• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.378-386
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• 2022

Scenedesmus obliquus ABC-009 is a microalgal strain that accumulates large amounts of lutein, particularly when subjected to growth-limiting conditions. Here, the performance of this strain was evaluated for the simultaneous production of lutein and biofuels under three different modes of cultivation - photoautotrophic mode using BG-11 medium with air or 2% CO₂ and heterotrophic mode using YM medium. While it was found that the highest fatty acid methyl ester (FAME) level and lutein content per biomass (%) were achieved in BG-11 medium with CO₂ and air, respectively, heterotrophic cultivation resulted in much higher biomass productivity. While the cell concentrations of the cultures grown under BG-11 and CO₂ were largely similar to those grown in YM medium, the disparity in the biomass yield was largely attributed to the larger cell volume in heterotrophically cultivated cells. Post-cultivation light treatment was found to further enhance the biomass productivity in all three cases and lutein content in heterotrophic conditions. Consequently, the maximum biomass (757.14 ± 20.20 mg/l/d), FAME (92.78 ± 0.08 mg/l/d), and lutein (1.006 ± 0.23 mg/l/d) productivities were obtained under heterotrophic cultivation. Next, large-scale lutein production using microalgae was demonstrated using a 1-ton open raceway pond cultivation system and a low-cost fertilizer (Eco-Sol). The overall biomass yields were similar in both media, while slightly higher lutein content was obtained using the fertilizer owing to the higher nitrogen content.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제25권4호
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• pp.321-331
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• 2021

Vancomycin, an antibiotic used occasionally as a last line of treatment for methicillin-resistant Staphylococcus aureus, is reportedly associated with nephrotoxicity. This study aimed at evaluating the protective effects of lutein against vancomycin-induced acute renal injury. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) and its associated role in renoprotection by lutein was also examined. Male BALB/c mice were divided into six treatment groups: control with normal saline, lutein (200 mg/kg), vancomycin (250 mg/kg), vancomycin (500 mg/kg), vancomycin (250 mg/kg) with lutein, and vancomycin (500 mg/kg) with lutein groups; they were euthanized after 7 days of treatment. Thereafter, samples of blood, urine, and kidney tissue of the mice were analyzed, followed by the determination of levels of N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG) in the urine, renal creatine kinase; protein carbonyl, malondialdehyde, and caspase-3 in the kidney; and the expression of PPARγ, nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), and nuclear factor-kappaB (NF-κB) in renal tissue. Results showed that the levels of protein carbonyl and malondialdehyde, and the activity of NAG, creatine kinase and caspase-3, were significantly increased in the vancomycin-treatment groups. Moreover, the levels of Nrf2 significantly decreased, while NF-κB expression increased. Lutein ameliorated these effects, and significantly increased PPARγ expression. Furthermore, it attenuated vancomycin-induced histological alterations such as, tissue necrosis and hypertrophy. Therefore, we conclude that lutein protects against vancomycin-induced renal injury by potentially upregulating PPARγ/Nrf2 expression in the renal tissues, and consequently downregulating the pathways: inflammation by NF-κB and apoptosis by caspase-3.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권2호
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• pp.260-267
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• 2023

In this study, we sought to improve lutein and zeaxanthin production in Mychonastes sp. 247 and investigated the effect of environmental factors on lutein and zeaxanthin productivity in Mychonastes sp. The basic medium selection and N:P ratio were adjusted to maximize cell growth in one-stage culture, and lutein and zeaxanthin production conditions were optimized using a central composite design for two-stage culture. The maximum lutein production was observed at a light intensity of 60 μE/m²/s and salinity of 0.49%, and the maximum zeaxanthin production was observed at a light intensity of 532 μE/m²/s and salinity of 0.78%. Lutein and zeaxanthin production in the optimized medium increased by up to 2 and 2.6 folds, respectively, compared to that in the basic medium. Based on these results, we concluded that the optimal conditions for lutein and zeaxanthin production are different and that optimization of light intensity and culture salinity conditions may help increase carotenoid production. This study presents a useful and potential strategy for optimizing microalgal culture conditions to improve the productivity of lutein and zeaxanthin, which has applications in the functional food field.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권1호
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• pp.80-86
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• 1996

어류의 carotenoid에 관한 비교 생화학적 연구의 일환으로서 잉어아과에 속하는 납지리와 줄납자루의 표피와 난의 carotenoid 조성을 비교 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 납지리와 줄납자루 표피의 총 carotenoid 함량은 납지리 수컷 2.3mg%, 납지리 암컷 1.1mg%, 줄납자루 수컷 1.9mg%, 줄납자루 암컷 0.8mg%로 나타나 수컷 표피의 총 carotenoid 함량이 암컷 표피보다 다소 높았다. 표피의 carotenoid 조성은 lutein, lutein epoxide, tunaxanthin, zeaxanthin, triol 이 주성분을 이루었고 그외, $\beta-carotene,$ $\alpha-cryptoxantinm$ cyn-thiaxantin 이 함유되어 있었다. 납지리 수컷의 표피에는 줄납자루 수컷에 비해 lutein의 함량치가 높았고 줄납자루 수컷의 경우는 납지리 수컷이 비해 lutein epoxide와 tunaxanthin의 함량치가 높았다. 그리고 납지리 암컷을 표피에는 줄납자루 dkat에 비해 lutein epoxide 함량치가 높았도 줄납자루 암컷의 표피에는 납자리 와 줄납자루 난의 총 carotenoid 함량은 납지리 1.8mg%, 와 줄납자루 2.5mg%로 표피와는 달리 줄납자루 난의 함량치가 높았다. 납지리와 줄납자루 난의 carotenoid 조성은 다 같이 lutein, lutein epoxid 가 주성분을 이루었고 그외 triol은 표피에 비해 적게 함유되어 있었다. 동일한 잉어아과의 납지리와 줄납자루의 표피 및 나의 carotenoid 조성은 서로 유사함을 확인 할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권6호
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• pp.686-691
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• 2012

본 연구에서는 UPLC를 이용하여 lutein과 zeaxanthin을 단시간에 동시 분석할 수 있는 새로운 방법을 개발한 후 분석법에 대한 평가를 수행하였으며, 확립된 방법으로 6종의 엽채류에서 lutein과 zeaxanthin을 정량 분석하였다. 분석 컬럼은 Acquity UPLC BEH C18($1.7{\mu}m$, $2.1{\times}50mm$), 이동상 용매는 85% methanol을 사용하였으며, 검출파장은 450 nm, 이동상의 유속은 0.5 mL/min, 분석온도는 $40^{\circ}C$, 시료주입량은 $1.0{\mu}L$로 설정하여 분석하였다. 확립된 분석조건에서 lutein과 zeaxanthin의 피크머무름시간(RT)은 각각 4.35분과 4.56분이며, 표준용액의 피크머무름시간과 엽채류 시료들의 피크머무름시간은 일치하였다. lutein과 zeaxanthin에 대한 표준검정곡선은 $1-150{\mu}g/mL$ 농도범위에서 상관계수($r^2$)는 0.9968 이상의 양호한 직선성을 나타내어 분석에 적합함을 알 수 있었으며, 검출한계는 lutein과 zeaxanthin이 각각 $1.7{\mu}g/mL$과 $2.1{\mu}g/mL$, 정량한계는 lutein과 zeaxanthin이 각각 $5.1{\mu}g/mL$과 $6.3{\mu}g/mL$로 설정되었다. Lutein과 zeaxanthin의 회수율은 각각 95.76-105.13%와 91.75-103.24% 범위를 보였다. Lutein의 일내 RSD값은 4.65-7.33%, 일간 RSD값은 4.04-10.69%이었으며, zeaxanthin의 일내 RSD값은 5.41-7.31%, 일간 RSD값은 3.79-9.82%이었다. 확립된 분석법으로 한국인이 많이 섭취하는 녹색과 엽채류인 부추, 취나물, 원추리, 참나물, 돌나물 시금치에서 lutein과 zeaxanthin을 분석한 결과 lutein 함량은 시금치와 취나물이 $3.97{\pm}0.10mg$/100 g fw, $4.06{\pm}0.24mg$/100 g fw로 가장 높았으며, 참나물과 원추리가 $3.39{\pm}0.43mg$/100 g fw, $3.39{\pm}0.15$ mg/100 g fw로 높았다. Zeaxanthin의 경우 취나물과 원추리가 각각 $0.95{\pm}0.00mg$/100 g fw와 $0.96{\pm}0.01mg$/100 g fw로 가장 높았다. 본 연구에서 확립된 UPLC 분석법은 lutein과 zeaxanthin을 신속하고 효과적으로 동시 분석하는데 이용될 수 있을 것이며, 한국인이 많이 섭취하는 엽채류 중 시금치와 취나물은 lutein과 zeaxanthin의 좋은 식이 급원일 뿐 아니라, 꾸준히 섭취하면 눈건강에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가금학회지
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• 제39권1호
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• pp.39-43
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• 2012

본 연구는 시력 보호에 효과가 있는 것으로 알려진 기능성 물질인 루테인을 산란계 사료 내 첨가 급여 하여 난황 내루테인 함량에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 산란계의 생산성에 있어서는 처리구간 유의적인 차이가 없었으나, 난황 색깔에 있어서는 루테인 2 ppm을 첨가 급여할 경우 난황색이 짙어지는 것으로 나타났다. 난황 내 루테인 함량에 있어서도 2 ppm을 첨가 급여할 경우 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서, 이상의 결과를 종합해 볼 때 루테인 강화 계란 생산을 위해서는 산란계 사료 내 루테인 함유물질을 첨가 급여할 경우 원물보다는 추출물을 이용하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국축산식품학회지
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• 제23권3호
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• pp.209-214
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• 2003

육계사료에 xanthophylls의 첨가가 닭고기의 지질산화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 사료에 lutein과 apocarotenoic acid ethyl ester(Apo-ester)를 각각 10 ppm과 20 ppm 첨가하여 브로일러를 6주간 사육하였다. 도계후 가슴육과 다리육으로 분리하여 3$^{\circ}C$에서 9일, -18$^{\circ}C$에서의 4개월간 실험을 수행하였다. 냉장저장중 모든 계육의 pH는 증가하였고 xanthophylls 급여육이 대조구보다 높았다. 저장중 TBARS와 POV는 가슴육보다 다리육에서 더 높았다(p<0.05). Xanthophylls 급여육은 대조구에 비해 지질산화가 억제되었고(p<0.05) 가슴육보다는 다리육에서, 냉장기간보다는 냉동기간중에 억제효과가 더 높았다. 첨가농도별 효과를 보면 10ppm보다는 20 ppm 급여육에서 지질산화가 더 억제되었다. Lutein과 apo-ester 급여구간 유의차는 없었으나(p>0.05), lutein 20 ppm 급여육이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었다. 따라서, 육계사료에 xanthophylls의 두 종류인 lutein과 apo-ester를 첨가하면 닭고기의 지질산화를 지연시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국가금학회:학술대회논문집
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• 한국가금학회 2002년도 가을 학술발표논문집
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• pp.87-89
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• 2002

사료에 여러 종류의 xanthophylls(lutein, canthaxanthin, astaxanthin, capxanthin)을 30ppm 수준으로 6주간 얻은 닭고기 육균질물의 산화 억제를 구명하기 위해 모델 시스템을 통한 실험을 실시하였다. Xanthophyll을 급여한 계육의 가슴육과 다리육에서 대조에 비해 TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) 값이 낮은 것으로 보아 사료 첨가에 의한 고기에서 항산화성을 확인하였다. 특히, 처리구 중 가슴육에서는 lutein이 다리육에서는 lutein과 astaxanthin이 다른 처리구들에 비해 항산화성이 높은 것으로 나타났다.

• Natural Product Sciences
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• 제17권3호
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• pp.234-238
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• 2011

We investigated the effects of fucoidan and lutein against dextran sulfate sodium (DSS)-induced mice colitis. Evaluations were made of the body weight, histological index such as crypt injury and inflammation score, biochemical factor such as serum amyloid (SAA) and MPO level data. The combination of fucoidan and lutein reduced the score of crypt injury and inflammation and markedly showed more decrease of the SAA and MPO levels than 5-ASA group. In addition, each sample of fucoidan and lutein was reduced the level of IL-6 which is stimulated by a lipopolysaccharide (LPS) in HT-29 cell line in vitro. Therefore, fucoidan and lutein may be useful as a dietary substance for preventing inflammatory bowel disease in humans.

• 한국수산과학회지
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• 제26권2호
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• pp.91-101
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• 1993

양식 참돔과 넙치에 대한 사료 carotenoid의 대사와 체색개선에 미치는 영향을 검토하기 위하여 ${\beta}$-carotene, lutein ester, astaxanthin 및 ${\beta}$-apo-8'-carotenal을 각각 첨가한 사료로서 8주간 사육한 결과는 다음과 같다. 1) 참돔에 있어서 carotenoid 축적율은 astaxanthin diester 첨가구에서 가장 높게 나타나 체색개선 효과가 가장 컸었으며, ${\beta}$-apo-8'-carotenal, astaxanthin monoester 첨가구의 순으로 효과가 컸었다. 2) 참돔의 carotenoid 대사경로는 astaxanthin이 tunaxanthin으로 되는 환원적 대사과정을 가지는 것으로 추정되었다. 3) 참돔 표피의 carotenoid 색소는 astaxanthin diester, tunaxanthin 및 ${\beta}$-carotene이 주성분을 이루고, 천연산과 양식산은 astaxanthin diester와 ${\beta}$-carotene의 함량에서 서로 차이가 있었다. 4) 넙치에 있어서 carotenoid 축적율은 ${\beta}$-carotene첨가구에서 가장 높게 나타나 체색개선 효과가 가장 컸었으며, 그 다음으로 lutein ester첨가구의 순으로 나타났다. 5) 넙치의 carotenoid 대사경로는 lutein이 tunaxanthin으로 환원대사되는 것으로 추정할 수 있었다. 6) 넙치 표피의 carotenoid 색소는 zeaxanthin, lutein이 주성분을 이루고, 천연산과 양식산은 lutein과 ${\beta}$-carotene의 함량에서 서로 차이가 있었다.