Pranaw, Kumar;Singh, Surender;Dutta, Debjani;Singh, Nirpendra;Sharma, Garima;Ganguly, Sudershan;Kalia, Vinay;Nain, Lata
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제23권11호
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pp.1536-1543
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2013
Proteases produced by Xenorhabdus are known to play a significant role in virulence leading to insect mortality. The present study was undertaken to purify and characterize protease from Xenorhabdus indica, an endosymbiont of nematode Steinernema thermophilum, and to decipher its role in insect mortality and its efficacy to control Helicoverpa armigera. A set of 10 strains of Xenorhabdus isolated from different regions of India were screened for protease activity on the basis of zone of clearing on gelatin agar plates. One potent strain of Xenorhabdus indica was selected for the production of protease, and the highest production (1,552 U/ml) was observed at 15-18 h of incubation at $28^{\circ}C$ in soya casein digest broth. The extracellular protease was purified from culture supernatant using ammonium sulfate precipitation and ion-exchange chromatography. The enzyme was further characterized by SDS-PAGE and zymography, which confirmed the purity of the protein and its molecular mass was found to be ~52 kDa. Further MALDI-TOF/TOF analysis and effect of metal chelating agent 1,10-phenanthrolin study revealed the nature of the purified protease as a secreted alkaline metalloprotease. The bioefficacy of the purified protease was also tested against cotton bollworm (Helicoverpa armigera) and resulted in $67.9{\pm}0.64%$ mortality within one week. This purified protease has the potential to be developed as a natural insecticidal agent against a broad range of agriculturally important insects.
Recently, interest in plant-derived food additives has developed natural antioxidants, in order to alternate syn-thetic antioxidants with several disadvantages. In the present study, different organic fractions from solvent parti-tions of 80% methanol extract from Jeju benthic diatoms, Achnanthes longipes, Navicula sp. and Amphora coffeaeformis was assessed for their potential antioxidant effects. Among the solvent fractions tested, n-hexane (80.4%) and 80% methanol extract (76.6%) from A. longipes, chloroform (63.2%) from Navicula sp. and n-hexane (67.4%) from A. cof-feaeformis were effective in DPPH free radical scavenging. Fractions of chloroform (53.4%) and n-hexane (53.1%) from A. longipes exhibited higher activities on $H_2O_2$ scavengin. Fraction of n-Hexane from A. longipes exhibited the highest hydroxyl radical scavenging activity and NO. scavenging activity (56.5% and 75.6%, respectively). Aqueous residue from A. coffeaeformis (75.6%) showed the highest metal chelating effect. chloroform and ethyl acetate frac-tion of all the diatoms exhibited significant antioxidant activities in lipid peroxidation inhibitory activity. In particu-lar, both chloroform and the ethyl ecetate fraction from A. longipes and A. coffeaeformis exhibited lipid peroxidation inhibitory activity significantly higher than that of $\alpha$- tocopherol. These data suggest that the Jeju benthic diatoms tested are rich in hydrophilic and hydrophobic antioxidative compounds with different antioxidative properties that can be applied in food industry.
실험에서는 구절초를 꽃, 잎 줄기, 뿌리 등의 부위별로 구분하여 메탄올로 추출하고 추출 수율, 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량, DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능, superoxide anion radical 소거능, 아질산염소거능, 철 이온에 대한 킬레이트 효과, 환원력 등을 측정하였다. 추출 수율은 꽃이 가장 높았고 총 폴리페놀 함량은 꽃에서 가장 높게 나타났고 뿌리에서 가장 낮게 나타났다. DPPH radical 소거능과 ABTS radical 소거능은 추출물의 농도가 증가함에 따라 증가하였고 꽃과 잎 줄기가 뿌리보다 높은 소거능을 나타내었다. Superoxide anion radical 소거활성도 추출물의 농도 증가에 따라 증가하여 꽃 부위가 가장 높게 나타났으나 DPPH나 ABTS radical 소거활성보다는 다소 낮은 수치를 보였다. 철 이온에 대한 킬레이트 효과는 추출물의 농도가 증가함에 따라 증가하였고 꽃에서 가장 높게 나타났고 뿌리에서 가장 낮게 나타났다. 환원력은 꽃과 잎 줄기에서 높게 나타났고 뿌리에서 낮게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 보면 총 폴리페놀 함량이 가장 높은 구절초 꽃이 높은 항산화활성을 보였고 그 다음으로 잎 줄기가 활성을 보임으로써 향후 천연 항산화제로서의 개발 가능성이 시시되었다.
Kim, Se-Myung;Kim, Tae-Kyung;Kang, Min-Cheol;Cha, Ji Yoon;Yong, Hae In;Choi, Yun-Sang
한국축산식품학회지
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제42권4호
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pp.566-579
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2022
Deterioration of jerky during storage is a major concern; this is usually combated with natural or synthetic antioxidants. This study aimed to evaluate the quality characteristics of semi-dried restructured jerky with and without loquat leaf extract (LE) powder and ascorbic acid (AA) during storage for 180 days. The jerkies were formulated with 0%, 0.15%, and 0.3% LE and/or 0.05% AA (Control, no antioxidant; AA, 0.05% AA; LE 0.15, 0.15% loquat LE; LE 0.15-AA, 0.15% loquat LE+0.05% AA; LE 0.3, 0.3% loquat LE; LE0.3-AA, 0.3% loquat LE+0.05% AA). LE is a phenolic compound, whose 1,1-diphenyl-2-picrylhydarzyl radical scavenging activity and metal chelating activity were found to be higher than AA. All antioxidant combinations having higher LE concentration and containing AA were effective in delaying protein and lipid oxidation compared to the control or AA. At the end of storage period, LE 0.15-AA and AA had higher CIE a* and lower shear force than the control. Therefore, the combination of 0.15% LE and 0.05% AA can result in reduced protein and lipid oxidation without any negative effect on the quality characteristics of semi-dried restructured jerky.
연구에서는 단백질과 지방질 및 카로테노이드가 풍부한 것으로 알려진 성게 알을 생것과 그 시판 형태인 염장처리 된 것으로 구분하여 이화학 특성 및 산화방지 활성을 비교 평가함으로써, 가공에 의한 성게 알의 변화를 탐색하고자 하였다. 본 실험에 사용된 염장처리 성게 알은 보라성게 알과 분홍성게 알 2종으로 생것을 정제염으로 처리한 후 탈수시키고, 뒤이어 살균과 응고 목적으로 에탄올을 처리하는 공정으로 제조되었다. 염장처리 된 성게 알은 생것에 비해 수분(p<0.001)은 유의적으로 낮고, 조회분(p<0.001), 염도(p<0.05) 및 소듐(p<0.001) 함량은 유의적으로 높았다. 특히 소듐 함량이 생것에 비해 8배 가량 증가되어 소듐:포타슘 비율이 0.5-0.7에서 4.9-5.2로 7-10배 가량 증가되어 염장처리가 무기질 조성 측면에서는 부정적 영향을 미쳤다. 한편, 염장처리 된 성게 알은 에테르에 용해될 수 있는 소수성 물질들로 측정된 조지방 함량(p<0.05)이 생것보다 유의적으로 낮았으며 상대적으로 수용성 고형물 함량은 높은 경향을 나타내어, 염장 중 발효에 의해 일부 저분자 물질이 생성되었을 가능성이 시사 되었다. 또한, 생것에 비해 황색도와 적색도가 뚜렷이 감소하여 카로테노이드 색소의 감소를 시사해주었으며, 이에 따라 시간 경과에 따른 DPPH 라디칼 소거능 역시 염장처리 된 것이 더 낮았다. 생것과 비교할 때, 염장처리 된 것은 적정으로 측정된 총산함량의 뚜렷한 차이 없이 금속 소거능이 유의적으로 낮았으며(p<0.05), 이는 오쏘 페놀성 물질의 감소에 의한 것으로 일부 해석되었다. 또한, 전이금속의 전자이동 능력에 의해 $O{_2}^{{\cdot}-}$을 활성이 덜한 산소종으로 전환시키는 SOD 효소의 특성을 고려하면, 이 현상은 염장처리 된 성게 알에서 관찰된 상대적으로 높은 SOD 유사활성과도 연관될 수 있다. 염장처리 된 성게 알은 생것에 비해 유의적으로 높은 경도를 나타내었으며(p<0.05), 페놀성 및 비페놀성 환원물질에 의한 총 환원력 역시 유의적으로 높았다(p<0.01). 이는 염장처리 성게 알을 제조하는 공정 중 처리된 에탄올의 영향으로 보인다. 즉 에탄올에 의한 단백질 응고 작용으로 성게 알의 경도가 증가하였으며, 고분자에 결합되어 복합체 형태로 존재하는 색소와 폴리페놀 등이 에탄올 처리에 의해 고분자 물질로부터 유리됨으로써 성게 알의 총 환원력 증가에 기여한 것으로 해석되었다.
본 연구에서는 예로부터 위장병의 예방 및 치료 효과가 뛰어난 작물로 알려진 번행초(Tetragonia tetragonioides)의 각종 용매 추출 분획물의 항산화 효과를 명확히 하기 위해 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량, 비타민 E함량, DPPH free radical 소거활성, Superoxide 음이온 소거활성, 과산화물생성 억제 활성, 환원능력 그리고 금속 킬레이트 효과를 측정하였다. 먼저 총 폴리페놀 화합물의 함량은 DCM 분획, EA 분획에서 높게 나타났고, 플라보노이드 함량은 HX 분획, EA 분획 순으로 나타났다. 비타민 E의 함량은 HX 분획, DCM 분획 순으로 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성 효과는 DCM과 EA 추출 분획에서 $IC_{50}$ 값이 각각 $554.25{\mu}g/ml,\;394.96{\mu}g/ml$으로 산화방지제로 널리 이용되고 있는 BHT의 $784.7{\mu}g/ml$보다 우수하게 측정되었다. 과산화물 생성 억제 활성에서 번행초 분획은 지질단백질을 산화로부터 보호한다고 알려진 ${\alpha}$-tocopherol과 유사한 능력을 보였으나, 페놀계 합성 항산화제인 BHT, BHA에 비해서는 억제능이 다소 낮음이 확인되었다. 환원능력을 통한 항산화 활성 측정에서는 1.5 mg/ml농도에서 EA 분획의 활성이 ${\alpha}$-tocopherol보다 유의하게 높게 나타나 좋은 항산화 소재임이 확인되었다.
본 연구에서는 재배 방식(비가림과 노지재배)에 따른 대표적인 고추 11개 품종 간의 일부 기능성 성분과 항산화 및 암세포 증식억제 활성의 차이를 알아보고자 하였다. 기능성 성분은 capsaicinoids, polyphenol 및 vitamin C를 분석하였다. 추출물의 항산화력은 ABTS radical 제거능, 환원력, 금속이온 제거능을 이용해 평가하였으며 암세포 증식 억제능은 유방암, 대장암 및 폐암 세포주를 이용하였다. 노지 재배한 11개 품종의 capsaicin, dihydrocapsaicin, polyphenolics 및 vitamin C 함량은 각각 0.0~268.3 mg/100 g, 0~55.1 mg/100 g, 635~878 mg/100 g 및 4.1~8.2 mg/g으로 품종 간 차이를 보였으나 재배방식 간의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 기능성 성분 결과와 비슷하게, 품종에 따른 활성의 차이는 있었으나 재배 방식 간 활성에 대한 유의적인 차이는 보이지 않았다. 본 연구 결과는 재배 방식과 고추 품종에 대한 일부 기능성 성분과 활성에 대한 기초자료를 제공하고 있다고 생각한다.
본 연구에서는 아로니아 분말을 밀가루에 대하여 0%, 5%, 10%, 15%로 대체하여 머핀을 제조하고 품질 특성 및 항산화능을 조사하였다. 머핀의 일반성분 분석 결과 수분 함량은 대조군보다 첨가군에서 높게 나타났고, 조단백질, 조지방 및 회분 함량은 시료 간에 유의적인 차이가 없었다. 머핀의 비체적은 15% 첨가군이 유의적으로 낮게 나타났다. 머핀의 명도와 황색도는 아로니아 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소한 반면, 적색도는 증가하였다. 조직감 측정결과, 경도는 대조군과 5% 첨가군이 낮게 나타났고, 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 관능검사 결과, 머핀의 외관은 대조군이 가장 높은 점수로 평가되었고, 냄새는 대조군과 5%, 10% 첨가군 간에 차이가 없었으나 15% 첨가군이 가장 낮은 점수로 평가되었다. 맛과 조직감은 대조군과 첨가군 간에 유의적인 차이가 없었다. 전반적인 기호도는 대조군과 5%, 10% 첨가군 간에 유의적인 차이가 없었으나 15% 첨가군이 가장 낮은 점수로 평가되었다. 머핀의 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였고 DPPH radical 소거능, 금속 킬레이트 효과 및 환원력도 대조군보다 아로니아 분말 첨가군에서 높게 나타났으며, 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 대체로 증가하는 경향을 보였다. 머핀의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량과 항산화능 간의 상관관계를 조사한 결과 매우 높은 양(+)의 상관성이 있음을 보여주었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 아로니아 분말을 10%까지 첨가하여 머핀을 제조한다면 대조군과 비교하여 관능적인 면에서는 차이가 없고 기능적인 면에서는 항산화활성이 향상되어 기능성 식품으로서의 가능성이 있다고 하겠다.
그라탱과 김치의 퓨전을 위해 먼저 열처리가 김치의 항산화 활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 김치를 $100^{\circ}C$에서 최대 60분까지 열처리하였을 때 가열시간이 길어질수록 김치의 갈변도와 색 강도는 유의적으로 증가하였으며 이 현상은 상대적으로 숙성이 더 진행된 김치에서 뚜렷하게 관찰되었다. 이는 김치 숙성에 따른 고분자 물질의 분해와 고온에서 가속화된 Maillard 갈변반응의 결과로 해석되었다. 총 환원력, 금속 소거능, DPPH 라디칼 소거 활성으로 측정된 김치의 항산화 활성 역시 가열시간이 길수록, 숙성이 진행될수록 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 숙성과 열처리로 증가한 김치 속 비당체 형태의 페놀과 Maillard 반응 생성물(Maillard Reaction Products)의 환원성에서 기인한 것으로 보인다. 특히 $100^{\circ}C$, 10분 동안의 열처리에도 김치의 항산화 활성이 유의적으로 증가하였으며, 따라서 이 조건으로 가열한 김치를 20% 농도로 첨가하여 그라탱을 제조하였다. 열처리 김치첨가로 그라탱은 식이섬유, GABA, 오르니틴 함량이 유의적으로 증가하였다. 반면 김치 첨가로 우려되는 염 함량의 실질적 변화는 관찰되지 않았다. 열처리 김치에서 확인된 항산화 활성이 그라탱에서도 동일하게 관찰됨에 따라 김치의 항산화 기능성이 열처리 후에도 그라탱에 부가되었음을 확인해주었다. 이 결과들은 김치 그라탱 제조로 전통 발효식품인 김치의 영양성과 기능성이 그라탱에 실질적으로 부가되었음을 보여주었다. 이는 서구 음식과 우리 전통 발효 음식과의 다양한 퓨전을 통한 건강 지향적 제품 개발의 가능성을 시사해준다.
본 연구에서는 제주산 쌀보리인 일반보리, 청보리, 흑보리를 이용하여 도정 유무에 따른 항산화 성분과 활성을 비교하였다. 제주산 쌀보리의 항산화 성분인 총 폴리페놀 함량은 도정하지 않은 쌀보리에서 139.99-149.90 ㎍ GAE/g, 도정한 쌀보리는 91.14-125.45 ㎍ GAE/g 범위로 나타나 도정하지 않은 쌀보리에서 보다 높은 총 폴리페놀 함량을 보였다. 또한 총 플라보노이드 함량도 도정하지 않은 쌀보리(0.89-1.01 ㎍ QE/g)가 도정한 쌀보리(0.50-0.54 ㎍ QE/g)보다 높은 함량을 나타내었다. HPLC로 분석한 제주산 쌀보리의 페놀성 화합물로 gallic, protocatechuic, vanillic, p-coumaric 및 ferulic acid가 주로 검출되었으며, 도정하지 않은 흑보리와 도정한 일반보리에서는 p-coumaric acid는 검출되지 않았다. Tocopherols 및 tocotrienols 분석 결과에서는 8가지 이성체 중 α-T3 함량이 높았고, 도정하지 않은 쌀보리의 α-T3는 20.68-33.09 ㎍/g으로 도정한 쌀보리 8.93-14.98 ㎍/g보다 유의적으로 높게 검출되었다. 제주산 쌀보리의 in vitro 항산화 활성 결과에서 금속 이온 제거능을 제외하고 도정하지 않은 쌀보리가 높은 항산화 활성을 나타내었고, 항산화 활성 중 SOD 소거 활성이 높게 나타내었다. In vitro 항산화 활성은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량에 비해 총 tocopherols 및 tocotrienols 함량에 더 높은 상관관계를 보였다. 따라서 도정하지 않은 제주산 쌀보리에서 높은 항산화 성분 및 활성이 나타나 이를 천연 항산화제로 활용 가능할 것이라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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