버섯의 안정적 생산을 위한 최적배지의 개발

갈상완,이상원,Gal, Sang-Wan,Lee, Sang-Won 한국응용생명화학회 2002 한국농화학회지 Vol.45 No.2

세균성 갈색무늬병과 푸른곰팡이 병에 길항력을 갖는 느타리버섯배지를 개발하기 위해서 자연계로부터 항균 미생물을 순수분리하였다. 분리균주가 생산하는 섬유성분해 효소 및 전분분해 효소의 활성을 검토한 결과 SD-1, 10, 11 및 16균주는 carboxy methyl cellulase(CMCase) 활성이 높았고, SD-4, 10, 14 및 15균주는 glucoamylase활성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 이들 분리 균주는 carboxy methyl cellulose(CMC) 및 전분 함유 평판배지에서 뚜렷한 clear zone을 형성하였다. 병원성균에 대한 항균력을 검토한 결과 SD-10과 SD-11은 Pseudomonas tolaasii ATCC-14340 및 P. tolaasii ATCC-51312의 병원균에 강한 길항작용을 나타내었고, SD-1, SD-10및 SD-ll은 푸른곰팡이 병을 유발하는 Trichoderma virence와 T. harzianum에 강한 길항작용을 나타내었다. 분리균과 버섯 균사체와의 생육관계를 검토한 결과 SD-1은 Pleurotus ostreatus ASI-2042에, SD-15는 Pleurotus ostreatus ASI-2180에 약간의 생육저해를 일으킬 뿐 다른 분리균주들은 전혀 버섯균사체의 생육에 영향을 미치지 못하였다. 분리균주의 최적생육온도는 $30{\sim}35^{\circ}C$이었고, 생육가능온도 범위는 $15^{\circ}C{\sim}55^{\circ}C$로 매우 넓었다. 분리균 중에서 SD-1, 10 및 11균주를 느타리버섯 재배현장에 적용시켰을 때 대조구에 비하여 분리균을 접종한 시험구에서는 느타리버섯의 균사 및 자실체의 성장이 매우 균일하고 버섯의 품질이 우수하였다. 그리고 분리균 중에서 SD-10과 11을 균체지방산 조성을 검토한 결과 Bacillus sp.과 아주 유사하였다. 수자원의 절약과 하천수량의 증대에도 기여할 수 있을 것이다. (2.21%), 그리고 열매에서는 ${\alpha}-pinene$ (20.24%) > 1,8-cineole (11.47%) > ${\beta}-pinene$ (9.79%) > u-terpineol (7.08%) > sabinene (3.68%) limonene (2.77%)의 순서로 조성비율이 높았다. 전반적으로 순비기나무의 잎과 열매에서 분리한 정유에서는 monoterpene류의 조성비율이 높았으나 꽃과 줄기에서는 잎이나 열매에 비해 sesquitepene류, diterpene류 이외에도 구조를 동정하지 못하였으나 diterpene류 일 것으로 예상되는 분자량이 비교적 큰 성분들의 조성비율이 높았다.에서는 TA98 균주에서 $(100{\mu}g/plate)$의 시료농도에서는 부탄올 분획물이 89.92%로 가장 높은 억제효과를 보였으며 TA100 균주에서는 메탄올 추출물이 77.47%로 가장 높은 억제효과를 나타내었다. 암세포주(A549, Hep3B, MCF-7)에 대한 씀바귀 뿌리추출물의 세포독성을 알아보기 위하여 실험한 결과, 페암세포주인 A549세포에서는 에칠아세테이트 분획물$(250{\mu}g/ml)$이 91.67%로 가장 높은 억제효과를 나타내었고, 간암세포주인 Hep3B에서는 에칠아세테이트 분획물 $(500{\mu}g/ml)$이 75.01%로 가장 높은 억제효과를 나타냈으며, 유방암 세포주인 MCF-7에서도 에칠아세테이트 분획물$(500{\mu}g/ml)$이 84%로 가장 높은 억제효과를 보였다. 정상 간세포주인 293에 대하여 시료농도에 따른 세포독성 효과를 나타낸 것으로 $(500{\mu}g/ml)$ 시료 첨가시 암세포에 대하여 대부분 50% 전후(물 분획물 제외)의 Several antagonistic bacteria, SD-1, 4, 10, 11, 14, 15, and 16, which have strong CMCase and amylase activities, were isolated from the fermented mushroom media. Among them, SD-1, 10, 11, and 15 have strong antibacterial activities against the mushroom pathogenic bacteria Pseudomonas sp., and SD-1, 10, 11, 14, and 16 have strong antifungal activities against the mushroom pathogenic fungi, Trichoderma sp. SD-14, 15, and 16 did not inhibit the growth of mushroom Pleurotus eryngii ASI-2302, and Pleurotus ostreatus ASI-2042 and ASI-2180. When the culture broth mixture of the seven bacterial strains was applied to the mushroom media, the growths of pathogens, Pseudomonas sp. and Trichoderma sp., were inhibited.

버섯의 안정적 생산을 위한 최적배지의 개발

갈상완(Sang Wan Gal),이상원(Sang Won Lee) 한국응용생명화학회 2002 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.45 No.2

Several antagonistic bacteria, SD-1,4,10,11,14,15,and 16, which have strong CMCase and amylase activities, were isolated from the fermented mushroom media. Among them, SD-1, 10,11 and 15 have strong antibacterial activities against the mushroom pathogenic bacteria, Pseudomonas sp., and SD-1, 10, 11, 14, and 16 have strong antifungal activities agaunst the mushroom pathogdnic fungi, Trichoderma sp. SD-14, 15 and 16 did not inhibit the growth of mushroom Pleurotus eryngii ASI-2302. and Pleurotus ostreatus ASI-2042 ane ASI-2180. When the culture broth mixture of the seven bacterial strains was applied to the mushroom media, the growths of pathogens, Pseudomonas sp. and Trichoderma sp., were inhibited.

Antioxidant Properties of Peptides Extracted from Tenebrio molitor Larvae

Sam Woong Kim(김삼웅),Sang Wan Gal(갈상완),Won-Jae Chi(지원재),Woo Young Bang(방우영),So Jeong Park(박소정),Tae Wan Kim(김태완),Kyu Ho Bang(방규호) 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.5

본 연구는 기능성 식품의 개발을 위해 갈색거저리 유충 유래 추출물에서 새로운 생리활성 펩타이드를 확인하는 것이다. 동결건조된 T. molitor 유충에서 다양한 용매로 시간에 따라 추출하였다. T. molitor 유충추출 결과 물 추출물에서 5시간과 10시간에서 총 단백질과 고형분 함량당 각각 가장 높은 2,2,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 활성을 보였다. 물 추출물을 메탄올 농도에 따라 분획하였을 때, 높은 메탄올 농도는 상등액 중에 고분자량 단백질의 수준을 감소시키는 반면, 상등액의 DPPH 활성 수준을 증가시켜 저분자량 펩타이드가 항산화 활성을 매개하는 것으로 나타났다. 유기용매 분배에서 부탄올을 제외한 유기용매 분배에서 물층에서 유사한 활성을 보였다. 유기용매분획물을 열처리 후 활성이 28~44% 감소하여 열에 대한 불안정한 성분이 존재하는 것으로 추정되었다. 물 추출물에 프로테아제 K를 첨가하면 DPPH활성이 10~20% 증가하여 전체 단백질에서 방출되는 펩타이드가 항산화 활성을 부분적으로 증가시켰음을 알 수 있다. 그러므로, T. molitor 유충 추출물은 항산화제로써 기능을 수행할 수 있는 물질이 존재하는 것으로 제의할 수 있다. The goal of this study was to identify new bioactive peptides in extracts derived from Tenebrio molitor (T. molitor) larvae for the development of functional foods. After extraction from freeze-dried T. molitor larvae with various solvents on time course, the extracts showed the highest 2,2,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) scavenging activity at 5 and 10 hr per total protein and solid contents, respectively. When the water extract was fractionated, a high methanol concentration led to a reduced level of high-molecular-weight proteins in the centrifugal supernatant, whereas increased DPPH activity in the supernatants suggests low-molecular-weight peptides may mediate antioxidant activity in the supernatant. Most of the organic solvent partitions, excluding butanol, showed similar activities in the water phases, and the organic solvent partition fraction exhibited a 28~44% decrease in activity following heat treatment, implying that some components in the fraction become unstable in the presence of heat. The addition of proteinase K to the water extract increased DPPH activity by 10~20%, suggesting that peptides, when released from total proteins, partially increase antioxidant activity. Therefore, we suggest that the antioxidants in T. molitor larval extracts make them a potential source of functional animal food.

Bacillus sp. HJ 57에 의한 버섯 병원균주의 생육억제

Kwon-Il Seo(서권일),Sang-Won Gal(갈상완),Sung-Tae Yee(이성태),Kyung-Wuk Park(박경욱),Sang-Won Lee(이상원) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.6

발효된 버섯배지 및 부엽토 등으로부터 80여 종의 균주를 1차 분리하여 CMCase, amylase 및 protease활성이 높고 버섯질병균주에 대한 항균활성이 높으면서 표고버섯 및 팽이버섯의 생육에는 전혀 영향을 미치지 않는 HJ-57 항균미생물을 최종 분리균주로 선정하였다. 최종 선정한 HJ-57 항균미생물을 동정한 결과 Bacillus sp. HJ-57로 밝혀졌으며, 배양을 위한 배지의 초기 pH는 pH 7, 배양온도는 35℃가 최적인 것으로 나타났다. Bacillus sp. HJ-57균주는 12 hr 배양하였을 때는 약간의 항균활성을 나타내었지만, 배양 36~48 hr 배양하였을 때는 비교적 높은 항균활성을 나타내었다. Bacillus sp. HJ-57 항균미생물은 팽이버섯 재배농가에서 사용하는 콘코프 함유배지상에서도 버섯질병균주인 세균 및 곰팡이에 대하여 매우 높은 항균활성을 나타내었다. Approximately 80 species of bacteria were isolated from the fermented mushroom first and the HJ-57 antibacterial micro-organism was selected to the final isolation bacteria. It has a high degree of CMCase, amylase, and protease activity as well as high antibacterial activity against mushroom pathogenic bacteria without affecting the growth and development of Flammulina velutipes and Lentinus edodes mushrooms. The finally selected HJ-57 antibacterial micro-organism was identified as Bacillus sp. HJ-57. The initial pH for culture was pH7 and its optimum culture temperature was 35 ℃. The antibacterial material produced by Bacillus sp. HJ-57 showed a little antibacterial activity even in the 12 hr of culture, but showed the highest antibacterial activity in the 36~48 hr of culture. The HJ-57 antibacterial micro-organism also showed a high antibacterial activity against mushroom pathogenic bacteria and molds in the corn cob contained culture medium is used in Flammulina velutipes cultivators.

매실 첨가 대봉감 발효 숙성주의 이화학적 특성

조광근(Kwang Keun Cho),갈상완(Sang Won Gal),이상원(Sang-Won Lee) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.11

대봉감과 매실의 소비를 촉진시키고 지역특산품을 개발할 목적으로 매실첨가 대봉감 발효주의 개발을 행하였다. 발효시간이 경과함에 따라 알코올 함량의 증가와 °Brix 당도의 감소는 급격하게 일어났다. 발효 2일째부터 CO₂의 발생과 함께 대봉감 과피 및 과육 고형물 등이 서로 엉켜 발효용기의 상층부로 부상하였다. 이러한 현상은 발효 4~5일째까지 유지되어 발효 5일째에 에탄올 함량은 11.4%, 당도는 9.8 °Brix를 나타내었다. 대봉감 발효 시의 최적 매실 첨가량은 6~9%(w/w)로 나타났다. 발효주를 5℃, 60일 동안 저장하면서 숙성기간이 pH 및 에탄올 함량변화에 미치는 영향을 검토한 결과 모두 큰 변화는 없었다. 환원당 함량은 숙성이 진행됨에 따라 대조구와 매실 첨가구 모두 천천히 감소하여 숙성 8주째에 각각 10.4와 9.8 mg/ml를 나타내었다. 총산 함량은 숙성초기 0.79~0.81%를 나타내었으나 숙성 2주째에는 0.84~0.86%로 약간 증가하였다. 관능검사 결과 신맛, 단맛 및 향기 등은 대조구보다 매실첨가 시험구에서 약간 높게 나타났다. The purpose of this study was to prepare Daebong persimmon-fermented liquor supplemented with Prunus mume fruit to promote the consumption of Daebong persimmon and to develop local specialties. As fermentation progressed, the alcohol content rapidly increased, whereas the sugar content decreased. With the production of CO₂ from the second day of fermentation, the epidermis and flesh solids of the Daebong persimmons began mixing together and rose to the surface of the fermentation container. This phenomenon continued until the fourth and fifth days of fermentation; on the fifth day, the ethanol and sugar contents were 11.4% and 9.8°Brix, respectively. A concentration of 6 to 9% (w/w) P. mume fruit was found to be the optimal amount during Daebong persimmon fermentation. When the fermented liquor was stored for 60 days at 5℃, the pH and ethanol content showed no significant change during the aging period. As aging progressed, the content of sugar slowly decreased in both the control sample and in the one to which P. mume was added, showing 9.8 and 10.4 mg/ml at the eighth week post-aging, respectively. The total acid content was 0.79~0.81% at the beginning of aging but slightly increased to 0.84~0.86% in the second week of aging. As a result of the sensory test, the sour taste, sweetness, and flavor were slightly stronger in the P. mume fruit group than in the control group.

지리오갈피의 이화학적 분석

김명석(Myung-Suk Kim),성찬기(Chan-Ki Sung),김홍출(Hong-Chul Kim),갈상완(Sang-Wan Gal),이상원(Sang-Won Lee) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.12

지리오갈피(Acanthopanax chilsanensis)를 이용한 지역특산품을 개발할 목적으로 먼저 지리오갈피 뿌리, 줄기 및 열매 자체에 대한 이화학적 성분분석을 행하였다. 지리오갈피의 일반성분을 분석한 결과 뿌리, 줄기 및 열매의 조지방은 각각 2.09, 2.51 및 7.94%이었으며, 조단백질은 11.50, 7.18 및 10.17%로 나타났다. 그리고 조회분은 각각 11.07, 6.85 및 6.38%로 뿌리 중의 조회분이 줄기와 열매 중의 조회분 보다 약간 높게 나타났다. 환원당은 각각 18.90, 10.70 및 24.05 g/100 g으로 측정되었다. 색도를 측정한 결과 명도(L)는 줄기가, 적색도(a)는 열매가, 그리고 황색도(b)는 뿌리가 높은 것으로 나타났다. 유리당은 뿌리, 줄기, 열매 모두 fructose, glucose 및 sucrose의 순으로 높게 나타났다. Acanthoside-D 함량은 줄기(18.95 ㎎/100 g), 뿌리(8.10 ㎎/100 g) 및 열매(2.85 ㎎/100 g)의 순으로 높게 나타났다. 유리아미노산은 줄기가 955.26 ㎎/100 g으로 뿌리보다는 4.5배, 열매보다는 8.5배 높게 검출되었다. 향기성분 중에서는 α-pinene, β-pinene, 3-carene 및 D-limonene 등과 같은 천연향기 성분이 동정되었다. This study was conducted to investigate the physicochemical compositions in the root, stem and fruit of A. chilsanensis. The contents of crude fat were 2.09, 2.51 and 7.94%, and crude proteins were 11.50%, 7.18% and 10.17%, respectively. Crude ash levels were 11.07, 6.85 and 6.38%, respectively, and it was higher in root than stem or fruit. The contents of reducing sugar were 18.90, 10.70 and 24.05 g/100 g in the root, stem and fruit of A. chilsanensis. As a result of color measurement, L value (lightness) of stem, a value (redness) of fruit and b value (yellowness) of root were high, respectively. The content of free sugar was high in all root, stem and fruit, in order of fructose, glucose and sucrose. Acanthoside-D, the main factor of A. chilsanensis, was 18.95 ㎎/100 g in stem, 8.10 ㎎/100 g in root and 2.85 ㎎100 g in fruit. Free amino acid in stem was 955.26 ㎎/100 g, which was 4.5 times higher than in stem and 8.5 times higher than in fruit. Natural aromas were identified by GC/GC-MS. Natural aromas such as α-pinene, β-pinene, 3-carene and D-limonene were detected in A. chilsanensis.

Antitumor Sterol Isolated from the Fruiting Body of Pleurotus eryngii

이영훈,박기훈,이병원,조용운,최영주,갈상완,Lee Young-Hoon,Park Ki-Hun,Lee Byong-Won,Cho Yong-Un,Choi Young-Ju,Gal Sang-Wan Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.2

새송이버섯으로부터 활성추적법으로 항암활성이 있는 물질인 에르고스테롤 프록사이드를 분리하였다. 이 스테롤의 구조는 분광법과 NMR법으로 확인하였으며 분자식은 $C_{28}H_{44}O_3$이었다. 폐암과 난소암에 $IC_{50}$값은 각각 $7{\mu}M$과 $14{\mu}M$이었다. DNA단편화 실험에서 이 화합물은 암세포의 chromosimal DNA 를 사닥다리모양으로 분해하였고, 세포 분열주기의 억제실험에서 G1단계를 억제함을 관찰하였다. Activity-guided fractionations led to the isolation of antitumor compound, ergosterol peroxide ($5{\alpha},\;8{\alpha}-epideoxy-24(R)-methylcholesta-6,\;22-dien-3{\beta}-ol$) from the fruiting body of Pleuratus eryngii that was cultivated artificially. This sterol structure was established by using spectroscopic methods ($^1H\;and\;^{13}C$ nuclear magnetic resonance and high resolution mass spectra). The purified compound showed a molecular formular of $C_{28}H_{44}O_3$ displaying characteristic features of epidioxy sterols. The 50% inhibitory concentrations ($IC_{50}$) of ergosterol peroxide against human lung cancer cell line (A549) and human ovarian cell line (SK-OV3) were $7{\mu}M\;and\;14{\mu}M$, respectively. In the DNA fragmentation assay, the compound showed the programmed cell death causing the chromosomal DNA fragmentation. It reveals that ergosterol peroxide arrests G1 phase of the cell division cycle.

포도와 오이즙액을 이용한 동충하초(Paecilomyces japonica) 균사체 배양액의 미백효과

이영훈,박상상,이상원,이성호,박기훈,최영주,갈상완,Lee, Young-Hoon,Park, Sang-Sang,Lee, Sang-Won,Lee, Sung-Ho,Park, Ki-Hoon,Choi, Young-Ju,Gal, Sang-Wan 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.5

포도와 오이즙액에 동충하초 균사체 배양액의 미백화장품 원료로서의 이용가능성을 조사하였다. B16BL6 mouse melanoma cell에 동충하초 균사체 배양액을 배양기간 및 농도별로 처리했을 때, 15일 동안의 배양조건과 $50\;{\mu}l/ml$ (5%)의 농도로 처리하였을 때 멜라닌 생성억제 효과가 가장 높은 것을 확인하였다. In vitro tyrosinase 활성억제효과에서는 포도와 오이즙액에 동충하초 균사체 배양액을 10% 농도로 첨가시 50%의 멜라닌 생성 억제율을 보였으며, 30% 농도에서는 100% 억제를 확인하였다. 결과적으로 포도와 오이즙액에 동충하초 균사체 배양액은 멜라닌 생성의 주 효소인 tyrosinase의 작용을 억제함으로써 미백 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 세포독성실험에서 포도, 오이즙액과 그 즙액에 동충하초 균사체 배양액을 각각의 농도로 B16BL6 mouse melanoma cell에 처리 한 결과 포도, 오이즙액의 5% 처리 시에는 50% 사멸, 9% 이상에서는 100% 세포가 사멸하는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 포도, 오이즙액에 동충하초 균사체를 배양한 배양액은 20% 까지 처리 시에도 세포독성이 나타나지 않는 것을 확인 하였다. 따라서 포도와 오이즙액에 동충하초 균사체를 배양한 배양액은 세포 독성이 없으며, 미백 효과가 뛰어난 것으로 미백화장품 원료로서 사용가능함을 확인하였다. This study was carried out to investigate the whitening effect of mycelial culture broth of P. japonica in the mixture of cucumber and grape extracts. In the inhibition test of melanin biosynthesis of melanoma cell, B16BL6, the culture broth of P. japonica more then $50\;{\mu}l/ml$ (5%) concentration inhibited the melanin biosynthesis of the cell entirely without cytotoxicity. More then 10 days incubation of P. japonica in the mixture was required to have the inhibition activity. In vitro inhibition test of melanin biosynthesis of the culture broth of P. japonica was investigated in the concentration dependent manner of 10% to 50%. 30% concentration of the culture broth inhibited completely tyrosinase activity. In the cytotoxicity test, cucumber and grape extract itself has a strong cytotoxicity to the melanoma cell, B16Bl6. The value of $IC_{50}$ of the cucumber and grape extracts against the melanoma cells was 5% concentration. However, the culture broth of P. japonica incubated in the cucumber and grape extracts did not show the cytotoxcity up to 20% against melanoma cell, B16BL6. Therefore, we concluded that the culture broth of P. japonica in the mixture of cucumber and grape extracts can be used as a whitening cosmetic resource.

혈전용해효소의 경구투여에 의한 생체 내 작용

이영훈(Young-Hoon Lee),이성호(Sung-Ho Lee),박기훈(Ki-Hoon Park),최영주(Young-Ju Choi),이상원(Sang-Won Lee),김철호(Cheol-Ho Kim),조수정(Soo-Jeong Cho),갈상완(Sang-Wan Gal) 한국생물공학회 2006 KSBB Journal Vol.21 No.6

유아분변으로부터 분리한 Lactobacillus rhamonosus GG-4의 생균제적 특성

Jin Hae Kang(강진혜),Dae Hwan Kim(김대환),Sang Won Lee(이상원),Hong Chul Kim(김홍출),Young Un Cho(조용운),Sang Wan Gal(갈상완) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.12

생균제 개발을 위하여 한 종류의 유산균을 유아 분변으로부터 분리하였다. 이 세균을 16s rDNA 염기서열 분석을 통하여 확인해 본 결과 Lactobacillus rhamnosus로 동정되었다. 이 유산균은 호기성 조건에서도 잘 자라는 통성 혐기성 세균이었다. 이 유산균은 MRS 배지에 48 시간 액체 배양하였을 때 배양액의 pH를 2.4까지 낮추는 것을 확인 하였다. 이 유산균은 6 종의 병원성 세균, L. monocytogenes, S. aureus, P. aeruginosa, V. parahaemolyticus, S. typhimurium, and E. coli O157의 생육을 저해하는 것을 확인하였다. 이 유산균을 시판 중인 닭 사료에 섞어 먹인 후 분변의 악취를 조사하였을 때, 분변의 악취 중 약 80 %를 차지하는 황화수소는 대조구 보다 50 %가 감소하였고, 암모니아는 상대적으로 함유된 양은 적었지만 대조구 보다 70 %가 감소하였음을 확인할 수 있었다. 유산균 급이구와 대조구의 외형은 변화가 없었으며, 달걀 무게에 있어서 먹인 닭의 달걀이 평균 5 g 정도 무거워진 것을 확인 할 수 있었다. To develop probiotics, a kind of Lactobacillus sp. was isolated from infant feces. The bacterium was identified as Lactobacillus rhamnosus through 16S rDNA sequence analysis. The strain was a facultative anaerobe which grew better in aerobic conditions. The bacterium lowered the pH of the culture solution down to 2.4 during 48 hr in the MRS medium. The strain inhibited the growth of 6 pathogens - S. aureus, L. monocytogens, S. typhimurium, E. coli O-157, V. parahaemolyticus and P. aeruginosa. When the Lactobacillus were fed to chickens, along with commercial feed, for one month, amounts of H₂S and NH₃ in the feces of the chicken decreased to 50% and 70%, respectively, compared to those of control group chickens. Amounts of other bad smells such as (CH₃)SH, (CH₃)₂S and (CH₃)₂S₂ were not much different in the Lactobacillus-fed chickens compared to the control group. On the other hand, egg weights of the chickens fed Lactobacillus were higher by about 5±1 g than those in the control group.