• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권4호
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• pp.570-583
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• 2021

Pyrococcus furiosus α-amylase can hydrolyze α-1,4 linkages in starch and related carbohydrates under hyperthermophilic condition (~ 100℃), showing great potential in a wide range of industrial applications, while its relatively low productivity from heterologous hosts has limited the industrial applications. Bacillus subtilis, a gram-positive bacterium, has been widely used in industrial production for its non-pathogenic and powerful secretory characteristics. This study was conducted to increase production of P. furiosus α-amylase in B. subtilis through three strategies. Initial experiments showed that co-expression of P. furiosus molecular chaperone peptidyl-prolyl cis-trans isomerase through genomic integration mode, using a CRISPR/Cas9 system, increased soluble amylase production. Therefore, considering that native P. furiosus α-amylase is produced within a hyperthermophilic environment and is highly thermostable, heat treatment of intact culture at 90℃ for 15 min was performed, thereby greatly increasing soluble amylase production. After optimization of the culture conditions (nitrogen source, carbon source, metal ion, temperature and pH), experiments in a 3-L fermenter yielded a soluble activity of 3,806.7 U/ml, which was 3.3- and 28.2-fold those of a control without heat treatment (1,155.1 U/ml) and an empty expression vector control (135.1 U/ml), respectively. This represents the highest P. furiosus α-amylase production reported to date and should promote innovation in the starch liquefaction process and related industrial productions. Meanwhile, heat treatment, which may promote folding of aggregated P. furiosus α-amylase into a soluble, active form through the transfer of kinetic energy, may be of general benefit when producing proteins from thermophilic archaea.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제31권3호
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• pp.170-176
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• 2013

In this study, we selected some material to have potential bioactivity from natural plants, confirmed as basic data for industrializing and tried to develope the food materials using them. DPPH, ABTS, antioxidant protection factor, TBARs and antimicrobial activity of extracts from Rosa multiflora Thunberg fruits were determined. The total phenolics extracted from Rosa multiflora were 12.08, 11.82, 11.1 and 12.6 mg/g when using water, 70% ethanol, 70% methanol and 70% acetone as the solvent, respectively. The optimum conditions for extracting the phenolic compounds were 70% ethanol over for 12 hrs(11.82 mg/g). The electron donating ability and inhibition rate on ABTS of the 70% ethanol extracts were 97% and 92.2%, respectively while the antioxidant protection factor(PF) of the water extracts and 70% ethanol extracts were 1.79 and 1.34 PF, respectively. The TBAR (thiobarbituric acid reactive substance) value were $1.3{\mu}M$ for the control and $0.15{\mu}M$ for the 70% ethanol extracts. The inhibitory activity against ${\alpha}$-amylase was 26% for the 70% ethanol extracts. The 70% ethanol extracts from Rosa multiflora Thunberg fruits exhibited antimicrobial activity against H. pylori, S. epidermidis, S. aureusand and E. coli with clear zone diameters of 14, 25, 14 and 13 mm, respectively when using $200{\mu}g/mL$ of the phenolic compounds. An HPLC analysis identified 6 major phenolic metabolites in the Rosa multiflora Thunberg fruits extracts: rosmarinic acid, caffeic acid, chlorogenic acid, courmaric acid, protocatechuic acid and quercetin. In particular, the content of rosmarinic acid was the highest in the 70% ethanol extracts. Therefore these results indicate that 70% ethanol extracts from Rosa multiflora Thunberg fruits can be useful as a natural antioxidant and in functional foods.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권8호
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• pp.957-964
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• 2008

본 연구에서는 곶감, 생감 및 감잎의 메탄올 추출물을 제조한 후 이들의 생리활성을 검색하였다. 총 폴리페놀 함량은 곶감, 생감 및 감잎 각각 147.79, 301.45 및 $315.90\;{\mu}g/mg$으로 생감 및 감잎에 폴리페놀 함량이 곶감에 비해 유의적으로 많았다. 감잎의 경우 폴리페놀 함량에 비례하여 DPPH radical 소거활성, 지질과산화 억제효과 및 salivary $\alpha$-amylase 저해활성이 증가되었다. 항암활성도 폴리페놀 함량이 높은 생감 및 감잎추출물이 위암 세포인 AGS에 대해 $65{\sim}70%$의 높은 저해율을 나타내었다. 그러나 폴리페놀 함량에 차이가 있는 곶감과 생감의 경우 free radical 소거능 및 salivary $\alpha}$-amylase 저해활성은 유의적인 차이가 없었다. 또한, 항고 혈압 활성은 곶감, 생감 및 감잎 추출물 모두 80% 이상의 높은 저해활성을 나타내었다. 항균활성은 감잎 추출물의 항균력은 나타나지 않았으나, 곶감 및 생감의 경우 E. coli O157:H7에 대해서만 약한 항균력을 볼 수 있었다. 이와 같이 같은 감류임에도 건조 상태 및 부위에 따라 다양한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하면 감잎의 항산화, 항당뇨 및 항암 활성은 폴리페놀 함량에 기인하나, 곶감은 생감 및 감잎에 비하여 폴리페놀 함량은 상대적으로 적으나 항산화, 항당뇨, 항고혈압 및 항균효과가 있는 물질을 함유한 것으로 판단되며, 이들 효과를 나타내는 원인물질에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제26권3호
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• pp.189-196
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• 1993

결명자(決明子) 종실(種實)에 기인(起因)하는 물질(物質)이 타(他) 식물(植物) 종자(種子)의 발아(發芽) 및 생육(生育)을 억제(抑制)하는 타감(他感) 현상(現象)을 보인다는 것이 확인(確認)되었으며, 이 현상(現象)을 이용(利用)하여 자연(自然) 생태계(生態系) 또는 농업(農業) 생태계(生態系)에서 널리 일어나는 타감(他感) 현상(現象)의 일반적(一般的)인 작용(作用) 기작(機作)을 이해(理解)하고자 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 처리(處理)하여 발아(發芽) 시간별(時間別)로 수분(水分) 함량(含量), ${\alpha}$-amylase의 활성(活性), protease의 활성, abscisin산(酸)의 함량(含量), 전(全) phenol 화합물(化合物)의 함량(含量) 등(等)을 측정(測定)하여 이를 무처리구(無處理區)와 비교(比較), 분석(分析)한 결과(結果)를 다음과 같이 요약(要約)한다. 1. 무우, 벼, 상치, 보리 종자(種子)의 발아(發芽) 실험(實驗)으로 결명자(決明子) 종실(種實)에 기인(起因)하는 물질(物質)이 발아율(發芽率)을 저하(低下)시키는 타감(他感) 현상(現象)을 보이며, 상치와 무우에서 특(特)히 뚜렷하였다. 2. 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)의 처리(處理)에 의한 무우의 발아저해(發芽沮害)는 단백질(蛋白質) 합성기(合成期)에 protease 활성(活性)(합성(合成))의 증가(增加) 이후에 수분함량(水分含量)의 감소(減少)와 더불어 전(全) phenol 화합물(化合物)의 축적(蓄積)(분해저해(分解沮害))의 순서(順序)로 진행(進行)되었다. 3. 반면, 벼에서는 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)의 처리(處理)에 의해서 abscisin산(酸)의 축적(蓄積)에 따른 ${\alpha}$-amylase의 활성(活性)(합성(合成))감소(減少)에 의해 발아(發芽)가 저해(沮害)되어 Einhelling의 가설(假說)과 부분적(部分的)으로 일치(一致)하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제27권1호
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• pp.56-62
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• 1995

This study was designed to investigate the changes in microflora and enzyme activities of traditional kochujang meju during fermentation for 60 days. The pH of meju decreased continously up to 40 days of aging and then increased slightly thereafter, while the change in titratable acidity showed the opposite trend to that of pH. The viable cell count of aerobic bacteria increared gradually for up to 40 days of fermentation and then decreased slightly thereafter, while that of molds and yeasts showed a rapid increase up to 40 days of fermentation and then leveled off. ${\alpha}-amylase$ activity increased slightly for up to 40 days of meju fermentation and then stabilized. On the other hand, ${\beta}-amylase$ and glucoamylase activities did not show a significant change for up to 20 days of fermentation and then increased rapidly at 40th day of fermentation. Acidic, neutral and alkaline protease activities increased sharply up to 40 days of aging and then decreased significently at 60th day of fermentation. These results suggest that meju fermented for 40 days had the highest quality in terms of the number of microflora and enzyme activity.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제37권4호
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• pp.223-236
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• 2019

본 연구는 김치로부터 비만 억제능력이 있는 젖산균을 분리 및 동정하고, 이 균주의 생리적 특성을 규명하여 상업적으로의 이용가능성을 검토하고자 실시하였다. 이를 위해 Modified MRS 분별배지를 사용하여 노란색 집락을 형성하는 균주를 대상으로 각각 α-amylase inhibitory activity, α-glucosidase inhibitory activity와 단쇄지방산 생산이 우수한 균주를 선발한 결과, KI69 균주가 최종 선발되었다. KI69 균주는 α-amylase억제활성 91.17±2.23%, α-glucosidase 억제활성 98.71±4.23%, 단쇄지방산인 프로피온산, 에세트산, 브티르산이 MRS broth에서 각각 8.78±1.12 ppm, 1.34±0.07%(w/v), 0.876±0.003 g/kg이 나타났으며, 동정결과 L. plantarum으로 판명되었고, L. plantarum KI69로 명명하였다. L. plantarum KI69는 답즙산과 산성의 pH에서 모두 우수한 생존력을 나타내었고, 효소활성은 β-galactosidase, β-glucosidase와 N-acetyl-β-glucosaminidase에 대해 높은 효소 활성을 나타내었다. 항생제 내성 실험 결과 vancomycin에 내성이 있는 반면 penicillin-G와rifampicin에 감수성을 나타냈으며, Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes와 Staphyloccous aureus에 대해 각각 15.44%, 50.79%, 58.62%와 37.85%의 억제 효과를 지니고 있는 것으로 나타났다. 장 부착성은 대조구인 L. rhamnosus GG보다 우수하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권7호
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• pp.975-979
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• 2010

국내에서 재배된 비타민나무(Hippophae rhamnoides L.)의 생리활성을 부위별(줄기, 잎, 뿌리, 열매), 용매별(물, 에탄올)로 시험한 결과는 다음과 같다. $\alpha$-Glucosidase 활성 억제 실험에서, 비타민나무의 저해활성은 줄기의 에탄올 추출물이 93%로 가장 높았고, 다음이 잎의 에탄올 추출물이 88.7% 순으로서 대조구 acarbose의 20.2%보다 훨씬 높았다. Pancreatin 기원의 $\alpha$-amylase 억제 활성 측정 실험에서는 잎의 물 추출물이 54.7%로 다른 추출물에 비해 가장 높았다. HT-29 cell과 DU-145 cell의 암세포에 대한 항암효과 시험 결과 뿌리의 물 추출물에서 각각 47.1%, 32.3%의 항암효과가 나타났다. 또한 항균활성 실험 결과 잎의 에탄올 추출물에서 위해균주인 Clostridium butyricum, Proteus mirabilis, Shigella flexneri에 대한 저해활성이 나타났다. 향후 연구에서는 생리활성 효과가 나타난 물질에 대한 분리, 정제 등의 연구가 계속 수행되어져야할 것으로 생각된다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제9권3호
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• pp.199-205
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• 2004

The effect of chitosan on enzymatic activities and on bioactive compounds was characterized during germination at $25^{\circ}C$ for 7 days to search for a method to produce a germinated black rice. The germination rate was reduced by the addition of lactate and chitosan. The rotting rate was greatly decreased by chitosan, suggesting that the addition of chitosan into a germination solution might be an effective method for controlling fungal contamination during the germination of cereals. The addition of 100 and 200 ppm chitosan increased $\alpha$-amylase activity after 7 days by up to 152 % and 197 %, respectively. The activities of $\beta$-amylase and $\beta$-glucosidase were lower with 200 ppm chitosan than in distilled water and 100 ppm lactate. The amount of total soluble phenolics and total flavonoids decreased rapidly for four days and thereafter remained constant until the seventh day. The antioxidant activity of germinated black rice, in terms of hydrogen-donating activity, increased slowly and did not correspond to the changes of total soluble phenolics and total flavonoids. The amount of phytic acid was reduced by the addition of 200 ppm chitosan compared to distilled water, indicating that chitosan could be used as an elicitor for the increase of phytase activity during the germination of black rice.

• Applied Biological Chemistry
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• 제11권
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• pp.131-136
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• 1969

저선량(低線量) 방사선(放射線)의 생물학적(生物學的) 촉진효과(促進效果) (possitive effect)는 이미 주지(周知)된 사실(事實)인 바 맥아(麥芽)의 역가증대(力價增大)에 대(對)한 그 응용성(應用性) 여하(如何)를 검토(檢討)하기 위(爲)하여 대맥종자(大麥種子)에 10, 100, 1000, 10000 rads의 ${\gamma}$선(線)을 조사(照射)하고 맥아(麥芽)를 만들어 기중(其中)의 몇몇 효소(酵素)의 활성(活性)을 측정(測定)한 결과(結果) 다음과 같은 성적(成績)을 얻었다. 1. 표준구(標準區)에 비(比)해 조사구(照射區)의 생체중(生體重)은 1,000rads 이하의 저선량구(低線量區)에서는 증가(增加)되었으나 10,000rads의 고선량구(高線量區)에서는 감소(減少)되었다. 2. ${\alpha}$-amylase activity 및 당화력(糖化力)은 전조사구(全照射區)에서 증대(增大)되었으며 특(特)히 100rads 구(區)에서 최대치(最大値)를 나타내었다. 증대효과(增大效果)는 ${\alpha}$-amylase activity의 경우 $26{\sim}69%$ 당화력(糖化力)의 경우 $87{\sim}178%$이었다. 3. pretense activity는 1,000rads이하의 저선량구(低線量區)에서는 거의 변화(變化)가 없고 10,000rads의 고선량구(高線量區)에서는 현저히 감소(減少)되었다. 4. 생맥아중(生麥芽中)의 환원당(還元糖) 함량(含量)은 전조사구(全照射區)에서 감소(減少) 되었으며 특(特)히 100, 1,000 rads 구(區)에서 더욱 감소(減少)되었다. 5. 생맥아중(生麥芽中)의 soluble protein 함량(含量)은 전조사구(全照射區)에서 증가(增加)되었으며 특(待)히 100rads 구(區)에서 가장 증가(增加)되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-189
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• 2015

4종류의 커피 원두(CS, Colombia superimo; EY, Ethiopia yirgacheffee; IM, Indonesia mandheling; IMM, India monsooned malabar AA)를 생두(raw coffee bean)와 각각 다른 온도(200, $250^{\circ}C$)와 시간(10, 15, 20 min)으로 로스팅하였으며, 최적의 로스팅 조건을 찾기 위하여 로스팅 중에 변화되는 pyrazine을 비롯한 몇 가지 성분과 항산화, 항당뇨 효과를 조사하였다. Caffeine 함량은 로스팅 정도에 따라 크게 차이를 보이지 않았으나, 5-caffeoylquinic acid와 total phenolic compounds는 대체로 로스팅이 강해질수록 크게 감소하였다. Pyrazine 화합물은 IMM에서 가장 많이 생성되었으며, $250^{\circ}C$에서는 시간이 경과할수록 급격히 줄어들었다. DPPH 라디칼 소거활성은 같은 처리농도에서의 BHT와 ${\alpha}$-tocopherol의 활성에 비하여 대부분 80% 이상의 효과를 나타내었다. 한편 FRAP assay에서는 로스팅 정도가 강해질수록 활성이 약간 감소하였다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해활성은 유의할 만한 수준이었으나, $250^{\circ}C$에서 20분 roasting할 경우에는 활성이 80% 이상 줄어들었으며, ${\alpha}$-amylase 저해활성도 유사한 경향이었다. 이러한 결과로 로스팅 정도에 따른 생리활성과 커피의 고소한 향과 초콜릿 향을 내는 pyrazine 화합물의 생성을 종합적으로 보았을 때, $200^{\circ}C$에서 15분정도 로스팅하는 것이 가장 최적의 조건인 것으로 판단하였다. 따라서 이러한 결과는 커피산업에서 로스팅 조건을 달리한 원두커피의 향과 생리활성이 높은 커피를 생산하는데 활용될 수 있을 것이라 기대된다.