• Nutrition Research and Practice
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• 제3권3호
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• pp.180-184
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• 2009

The apoptotic effect of bacteria-derived $\beta$-glucan was investigated in human colon cancer cells SNU-C4 using terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) expressions of Bcl-2, Bax, and Caspase-3 genes, and assay of caspase-3 enzyme activity. $\beta$-Glucan of 10, 50, and $100{\mu}g$/mL decreased cell viability in a dose-dependent manner with typical apoptotic characteristics, such as morphological changes of chromatin condensation and apoptotic body formation from TUNEL assay. In addition, $\beta$-glucan ($100{\mu}g$/mL) decreased the expression of Bc1-2 by 0.6 times, whereas the expression of Bax and Caspase-3 were increased by 3.1 and 2.3 times, respectively, compared to untreated control group. Furthermore, the caspase-3 activity in the $\beta$-glucan-treated group was significantly increased compared to those in control group (P < 0.05). Bacterial derived $\beta$-glucan could be used as an effective compound inducing apoptosis in human colon cancer.

• 한국식품과학회지
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• 제35권3호
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• pp.488-492
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• 2003

S. cereviaiae KCTC 7911에 돌연변이를 유도하고 selective pressure로서 세포벽 분해효소인 zymolsae와 mechanical stress인 glass bead를 차례로 처리하여 효모변이주를 S. cerevisiae IS2를 선발하였다. S. cerevisiae IS2는 세포벽 분해효소인 zymolase의 농도별 내성실험 결과 wild-type에 비해 훨씬 강한 내성을 보여 세포벽에 변화가 일어난 균주로 예상된다. 효모변이주와 wild-type으로부터 베타글루칸을 추출하여 면역활성에 미치는 영향을 조사하기 위해 생쥐의 복강에 주사하고 생성되는 면역세포의 수, NO 생성능, 및 면역세포의 대다수를 차지하는 대식세포의 탐식능을 측정하였다. 베타글루칸을 쥐의 복강에 주사하였을 때 베타글루칸의 종류에 상관없이 면역세포의 수, NO 생성능 및 대식세포의 활성도가 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 특히 변이주 베타글루칸을 주사하였을 경우 wild-type 베타글루칸에 비해 면역세포의 수는 1.40배, NO 생성능은 1.12배, 대식세포의 활성도와 탐식능은 각각 1.18배와 1.43배 높은 수치를 얻을 수 있었다. 이러한 결과들로 미루어 변이주 베타글루칸이 wild-type 베타글루칸보다 우수한 면역활성 촉진능력을 가지고 있음을 증명할 수 있었으며, 고부가가치 기능성 면역물질로서의 응용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권12호
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• pp.1764-1770
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• 2012

열처리에 따른 보리 ${\beta}$-glucan의 이화학적 특성변화를 살펴보기 위하여 새쌀보리, 새찰쌀보리 및 흰찰쌀보리를 $110^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$에서 2시간 열처리하였으며, 총 및 수용성 ${\beta}$-glucan 함량, 순도, 분자량, 점도 및 재용해율을 살펴보았다. 3품종 보리의 총 ${\beta}$-glucan 함량은 7.77~8.40% 범위였으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 11.59~14.65% 범위로 증가하였으나, $140^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$에서는 6.30~8.33% 범위로 감소하였다. 수용성 ${\beta}$-glucan의 함량은 무처리의 4.14~4.79% 범위에서 열처리 온도가 증가함에 따라 6.11~10.29%까지 증가하였으며, $150^{\circ}C$에서는 3.01~5.60% 범위로 감소하였다. 수용성 ${\beta}$-glucan의 순도는 3품종 모두 $130^{\circ}C$까지는 31~37%범위이었으나 $140^{\circ}C$ 이상에서는 91%까지 증가하였다. 분자량은 메성보리보다 찰성보리가 더 컸으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 새쌀보리는 606,463 Da에서 1,404 Da으로, 새찰쌀보리는 698,541 Da에서 1,617 Da으로, 그리고 흰찰쌀보리는 669,539 Da에서 1,550 Da으로 감소하였다. ${\beta}$-Glucan 수용액의 점도는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 메성보리보다 찰성보리가 높았고 흰찰쌀보리보다 새찰쌀보리가 높았다. 재용해율은 무처리의 50~55% 범위에서 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하여 $150^{\circ}C$에서는 96.75~97.99% 범위로 증가하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권4호
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• pp.823-830
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• 2005

This study was undertaken to evaluate the effect of bacteria-derived $\beta$-glucan fiber on serum lipids, adiposity and uncoupling protein (UCP) expression in rats. In order to induce obesity, Sprague-Dawley weanling male rats were allowed free access to AIN-76A diet until 4 weeks of age, and fed high-fat diet (beef tallow, $40\%$ of calories as fat) for 6 weeks until 10 weeks of age. Rats were then fed with $0\%$ thigh- fat control group), $1\%$, or $5\%$ bacterial ~-glucan supplemented high-fat diets (w/w) for another 6 weeks. For comparison, normal control group was fed with AIN-76 diet $11.7\%$ fat). Supplementation with bacterial $\beta$-glucan resulted in a significant reduction of high-fat-induced white fat (i.e., visceral and peritoneal fat) development, adipocyte hypertrophy, and development of hyperinsulinemia and hyperleptinemia. Serum triglyceride, total cholesterol, and free fatty acid levels were greatly reduced, but, HDL-cholesterol concentrations were increased by bacterial $\beta$-glucan supplementation. Serum leptin level was lower in the $\beta$-glucan groups than in the high-fat group. The expression of UCPs (UCP1, UCP2, and UCP3) in brown adipose tissue (BAT) were significantly increased by $5\%$ bacterial $\beta$-glucan-containing diet. This study suggests that the anti-obesity effect of $5\%$ bacterial $\beta$-glucan is attributed to upregulation of UCPs and inefficient energy utilization.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권10호
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• pp.1363-1370
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• 2006

본 연구는 칼슘 급원으로서 $\beta-glucan-egg$ shell calcium complex($\beta-glucan-Ca$ 복합체)의 유효성을 확인하여 칼슘 보충제 개발에 활용하고자 실시하였다. 신령버섯에서 추출한 $\beta-glucan$과 난각의 Ca을 결합시켜 $\beta-glucan-Ca$ 복합체로 제조하여 골다공증 실험동물에서 $\beta-glucan$ 및 $\beta-glucan-Ca$ 복합체가 골 대사에 미치는 효과를 비교하였다. 10주령의 Sprague-Dewley 암컷 흰쥐의 양쪽 난소를 절제(OVX)한 후 실험식 이를 급여하였으며 Sham-대조군(Sham-C)은 실험군과 동일한 스트레스를 주기 위해 난소를 절제하지 않고 개복수술만 실시한 후 실험하였다. 식이조성은 Sham-C, OVX-대조군(OVX-C)와 $OVX-\beta-glucan$군(OVX-G)은 $CaCO_3$로 Ca 함량이 0.5%가 되도록 조정하였으며, OYX-G군은 $\beta-glucan$을 첨가하여 제공하였다. $OVX-\beta-glucan-Ca$ 복합체군(OVX-GE)은 $\beta-glucan-Ca$ 복합체의 Ca 농도가 0.5% 함유하도록 조정하여 실험식이를 각각 조제하여 6주간 급여하였다. 체중 100 g당 건조시킨 대퇴골의 무게는 Sham-C>OVX-GE>OVX-C와 OVX-G의 순으로 나타나 $\beta-glucan-Ca$ 복합체를 제공한 OVX-GE에서 다른 OVX군에 비해 상대적으로 골 무게가 증가하는 경향을 보였다. 대퇴골의 골밀도는 각 군 간의 유의적인 차이를 보였으며 Sham-C에 비해 $\beta-glucan$을 첨가한 식이를 제공받은 군에서 골밀도가 상대적으로 높은 수준을 보였고 특히 OVX-GE에서 가장 높은 골밀도를 보였다. Ca체내 흡수율과 보유량은 각 군 간에 유의적인 차이를 보였으며 OVX-C가 Sham-C에 비해 높았으며 OVX군에서는 $\beta-glucan$를 첨가한 군이 높은 수준을 보였다. ALP의 활성은 OVX군에서는 $\beta-glucan$을 첨가한 군이 다소 낮은 경향을 보였다. 요 중의 골 흡수 지표인 DPD crosslink value는 각 군 간의 유의적인 차이를 보였고 OVX군의 DPD crosslink value가 Sham-C에 비해 현저하게 높은 수준으로 나타나 OVX군의 골 흡수가 높음을 확인할 수 있었다. OVX군에서 $\beta-glucan$을 첨가한 식이를 제공한 OVX-G와 OYX-GE의 DPD crosslink value가 OVX-C에 비해 유의적으로 낮은 수준이었으며 $\beta-glucan$이 난소 절제 흰쥐 모델에서 골 대사에 영향을 미쳐 골 흡수율을 낮추어 골 보호효과를 나타내는 것으로 보인다. 이상의 결과들로 미루어 볼 때, 비록 $\beta-glucan$을 제공한 군과 $\beta-glucan-Ca$ 복합체를 제공한 두 군 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 난소절제 흰쥐모델의 골 대사에서 $\beta-glucan-Ca$복합체 형태가 골다공증 예방을 위한 기능성 식품으로서의 가능성을 보여주었으며, 앞으로 골다공증 예방을 위한 $\beta-glucan-Ca$ 복합체 형태의 효과적인 농도는 계속적으로 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권6호
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• pp.642-646
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• 1992

본인 등은 베타-1,3-글루칸 합성효소능이 낮은 Saccharomyces cerevisiae의 조건성 돌연변이주들을 분리하여 그 특성을 조사하였다. 이 돌연변이주들은 비허용온도인 37'C에서 삼투감수성을 나타나며, 세포벽 성분 중 알칼리 비용해성 글루칸의 함량이 낮았다. 베타-1,3-글루칸의 합성효소능의 결함원인을 조사한 결과, 효모의 베타-1,3-글루칸 합성효소를 구성하는 촉매성분(cataytic component)과 GTP-결합성분 두가지 중 촉매 성분의 결함이 이 돌연변이주들의 베타-1,3-글루칸 합성효소능의 손상원인인 것으로 추정되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권3호
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• pp.644-650
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• 1999

국내산 쌀보리 품종중 ${\beta}-glucan$ 함량이 유사한$(4.6{\sim}5.0%)$ 메성 쌀보리 (무등쌀보리)와 찰성 쌀보리(찰쌀 보리) 각각 1품종씩을 선별한 후 이들로부터 ${\beta}-glucan$ gum 물질을 추출하여 물리화학적 특성을 비교하였다. Crude ${\beta}-glucan$ gum의 평균 수율은 찰성 쌀보리에서 높았으며 ${\beta}-glucan$ 함량은 $57{\sim}64%$였다. 보리 ${\beta}-glucan$ gum의 점도는 찰성과 메성에서 유사하였고 의가소성의 유동특성을 보였으며 ${\beta}-glucan$ 농도가 증가할수록 그 점도도 증가하였다. 쌀보리가루의 아밀로 그래프에 의한 호화특성은 메성 쌀보리가 찰성 쌀보리에 비해 최고점도가 높은 반면 내부효소 불활성화처리에 의해서는 찰성 쌀보리의 최고점도가 더 높게 나타났다. 쌀보리로부터 분리한 전분과 ${\beta}-glucan$ gum을 혼합하여 호화특성을 살펴본 결과 ${\beta}-glucan$은 쌀보리 전분의 점도를 증가시켰으며 그 효과는 메성 쌀보리 전분에서 더 큰 것으로 확인되었다.

• 산업식품공학
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• 제13권1호
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• pp.8-15
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• 2009

본 연구에서는 미강과 배아로부터의 ${\beta}$-glucan 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링 하였다. 중 심합성계획법에 따라 추출 온도($X_1$), 추출 시간($X_2$), 추출온도($X_3$)를 요인변수(Xn)로 하고 미강 추출물의 전자공여 능($Y_1$), 배아 추출물의 전자공여능($Y_2$), 미강 추출물의 total phenolics($Y_3$), 배아 추출물의 total phenolics($Y_4$), 미강 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량($Y_5$), 배아 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량 ($Y_6$)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 미강 추출물의 전자공여능도는 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 추출 온도는 $60.41^{\circ}C$, 추출 시간은 2.75 min, 에탄올 농도 92.60%로 예측되었으며 이 때 84.02%로 비교적 높은 항산화 활성을 보여주었다. 배아 추출물의 전자공여능도의 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 $54.40^{\circ}C$, 추출 시간 2.23 min, 에탄올 농도 87.52%였다. 미강 추출물의 total phenolics는 추출 온도와 에탄올 농도에 영향을 크게 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 $40.26^{\circ}C$, 추출 시간 6.69 min, 에탄올 농도 98.56%로 예측 되었고 배아 추출물의 total phenolics는 최소점에서 추출온도 $53.67^{\circ}C$, 추출 시간 9.19 min, 에탄올 농도 95.73%에서 최대값을 나타내었다. 미강 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량은 안장점일 때 추출 조건이 추출 온도 $64.69^{\circ}C$, 추출 시간 7.70 min, 에탄올 농도 96.23%로 나타났다. 배아 추출물의 ${\beta}$-glucan 함량은 추출 시간에 영향을 크게 받았으며 최소점에서 추출 온도 $50.03^{\circ}C$, 추출 시간 2.10 min, 에탄올 농도 87.82%에서 미강 추출물에서보다 더 높은 최대값을 나타내었다.

• 한국수산과학회지
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• 제42권6호
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• pp.609-613
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• 2009

This study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation of $\beta$-1,3 glucan on growth, hematological and body composition in juvenile korean rockfish, Sebastes schlegeli fed the white fish meal based diets for 6 weeks. Four experimental diets were formulated to contain control (without supplementation of glucan), 0.05%, 0.1% and 0.5% (this diet was fed to fish daily, bi-weekly as three different dietary treatments) $\beta$-1,3 glucan per kg diet (Control, $D_{0.05}$, $D_{0.1}$, $D_{0.5}$, $B_{0.05}$, $B_{0.1}$, $B_{0.5}$). Fish averaging $4.0\pm0.1g$ (mean$\pm$SD) were randomly distributed in each aquarium as triplicate groups of 23 fish. Weight gain (WG, %) and specific growth rate (SGR, %) of fish fed $D_{0.5}$ diet were significantly lower than those of fish fed the other diets (P<0.05). Feed efficiency (FE) of fish fed $B_{0.05}$ diet was significantly higher than those of fish fed $D_{0.1}$, $D_{0.5}$, $B_{0.1}$ and $B_{0.5}$ diets (P<0.05). Protein efficiency ratio (PER) of fish fed $B_{0.05}$ diet was significantly higher than those of fish fed $D_{0.1}$ and $D_{0.5}$ diets (P<0.05). According to the results, the supplementation of 0.05% $\beta$-1,3 glucan daily and/or biweekly is optimum in juvenile Korean rockfish.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권6호
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• pp.942-947
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• 2006

The effect of oat bran extracts on the formation of aberrant crypt foci (ACF) in the colon induced by 1,2-dimethylhydrazine (DMH) was studied in F344 male rats. Extracts were prepared using various combinations of temperature (40, 45, 50, 55, or 60$^{\circ}C:\;X_1$), ethanol concentration (0,5, 10, 15, or 20%: $X_2$), and pH (5, 6, 7, 8, or 9: $X_3$). Among the various extracts tested, one ethanol extract (EE; $45^{\circ}C$, 15% ethanol at pH 6) and one water extract (WE; $50^{\circ}C$ at pH 5) were selected based on their in vitro antitumor activity. The animals were fed with basal diet alone or basal diet supplemented with 0.25 or 0.5% of EE or WE for 6 weeks. During the initial 2 weeks of the 6-week test period, the rats were subcutaneously injected with DMH (30 mg/kg) 4 times for the induction of ACF. DMH induced an average of 322.7 and 142.9 aberrant crypts (AC) and ACF, respectively. A low dose (0.25%) of EE (containing 38.3% ${\beta}$-glucan) and WE (containing 22.8% ${\beta}$-glucan) greatly reduced the numbers of DMH-induced AC and ACF. Significantly, ACF consisting of more than 3 AC were reduced by half in which the effect of EE, containing a higher concentration of ${\beta}$-glucan, was superior to that of WE. These results demonstrate that oat bran extracts may confer protection against colon carcinogenesis.