• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권3호
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• pp.824-831
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• 2021

안전한 화장품용 방부제에 대한 연구를 위하여 1, 2-octanediol (OD)에 galactose 한 분자가 결합된 1, 2-octanediol galactoside (OD-gal)의 합성을 시도하였다. 이를 위하여, 재조합 대장균의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응을 수행하였으며, OD-gal 합성을 확인하기 위하여 mass spectrometry 분석과 NMR (¹H- and ¹³C-) spectroscopy 분석을 실시하였다. 합성반응물에서 m/z=331.1732의 sodium adduct ion 형태로 OD-gal 분자의 합성을 확인하였고, 정제된 OD-gal의 NMR 분석을 통하여 OD-gal의 ¹H NMR 스펙트럼에서 OD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. ¹H NMR 스펙트럼의 다운필드인 δ_H 4.39 ppm과 δ_H 3.98~3.55 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 이들이 OD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 ¹H NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 δ_H 1.52~1.26 ppm과 0.89 ppm의 피크는 OD의 CH₂ 와 CH₃ 작용기로 부터 나타나는 피크로써 OD가 본 물질에 존재함을 알 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서는 OD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 24개의 탄소피크가 나타났고, 각 아노머 마다 14개의 탄소가 존재하는데 이중 δ_c 31.4, 29.0, 22.3 그리고 13.7 ppm에 보이는 OD 4개의 탄소는 지방족 사슬의 끝부분에 해당하며 화학적 구조의 유사성으로 인하여 탄소 피크가 겹쳐서 나타난 것으로 보인다. 따라서 총 28개의 탄소 피크 중 24개가 나타났다. 마지막으로, 합성된 OD-gal의 β-gal을 이용한 가수분해 반응을 통하여 OD-gal에 gal이 결합되어 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 세포독성이 감소된 첨가물 개발을 기대하고 있으며, 추가적인 후속연구를 진행할 예정이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권1호
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• pp.37-43
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• 2021

본 연구는 참당귀 가공 시에 버려지는 부산물인 세미를 기능성 화장품 원료로 활용가능성이 있는지 평가하기 위해 수행하였다. MTS assay 수행결과 70% 주정을 이용한 뿌리 부위별 추출물의 경우 처리농도 25 ~ 200 ㎍/mL까지 세포독성이 없었다. 추출물 200 ㎍/mL를 처리하였을 때의 melanin 생성 억제효과는 추출 부위별로 12% ~ 19%로 나타났으며, 세미와 약재의 melanin 생성 억제효과가 비슷하게 나타났다. 그리고 DPPH radical 소거능이 50%에 달하는 IC50 값은 세미 677.9 ± 30.5 ㎍/mL, 약재 728.0 ± 42.4 ㎍/mL로 나타났고, ABTS radical 소거능이 50%에 달하는 IC50 값은 세미 114.9 ± 0.1 ㎍/mL, 약재 173.6 ± 1.3 ㎍/mL으로 나타나 세미가 약재보다 항산화활성이 높게 나타났다. 따라서 본 실험결과를 고려해 봤을 때, 부산물인 세미는 기능성 화장품 원료로 이용 가능성이 높은 것으로 생각된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.155-163
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• 2022

최근 살진균제는 세계 식량 안보에 없어서는 안될 필수 요소이며, 그 사용량은 증가하고 있다. 살진균제는 직접적 또는 간접적으로 곤충에 영향을 미쳐 유전자 및 분자 수준의 변화를 일으킨다. 곤충은 다양한 해독 매커니즘을 통해 살진균제를 포함한 농약으로부터 유발되는 활성산소(ROS) 독성을 제거한다. 본 연구는 살진균제 캡탄의 비치명적 투여량(0.2, 2, and 20 ㎍/µL)을 주입 후 갈색거저리의 유충에서 해독효소의 mRNA 발현량을 분석했다. 갈색거저리의 전사체 분석을 통해 해독 매커니즘 관련 유전자인 퍼옥시다제(POX), 카탈라제(CAT), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD) 및 글루타티온-S-트랜스퍼라제(GST)를 발굴하였다. 처리 24시간 후 TmPOX5 mRNA가 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 처리 3 시간 후 TmSOD4의 mRNA가 유사하게 증가하였다. 또한 2 ㎍/µL 처리 24시간 후 TmCAT2의 mRNA 가 유의하게 증가하였다. 캡탄 노출 후 TmGST1 및 TmGST3의 mRNA 발현량도 증가하였다. 결론적으로, TmPOX5 및 TmSOD4 유전자는 갈색거저리에서 캡탄 노출에 대한 바이오마커 또는 생체이물 센서로 작용할 수 있음을 시사한다.

• 한국포장학회지
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• 제28권3호
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• pp.175-182
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• 2022

중금속은 첨가제 성분이나 오염으로 인해 식품용 플라스틱 기구 및 용기, 포장 제품에 유입되어 식품을 통해 인체로 노출될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 독성을 가진 7종의 중금속(납, 카드뮴, 니켈, 크롬, 안티몬, 구리, 망간)을 선정하고 국내 유통되는 16재질 137개 제품들에서의 이행량을 파악하여 위해도 평가를 수행하였다. 대상 검체들은 4% 초산을 식품모사용매(70℃, 30분)로 적용하여 이행시험을 수행하였다. 동시분석을 위해 유도결합플라즈마 질량분석법(ICP-MS)을 적용했으며 선형성, 검출 한계(LOD), 정량 한계(LOQ), 회수율, 정밀도를 측정하고 확장불확도를 산출하여 정량결과의 신뢰성을 확보하였다. 모니터링 결과, 전체적으로 불검출 (ND) ~ 8.76 ± 11.87 ㎍/L의 수준으로 검출되었으며, 대부분이 평균 1 ㎍/L 미만의 미량으로 확인되었다. 또한 안티몬이 PET 재질에서 다른 재질들에 비해 통계적으로 유의하게 높게(p < 0.05) 측정되었다. 마지막으로 위해도를 평가한 결과, 국내 유통되는 제품들의 중금속들은 인체안전기준 대비 모두 안전한 수준으로 유지되고 있는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-33
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• 2023

자당(suc)은 포도당(glu)과 과당(fru)으로 구성된 이당류로, 식물에서 양분으로 작용하여 탄수화물 공급을 공급하는 분자일 뿐만 아니라, 신호 분자로서도 작용하여 당 특이적 신호전달을 유도하고 유전자 발현과 대사물질을 변화시킨다. 본 연구에서는 쑥에서 생리활성물질의 증진이 뿌리를 통한 자당 흡수로 인한 당 특이적 신호전달로 인한 것인지 아니면 삼투 또는 생물학적 스트레스와 같은 다른 요인으로 인해 유도된 것인지를 확인하고자 수행되었다. 삼투 스트레스와의 비교를 위해 삽목을 통해 발근된 쑥 묘를 정식 4주 후 3일간 만니톨(man)과 suc을 3가지 농도로(10mM, 30mM, 50mM) 호글랜드 양액과 함께 처리하였다. 3일간의 man과 suc 처리는 쑥의 지상부 생체중에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 그리고 항산화도는 man과 suc 처리구에서 서로 다른 증진 패턴을 보였으며, suc 처리가 man로 유도된 삼투 스트레스와는 다른 기작으로 생리활성물질을 증진시키는 것을 확인하였다. 또한, suc 50mM 처리된 쑥 추출물은 에탄올로 유도된 알코올 자극과 t-BHP로 유도된 산화 스트레스에 대해 각 1.7배, 1.6배 높은 HepG2 cell 보호 효과를 나타냈다. suc처리와 생물학적 스트레스의 비교를 위해 suc 30mM 처리된 용액에서 배양하여 미생물을 얻은 후 이를 suc 30mM과 같이 또는 미생물 만을 정식 후 3주된 쑥에 3일간 양액과 함께 처리하였다. 처리 3일 차에 지상부 생체중의 변화 없이 당 함량이 미생물 처리 여부와 상관없이 suc 처리구들에서 유의적으로 대조구와 미생물 처리에 비해 증가하였다. 또한, 총 페놀 함량과 항산화도 역시 suc 30mM과 suc 와 미생물 혼합 처리구에서 미생물 처리구에 비해 증가하였다. 따라서, 양액 내 suc 처리로 인한 생리활성물질의 증진이 부수적인 스트레스에 의한 것이 아닌, suc 신호전달 효과임을 확인하였다. 본 실험은, 수경재배에서 뿌리를 통한 자당의 신호전달 효과로 인한 생리활성물질의 증진이 유도된다는 가능성을 제시한다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권1호
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• pp.87-96
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• 2023

본 연구는 인간 각질형성 세포주를 이용하여 피부 표면의 산성화를 조절하는 물질을 발굴하고, 이를 통해 각질층의 보습 능력 및 피부 장벽 기능에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 꿀풀은 아프리카 북서부 및 북미에 널리 분포하는 허브 중 하나로 세포사멸, 항산화 및 항염에 대한 효능이 연구되어 왔다. 하지만 NHE1의 발현 조절 및 피부 장벽기능 회복에 대한 연구는 진행되지 않았다. 꿀풀의 피부 pH 조절 효과를 확인하기 위하여 꿀풀의 활성 성분 분석 결과 로즈마린산과 카페인산이 검출되었다. 꿀풀과 이것으로부터 검출된 성분인 카페인산은 인간 각질형성 세포주인 HaCaT 세포에 고농도(100 ㎍/mL 또는 100 µM)를 처리한 결과 독성을 보이지 않았다. 노화된 피부에서는 각질층의 산성 pH를 유지하기 위한 나트륨-수소 이온 교환 펌프(NHE1)의 발현감소가 나타나는 것으로 알려져 있으며, 이러한 이유로 노화 피부에서 나타나는 피부 장벽 기능 회복의 저하에 중요한 원인으로 작용할 것으로 추측된다. 꿀풀 추출물 및 카페인산은 각질형성 세포에서 NHE1의 발현을 증가시켰으며, 자연 보습 인자 전구체인 필라그린과 세라마이드 합성 효소인 serine plmitoyl transferase (SPT)의 발현을 증가시켰다. 또한, 직접적인 pH 조절 효과를 확인하기 위해 각질형성 세포 내/외 pH 수치를 측정한 결과 꿀풀과 카페인산은 세포 외부 pH를 감소시켰다. 위 결과들을 종합해 볼 때, 꿀풀과 카페인산은 NHE1 조절을 통해 피부 pH를 조절할 수 있고, 자연 보습 인자(NMF)와 세라마이드 합성을 증가시켜 피부 장벽 기능 회복을 도울 수 있을 것으로 추측된다. 이러한 결과는 꿀풀과 카페인산이 피부 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 보여주며, 이를 활용한 새로운 피부 보호 제품 개발에 대한 토대가 될 수 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권5호
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• pp.455-468
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• 2023

본 연구에서는 메밀 새싹 추출물의 비피더스균과 락토바실러스균 증식에 미치는 영향, 항염증 효과 및 관련 생리활성 물질의 분석을 통해 프리바이오틱스 소재로서의 활용 가능성을 평가하였다. 메밀 새싹 추출물을 10종의 프로바이오틱스에 첨가하여 각각 배양하였을 때, 대조군보다 pH 값이 낮아지고, 생균수는 증가하였다. 쓴메밀 새싹 추출물을 Bifidobacterium longum ssp. infantis BT1에 첨가하여 배양한 실험군의 생균수는 8.61×10⁸ CFU/mL로 증식 효과가 가장 뛰어났다. 메밀 새싹 추출물을 10종의 프로바이오틱스에 첨가한 다음 LPS로 유도하였을 때, 세포독성에 대한 보호 효과와 NO, PGE₂ 발현에서도 유의적인 억제 효과를 보여 우수하였다. 특히, 비피더스균 중 BT1에서 NO 생성량이 29.5 mM로 가장 낮았으며, 락토바실러스균 중에서는 Lacticaseibacillus paracasei LPC5에서 30.6 mM로 NO 생성량이 매우 낮아 항염증 효과가 있었다. 이상의 결과는 루틴, 퀘세틴 및 콜린 등 다양한 생리활성 물질을 가진 메밀 새싹 추출물이 특정 배양액에서 염증 관련 지표인 NO 생성 및 PGE₂ 생성량 억제에 효과가 있음을 나타내는 것으로 메밀이 장내 유익균 증식과 염증 조절에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제37권2호
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• pp.120-129
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• 2024

활성산소종은 미토콘드리아 대사활동을 통해 생성되는 반응성이 강한 산소 함유 분자로서 특히 간에서 복잡한 세포 분자와 반응하여 산화적 스트레스를 유발하는 물질이다(Choi et al., 2012). 에탄올 대사 과정에서는 ROS가 생성되어 산화스트레스를 유발하며, 과도한 에탄올은 ROS를 제거하는 항산화 시스템을 억제함으로써 지방, 단백질 또는 DNA와 같은 생체 분자에 산화 손상을 유발하여 세포를 손상시킨다(Albano, 2006; Koch et al., 2004). 본 연구에서는 오리나무 잎 추출물(AJL)에서 알코올(EtOH)로 유발된 산화적 스트레스에 대한 간세포 손상의 보호 효과를 평가하기 위해 HepG2/2E1 세포에서 EtOH와 AJL 및 대조군silymarin을 각각 처리한 후 세포생존율을 평가하고 세포독성이 없는 범위를 설정하여 활성산소종 생성량, 항산화 관련 지표(DPPH, ABTS, MDA, GSH) 및 간 손상 지표(AST 및 ALT)를 측정하였다. 알코올에 대한 간 보호 효과에서는 알코올만 처리한 군의 세포생존율이 53.8%로 감소하였으나 AJL을 함께 처리 군에서 세포생존율이 85.1%의 유의적인 증가로 간 보호효과를 확인하였다. 다음으로 AJL에서 세포 내 ROS 생성 억제능은 에탄올 처리군에서 정상군에 비해 유의적으로 ROS 생성이 증가하였으나 AJL 농도별 처리시 정상군 수준으로 ROS 생성을 현저하게 감소시켰다. MDA 함량은 에탄올 처리군에서 무처리군에 비해 유의적으로 증가하였으나 AJL 처리시 농도 의존적으로 에탄올 처리군에 비해 유의적인 차이를 보이며 MDA 함량을 감소시켰다. GSH 함량은 에탄올 처리군에서 정상군보다 유의적으로 함량이 감소하였으나 AJL 농도별 처리군 모두 에탄올 처리군에 비해 GSH 함량을 증가시켰다. 또한 간손상 지표로 활용되는 AST 및 ALT 활성 변화 확인 시, 에탄올 처리에 따른 간세포 손상군에 비하여 AJL 처리군에서는 농도 의존적으로 현저하게 감소시켰으며, 대조군silymarin과 비교하여 유사한 감소된 결과를 관찰하였다. 이상의 결과로부터 종합해 볼때AJL은 간손상에 대한 보호 및 간손상 억제 가능성을 기대할 수 있으며, 간기능 개선 효과에 대한 건강기능식품개발의 기초자료로서 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권6호
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• pp.1095-1106
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• 2023

본 연구는 울릉 섬쑥부쟁이의 생리활성을 평가하여 기능성 농식품 소재로서의 자료 제공을 목적으로 하였다. 대식세포와 선충을 활용하여 울릉 섬쑥부쟁이의 항산화 및 항염증 효과를 평가하였다. 총폴리페놀 함량과 총플라보노이드 함량은 AG와 DAG의 에탄올(70%, 100%) 용매가 열수보다 추출수율이 높았으며, 추출 조건별 항산화 활성 분석도 열수보다는 에탄올 추출물에서 가장 높았다. AG의 경우 100% 에탄올 추출물(4.50%)이, DAG의 경우 70% 에탄올 추출물(4.19%)로 수율이 가장 높았다. 항산화 성분의 추출수율과 라디컬소거 활성 결과와 식품소재 활용을 고려하여 70% 에탄올을 최종 용매로 선정하였다. 시료의 효과평가를 위해 세포독성이 없는 100 ㎍/mL를 최대 농도로 설정하여 대식세포 RAW 264.7에서의 항염증 활성을 평가하였다. LPS로 염증을 유도하고 AG와 DAG 에탄올 추출물 처리군은 LPS 단독 처리군(양성 대조군)과 비교하여 NO의 생성과 iNOS의 발현이 유의적으로 감소하였다. 선충을 이용한 AG와 DAG 에탄올 추출물의 항산화 활성 분석 결과, juglone 처리로 인한 산화적 스트레스 조건하에서 선충의 생존율 연장에는 영향을 미치지 못했다. 선충에 LPS를 처리하여 염증 스트레스 조건하에서 AG와 DAG 에탄올 추출물이 LPS 단독 처리군에 비해 24시간 후 생존율이 증가하였고, 두 시료 모두 생존율 개선 효과가 농도 의존적으로 보였다. 염증과 산화의 스트레스 조건 없이 선충의 평균 수명 기간인 20일 동안 AG와 DAG 추출물을 처리하여 항노화 효과를 평가한 결과 AG와 DAG 에탄올 추출물을 처리한 선충의 생존율 중앙값(10일)은 CON보다 높았으며, DAG 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 생존율을 높이는 경향을 보였으나, AG 에탄올 추출물은 그렇지 않았다. AG와 DAG의 20일 생존율은 CON보다 낮거나 유사(DAG 50)하였다. 본 연구의 결과, 울릉 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물은 in vitro에서 항산화 활성을 보였고, 염증이 유도된 대식세포에서 iNOS 유전자 발현을 억제하여 NO의 생성량이 감소하였다고 사료된다. 또한, 염증 스트레스를 유도한 선충의 생존율 개선 효과를 보였다. 이 결과는 울릉 섬쑥부쟁이의 건강기능식품 개발 시 기초자료로 활용하고, 지역 농산물의 소비 활성화에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권3호
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• pp.280-288
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• 2023

딸기는 과육을 제외한 부위는 폐기될 수밖에 없어 활용도가 떨어지는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 부산물로서 폐기되는 딸기 줄기를 활용하고자 이를 이용하여 항산화 및 항염증 효과를 검증하고자 하였다. 용매별로 추출하여 딸기 줄기의 열수 및 70% 에탄올을 이용하여 추출 후 실험을 진행하였다. 먼저 딸기 줄기의 열수 및 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량을 확인하였으며, 그 결과 265.4 ± 0.12 mg TAE/100 g, 503.88 ± 0.2 mg TAE/100 g의 폴리페놀 함량을 확인하였다. 항산화 활성을 측정하기 위해 전자공여능 및 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) 라디칼 소거능을 이용하여 항산화력을 측정하였다. 두 추출물 모두 농도 의존적으로 증가함을 확인할 수 있었으며, 고농도에서는 항산화력이 우수함을 확인하였다. 이후 항염증 효능을 확인하기 위해 대식세포를 이용해 실험을 진행하였다. 먼저 시료의 세포 독성을 확인하고 농도를 설정하고자 하였다. 세포 생존율을 측정한 결과, 대식세포인 RAW 264.7에서 딸기 줄기 열수 및 에탄올 추출물 둘다 500 ㎍/ml 농도에서 99% 이상의 세포 생존율을 확인하였다. 이후 세포 생존율이 99% 이상인 농도구간(50, 100, 500 ㎍/ml)을 설정하여 이하의 실험을 진행하였다. 염증성 매개 물질로 알려진 nitric oxide (NO)의 생성 억제 효과를 확인한 결과, 딸기 줄기의 열수 추출물은 37.9%의 억제 효과가 나타났고, 에탄올 추출물은 38.8%의 억제 효과를 확인하여 딸기 줄기 추출물의 NO 생성을 저해하는 효과를 확인하였다. 항염증 활성을 확인하기 위해 RAW 264.7 세포를 이용하여 염증 매개 인자인 iNOS, COX-2의 단백질 및 mRNA 발현량을 측정하였다. 그 결과, 단백질 및 mRNA의 발현에서 LPS 단독 처리군에 비해 딸기 줄기의 열수 및 에탄올 추출물을 처리하였을 때 iNOS와 COX-2의 단백질 발현량이 억제됨을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과들을 토대로 딸기 줄기의 열수 및 에탄올 추출물이 항산화 및 항염증 활성이 우수함을 확인하여 천연 소재로서 활용하여 사용할 수 있을 것으로 사료된다.