Kim, Kee-Tae;Yeo, Eun-Ju;Han, Ye-Sun;Nah, Seung-Yeol;Paik, Hyun-Dong
Food Science and Biotechnology
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제14권4호
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pp.474-478
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2005
Because it possesses anti-inflammatory, antifungal, antiviral, and tissue regenerative properties, propolis has been used for thousands of years in folk medicine for multiple purposes. Although the antimicrobial activity of propolis has already been demonstrated, very few studies have been conducted on bacteria of clinical relevance in dentistry. The aim of this study is to evaluate the antimicrobial, anti-inflammatory, and anti-oxidative activities of 0.1% and 1.0% propolis, both of water-extracted (proAQ) and ethanol-extracted (proAL) propolis, for industrial applications. In studies of antimicrobial activity, the growth of Staphylococcus aureus ATCC 35556, Salmonella enteritidis ATCC 12021, Escherichia coli O157:H7, and Candida parapsilosis KCCM 35428, all general food or clinical pathogens, were tested. The culture medium used was trypticase soy broth including 0.6% yeast extract; after 6 hr of incubation, the turbidities were measured at 620 nm with a spectrophotometer. The results indicate that the antimicrobial effects of both 1.0% proAQ and 1.0% proAL were greater against the growth of S. aureus ATCC 35556 and C. parapsilosis KCCM 35428 rather than those of S. enteritidis ATCC 12021 and E. coli O157:H7. Additionally, it appears that the anti-inflammatory effects of proAL are greater than those of proAQ. The anti-inflammatory effects were evaluated by measurement of the inhibition of hyaluronidase activity in vitro. At a 1% concentration, the anti-inflammatory effects of proAL were greater than those of proAQ. Finally, the anti-oxidative effects of 1% and 10% solutions of each extract sample were measured according to the TBA method at $40^{\circ}C$ for 1, 2, 3, and 5 days and were compared with 1.0% BHT. The results indicate that the anti-oxidative effects at 0.1% for both proAQ and proAL were not significantly different than the anti-oxidative effects at 1.0% BHT (p<0.05). Thus, it appeared that the alcohol-extracted propolis had greater antimicrobial, anti-inflammatory, and anti-oxidative effects than the water-extracted propolis. This is based on the presumption that major biofunctional components were fat-soluble, rather than water-soluble.
Acyl homoserine lactone (AHL) 분해효소인 lactonase는 높은 기질 특이성을 지니기 때문에 경제적이고 효율적인 쿼럼 저해 기술로 이용될 가능성을 지니고 있다. 본 연구에서는 Chromobacterium violaceum CV026과 Agrobacterium tumefaciens NTL4를 바이오센서로 이용하여 biofouling이 일어난 역삼투막 시료로부터 쿼럼 센싱과 관련된 생물막 형성을 억제하는 6종의 균주를 분리 연구하였다. 분리된 균주는 모두 Bacillus 속으로 동정되었으며, AHL 분자의 acyl 사슬 길이나 치환 종류에 상관 없이 쿼럼 저해활성을 보여주었다. 균주들은 Pseudomonas aeruginosa PAO1에 의한 생물막 형성을 46.7-58.3% 정도 감소시켰으며 이 때 저해물질은 열처리에 민감한 특성을 보여주었다. 분리 균주 중 RO1S-5를 이용하여 N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine lactone (3-oxo-C12 AHL)과 반응시킨 결과, 상응하는 acyl homoserine (3-oxo-C12-HS)이 생성되는 것을 LC-MS로 확인하여 쿼럼 저해가 lactonase 활성에 의한 것임을 규명하였다. AHL 물질에 대한 높은 특이성 등을 감안할 때 분리 균주 RO1S-5는 생물막 형성과 관련된 질병이나 산업공정 중 발생하는 biofouling을 해결하는데 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 강원도 홍천군 지역의 관속식물상을 밝히고 주요 식물들의 분포를 조사하였다. 2008년 4월부터 2009년 5월까지 총 13회에 걸쳐 조사하였다. 그 결과 관속식물은 43목 118과 443속 903종 6아종 125변종 18품종 3교잡종으로 총 1,055분류군이 확인되었다. 그 중 한반도 특산식물은 37분류군이며, 산림청 지정 희귀 및 멸종위기식물이 35분류군 이었고 국외반출 승인대상 식물에는 61분류군이 조사되었다. 또한 환경부 지정 법정 보호식물은 4분류군, 식물구계학적 특정식물종은 224분류군으로 집계되었다. 한편 귀화식물은 45분류군으로 확인되었으며, 귀화율은 4.3%, 도시화지수는 16.1%로 나타났다. 조사된 1,055분류군의 유용도는 식용이 359분류군(34%), 약용 293분류군(27.7%), 목초용 166분류군(15.7%), 관상용 143분류군(13.5%), 목재용 41분류군(3.9%), 섬유용 25분류군(2.3%) 그리고 공업용이 3분류군(0.2%)으로 나타났다.
대규모 산업공정을 위한 효소 고정화 담체로서 나노세공 실리카의 상용화 가능성을 조사하였다. 정량반응 시스템을 이용하여 1차 입자의 생성조건을 변화시킴으로써 여러 세공크기를 갖는 나노세공 실리카를 만들었으며, 비표면적, 세공 용적, 공극 크기 등의 물성 제어를 하였다. 실리카와 효소 사이의 원활한 공유결합을 유도하기 위해, 실리카의 표면을 알데하이드기로 개질하였으며, Lucifer yellow라는 형광 dye를 이용하여 표면 개질을 확인하였다. 실리카 위에 목적 효소인 트립신을 각 조건에 따라 고정화 시킨 결과 충분한 고정화를 위해서는 50 nm 정도의 공극 크기가 필요함을 알았고, 표면 차이에 따른 고정화 차이를 통해 고정화에 있어 표면개질의 중요성을 볼 수 있었다. 또 재사용 시 고정화된 트립신의 활성 변화를 관찰, 활성이 90%까지 유지되는 동안 10회 이상의 반복 사용이 가능함을 확인하였다. 이를 통하여 고정화 효소 시스템의 산업적 이용을 위한 가능성을 확인하였다. 실리카의 상용화 가능성을 평가하기 위하여 현재 상용화 되고 있는 지지체와 유사한 조건에서 실험 후 결과를 비교해 본 결과 나노세공 실리카의 효소 고정화용 지지체로서의 상용화 가능성을 발견할 수 있었다.
초호열성 고세균 Thermococcus litoralis 유래의 4-$\alpha$-glucanotransferase는 클로닝 되어 염기배열이 밝혀졌으며, 대장균에서 발현되었다 발현된 이 효소는 기능적인 면에서는 D-enzyme과 유사하지만 아미노산 배열에서는 큰 차이점을 나타내었다. 이 효소는 cycloamylose를 생산하는 새로운 기능적인 특성을 가지고 있어 당대사 관련 효소 단백질에 관한 연구의 중요성 때문에 산업적으로 많은 각광을 받고 있다. 본 연구는 초호열성 고세균 T. litoris 유래 4-$\alpha$-glucanotransferase 유전자를 부위 특이적 변이 방법으로 재조합하여 lac와 T7프로모터를 이용해서 대장균 발현 벡터 시스템에서 대량발현 시켰다. 대장균에서 대량 발현된 재조합 효소 단백질은 열처리, 501빌Butyl-Toyopearl, Mono Q 크로마티그래피 방법에 의하여 간단히 정제되었다. 정제된 재조합 효소 단백질은 본래의 효소 단백질과 같은 기능을 가지고 있는 것으로 확인되었다.
국내에서 유통되는 식용 타르색소 9종에 대하여 한국, 일본, 미국 및 JECFA의 색소시험법에 따라 비교$\cdot$시험하였다. 식용색소의 물불용물 함량은 각 기관의 시험법에서 차이가 없었으며, 모두 규격기준에 적합하였다. 식용색소 녹색 제3호, 적색 제3호, 청색 제2호 및 황색 제4호의 염화물 및 황산염 함량은 각 기관의 방법에 따라 약간 달랐지만 모두 규격기준에 적합하였고, JECFA와 미국방법에서는 분석하는데 시간이 더 많이 소요되었다. 비소 함량은 한국과 일본에서 비색법으로 비교하였으며, 규격기준이 미국 및 JECFA와 달랐다. 중금속 함량은 모두 규격기준에 적합하였으나 한국은 비색법, 일본은 원자흡광도법, 미국과 JECFA는 두 가지 방법을 모두 사용하였다. 비술폰화방향족제 1급 아민의 함량은 분석시료 모두 $0.0005\%$(aniline으로서)이하로서 규격기준($0.01\%$이하)에 모두 적합하였다.
본 연구에서는 미생물 담당의 일종인 커들린을 콘크리트 혼화제로 사용하기 위하여 시험공장 수준에서의 커들란 대량생산 공정을 확립하고, 생산한 다당의 물성과 특성을 조사하고 콘크리트와의 혼합에 의한 콘크리트 재료분리 억제제로서의 새로운 용도를 평가하였다. 커들란을 300 리터 발효조에서 고농도로 대량 생산하기 위하여 커다란 규모로 대량 생산 시 종종 제한요인이 되는 산소 전달속도를 높게 유지할 수 있는 최적 교반속도와 세포성장 단계와 커들란 생산 단계에서의 배양액 pH를 전이하는 방법을 적용 하였다 교반속도를 200 rpm으로 유지하여 pH를 7.0으로 조절하여 20시간 배양 후, 배양액 내 암모니움은 고갈되었고. 이때 세포농도는 9.8g/L에 달하였다. 질소원이 고갈되고 커들란이 생산되는 단계에서 발효액의 pH를 5.5로 전이하여 최종 65g/L의 커들란을 120 시간 안에 생산할 수 있었다. 커들란의 용해도는 pH 11.0 이하에서는 거의 불용임을 알 수 있었으며, pH가 증가함에 따라 점차로 증가하여 pH 13에서는 거의 다 녹았다. 커들란의 점도는 pH 12에서 가장 높았고 pH 13에서도 높은 점도를 나타내었다. 시멘트 현탁액의 pH가 약 13 정도임을 생각할 때 커들란을 혼화제로 콘크리트에 첨가할 경우 잘 용해되고 또한 콘크리트의 점도를 증진시킬 수 있을 것으로 판단된다. 커들란을 소량 첨가하였을 때에도 물이 slurry로부터 분리되었으나 커들란을 소량 첨가하였을 때에도 시멘트 slurry로부터 물이 분리되지 않고 균일한 흐름 경향을 보았다. 결론적으로, 본 연구자들은 조업이 간편한 회분식발효를 통하여 고능도로 거들란을 대량생산할 수 있었으며, 효율적이고 저렴한 분리공정을 개발하였다. 이렇게 제조한 커들란을 소량 콘크리트에 첨가하여 재료 분리 억제 효과가 우수하였는 바, 커들란의 산업적 생산에 커다란 가능성을 부여한다.
본 연구에서는 현재 산업적 응용이 활발하게 이루어지고 있고, 여러 장점을 지닌 효소인 Candida antarctica에서 유래된 lipase B (CalB)의 신속한 개질을 위해 취급이 용이한 E. coli를 이용하여 CalB 발현시스템을 구축하였다. E. coli 발현 시스템에서 효소활성을 지니지 못하는 내포체를 생성하는 단점을 지니고 있어, soluble한 형태의 CalB 생성을 위해 저온 발현이 가능한 pCold I vector와 단백질 접힘을 도와주는 chaperone을 사용하여 CalB를 발현하였다. Liu 등(17)은 E. coli Origami2와 B, 그리고 $DH5{\alpha}$를 실험한 결과, Origami 균주에서만 CalB에 의한 halo의 형성이 관찰되었으나, 동 연구에서는 실험한 3종의 균주와 5종의 chaperone plasmid중 Rosettagami와 $DH5{\alpha}$에서 groES/groEL chaperone이 CalB와 동시에 발현되면 soluble한 형태의 Cal B가 발현됨을 관찰할 수 있었다. 또한 신속한 CalB의 발현시스템을 구축하기 위해서는 유전자 조작의 용이성 및 안정성에서 우월한 $DH5{\alpha}$가 Rosettagami에 비해 soluble한 CalB의 발현에 더욱 적합한 균주임이 관찰되었다. 즉 재조합 pCold plasmid와 pGro7 plasmid (groES/groEL)로 형질이 전환된 $DH5{\alpha}$가 CalB 발현시스템에 가장 적합하다.
본 실험에서 QCA를 사용하여 $NaClO_4$, $LiClO_4$, $KClO_4$전해질 용액에서 전기중합한 폴리피롤 박막의 점탄성 특성을 in situ 분석하였다. 수정진동자를 특수 제작한 전기화학 분석셀에 넣어 수정진동자의 한쪽 전극을 작용전극으로 사용하였다. 공진주파수와 공진저항 상관도 (F-R)도를 이용하여 폴리피롤 박막의 점탄성을 해석하였고 AFM 사진과 비교 검토하였다. 피롤을 정전류에서 중합하여 피막한 수정진동자를 이용하여 순환전위주사하면서 공진주파수, 공진저항, 전류를 측정하여 폴리피롤 박막의 산화-환원 반응 거동을 분석하였다. 본 실험 결과, 전기중합 초기에는 피롤 박막이 탄성적으로 거동하다가 중합되어 감에 따라 점차 점탄성막으로 변하여 감을 알 수 있었다. 동시에 박막 사이로 전해질 용액이 침투됨에 따라 박막의 두께가 증가하면서 표면 형상도 변화하였다. 이와 같은 현상은 중합할 때의 전해질과 전위주사할 때의 전해질 용액을 변화시키면서 순환전위주사하여도 발생하였다.
Model system을 이용하여 설탕 수용액의 감미 역치를 구한 결과 0.4%였고, 저당물엿 및 환원물엿 등 감미원 혼합액의 감미 역치는 0.75-0.80%로 측정되었다. 각각의 감미 역치를 설탕에 대한 상대적 감미도로 환산 보정한 결과 0.64-0.67%였고, 이 역치를 설탕에 대한 감미로 환산하여 감미도를 산출하였다. 감미원 혼합액의 설탕에 대한 상대적 감미도 0-20 사이의 관계식은 $y=0.0038x^2-1.3171x+13.497,\;R^2=0.9736$(단, x=감미원의 상대적 감미도, y=역치, R=상관계수)로 계산되었다. 감미원별 역치를 이용하여 감미도를 계산한 결과 저당물엿과 환원물엿을 넣은 통팥앙금의 감미도는 설탕으로 제조된 것의 $55^{\circ}Brix$보다 낮은 32.78-34.32의 값을 나타내었다. 설탕과 식염의 감미에 대한 상승효과를 조사한 결과 0.4%와 1%설탕 수용액에 대해서는 감미의 상승효과가 나타나지 않았고, 2% 이상의 설탕 수용액에서는 식염을 0.05% 첨가했을 때 감미의 상승효과가 가장 높은 것으로 나타났다. 통팥앙금에 식염을 0.2% 첨가했을 때 유의성은 없었으나 다른 시료에 비해 감미가 상승하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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