쇠비름 抽出物의 抗突然變異原性 및 抗癌效果에 관한 硏究

최근표 江原大學校 大學院 1996 국내석사

This study was carried out to investigate the antimutagenic and anticancer effects of Poturacu oleracea L.. and it was extracted ehtanol and water, and then ethanol extract was futher fractionated to diethyl ether, chloroform, ethylacetate, buthanol and water. Methods used in this experiment were well-known bacterial short term tests which include SOS Chromotest and Ames test, and MTT method. The results are as follows; 1. In SOS Chromotest, Poturaca oleracea L.. extract did not showed mutagenicity. In the antimutagenicity using SOS chromotest, most of the samples showed strong antimutagenic effects by the inhibition of the SOS-inducing function induced by two positive chemical mutagens (MNNG, 4NQO) as increasing in concentration of samples. 2. In Ames test, all samples did not show muotagenicity and most of the samples except hot-water extract showed strong antimutagenic effects against mutations induced by B( α )P, 4NQO, MNNG and Trp-p-1. 3. To elucidate the antimutagenic mechanism of ethanol extract and fractions, it was mixed and co-incubated with various mutagen, S-9 mix, and the bacteria with different experimental orders and different reaction. The ethanol extract did not affect reversion rate of pre-mutated Salmonella typhimurium and reduced the mutation, showing strong desmutagenic activity. 4. The inhibitory effect of various extracts from Porturaca oleracea L. on human carcinoma cell were studied. For anticancer test, diethyl ether fraction exhibited the greatest activity against human hepatocellular carcinoma cell(Hep 3B).

김치의 (항)돌연변이원성과 유산균에 의한 아질산염 소거

오창경 濟州大學校 大學院 1997 국내박사

김치 분리 유산균을 여러 온도조건에서 배양하는 중에 Lactobacilli MRS 액체배지에서 아질산염의 소모, 김치 숙성 중 nitrosamine이 함량 변화, Salmonella typhimurium TA100과 S. typhumurium TA98의 streyptomycin 의존성 SD510을 사용하여 김치와 김치재료로부터 온 증류수와 에탄올 추출물의 (항)돌연변이원성을 연구하였다. 1. 김치에서 20종의 유산균을 분리하여 생리적 특성을 확인한 결과, 6종은 Lactobacillus sake, 14종은 Leuconostoc mesenteroides로 동정되었다. 2. 150㎍/㎖의 아질산염 소거 효과는 10℃에서는 40% 미만으로 낮은 반면, 고온에서는 상당히 높았다. 배양 온도의 증가에 따라 단기간에 비슷한 소거 효과를 나타내어싸 즉, 25℃에서는 배양 3일 후에 77∼91.7%, 30과 35℃에서는 배양 2일에 82.8∼94.0%이었다. 특히 LAB-D는 15℃ 이상에서 아질산염 소모 효과가 가장 높았다. LAB-D를 제외한 다른 김치 분리 유산균은 KCTC 균주들과 비슷한 효과를 나타내었나, 저으로 갈수록 KCTC 균주들에 비하여 낮아지는 경향을 보였다. 3. 250㎍/㎖의 아질산염에 대한 소거 효과는 시험된 모든 온도 영역에서 L. Plantarum, L. sake, L. mesenteroides 순서로 높았고, 고온으로 갈수록 높았다. 특히 L. plantarum 균주들은 각 온도에서 배양 초기에 아질산염을 대부분 소거하였다. 30℃에서 L. plantarum CTFM0103은 고농도의 아질산엄에 대해서도 효과적으로 소거하여, 하루 내지 이틀만에 대부분의 아질산염을 소거시켰다. 4. 김치 발효 중 13종의 미확인 nitrosamine이 검출되었으나, 식품에서 흔히 발견되는 NDMA나 NDEA은 검출되지 않았다. 이들은 주로 배추에서, 일부 멸치 젓갈에서 유래되었다. 김치 발효 초기에는 모든 nitrosamine들이 감소되었으며, 발효 말기에는 일부 nitrosamine이 미량 증가되었다. 5. 살균 방법이 시료의 돌연변이원성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 spot test에 의하여 항동연변이원성을 검정한 결과, SD510에서는 고압중기멸균을 한 경우가 여과한 경우보다 높았으며, 특히 김치와 마늘의 증류수 추출물은 고압살균으로 인한 영향이 컸다. 반면, TA100에서는 고압살균을 하는 경우 에탄올 추출물의 돌연변이원성을 감소시키는 영향이 있었으나, 새우젓과 멸치젓 추출물은 돌연변이원성을 촉진시켰다. 6. 김치 재료에 의해 유도되는 돌연변이원성은 김치, 마늘, ㅅ우젓 및 멸치젓의 증류수와 에탄올 추출물에서 돌연변이원성이 인정되었으며, 증류수 추출물이 에탄올 추출뭉레 비하여 돌연변이원성이 높았다. 특히 수산발효식품인 새우젓과 명치젓 추출물은 다른 것과 비하여 높았다. 7. 김치 재료 추출물이 4NQO에 대한 (항)돌연변이원서을 시험한 결과, SD510에서 고춧가루와 마늘 추출물이 억제 효과가 높았으나, 새우젓, 멸치젓, 김치 추출물은 촉진시켰으며, 배추와 생강 추출물은 저해나 촉진 효과가 없었다. 반면, TA100에서는 고춧가루 추출물을 제외한 모든 시료가 돌연변이원성을 촉진하였으며, 특히 배추 추출물에서 높게 촉진하였다. 전반적으로 증류수 추출물이 에탄올 추출물에 비해 높은 돌연변이원성이 나타내는 것으로 보아 김치 재료 추출물에의 돌연변이원성을 촉진하는 물질은 수용성 성분으로 추정되었다. Depletion of nitrite during incubation of lactic acid bacteria isolated from Kimchi into Lactobacilli MRS broth at various temperatures, changes in nitrosamines during Kimchi fermentation, and antimutagenic and mutagenic activities against distilled water and ethyl alcohol extracts from Kimchi and its ingredients in Salmonella typhimurium TA100 and streptomycin-dependent SD510 from S. typhimurium TA98 were investigated. 1. Twenty species of lactic acid bacteria were isolated from Kimchi - six species were identified as Lactobacillus sake, and 14 species as Leuconostoc mesenteroides. 2. Depletion of nitrite was less than 40% at incubation temperature of 10℃ or lower, while increased remarkably at higher temperatures. Incubation time with the similar effect of depletion was reduced as temperature increased. Percentage of 77.7∼91.7 was depleted after 3 days of incubation at 25℃, and 82.8∼94.0% was after 2 days of incubation at 30 and 36℃. LAB-D showed the highest effect of depletion at 15℃ or higher. Other lactic acid bacteria except LAB-D was similar to KCTC strains in depletion effect, and the tendency of depletion decreased at lower temperature. 3. Depletion of nitrite increased in the order of L. plantarum, L. sake and L. mesenteroides at all temperatures tested, and increased as the increase of temperature. Specially, L. plantarum depleted almost all of nitrite during incubation at all temperatures tested. Even high concentration(600 and 900㎍/㎖) of nitrite was depleted at 2 days of incubation by L. plantarum CTFM103. 4. Thirteen nitrosamines were detected during Kimchi fermentation, but N-nitrosodimethylamine and N-nitrosodiethylamine were not. Most of these nitrosamines were originated from Chinese cabbage and some of from fermented anchovy sauce. The content of nitrosamines decreased remarkably at the initial stage of fermentation, but increased slightly at the final stage. 5. Autoclave-sterilization were increased mutagenicities by distilled water extracts from Chinese cabbage Kimchi and garlic in SD510 as comparing to filter-sterilization, while were increased mutagenicities by both solvent extracts from fermented shrimp and anchovy sauces but were decreased mutagenicities by ethyl alcohol extracts except from those fermented sauces in TA100. 6. The extracts from Chinese cabbage Kimchi, garlic and fermented shrimp and anchovy sauce showed mutagenicities in plate test using TA100 and SD510. The extracts from distilled water had higher mutagenicities than those from ethyl alcohol. Specially, all of the extracts from fermented shrimp and anchovy sauce showed high mutagenic activity as compared to the extracts from other ingredients. 7. In SD510, 4NQO-induced mutations was inhibited by the extracts from garlic and red-pepper, promoted by those from Kimchi and fermented fish sauces, but were not affected by those from Chinese cabbage and ginger. In TA100, all of the extracts except from red-pepper promoted 4NQO-induced mutations. The extracts from Chinese cabbage showed high promotion effects. Distilled water extracts were higher than ethyl alcohol extracts in the promotion effect on 4NQO-induced mutations.

고구마 품종별 생리활성 및 안토시아닌 색소의 특성

박정섭 전북대학교 대학원 2010 국내박사

본 연구는 22품종의 고구마 즉, 일반고구마 17종(연미, 수, 연황미, 신율미, 맛나미, 신천미, 진홍미, 신건미, 청솔, 신황미, 주황미, 율미, 증미, 하얀미, 신형3호, 고건미, 헬씨미) 및 자색고구마 5종(목포, 아야무라사키, 보라미, 자미, 신자미)에 대하여 항산화성, 항돌연변이성, 우리나라에서 가장 많이 재배되는 자미와 신자미 안토시아닌 프로파일링, 5개의 자색고구마 안토시아닌 색도의 온도 및 pH에 따른 분해 연구를 실시하였다. 1. 고구마품종별 항산화 효과 대부분의 일반고구마는 5종의 항산화력 측정 시험계에서 낮은 활성을 보였으며, 자색고구마는 모든 시험계에서 높은 항산화성을 나타내었다. 특히 5종의 자색고구마품종 중 자미는 가장 높은 항산화력을 나타내었다. 또한 항산화력은 고구마 중의 안토시아닌과 총페놀의 함량과 비례하였고, 자미는 가장 높은 항산화력 뿐만 아니라 가장 많은 안토시아닌과 총페놀 함량을 보였다. 2. 고구마품종별 항돌연변이원성 평가 22종의 품종별 고구마는 S. typhimurium TA98에서 1-NP, Daunomycine, Trp-P-1, Trp-P-2, 2-AA를 돌연변이원으로 하였을 경우 돌연변이 억제효과를 보였으며, 또한 S. typhimurium TA100에서 1-NP을 돌연변이원으로 하였을 경우 돌연변이 억제효과를 나타내었다. 특히 일반 고구마에서는 수, 신천미, 청솔이 대부분 높은 항돌연변이원성을 나타내었으며, 자색고구마에서는 자미와 아야무라사키가 높은 항돌연변이원성을 나타내었다. 그러나 대부분의 고구마는 약간의 차이는 있으나, 대체적으로 유사한 항돌연변이 원성을 나타내었다. 3. 자미와 신자미 안토시아닌의 프로파일링 자미와 신자미로부터 12종의 안토시아닌 즉, pelagonidin 3-(caffeoyl)diglucoside, cyanidin 3-(caffeoyl-p-hydrobenzoic) glucose-5-glucoside, pelagonidin 3-(caffeoyl-p-hydrobenzoic) glucoside-5-diglucoside, pelagonidin 3-(caffeoyl-feruloryl) glucoside-5-glucoside, cyanidin 3-(dicaffeoyl) glucoside-5- glucoside, cyanidin3-(caffeoyl-p-hydrobenzoic)diglucose-5- glucoside, cyanidin 3-(caffeoyl) diglucose-5-glucoside, cyanidin 3-(caffeoylferuloyl)diglucoside-5-glucoside, Pelagonidin 3-(dicaffeoyl) diglucoside-5-glucoside, pelagonidin 3-(caffeoyl) diglucoside-5-glucoside을 분리하였다. 자미는 다양한 안토시아닌 구성물질을 다량 함유하고 있었으나, 신자미는 비록 10종류의 안토시아닌을 분리하였지만, pdn-(caffeoyl-p- hydrobenozoic) diglucoside 5-glucoside가 주 성분이였다. 4. 자색고구마 안토시아닌 색소분해에 대한 속도론적 연구 목포, 아야무라사키, 보라미, 자미, 신자미의 온도에 대한 안토시아닌 색소분해는 열이 높을수록 빠르게 진행되었고, 특히 60℃이상에서 분해되는 속도가 매우 빨랐다. 그리고 품종별 온도에 대한 활성화에너지는 54.67~71.71 kJ/mol이었으며, 자미는 71.71 kJ/mol로 가장 높아 온도에 민감하였고, 목포는 54.67 kJ/mol로 그렇지 않았다. 또한 목포, 아야무라사키, 보라미, 자미, 신자미의 pH에 대한 안토시아닌 색소분해에 있어서 pH가 3일때 가장 안정적 이었으며, 안토시아닌 색소 분해 반감기는 22.2, 22.7, 28.3, 26.3, 23.4일로 대부분 유사하였다. Sweet potatoes (Ipomoea batatas L.) are rich in dietary fiber, minerals, vitamins, phenolic acids, anthocyanins, tocopherol and β-carotene. In recent years, several reports have indicated that the phytochemicals in sweet potatoes displayed antioxidative or radical-scavenging activity and exerted several health-promoting functions in humans. Many research have reported that different sweet potato cultivars have a different characteristic and functional ingredients. The objectives of this study were (1) to determine the antioxidant and antimutagenic activity in sweet potato cultivars(Yunmi, Su, Yeonhwangmi, Sinyulmi, Manami, Sinchunmi, Jinhongmi, Singeonmi, Chungsol, Shinhwangmi, Juhwangmi, Yulmi, Jeungmi, Hayanmi, Sinhung samho, Gogeonmi, Healthymni, Mokpo, Ayamurasaki, Borami, Jami, Sinjami) grown in korea, and (2) to identify the components of anthocyanin in purple sweet potato by HPLC-MS/MS, and (3) to evaluate and stability of the anthocyanin pigments in aqueous solutions as effect of pH and temperature in purple sweet potatoes. At result, the purple sweet potatoes (Mokpo, Ayamurasaki, Borami, Jami, Sinjami) showed strong antioxidant than non-purple sweet potato in DPPH assay, ABTS assay, Reducing power, FRAP assay and antioxidant activing linoleic acid oxidation system. Among the sweet potato cultivars, Jami had the highest antioxidant ability, content of anthocyanin and total phenolics. In antimutagenic activity, sweet potatoes decreased the reverse mutation induced by Trp-P-1, Trp-P-2, 1-NP, Daunomycin, 2-AA in S. typhimurium TA 98, and 1-NP in S. typhimuriumin TA100, especially. Su, Sinyulmi, Sinchunmi, Ayamurasaki and Jami showed significantly higher protective activity than other sweet potatoes against the Trp-P-1, Trp-P-2, 1-NP induced mutagenicity of S. typhimurium TA 98. Sinyulmi, Sinchunmi, Sinhung samho and Gogeonmi showed strong inhibitory effects, in a dose dependant manner, against the mutagenicities induced by 1-NP in S. typhimurium TA 100. Pelagonidin 3-(caffeoyl)diglucoside, Cyanidin 3-(caffeoyl- p-hydrobenzoic)glucose-5-glucoside, Pelagonidin3-(caffeoyl-p -hydrobenzoic)glucoside-5-diglucoside, Pelagonidin3-(caffeoyl -feruloryl)glucoside-5-glucoside, Cyanidin3-(dicaffeoyl) glucoside -5-glucoside, Cyanidin3-(caffeoyl-p-hydrobenzoic) diglucose -5-glucoside, Cyanidin 3-(caffeoyl) diglucose-5-glucoside, Cyanidin 3-(caffeoylferuloyl) diglucoside-5-glucoside, Pelagonidin 3-(dicaffeoyl) diglucoside-5-glucoside, Pelagonidin 3-(caffeoyl) diglucoside-5-glucoside iv Jami and Sinjami. Cyd-3-Caf-Fer-diglucoside-5-glucoside is major anthocyanin present in Sinjami sweet potato. However, Jami sweet potato contains high quantity of various different anthocyanins. Finally, the kinetics of anthocyanin pigment degradation in purple sweet potatoes during temperature level followed a first-order kinetic model, and the values of half-life time(t1/2) at 20, 40, 60, 80℃ were found to be 118~401, 179, 19, 3 days, respectively. The activation energy was each 54.67~71.73 kJ/mol. Jami was the most sensitivity in purple sweet potatoes as 71.73 kJ/mol. In the kinetics of anthocyanin pigment degradation of Mokpo, Ayamurasaki, Borami, Jami, Sinjami at pH 1~5, 60℃, the values of half-life time(t1/2) were 3.9~5.8, 14.1~21.0, 22.2~28.3, 14.7~19.4, 6.4~10.6 days.

겨우살이(Viscum album) 추출물의 항돌연변이원성 및 세포독성효과

김세용 建國大學校 産業大學院 1997 국내석사

본 연구는 강원도 대관령지역에서 자생하는 겨우살이를 가열, 탈지하여 추 출물의 항돌연변이 효과와 세포독성에 미치는 영향을 조사하였으며, 이에 따른 주요 연구 결과는 다음과 같다. 1. Ames test에서는 추출물을 plate 당 0.5, 1.0, 2.0mg씩을 주입한 결좌 돌연변이원성은 나타나지 많았으며, 항돌연변이원성실험에서는 돌연변이물질 4NQO에 대해서 TA 98과 TA 100에는 물 추출물에 대해서는 거의 나타나지 말았으나 메탄을 추출물에서는 각각 13, 15%의 억제 활성을 나타내였다. 또한 메탄을 추출물의 분획에서는 헥산, 클로름포름, 부탄올에서는 TA 98은 각각 37, 24, 12%, TA 100은 49, 32, 25%의 억제 활성을 나타내었다. 그러 므로 헥션분획은 37, 49%의 억제 활성을 나타내어 분획중 강한 항돌연변이 물질이 존재하는 것으로 추정되었다. 2. B. subtilis spore rec-assay에서는 추출물을 disc당 10, 20, 30㎕씩 주입한 결과 생육저지대의 차이가 없으나 5mm이하로 나타나 돌연변이 된성은 나 타나지 않았으며, 항돌연변이원성실험에서는 돌연변이물질인 MNNG에 대한 생육저지대가 시료마다 저하시키므로 항돌연변이 효과가 있는 것으로 나 타및다. 3, 세포독성 실험에 의한 MTT assay와 SRB assay에 대해서 겨우살이 추출물을 0.05~1.0mg/ml를 철가하였을 때 페암세포주(A4549)보다는 위암 세포주(SNU-1)에 대해서 더욱 효과적으로 나타났다. The shrub type Viscum album(Mistletoe) is known as Chrismas decoation tree in Europe and winter green plant in Orient which grow on the living oac tree, Lately a variey of medicinal usages of Viscum album were reported. So this study is planed to investigate the possibility to use as the market wide medicinal material. And in the first step, to investigate the physiological activities of Viscum album, we examined the mutagenicity and antimutagenic effect and cytotoxcity effect of the extract were examined. The water and methanol extracts of Viscum album did not show the mutagenicity by the Ames test in the 0.5~2.0mg/plate and Spore rec-assay test in the 10~30㎕/disc. The methanol extract showed the antimutagenic effect against Salmonella typhimurium TA 98 and TA 100 inducedby 4-nitroquinoline -N-oxide(4NQO) and Bacillus subtilis H 17(Rec^(+)) and M 45(Rec^(-)) induced by N-methyl -N'-nitro-N-nitrosoquanide(MNNG). The hexane fraction showed comparatively higher antimutageic effect than other solvent fraction from the methanol extract. Solvent extract of Viscum album were tested for cytotoxcity effect against SNU-1 (human lung carcinoma cell) and A549(human stomach carcinoma cell) by colorimetric 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl) 2,5-di-phenyl tetrazolium bromide(MTT) and Sulforhodamine(SRB) protein assay. The water and the metnaol extracts of Viscum album show the cytotoxcity by MTT assay and SRB assay in the conc. of 0.1~10mg/m1. Thus, Viscum album were considered to have effective cytotoxcity activity against SNU-1 cell line in MTT assay and SRB assay.

食品に用へちてりる着香料の變異員性ずよび抗變異員性に關する硏究

유영식 大阪市立大學 1986 해외박사

식품에 널리 사용되고 있는 합성 착향료 33품목의 유전독성을 미생물을 이용하여 조사하여 다음의 지견을 얻었다. 1.recombination repair 기능을 결손한 B. subtilis의 변이주(M45)와 야생주 (H17)에 대한 증식저지대임차( D(mm)= M45-H17)로 DNA 손상성을 검출하는 rec-assay를 포자 plate 법으로 실시한 결과, 23품목에서 항균성이 나타났다. 그중에서, rec-assay양성인 것은 l-menthol, Linalool, cinnamic aldehyde, n-Undecyl alcahol(12≤D) Citral, Borneol, Ethyl phenylacetate(8≤D<12), n-Decyl aldehyde, Methyl anthranilate, Benzyl alcohol, r-Undecalactone, r-Nonalactone, l-perill aldehyde, Cinnanyl alcahol, Ethyl acetoacetate, Ionone, Benzyl formate, Benzyl acetate (4≤D<8)의 18품목이었고, Connamic acid, Eucalyptol, Cyclohexyl acctate, Ethyl n-caprate, Isoamyl phenylacetate (D<4)의 5품목은 음성이었다. 양균주에 증석저해가 나타나지 않은 Isoamyl phenylacetate, Ethylisovalerate, Isoamyl formate, Allyln-caproate, Benzyl cinnamate, Geranyl acetate의 10품목은 고초균에 대하여 DNA손상성이 없는 것으로 사려되어 음성으로 판정하였다. 2.rec-assay 양성 18품목에 대하여 E. coli wp2uvrA(trp-)로 변이원성시험을 한 결과 Ethyl acetoacetate가 200-1600㎍/plate의 투여범위에서 변이원성을 나타냈다. 최대 투여량(1600㎍/plate)에서의 본물질의 복귀변이 콜로니 출현빈도는 자연복귀변이의 10배 이상에 해당하는 4.2×10-7<위첨자7입력불가>로 산출되어, 그 강도는 본 실험의 양성대조로 이용한 AF-2의 약 10만분의 1이었다. 3.Ethyl acetoacetate를 제외한 rec-assay 양성품목에 대하여, 미리 AF-2(04.㎍/ml)를 첨가 하여 37℃로 유지한 E. coliwp2uvrA(trp-)로 항변이원성시험을 한 결과, Benzyl alcohol, Cinnamic aldehyde, r-Undecalactone, Methyl anthranilate의 4품목에서 명확한 항변이원성이 인정되었다. AF-2에 의하여 유발된 trp+의 복귀변이 콜로니수를 50% 감소시키는 투여량 (RD50)은 각기 1073,17,73,267㎍/ml 이었다. 또, 이 4품목의 변이원제 MNNG 유발의 trp+에 대한 항변이원성을 조사한 결과, r-Undecalactone과 Methyl anthranilate에서는 현저한 항변이원성이 인정되고, RD50치는 각기 76,192㎍ /ml인데 대하여, Benzyl alcohol과 cinnamic aldehyde에는 항변이원성이 없었다. 4.본 실험에서 검출된 4개의 항변이원성 품목은 DNA손상에 의하여 유도되는 DNA replication 또는 repair 등의 돌연변이 유발의 과정에 관여하여, AF-2 또는 MNNG의 변이원활성을 억제하는 것으로 추정되었다. 5.변이원활성도 항변이원활성도 DNA손상으로부터 기인되므로, DNA 손상성을 검출하는 red-assay 법이 변이원 검출에 한정되지 않고 항변이원의 screening에도 유효한 수법임이 시사되었다. A railroad bridge monitoring systems with fiber optic sensors has been designed and implemented.In addition to fiber optic strain sensors, a new fiber optic continuity sensors for crack detection is introduced to supply information about the monitored struture. Electrical strain gauges are also colocated with fiber optic strain sensors to verify the strain data. A remote access scheme was developed to monitor the sensors at another site through telephone lines. Comparable sensor signals from 9 positions were obtained. The calculated normalized MSE between fiber optic sensors and foil gauges was in the range of 0.002-0.019.

Bifidobacterium의 β-glucosidase 활성과 돌연변이원성

최윤정 淑明女子大學校 1995 국내석사

대부분의 Bifidobacterium은 β-glucosidase 활성을 가지며 식이 또는 장관 물질로부터 생성된 배당체를 분해하여 발암성 물질을 생성하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 β-glucosidase의 대장내 수준과 Bifidobacterium β-glucosidase가 배당체에 작용하여 돌연변이 물질을 생성함을 Ames test와 SOS chromotest를 통해 확인하고자 하였다. 또한 β-glucosidase가 제거된 변이균주를 생산하고 야생의 β-glucosidase negative 균주를 분리하여 이들 균주의 당 발효 특성을 비교 하였다. 실험 결과 대장에서의 β-glucosidase 수준은 성인이 유아에 비하여 2.7배 높게 나타났다. 한편 성인과 유아로부터 분리된 Bifidobacterium 균주의 각각 90%와 92%가 β-glucosidase생산 균주로 거의 차이가 없게 나타났으나 균주의 효소활성도에서는 성인에서 분리된 균주가 유아로부터 분리된 균주보다 3.4배 높게 나타났다. ATCC로부터 구입한 Bifidobacterium의 β-glucosidase 활성을 비교한 결과에서는 B. infantis, B. adolescentis 그리고 Bifidobacterium sp. Int-57에서는 높은 활성을 보였으며 B. bifidum과 B. longum에서는 상대적으로 낮은 활성을 보였다. Bifidobacterium sp. Int-57은 cellobiose와 propionate에 의해 효소활성이 증가되었으며 효소생산 유도 조사 결과 cellobiose는 효소생산을 유도하나 glucose는 억제하는 것으로 나타났고 cAMP 와 dibutyryl cAMP에 의한 유도효과는 없는 것으로 나타났다. 효소 활성도가 높은 균주인 Bifidobacterium sp. Int-57을 사용하여 효소를 생산한 뒤 gel filtraion, ion-exchange chromatography를 통하여 효소를 정제하였다. 또한 이 효소를 사용하여 cycasin과 작용시킨 뒤 TLC를 통해 분해산물을 살펴본 결과 반응 2시간 후에는 glucose가 유리됨을 알 수 있었다. 한편, Ames test 및 SOS chromotest를 통한 돌연변이원성 시험결과 Bifidobacterium β-glucosidase와 cycasin을 함께 반응시킨 경우에 돌연변이성이 나타남을 확인하였다. Bifidobacterium sp. Int-57에 Chemical mutagen, EMS를 처리하여 β-glucosidase가 제 거된 균주를 생산하였으며 이 균주와 wild type의 β-glucosidase negative균주들의 당 발효능력을 조사하여 동정한 결과 이들 균주들은 β-glucosidase의 기질로 알려진 arbutin, cellobiose, esculin, naringin, salicin등을 이용하지 못하는 것으로 나타났다. Most of the Bifidobacterium strains possess β-glucosidase which is known to hydrolyze cellobiose as well as to produce carcinogenic aglycones from non-carcinogenic glycones originating from diets or enterohepatic circulatory materials. This study was undertaken to examine whether Bifidobacterium β-glucosidase produced mutagenic compound from amutagenic glycosides using the partially purified enzyme. The level of β-glucosidase in the feces of adults was 2.7 times higher than that of infants. There was no difference in the percentage of β-glucosidase positive strains among the Bifidobacterium isolates between adults and infants, corresponding to 90% and 92% respectively. However the strains from adults showed 3.4 times higher activity than those from infants. Generally B. adolescentis showed higher activity than B. infantis, B. breve, B. bifidum or B. longum. Bifidobacterium sp. Int-57 was chosen in this study because it was one of the strong producer of β-glucosidase. The β-glucosidase production of Int-57 was increased by adding cellobiose and propionate into the growth medium while lowered by glucose. cAMP and dibutyryl cAMP had no effect. The enzyme was extracted from sonicated Int-57 cells and purified by Sepharose CL-6B gel filtration and DEAE-cellulose ion-exchange chromatography. The hydrolysis products of cycasin by the partially purified enzyme were analyzed using thin-layer chromatography. The results showed that Bifidobacterium β-glucosidase can hydrolyze cycasin and activated cycasin to a mutagen in Salmonella mutagenicity test (Ames test) and SOS chromotest. This is a first report that Bifidobacterium β-glucosidase is involved in the production of mutagenic compound. A stable β-glucosidase negative mutant was obtained by the treatment of Int-57 with a chemical mutagen, EMS. Investigation of the carbohydrate fermentation showed that β-glucosidase negative mutant and wild type strains were not able to use β-glucosidase substrates such as arbutin, cellobiose, esculin and salicin for fermentation.

백련 잎 추출물을 이용하여 가열한 쇠고기 스테이크에서의 heterocyclic amine 형성 및 돌연변이원성 억제 효과

李柗英 동국대학교 대학원 2010 국내석사

일상 생활에서 섭취하는 가열 처리한 생선, 육류 등의 고단백질 식품에서는 돌연변이원, 발암가능성 물질인 HCAs가 생성된다. 안전성 측면을 고려하고자 백련 잎을 이용한 마리네이드 소스를 첨가하여 쇠고기의 HCAs의 형성억제효과와 항돌연변이능을 알아보았다. Ames assay한 결과 백련 잎 butanol fraction을 2 g 첨가하여 가열한 쇠고기 스테이크에서 61.5%로 높은 항 돌연변이능을 나타내었지만 용매 별 fraction 첨가군과는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 가열 조리 전 쇠고기 마리네이드 소스에 식용이 가능한 백련 잎 water fraction (2.0, 4.0, 8.0 g)을 첨가한 후 190℃에서 가열 조리한 결과 MeIQx는 30.9- 63.5%, PhIP는 31.6-60.7% 억제되었다. 225℃에서의 가열 조리된 쇠고기에서는 MeIQx가 38.1-65.3%, DiMeIQx는 36.8-73.9%, PhIP는 33.9- 67.6%의 억제효과를 보였다. 따라서 백련 잎 추출물은 heterocyclic amine 형성과 돌연변이원성을 억제하는 효과가 있다. 백련 잎을 원료로써 활용한 기능성 소스와 특허 출원된 기능성 소스의 관능평가 실시한 결과 맛 평가에서 모두 비슷한 값을 보였으며, 맛 이외의 색, 향, 고기와의 조화도, 전체 기호도에서 백련 잎을 이용한 기능성소스가 더 높은 값을 보였지만 유의적인 차이는 보이지 않았다. Heterocyclic amine(HCA) is the food mutagens-carcinogens which founded in cooked fish, meat and rich-protein food. This study examined the inhibition effect of marinades containing Nelumbo nucifera fraction on HCAs formation in cooked beef steak. As a result of Ames assay, beef marinated with Nelumbo nucifera Gaertner butanol fraction (2 g) fried at 190℃ showed 61.5% reduction in mutagenicity. However, this data revealed no significant difference on mutagenicity from ethanol, ethylacetate, water fractions. Marinade containing water fraction(2.0, 4.0, 8.0 g) of Nelumbo nucifera were added to the beef, which were then fried at 190, 225℃. Formation of MeIQx(2-amino-3,8 dimethylimidazo[4,5-f]-quinoxalin) and PhIP(2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]-pyridine) was inhibited ranged from 63.5% to 60.7%. At 225℃ grilling for 10 min on each side, beef marinated with Nelumbo nucifera Gaertner water fraction significantly reduced the formation of MeIQx, PhIP and DiMeIQx(2-amino-3,4,8 trimethylimidazo[4,5-f]-quinoxaline) by 65.3, 67.6 and 73.9%, respectively. This work shows that marinade containing Nelumbo nucifera Gaertner fraction could be an alternative method for reduction of HCA formation in fried beef steak.

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정종순 경성대학교 대학원 1989 국내석사

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