알아보기 위하여, 먼저 항산화 활성이 우수한 과일류 8종(라즈베리, 블랙베리, 블루베리, 아사이베리, 크랜베리, 산머루, 적포도, 아로니아)와 채소류 2종(시금치, 양배추)의 총 페놀함량 및 항산화 활성을 측정하였다. 전체 시료 중 아사이베리가 총 페놀함량이 유의적으로 가장 높았으며 DPPH 라디컬 소거능과 FRAP 환원능 모두에서 가장 유의적으로 높은 활성을 나타냈다. 항산화 상승효과를 알아보기 위하여 총 10종의 시료를 활성 비율 1:1로 혼합한 45군의 복합군의 항산화 활성을 DPPH 라디컬과 FRAP 환원능을 통하여 측정하였다. DPPH 라디컬 소거능 측면에서는 양배추+아사이베리가 가장 높은 상승작용을 나타냈으며 50:50의 활성비율에서 8.7%의 유의적으로 높은 상승효과를 나타냈다. FRAP 환원능에서는 블루베리+크랜베리가 가장 높은 상승작용을 나타냈으며 30:70의 활성비율에서 12%의 유의적으로 높은 상승효과를 나타냈다. 또한 DPPH 라디컬 소거능과 FRAP 환원능 모두에서 상승작용을 나타낸 양배추+적포도 복합군은 활성비율 70:30 (%:%)에서 산출값과 비교했을 때 DPPH 라디컬 소거능과 FRAP 환원능 모두 산출값보다 약 17%와 11%가 증가된 것을 확인할 수 있었다. 이상과 같이 항산화 식품간의 혼합에 의해 항산화 상승효과를 발현시킬 수 있었으며 혼합비율에 따라 상승효과에 유의적인 차이가 나타남을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 항산화 식품들간의 상승작용을 이용한 활성 개선 및 상승작용의 기전 규명을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다. The principal objective of this study was to investigate the antioxidant and synergistic effects of fruit and vegetable concentrates. Ten foods from two categories, including fruits (raspberry, blackberry, blueberry, acai berry, aronia, cranberry, wild berry, and red grape) and vegetables (spinach and cabbage) were combined in pairs. The antioxidant activity of the individual and combined samples was measured using DPPH (2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate) and FRAP (ferric reducing antioxidant power) assays. Synergistic antioxidant activities of the combinations of cabbage and acai berry, and blueberry and cranberry showed the most significant (p<0.05) increase in the DPPH and FRAP assays, respectively. In addition, the combination of cabbage and red grape demonstrated significantly high synergistic interaction in both DPPH and FRAP assays (p<0.05). These results indicate the importance of strategic selection of foods and their composition ratio for maximum synergistic antioxidant activity.

미강 첨가량에 따른 단기숙성 간장의 제조 및 특성 분석

정수지(Su-Ji Jeong),신미진(Mee-Jin Shin),정성엽(Seong-Yeop Jeong),양희종(Hee-Jong Yang),정도연(Do-Youn Jeong) 한국식품영양과학회 2014 한국식품영양과학회지 Vol.43 No.4

미강은 우수한 영양과 기능적 가치를 함유하고 있지만 식미를 떨어뜨리고 저장성이 매우 낮아 효과적인 활용에 어려움을 갖고 있다. 따라서 간장의 원재료인 대두와의 혼합을 통한 다양한 맛 추구와 전분 및 단백 분해력이 높은 균주를 활용해 낱알형태의 콩알메주를 제조해 총 질소 함량의 증가를 통하여 약 12개월의 간장 제조 기간을 약 1개월로 단축하고자 콩알메주와 미강을 5:5, 7:3, 9:1, 10:0의 비율로 25%의 염수에 담구고 발효하면서 특성을 비교하였다. pH의 변화는 발효 0일 평균 pH 5.82에서 2주간 발효 후 pH는 평균 6.01로 큰 변화를 보이지 않았다. 당도는 초기 21~22˚Brix에서 발효가 진행됨에 따라 제조한 간장 모두 30~32˚Brix로 높아졌고, 염도 또한 발효기간 중 모든 실험구에서 20%이하로 일정 수준을 유지하며 큰 변화를 보이지 않았다. 총 질소의 경우 발효 2주차에 1.62%로 9:1과 10:0 비율이 가장 높은 함량을 보여주었고, 아미노태 질소 함량은 비율별실험구에서 48.02~62.95 mg%으로 발효기간에 따라 증가하였으며, 발효 2주 후에는 448.84~625.52 mg%를 나타냈다. 바이오제닉 아민 중 히스타민과 티라민 함량은 앞서 보고된 일반 전통간장(히스타민; 225.9 mg/kg, 티라민; 241.6mg/kg) 및 양조간장(히스타민; 129.8 mg/kg, 티라민; 594.5 mg/kg)에 비해 본 연구에서 제조한 간장이 히스타민 35.85~72.81 mg/kg, 티라민 41.04~75.31 mg/kg으로 적게 함유되어 있는 것을 확인하였다. 총 유리아미노산 함량은 9:1의 비율의 처리구가 8,804.03 mg/kg으로 가장 높았으며, 구수한 맛을 내는 aspartic acid와 glutamic acid의 함량 역시 각각 504.25 mg/kg과 1,262.25 mg/kg으로 높았고, 단맛을 내는 serine과 alanine의 경우에도 각각 49.50mg/kg과 518.75 mg/kg으로 가장 높게 나타났다. 최종적으로 관능평가 결과 총 질소, 아미노태 질소, 바이오제닉 아민, 총 유리아미노산 함량에서 모두 우수한 결과를 보였던 9:1의 비율로 제조한 간장의 기호도가 가장 높게 나타났다. Rice bran contains both excellent nutritional value and functional advantages. Its utilization is limited due to reducing texture and low storage. To satisfy various tastes, Bacillus spp. having high amylase and protease activities were selected. Using the strains, we made whole grain soybean Meju with a reduced manufacturing period by increasing the concentration of total nitrogen. We made soy sauces with mashing ratios of soy bean and rice bran at 10:0, 9:1, 7:3, and 5:5, and then compared their physiochemical properties. After 2 weeks of fermentation, the sugar content increased from 21~22% to 30~32%. However, pH and salinity showed no differences. At a ratio of 9:1, total nitrogen, amino nitrogen content, and total free amino acid contents were the highest at 1.62%, 652.52 mg%, and 8,804.03 mg/kg, respectively, compared to other mashing ratios of soy bean and rice bran. Especially, the contents of aspartic and glutamic acid, which increase delicate flavoring, were higher in our soy sauce compared to those of general traditional soy sauce and brewed soy sauce, which were 504.25 and 1,262.25 mg/kg, respectively. Serine and alanine, which are related to sweet taste, were present at 49.50 and 518.75 mg/kg, respectively, which were the highest among all mixing ratios, at a ratio of 9:1. Compared to general traditional soy sauce and brewed soy sauce, the contents of histamine and tyramine among biogenic amines decreased to 35.85 and 41.04 mg/kg, respectively. Finally, a soy bean and rice bran mixing ratio of 9:1 was determined to be the optimal mixing ratio in the sensory evaluation.

블루베리 효모 발효 분말의 기능성 원료 표준화를 위한 지표성분으로서 Chlorogenic Acid 분석 및 검증

정수지(Su-Ji Jeong),양희종(Hee-Jong Yang),류명선(Myeong Seon Ryu),서지원(Ji Won Seo),정도연(Do-Youn Jeong) 한국식품영양과학회 2019 한국식품영양과학회지 Vol.48 No.10

블루베리 효모 발효 분말의 개별 인정형 건강기능식품 기능성 원료로 개발하기 위하여 지표성분 표준화를 위한 chlorogenic acid의 분석법 설정과 분석법에 대한 벨리데이션을 실시하였다. 벨리데이션에 앞서 chlorogenic acid의 분석을 위한 추출 용매의 농도별 수율을 조사한 결과 50% 에탄올로 추출 시 2,040.14 μg/mL로 가장 우수한 수율을 나타내어 추출 용매의 농도를 확립하였다. Chlorogenic acid의 분석은 1% acetic acid가 첨가된 water와 acetonitrile을 이동상으로 하고 Capcellpak-C18(4.6×150 mm, 5 μm) 컬럼을 사용하여 기울기 용리(gradient elution) 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 분석법에 대한 특이성, 직선성, 정확성과 정밀성 및 회수율을 확인하였다. Chlorogenic acid의 검량선은 상관계수(R<SUP>2</SUP>)가 0.9999로 우수한 직선성을 보였으며, 검출한계와 정량한계는 각각 5.38 μg/mL, 16.32 μg/mL로 나타났다. 시료 농도별 intra-day 및 inter-day 분석에서의 상대표준편차(RSD)는 각각 1.34~2.5%, 0.92~2.17%로 나왔다. 회수율 측정 결과에서는 103.03~103.36%로 나왔으며, RSD는 0.83~1.22%였다. 따라서 HPLC를 이용한 chlorogenic acid의 분석법이 블루베리 효모 발효 분말의 기능성 원료 표준화를 위한 지표성분 분석의 적합한 시험법임을 검증하였다. 또한 본 시험법에 따라 제조 공정별 블루베리 효모 발효 분말 내의 chlorogenic acid 함량을 측정하였으며, 최종 산물인 블루베리 효모 발효 분말의 chlorogenic acid 함량을 세 lot를 3회 분석하였을 때 2,032.66 μg/mL가 나왔으며, RSD 값은 0.58%로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통해 확립한 분석법이 블루베리 효모 발효 분말의 개별인 정형 건강기능식품 기능성 원료 개발을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다. This study validated an analytical method for chlorogenic acid in blueberry yeast fermented powder (BYFP) for standardization as a functional health ingredient. Measurements of the yield according to the concentration of the extraction solvent for analyzing the level chlorogenic acid before validation showed that the extraction yield was highest at 2,040.14 μg/mL when extracted with 50% ethanol. The quantitative determination method of chlorogenic acid was optimized by HPLC analysis using a Capcellpak-C18 column with a gradient elution of 1% acetic acid in water and acetonitrile. This method was validated according to the specificity, linearity, accuracy, precision test, and recovery test. The method showed reliable linearity of the calibration curve with a R2 of 0.9999, and the limit of quantitation and the detection limit were 5.38 μg/mL and 16.32 μg/mL, respectively. The relative standard deviation (RSD) from the intra- and inter-day precision according to the chlorogenic acid concentration ranged from 1.34 to 2.5% and 0.92 to 2.17%, respectively. The recovery test ranged from 103.03% to 103.36% with RSD values from 0.83 to 1.22%. Therefore, chlorogenic acid as a marker compound in BYFP was analyzed. The amount of chlorogenic acid in BYFP was approximately 2,032.66 μg/mL after triplicate analysis, and the RSD was 0.58% using the validated method. These results suggest that the method is very useful for evaluating the marker compounds in BYFP to develop a health functional food material.

프로바이오틱 Lactobacillus brevis SBB07의 균체량 증가를 위한 배양 조건 최적화

정수지(Su-Ji Jeong),양희종(Hee-Jong Yang),류명선(Myeong Seon Ryu),서지원(Ji Won Seo),정성엽(Seong-Yeop Jeong),정도연(Do-Youn Jeong) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.5

본 연구는 전보의 블루베리로부터 분리하여 프로바이오틱스 특성이 우수한 Lactobacillus brevis SBB07의 기능성에 관한 연구에 이어, 산업적 적용을 위한 배양 시간, 배양용 배지의 성분 및 농도, 초기 pH, 배양 온도의 영향 등을 조사하였다. SBB07의 균체량 증진을 위한 배지 최적화를 수행하였고 이를 위해 통계적 방법인 Plackett-Burman design (PBD)와 central composite design (CCD)를 이용하여 배지의 성분 및 최적 농도를 확인하였다. PBD의 경우 탄소원 7종, 질소원 6종, 기타 미량 원소 6종을 이용 총 19가지 요소를 적용하였으며, 이 중 protease peptone, corn steep powder (CSP), yeast extract가 SBB07의 균성장에 중요 인자로 확인하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자를 CCD에 적용하였으며 이를 통해 균체 성장을 위한 최적 농도로 protease peptone 2.0%, CSP 2.5%, yeast extract 2.0%로 이때 최대 균체량은 2.93963 g/l가 예측되었다. 모델의 검증 실험을 통해 예측 모델과 실제 결과가 동일함을 확인하였으며, 확립된 최적 배지를 사용하여 배양 온도 및 초기 pH에 따른 영향을 조사한 결과 기본배양조건과 비교하였을 때 37℃, 초기 pH 8.0에서 균체량이 2.2933±0.0601 g/l에서 3.85±0.0265 g/l로 약 1.68배 증가함을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 프로바이오틱스 소재로서 우수한 기능성을 갖는 L. brevis SBB07의 배양 조건 확립을 통해 향후 소재의 산업화를 위한 기반을 확립하였다. We recently reported the potential probiotic properties of Lactobacillus brevis SBB07 isolated from blueberries. The present study investigates the effect of culture conditions such as temperature, initial pH, culture time, and medium constituent for industrial application. The ingredients of the medium to improve cell growth were selected by Plackett-Burman design (PBD) and central composite design (CCD) within a desirable range. The PBD was applied with 19 factors: seven carbon sources, six nitrogen sources, and six microelements. Protease peptone, corn steep powder (CSP), and yeast extract were found to be significant factors for the growth of SBB07. The CCD was then applied with three variables found from the PBD at five levels, and the optimum values were decided for the three variables: protease peptone, CSP, and yeast extract. In the case of the growth of SBB07, the proposed optimal media contained 2.0% protease peptone, 2.5% CSP, and 2.0% yeast extract, and the maximum dried-cell weight was predicted to be 2.93963 g/l. By the model verification, it was confirmed that the predicted and actual results are similar. Finally, the study investigated the effects of incubation temperature and initial pH at the optimized medium. It was confirmed that the dried-cell weight increased from 2.2933±0.0601 g/l to 3.85±0.0265 g/l when compared to the basal medium at 37℃ and initial pH 8.0. Establishing the optimal culture condition for SBB07 provides good potential for applications in probiotics and can serve as the foundation for the industrialization of materials.

컵라면 이미지의 상징화 연구: 구의역과 태안화력 사고에 대한 퍼스 기호학적 분석

정수지(Su-Ji Jeong),손병우(Byung Woo Sohn) 충남대학교 사회과학연구소 2023 사회과학연구 Vol.34 No.1

열풍건조 삼채의 분획별 미백 및 항산화 활성에 관한 연구

정수지(Su-Ji Jeong),김경희(Kyoung-Hee Kim),육홍선(Hong-Sun Yook) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.6

열풍건조 삼채 잎 및 뿌리 부분의 메탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성을 측정하고, 미백 활성을 측정하여 삼채의 생리활성 효과와 화장품원료 등의 기능성 소재로의 활용 가능성을 조사하였다. 열풍건조 삼채 잎 및 뿌리 부분의 총 폴리페놀 함량은 뿌리의 ethyl acetate 분획물에서 171.07±7.55 mg/g GAE로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성 측정 결과 잎과 뿌리 부분 모두 ethyl acetate 분획물에서 높은 활성을 나타내었다. 미백 활성 측정 결과 잎 부분의 n-hexane 분획물에서 tyrosinase 저해 활성은 2 mg/mL의 농도에서 53.51±2.55%로 높은 활성을 나타내었으며 melanin 생성 억제 효과도 52.22%의 멜라닌 생성으로 양성대조군으로 쓰인 알부틴의 65.82%보다도 더 높은 멜라닌 생성 억제 효과를 나타내었다. 이상의 연구 결과로 삼채의 메탄올 추출물 및 용매 분획물은 항산화 활성을 가지고 있고, tyrosinase 저해 활성 및 melanin 생성억제 효과를 나타내어 건강기능식품 및 화장품 관련 제품으로서의 개발 가능성이 있음을 확인하였다. The study analyzed the antioxidant and whitening activities of fractions from hot-air-dried Allium hookeri (HADAH). The total polyphenol contents in fractions from HADAH extract showed the highest value (171.07±7.55mg/g GAE) in ethyl acetate fraction of roots. Antioxidant activities of leaf and root parts were significantly higher in the ethyl acetate fraction. HADAH showed higher whitening activity (n-hexane fraction of leaf; 52.22% melanin production) than arbutin (65.82% melanin production), which is known as a whitening ingredient. These results suggest that HADAH extracts can be used as antioxidant and whitening materials. Thus, study of HADAH extracts showing effective whitening and physiological activities can provide efficient data for industrial use of Allium hookeri.

발효유 스타터로 활용하기 위한 장 부착능이 우수한 프로바이오틱스 균주의 선별 및 특성 분석

정수지(Su-Ji Jeong),양희종(Hee-Jong Yang),류명선(Myeong Seon Ryu),서지원(Ji Won Seo),정도연(Do-Youn Jeong) 한국식품저장유통학회 2021 한국식품저장유통학회지 Vol.28 No.1

순창 전통 메주 유래 Lactobacillus brevis SCML 432의 특성 및 통계학적 방법을 활용한 배양 조건 최적화

서지원(Ji Won Seo),양희종(Hee-Jong Yang),정수지(Su-Ji Jeong),류명선(Myeong Seon Ryu),하광수(Gwangsu Ha),정성엽(Seong-Yeop Jeong),정도연(Do-Youn Jeong) 한국식품저장유통학회 2018 한국식품저장유통학회지 Vol.25 No.3