• 제목/요약/키워드: Monascus sp.

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Statistical Optimization for Monacolin K and Yellow Pigment Production and Citrinin Reduction by Monascus purpureus in Solid-State Fermentation

  • Jirasatid, Sani;Nopharatana, Montira;Kitsubun, Panit;Vichitsoonthonkul, Taweerat;Tongta, Anan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권3호
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    • pp.364-374
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    • 2013
  • Monacolin K and yellow pigment, produced by Monascus sp., have each been proven to be beneficial compounds as antihypercholesterolemic and anti-inflammation agents, respectively. However, citrinin, a human toxic substance, was also synthesized in this fungus. In this research, solidstate fermentation of M. purpureus TISTR 3541 was optimized by statistical methodology to obtain a high production of monacolin K and yellow pigment along with a low level of citrinin. Fractional factorial design was applied in this study to identify the significant factors. Among the 13 variables, five parameters (i.e., glycerol, methionine, sodium nitrate, cultivation time, and temperature) influencing monacolin K, yellow pigment, and citrinin production were identified. A central composite design was further employed to investigate the optimum level of these five factors. The maximum production of monacolin K and yellow pigment of 5,900 mg/kg and 1,700 units/g, respectively, and the minimum citrinin concentration of 0.26 mg/kg were achieved in the medium containing 2% glycerol, 0.14% methionine, and 0.01% sodium nitrate at $25^{\circ}C$ for 16 days of cultivation. The yields of monacolin K and yellow pigment were about 3 and 1.5 times higher than the basal medium, respectively, whereas citrinin was dramatically reduced by 36 times.

Monascus SP.가 생산하는 황색색소에 관한 연구 제2보 황색 색소의 분리 및 정제 (Studies on the Yellow Pigment Produced by Monascus SP. CS-2 Part II Isolation and Preparation of Yellow Pigment.)

  • 김현수;장욱;이희인;배종찬;유주현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.167-172
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    • 1980
  • 홍국균의 배양액으로부터 황색 색소를 분리하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 60%-ethanol-petroleum ether (1:2)의 혼합유기 용매로부터 partition chromatography 방법으로 색소를 추출하여 petroleum ether층에서 황색 색소를 얻었다. 2. 추출한 황색 색소의 최대 흡광도는 394-403nm 이었으며 적색계색소는 함유되어 있지 않았다. 3. Thin layer chromatography에 의한 황색계 색소는 황색의 Monascin이 대부분이었고 주황색의 unknown 물질 및 pale yellow의 Monascidin A가 소량 함유되어 있었다. 4. 분리한 지용성의 황색 색소를 N-KOH로 검화시켜 수용성인 K염 복합 황색색소로 정제하였다.

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진탕배양에 의한 Monascus sp.가 생산하는 적색색소에 관한 연구 (제2보) 적색조 색소의 생산과 물리적 성질 및 생리적 성질에 대한 검토

  • 김현수;곽효성;양호석;변유량;유주현
    • 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물생명공학회 1978년도 추계학술대회
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    • pp.207.1-207
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    • 1978
  • 이미 발표한바 있는 Monascous sp.의 색소 배양액으로부터 식품응용에 적용하기 위한 기초적 자료를 얻기 위하여 조색소 분말의 생산, 물리적 성상과 생리적 성질을 검토하였다. 본 실험은 발효액으로부터 60% alcohol과 pe-troleum ether로 추출하여 alcohol층에서 적색계, petroleum ether층에서 황색계 색소를 얻었으며, 생산된 적색계 조색소는 5종의 색소물질이 복합되어 있었고 pH 3에서 9까지 안정하였으며 O.D 495∼500nm에서 흡수극대를 나타내었다. 적색 조색소분말(색소 1000mcg/mg 기준 때)과 색소액은 시험 시료농도에서 bio-activity는 없었으며 급성 독소시험은 positive 용혈반응 negative였다.

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원산지 및 품종에 따라 조제된 홍국균 균사체-고체발효 원두커피의 생리활성 (The Pharmacological Activity of Coffee Fermented Using Monascus purpureus Mycelium Solid-state Culture Depends on the Cultivation Area and Green Coffees Variety)

  • 김훈;유광원;이준수;백길훈;신지영
    • 한국식품과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.79-86
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    • 2014
  • 저자들은 이전 연구에서 커피의 생리활성을 증진시키기 위해 다양한 진균류 균사체의 고체배양을 이용하여 발효커피를 조제하였으며, 홍국균(Monascus sp.) 균사체를 이용하여 조제한 발효커피가 비발효 일반커피 또는 다른 버섯 균사체를 이용하여 조제한 발효커피에 비해 생리활성이 우수하게 증진됨을 확인한 바 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 산지별 및 품종별 커피생두를 이용하여 각각 홍국균(M. purpureus, MP) 균사체를 고체배양한 발효커피로 조제하고 이들의 특성을 확인하고자 하였다. 각기 다른 공급업체를 통하여 구입한 30종의 산지별 및 품종별 커피생두는 홍국균(MP) 균사체의 최적발효조건을 통해 배양되었으며, 동일조건에서 중배전 후 열수추출물로 조제되었다. 열수추출물 중에서 MP-Mandheling은 가장 우수한 추출수율을 나타내었으며(13.6-15.5%), MP-Robusta는 가장 우수한 총 폴리페놀 함량(3.03 mg GAE/100 mg) 및 ABTS 라디칼 억제능(27.11 mg AEAC/100 mg)을 나타내었다. 더욱이, MP-Robusta는 $1,000{\mu}g/mL$의 시료농도에서 LPS로 유도한 RAW 264.7 세포의 TNF-${\alpha}$ 생성을 가장 우수하게 억제하였을 뿐 아니라(LPS 유도군의 67.1% 억제), 3T3-L1 지방세포의 지방생성을 효과적으로 억제하는 항지질대사 활성을 나타내었다(분화 대조군의 22.2% 억제). 결론적으로, M. purpureus 균사체의 고체배양을 이용한 베트남산 로부스타 발효커피는 기능성 커피음료 및 기능성소재로의 활용등의 산업적인 응용에 좋은 소재가 될 것으로 사료된다.

Precursor제공 및 생합성 관련 유전자의 cloning을 통한 Monacolin-K 생산성 향상 (Enhanced production of monacolin-K through supplement of monacolin-K precursors into production medium and cloning of SAM synthetase gene (metK))

  • 이미진;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.519-524
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    • 2008
  • Monacolin-K는 Monascus sp.로부터 polyketide pathway를 통해 생합성 되는 이차대사산물로써 강력한 콜레스테롤 저하제로 알려져 있다. 본 연구에서는 monacolin-K의 생합성 경로에 대한 이해에 근거한 지속적인 rational screening을 통해 monacolin-K의 생산성을 향상시킬 수 있었는데 그 중에서 특히 monacolin-K 생합성에 관련된 전구체를 최적화된 생산배지에 첨가함으로써 monacolin-K 생산성이 대조군에 비해 눈에 띠게 증가하는 결과를 확인하였다. 황의 동화작용에서 cysteine이 여러 단계를 거쳐 S-adenosylmethionine (SAM)으로 전환된다는 연구결과와 더불어, SAM은 다양한 세포내에서 주된 methyl donor 역할을 하므로 monacolin-K 구조에 포함되어있는 많은 methyl기 역시 SAM으로부터 유래한다고 알려져 있다. 따라서 첨가한 cysteine이 SAM을 생합성하는데 이용된 것으로 보고 SAM을 생산균주 내에서 고농도로 생산한다면 monacolin-K 생산성이 증가할 것이라 기대하였다. 따라서 여러 균주에서 보고된 SAM synthetase 유전자를 cloning하여 생산균주 내로 도입함으로써 생산균주가 cysteine의 별도첨가 없이도 세포내에서 SAM을 고농도로 생산하도록 하여 monacolin-K의 생산성 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 염기서열이 밝혀진 균사형성 곰팡이인 Aspergillus nidulans로부터 SAM synthetase를 암호화하는 metK 유전자를 cloning하고 Monascus 유래의 gpdA promoter에 의해 발현되도록 하는 재조합 발현벡터 pBMmetK를 제작하였고 이를 생산균주 내로 도입하여 형질전환체와 대조군의 monacolin-K 생산성을 확인한 결과, 대조군에 비해 형질전환체에서 Monacolin-K 생산성이 약 3.3배가량 증가한 것을 관찰하였다. 이는 metK 유전자가 생산균주의 DNA 내로 삽입되어 안정적으로 발현됨으로써 세포내에서 많은 methyl 기를 제공함으로써 monacolin-K 생산성이 향상된 것으로 판단되며, 현재는 분자적 수준에서 이러한 형질전환체 내에서 metK 유전자의 발현 정도를 확인하는 중이다.

Isolation and Identification of Fungal Species from the Insect Pest Tribolium castaneum in Rice Processing Complexes in Korea

  • Yun, Tae-Seong;Park, Sook-Young;Yu, Jihyun;Hwang, Yujin;Hong, Ki-Jeong
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제34권5호
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    • pp.356-366
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    • 2018
  • The red flour beetle, Tribolium castaneum, is one of the most common and economically important pests of stored cereal products worldwide. Furthermore, these beetles can act as vectors for several fungal post-harvest diseases. In this study, we collected T. castaneum from 49 rice processing complexes (RPCs) nationwide during 2016-2017 and identified contaminating fungal species on the surface of the beetles. Five beetles from each region were placed on potato dextrose agar media or Fusarium selection media after wet processing with 100% relative humidity at $27^{\circ}C$ for one week. A total of 142 fungal isolates were thus collected. By sequence analysis of the internal transcribed spacer region, 23 fungal genera including one unidentified taxon were found to be associated with T. castaneum. The genus Aspergillus spp. (28.9%) was the most frequently present, followed by Cladosporium spp. (12.0%), Hyphopichia burtonii (9.2%), Penicillium spp. (8.5%), Mucor spp. (6.3%), Rhizopus spp. (5.6%), Cephaliophora spp. (3.5%), Alternaria alternata (2.8%) and Monascus sp. (2.8%). Less commonly identified were genera Fusarium, Nigrospora, Beauveria, Chaetomium, Coprinellus, Irpex, Lichtheimia, Trichoderma, Byssochlamys, Cochliobolus, Cunninghamella, Mortierella, Polyporales, Rhizomucor and Talaromyces. Among the isolates, two known mycotoxin-producing fungi, Aspergillus flavus and Fusarium spp. were also identified. This result is consistent with previous studies that surveyed fungal and mycotoxin contamination in rice from RPCs. Our study indicates that the storage pest, T. castaneum, would play an important role in spreading fungal contaminants and consequently increasing mycotoxin contamination in stored rice.

건강기능식품의 시장현황 및 인삼시장의 전망 (Market Trend of Health Functional Food and the Prospect of Ginseng Market)

  • 이종원;도재호
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제29권4호
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    • pp.206-214
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    • 2005
  • The health function food law has been carried into effect from January 31, 2004 just after the proposal of 'a draft of a proposed law concerning the health function foods for the promotion of a nation health' on November 29, 2000 in Korea. After enforcement of health functional food law, there have been difficult market penetration with overall stagnancy of business activities and the current of health functional food within the country divided two groups. In standardized health functional foods the present condition, nutrition supplementary products (938 items) and red ginseng products (351 items) are prevalent and total 32 products are registered containing lactobacilli (297 items), glucosamine (295 items), ginseng (182 items), yeast(136 items) so on. In 2005, five products (products containing green tea extract, soybean protein, plant sterol, fructooligo sugar and Monascus sp. products are newly notified and raw material or component of total 21 products containing xylitol, teanin extract, sardine peptide are recognized as individual authorized health functional foods. Efficacies of ginseng are studied in many-sided researches but benefits of the ginseng in the health functional food law limited to 3 items (staminaresume, immune enhancement, nourishment robustness). To enlarge functionalities of ginseng it needs raw material and ingredient approval through data application to Korea Food and Drug Administration and this procedure acts as barrier of the functional food development in the ginseng industry. It is necessary to develop the authorized health functional foods for leading health functional food market in the future.

균주에 따른 청미래덩굴잎 발효차의 항산화 활성 (Antioxidative Activity of Smilax china L. Leaf Teas Fermented by Different Strains)

  • 이상일;이예경;김순동;강윤환;서주원
    • 한국식품영양학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.807-819
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    • 2012
  • 본 연구에서는 청미래덩굴(Smilax china L.) 잎을 이용한 기호성이 증진된 발효차 제조를 시도하였다. 균주로 Saccharomyces cerevisiae(S), 청국장으로부터 분리한 Bacillus속 혼합미생물(B), Bifidobacterium bifidus(L), Monascus pilosus(M) 및 Aspergilus oryzae(A)를 사용하여 발효차(S, B, L, M, A)를 제조하였으며, 발효시키지 않은 청미래덩굴잎(C)과의 품질특성과 항산화와 관련된 total polyphenol(TP) 및 total flavonoid(TF) 함량과 활성산소 소거계 활성으로 electron donating ability(EDA), ferric reducing antioxidant power(FRAP), ferrous iron chelating ability (FICA) 및 lipid peroxidation inhibitory activity(LPOIA)와 활성산소 생성계 효소인 xanthine oxidase의 inhibitory activity(XOIA) 및 aldehyde oxidase의 inhibitory activity(AOIA)의 변화를 조사하였다. 열수로 1% 농도로 우려낸 발효차의 색상은 A차는 적색을 띠었으나, 그 외의 모든 차는 황색을 띠었다. 차의 향, 맛, 밝기 및 종합적인 기호도는 A차 3.95점, M차 3.30점으로 평가되었으며, 그 외 S, B, L차는 2.55~2.28점으로 C차와 유사하였다. C차 열수 추출물의 TP 및 TF 함량은 각각 28.94 및 18.39 mg/g, 에탄올 추출물에서는 각각 34.97 및 34.44 mg/g 이었다. 발효차는 C차에 비하여 TP의 함량이 낮았으나, 에탄올 가용성 flavonoid 함량에는 큰 변화를 보이지 않았다. 특히 A차는 수용성 TF 함량과 에탄올 가용성 TP의 함량이 낮았다. 청미래덩굴잎 및 그 발효차 열수 및 에탄올 추출물의 EDA($1mg/m{\ell}$)는 19.25~22.48%이었으나, A차는 8.04~12.49%이었다. C차 열수 및 에탄올 추출물의 FRAP($Fe^{2+}\;{\mu}mole/g$ dry basis)는 4.38~5.84이었으며, S, B, L, M 및 A차와 대등하였다. FICA는 발효차 중에서는 A차가 높았으며, 여타 차는 발효차와 비발효차 간의 유의차가 없었다. LPOIA는 $200{\mu}g/m{\ell}$의 아주 낮은 농도에서 열수 추출물은 37.08~41.42%, 에탄올 추출물은 28.66~32.57%를 나타내었고, 열수 추출물보다 에탄올 추출물이 다소 높았으며, 차의 종류에 따른 유의차는 보이지 않았다. 열수 및 에탄올 추출물($1mg/m{\ell}$)의 XOIA 및 AOIA는 모두 에탄올 추출물에서 높은 경향을 보였다. 열수 추출물에서의 XOIA는 C, S, M 및 A차에서는 4.83~9.20%이었으나, B 및 L차에서는 나타나지 않았으며, 에탄올 추출물에서는 9.00~19.00%이었다. AOIA는 열수 추출물은 30.17~48.52%, 에탄올 추출물은 44.09~66.93으로 정도의 차이는 있으나, 발효차 에서도 비교적 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과, 청미래덩굴잎 발효차의 항산화 활성은 비발효차에 비하여 다소 감소하는 경향을 나타내며, 에탄올 추출물이 열수 추출물에 비하여 높은 활성을 나타내었다. 특히, 발효에 의하여 TP와 TF의 감소율이 높으나, 관능적 품질이 비교적 양호한 것으로 나타난 A차 열수 추출물(0.1%)에서도 FRAP, FICA, LPOIA 및 AOIA와 같은 항산화 지표들의 활성이 나타나, 기능성 발효차로서의 이용가능성이 높은 것으로 평가되었다.