가정에서 제조된 된장을 산성조건에서 계대 배양한 후 균체외 mannanase 를 생산하는 Bacillus sp. YB-1401를 분리하였다. 분리균의 당이용능을 비롯한 생화학적 특성은 Brevibacillus laterosporus와 유사도(61.1%)가 가장 높은 반면에 16S rRNA 유전자의 염기서열은 B. amyloliquefaciens와 유사도가 가장 높았다. 분리균 YB-1401의 mannanase 생산성은 mannans에 의해 급격하게 증가하였으며, 특히 곤약(4%)이 첨가된 배지에서 약 265 U/ml로 최대 생산성을 보였다. 분리균의 mannanase는 $55^{\circ}C$와 pH 5.5 반응조건에서 최대활성을 보였으며 pH 3.5-11.0의 범위에서 1시간 방치하였을 때 실활이 거의 일어나지 않았다. 또한 LBG와 guar gum 및 mannooligosaccharides를 mannanase로 분해하였을 때 주된 반응산물로 mannobiose와 mannotriose가 생성되었으며 mannose도 소량 생성되었다.

대추 및 포도를 이용하여 고부가가치성 소재 개발 및 특화작물로서 개발하기 위하여 이들을 이용한 알코올 발효와 초산 발효를 한 후 발효물들의 생리활성을 검증하였다. 항산화 활성을 측정결과 초산 발효물보다 알코올 발효물이 우수한 활성을 나타내었으며, 그 중 대추의 알코올 발효물이 다른 발효물보다 높은 항산화 활성을 나타내었다. 미백효과 측정결과 또한 대추의 알코올 발효물이 우수한 효능을 나타내었으나, immunofluorecence를 이용한 미백효과측정결과 대추의 초산 발효물이 미백에 관련된 단백질 발현을 저해하는 것으로 나타내었다. 대추 및 포도의 발효물들은 대식세포에서 lipopolysaccharide에 의해 생성된 nitric oxide를 농도 의존적으로 감소시켰으며, 알코올 발효물이 초산 발효물보다 우수한 효능을 나타내었다. 발효물들의 항균력을 측정한 결과 포도의 초산 발효물이 Propionibacterium acnes를 제외한 모든 균주에 항균력을 나타내었으며, Escherichia coli에 대해서는 포도의 알코올 발효물과 대추의 알코올 발효물이 높은 항균력을 나타내었다.

본 연구에서는 주목 식물세포(Taxus chinensis) 배양 유래항암물질 paclitaxel을 정제하기 위하여, 반응액 부피당 표면적이 증가된 분별침전에서 표면적증가물질 실리카-알루미나의 제타전위가 분별침전 양상(순도, 수율, 침전시간, 침전물형태와 크기)에 미치는 영향을 조사하였다. 실리카-알루미나의 제타전위가 양(+)의 값으로 증가할수록 paclitaxel 수율은 증가하였으며 침전 시간은 감소하였다. 표면적증가물질로 제타전위가 가장 큰 알루미나(제타전위: +35.41 mV)를 이용한 경우 표면적증가물질을 이용하지 않은 경우에 비해 침전에 소요되는 시간을 12시간 정도 단축시킬 수 있었다. 반면 표면적증가물질 실리카-알루미나의 전타전위 변화에도 paclitaxel 순도는 거의 변화가 없었다. 또한 분별침전 과정에서 제타전위 절대값이 증가할수록 paclitaxel 침전물의 크기는 감소하여 제타전위 절대값에 반비례함을 알 수 있었다. 이러한 개선된 분별침전 공정은 바이오매스 유래 paclitaxel 정제 공정에 효과적으로 기여할 것으로 판단된다.

Bacteria 군집 차이를 이용한 신속한 한국산 및 중국산 김치 원산지 판별 가능성의 검토를 위하여 Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) 분석법을 적용하였다. T-RFLP 분석은 김치발효에 관여하는 주요 유산균의 빠르고, 재현성 있는 검출에는 효과적이었지만, 종(species) 수준에서의 미생물 확인에는 한계를 가지고 있어 한국산 및 중국산 김치에 특이적으로 존재하는 bacteria의 검출에는 부적합한 것으로 평가되었다. T-RFLP를 적용한 발효과정 중의 한국산 및 중국산 김치에 존재하는 bacteria 군집 천이 분석은 비슷한 양상으로 나타났고, Bacillus 속이 발효 후기까지 검출되었다. 또한 Bacillus 속은 발효 후기에 포자를 형성하는 것으로 확인되었다.

While coupling wastewater treatment with microalgal bioenergy production is very promising, new approaches are needed to enhance microalgal growth and lipid accumulation in wastewater. Therefore, this study investigated the effect of iron on the growth, nutrient removal, and lipid accumulation of Scenedesmus sp. LX1 in both artificial wastewater and domestic secondary effluents. When increasing the iron concentration from 0 to 2 mg/l in the artificial wastewater, the biomass production of Scenedesmus sp. LX1 increased from 0.17 to 0.54 g/l; the nitrogen and phosphorus removal efficiency increased from 15.7% and 80.6% to 97.0% and 99.2%, respectively; and the lipid content was enhanced 84.2%. The relationship between the carrying capacity/maximal population growth rate of Scenedesmus sp. LX1 and the initial iron concentration were also in accordance with the Monod model. Furthermore, when increasing the iron concentration to 2 mg/l in four different domestic secondary effluent samples, the lipid content and lipid production of Scenedesmus sp. LX1 was improved by 17.4-33.7% and 21.5-41.8%, respectively.

신체가 성장한다는 것은 세포 수의 증가하면서 골격과 근육이 커지면서 그 기능이 강화된다는 것인데, 특히 키의 신장은 다리의 장골의 길이에 따라 크게 영향을 받으며, 이와같은 성장은 호르몬의 작용에 의해 이루어진다. 본 연구는 백하수오와 속단의 추출물의 섭취가 골격 성장과 성장호르몬의 분비 촉진에 관한 생물학적인 효과를 알아보고, 이러한 효과를 보다 높일 수 있는 백하수오 및 속단 추출물의 제조방법을 개발하고자 하였다. 백하수오 및 속단 추출물을 단회 투여하여 대표적인 혈중 성장호르몬 지표중의 하나인 IGF-I의 분비량 변화를 측정하였다. 8시간 경과시점을 기준으로 백하수오와 속단의 단순추출물을 섭취한 그룹은 대조군과 비교하여 IGF-I의 분비량을 각각 42%, 22% 증가하는데 그친 반면, ${\alpha}$-아밀라제를 처리한 추출물을 섭취한 그룹은 대조군과 비교하여 각각 63%, 36% 증가하는 결과를 얻었다. 이 결과로부터 백하수오와 속단의 추출물이 IGF-I의 분비를 촉진시켰음을 알 수 있으며, 추출물의 제조과정에서 ${\alpha}$-아밀라제를 처리한 백하수오와 속단 추출물이 더욱 효과가 뛰어남을 알 수 있었다. ${\alpha}$-아밀라제를 처리한 백하수오 및 속단 추출물을 8주 동안 섭취시킨 후, 실험군과 대조군의 장골의 길이를 비교 측정하였으며, 백하수오 및 속단 추출물을 섭취한 그룹의 장골길이는 대조군과 비교하여 각각 평균 6.4%, 5.8% 증가하였다. 이러한 결과로부터 백하수오와 속단의 추출물은 IGF-I 분비를 촉진하는 기능과 쥐의 뼈 골격 성장을 촉진하는 기능이 있음을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 참가시나무 추출물의 항균 활성을 측정 후 참가시나무 추출물 함유 크림을 제조하여 안정성을 평가하였다. 항균활성은 피부상재균인 Gram (+)균 S. aureus, B. subtilis, P. acnes와 Gram (-)균 E. coli, P. aeruginosa로 실험 하였다. 참가시나무 추출물의 세가지 분획은 공통적으로 Gram (-) 세균인 E. coli에서는 항균 활성이 낮으며 Gram (-)균 P. aeruginosa에서 모두 높은 항균 활성을 나타내었다. 특히 참가시나무 에틸아세테이트 분획은 S. aureus, B. subtilis, P. acnes, P. aeruginosa균에서 1,200 ${\mu}g/ml$, 2,500 ${\mu}g/ml$, 1,200 ${\mu}g/ml$, 312 ${\mu}g/ml$으로 낮은 최소저해 농도를 가졌다. 따라서 참가시나무 에틸아세테이트 분획 0.25% 함유한 크림을 제조한 후 크림 안정성을 평가하였다. 크림은 4개의 서로 다른 온도(4, 20, 37, $45^{\circ}C$)와 태양 광선 하에서 12주 동안 보관 한 후 점도, pH 및 흡광도를 측정하였다. 추출물 함유 크림과 대조군 크림의 점도와 흡광도는 위에 언급된 여러 가지 온도 하에서 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. pH는 피부의 약산성도 범위(pH 4.5-6.5) 값을 가졌다. 12주 동안 크림의 변색이나 변취는 관찰되지 않았으며 크리밍이나 응집과 같은 물리적인 변화도 관찰할 수 없었다. 결과적으로 참가시나무 에틸아세테이트 분획은 항산화 및 항균 활성이 높으며 이를 함유한 크림은 다양한 온도와 태양광선 하에서 안정함을 확인하였다.

The in vitro antimicrobial potential of the unexplored Moringa oleifera seed coat (SC) was evaluated against some Gram-positive and Gram-negative bacteria and yeast pathogens. Antimicrobial studies with various solvent extracts indicated ethyl acetate to be the best extractant, which was used for the rest of the antimicrobial studies as it tested neither toxic nor mutagenic. Gram-positive bacteria including a methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strain were more susceptible with a minimum inhibitory concentration (MIC) range of 0.03-0.04 mg/ml. The antimicrobial pharmacodynamics of the extract exhibited both concentration-dependent and time-dependent killing. Most of the test organisms exhibited a short post antibiotic effect (PAE) except Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, and Klebsiella pneumoniae 1, which exhibited longer PAEs. Amongst the major phytoconstituents established, flavonoids, diterpenes, triterpenes and cardiac glycosides exhibited inhibitory properties against most of the test organisms. The identified active phytochemicals of the M. oleifera seed coat exhibited antimicrobial potential against a wide range of medically important pathogens including the multidrug-resistant bugs. Hence, the M. oleifera seed coat, which is usually regarded as an agri-residue, could be a source of potential candidates for the development of drugs or drug leads of broad spectrum that includes multidrug-resistant bugs, which are one of the greatest concerns of the $21^{st}$ century.

본 연구에서는 팥의 유용기능을 이용한 고부가가치 식품개발을 목표로 무처리한 생팥 분말과 1차 자숙 후 고온 증자하고 동결건조하여 제조된 식용 팥 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 조제하고, 각각의 유용성분 및 항산화, 항균, 항당뇨, 및 항혈전 활성을 평가하였다. 추출효율의 경우 생팥보다 증자팥이 약 1.2배 증가되었으며, 추출물의 총폴리페놀 함량도 증자팥이 1.2배 증가되었다. 그러나, 증자팥의 총플라보노이드 함량은 생팥 대비 30% 수준으로 감소하였으며, 총당 및 환원당 함량 역시 생팥 대비 27.9% 및 30.8% 수준으로 감소하였다. 항산화 활성은 생팥 및 증자팥에서 모두 우수한 음이온 및 양이온 소거능을 나타내었으나, 생팥이 증자팥보다 강력하였으며, 환원력 및 nitrite 소거능에서도 생팥 추출물이 우수하였다. 한편 ${\alpha}$-amylase 저해활성은 생팥에서 우수하였으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 증자팥에서 상대적으로 우수하였다. 가장 특이한 활성은 항혈전 활성 평가에서 확인되었으며, 생팥 추출물은 매우 강력한 프로트롬빈 및 혈액응고인자 저해를 나타낸 반면 증자팥 추출물에서는 거의 활성이 나타나지 않았다. 상기 결과는 생팥의 증자과정 중 유용성분의 소실 및 유용활성의 손실이 나타남을 의미하며, 향후 생팥의 적합한 삶기 공정, 열처리 및 건조공정의 개발이 필요하며, 특히 현재까지 대부분 폐기되고 있는 증자팥 제조단계의 팥 자숙액의 효율적인 이용에 대한 연구가 필요함을 제시하고 있다. 본 연구결과는 기능성 팥 음료 및 양갱 제조 등을 위한 팥 고부가가치 식품 개발 기본자료로 활용될 것이다.

본 연구에서는 Euptelea pleiosperma 에탄올 추출물(EPEE)의 항산화능과 항염증 생리활성을 in vitro assay system 및 cell culture model system을 이용하여 분석하였다. 먼저 EPEE의 항산화능을 DPPH radical scavenging activity로 분석한 결과 radical 소거능의 정도가 양성 대조군으로 사용한 ascorbic acid 보다 높은 활성을 보여 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주를 이용한 $H_2O_2$ 및 LPS의 유도에 의해 생성된 ROS에 대한 소거능을 분석한 결과에서도 농도의존적인 강한 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 천연물에 의한 항산화능 활성에 의해 주로 발현이 유도되는 hemeoxygenase 1 (HO-1) 및 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현이 EPEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1 및 Nrf2의 발현 변화는 상위신호전달계인 MAPKs 및 PI3K/Akt 에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 EPEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 EPEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 NF-${\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 EPEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 거대해조류 중 갈조류에 속하는 모자반으로부터 환원당 및 platform chemicals로 알려진 levulinic acid의 생산을 위하여 묽은 산 촉매를 이용한 수열가수분해법을 수행하였다. 반응조건의 최적화를 위하여 반응표면분석법을 적용하였다. 모자반으로부터 환원당과 levulinic acid의 생성에 미치는 반응인자들의 영향 및 상호작용을 알아본 결과, 실험조건 내에서 반응온도, 촉매농도, 반응시간이 낮거나 짧을수록 많은 양의 환원당이 생성되었다. 반면에 높은 반응온도와 촉매농도에서 levulinic acid 농도가 증가하였고, 일정 반응시간 이후에는 크게 영향을 미치지 못하였다. 환원당 생성에 있어서 최적의 반응조건은 반응온도 $160.1^{\circ}C$, 촉매농도 1.0%, 그리고 반응시간 20.2분의 조건에서 15.28 g/l가 생성되었다. 또한 $189.5^{\circ}C$, 2.93%, 48.8분의 조건에서 2.65 g/l의 levulinic acid를 얻었다. 이러한 결과는 해양자원 중 거대 해조류로부터 당과 platform chemicals을 확보할 수 있는 가능성을 제시함으로써 화석자원의 대체에 활용할 기본정보를 제공하고자 하였다.

본 연구에서는 강원전통장류로부터 혈전용해 활성이 우수한 효모를 분리하였다. 된장에서 분리한 AFY-1 균주는 혈전용해 활성 측정결과 양성대조구인 plasmin 보다 약 1.75배 높은 활성을 나타내었다. 분리한 효모는 18S rRNA 염기서열 및 탄소원 이용 특성 분석을 통하여 Saccharomycetales sp.로 동정되었으며, AFY-1 균주의 생육 최적온도는 $32^{\circ}C$였다. 본 연구에서 분리된 혈전용해능이 우수한 효모균주는 안전성 검증 등 추가연구를 통해 발효식품 제조용 스타터로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

CMP-Neu5Ac synthetase는 sialyated 된 glycoconjugates의 전구체로 사용되는 CMP-Neu5Ac를 합성하는데 관여하는 주요 효소이다. Escherichia coli K1에서 유래한 CMP-Neu5Ac synthetase 유전자 (neuA)는 평소 E. coli BL21(DE3)에서 비수용성으로 생성되는데, 이를 수용성 단백질로 생산하고자 여러 가지 샤페론 단백질 동시 발현기술을 이용하였다. 이를 위해, GroEL-ES와 DnaK-DnaJ-GrpE를 암호화하는 pG-KJE8 plasmid와 neuA를 동시 형질전환 시켰고 0.01 mM IPTG와 0.005 mg/ml의 L-arabinose로 유도하여 $20^{\circ}C$에서 발현시켰다. 그 결과, E. coli에서의 수용성 CMP-Neu5Ac Synthetase 생산이 현저하게 증가하였다.

본 연구에서는 국내 자생버섯의 일종인 Clitocybe aurantiaca KCTC11143BP 균주가 생산하는 주름개선 화장품 신소재 clitocybin A의 발효생산 최적조건, 추출정제조건, 세포독성 및 자외선 조사에 따른 MMP-1 발현 저해활성을 규명하였다. C. aurantiaca 균주를 5 L 발효조를 이용하여 회분식으로 배양하였을 경우, PD 액체배지보다 YM 액체배지에서 양호하게 생육하는 것을 확인하였다. 300 L 용량의 대형 발효조에서 modified된 YM 배지를 이용한 유가식 배양으로 14일간 배양한 결과, 12.5 kg/120 L의 총 균체량을 얻었다. 발효 추출물로부터 항노화 소재인 clitocybin A를 추출정제를 한 후 HPLC를 실시하여 배양 4일째부터 clitocybin A가 생산되고 있음을 확인하였다. Clitocybin A 화합물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTT assay를 실시한 결과, 100 ${\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 경우 $134.6{\pm}10.4%$로 오히려 세포가 증식하여 안전한 소재임을 확인하였다. 반면, 대조군으로 사용한 oleanolic acid는 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서도 강한 세포독성을 나타냈다. 또한, clitocybin A는 100 ${\mu}g/ml$ 처리시 33.1%의 MMP-1 발현 저해활성 보여 주름개선 기능성화장품 소재로 매우 우수한 화합물임을 확인하였다.

본 연구에서는 감가공 과정에서 매년 막대한 양으로 발생하는 감껍질을 이용하여 에탄올을 생산하기 위하여 묽은 황산으로 감껍질을 전처리하는 조건을 중심합성계획법과 반응표면분석법을 통하여 최적화하였다. 감껍질의 최적 전처리 조건은 황산농도 1.77%와 열처리 시간 26.4분이었으며 RSM 모델에서 예측한 수준과 비슷한 수율로 환원당을 생성하였다. 감껍질 전처리물을 이용한 효모발효에서 혐기적 배양조건에서 15.52 g/l의 에탄올이 생산되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 매년 막대한 양으로 발생하는 감껍질을 활용하는 방안 중의 하나로써 효모를 이용한 에탄올 생산의 가능성을 제시하였다.

바이러스 감염은 감염된 숙주세포에서 활성산소를 유도할 수 있으며, 항산화제들은 많은 바이러스에 대해서 항바이러스 능을 갖는다고 보고되었다. 본 연구에서 cytopathic effect (CPE) reduction 방법에 의한 항바이러스 활성 평가에서 gallic acid는 현저하게 CPE형성을 감소시키면서 coxsackievirus B3 (CB3)와 coxsackievirus B4 (CB4)에 대해 항바이러스 활성을 나타내었다. 그러나 rabavirin은 CB3와 CB4에 대해 CPE를 막지 못하면서 약한 항바이러스 활성을 나타내었다. 그럼으로 gallic acid의 CB3와 CB4에 대한 항바이러스 활성은 항산화제 효능 때문인 것으로 사료된다.