• 한국식품영양학회지
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• 제28권6호
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• pp.1026-1032
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• 2015

본 연구는 ${\beta}$-galactosidase와 효모 발효에 의해 고순도 갈락토올리도당(HP-GOS)의 제조를 위한 효율적인 방법을 찾고자 수행하였다. 6종의 상업용 ${\beta}$-galactosidase를 이용해 효소반응 전후의 구성당을 각각 비교한 결과, Lactozym 3000L을 이용하여 제조한 GOS에서 효소반응을 통해 생성된 total GOS의 양이 가장 높은 것으로 나타났다. 생성된 GOS의 농도는 초기 lactose로부터 51%의 전환율을 나타냈다. 또한 GOS의 수율은 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 발효에 의해 더욱 높아졌는데, 효모를 8% 첨가하여 36시간 발효 후 생성된 GOS의 농도는 71%까지 도달했음을 확인하였다. HPLC를 이용한 구성당 분석 결과, S. cerevisiae에 의한 발효를 통해 제조한 HP-GOS에는 발효 전에 존재했던 glucose의 함량이 급감되었을 뿐 아니라, 4'/6'-galactosyllactose와 total GOS의 양은 유의적으로 증가되었다. HP-GOS는 상업용 GOS보다 Lactobacillus 속(L. acidophilus and L. casei) 및 Bifidobacterium 속(B. longum and B. bifidum)의 성장을 촉진시키는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 효소 처리 및 효모 발효를 통해 고순도의 GOS가 제조되었으며, 제조된 HP-GOS는 상업용 GOS에 비해 장내 유용균으로 알려진 Bifidobacterium 속과 Lactobacillus 속의 생육을 증가시킴으로써 인간의 장내 건강에도 유익한 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권3호
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• pp.340-346
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• 2012

가금류 제품에서 항생제의 잔류와 내성균의 출현으로 인해 항생제 대체물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 생균제와 활성촉진제 또는 이들을 조합한 신바이오틱의 사용이 권장되고 있다. 본 연구는 새로운 생균제 CS61 배양액의 사료첨가 급여가 육계의 성장 및 사료효율에 미치는 영향과 안전성을 평가하여 항생제를 대체할 수 있는 사료첨가제로서의 개발가능성을 알아보기 위해 수행하였다. CS61 배양액은 0, 0.1 및 1%의 용량으로 28일간 사료에 혼합하여 육계에게 급여하였다. 시험결과, 시험물질 처치군에서 부검 시의 체중과 일당증체량이 대조군에 비해 용량의존적으로 증가하였다. CS61 배양액의 사료 내 첨가는 대조군 동물에 비해 사료효율도 개선하는 것으로 나타났다. 반면, 일반증상과 사망률, 부검소견, 혈액학치 및 혈청생화학치에서는 시험물질의 처치와 관련된 독성소견이 관찰되지 않았다. RAW 264.7 세포를 이용한 일산화질소 시험에서 정제된 CS61 펩타이드는 lipopolysaccharide에 유도된 일산화질소 생성을 용량의존적으로 억제하였다. 본 시험결과는 육계에 CS61 배양액의 사료첨가 급여는 항염증효과를 통해 성장과 사료효율을 개선할 수 있음을 보여주며, 사료첨가제로서 CS61 배양액의 유용성과 개발가능성을 시사해 주고 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제61권2호
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• pp.55-60
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• 2019

Colibacillosis is one of the major health problems in young piglets resulting in poor health and death caused by Escherichia coli producing F18 pili and Shiga toxin 2e. It is pivotal to reduce colibacillosis in weaned piglets to enhance production performance. In this study, we evaluated synbiotics as the gut health improvement agents in the mouse model challenged with Shiga toxin-producing E. coli (STEC) isolated from piglets. Prebiotic lactulose was formulated with each $5.0{\times}10^6CFU/mL$ of Pediococcus acidilactici GB-U15, Lactobacillus plantarum GB-U17, and Lactobacillus plantarum GB 1-3 to produce 3 combinations of synbiotics. A total of 40 three weeks old BALB/c mice were randomly assigned to 4 groups (n = 10): a control group and 3 synbiotics treated groups. Each treatment groups were daily administrated with $5.0{\times}10^6CFU/mL$ of one synbiotics for the first week, and every 3 days during the second week. All the mice were challenged with $8.0{\times}10^8CFU/mL$ of STEC 5 days after animals began to receive synbiotics. Mice treated with synbiotics based on Pediococcus acidilactici GB-U15 and Lactobacillus plantarum GB-U17 significantly improved daily weight gain compared to mice in other groups. While mice treated with GB-U15 showed better fecal index, no significant differences were observed among groups. Gross lesion and histopathological evaluations showed that mice treated with GB-U15 moderately improved recovery from STEC infection. In conclusion, our results suggest that the synbiotics formulated with lactulose and Pediococcus acidilactici GB-U15 have potential benefits to prevent and improve colibacillosis in weaned piglets.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1386-1395
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• 2018

최근의 연구결과를 통해서 중추 신경계와 위장관은 장-뇌 축을 따라서 양방향의 상호작용이 일어나고 있다는 것이 분명해지고 있다. 전임상 연구로부터 장내 마이크로비오타가 다양한 생리적 기능을 통해서 중추 신경계의 기능을 조절할 수 있음이 밝혀지고 있다. 폴리페놀 화합물은 과일, 채소, 차, 커피, 와인과 같은 식품에 존재하는 식물 유래의 물질로, 항산화, 항염증, 항균, 면역 조절, 항암, 혈관 확장 및 프리바이오틱스와 유사한 효과를 보유하고 있어 식이를 통해 섭취할 경우 건강에 직접적인 효과를 나타낸다. 최근 들어 폴리페놀 화합물이 인지 기능뿐만 아니라 산화적 스트레스 및 염증성 손상에 대해 작용하는 신경 보호에 유익한 효과를 줄 수 있다는 증거가 보고되고 있다. 본 총설에서는 신경 세포 신호 전달 경로의 자극, 신경 염증, 혈관 기능 및 장내 마이크로비옴과의 상호작용에 따른 폴리페놀 화합물의 신경 보호 효과와 관련된 작용 메커니즘에 대한 일반적인 개요를 제시한다. 폴리페놀 화합물의 대사 산물은 혈액-뇌 장벽을 가로 지르는 신경 전달 물질을 이용하고 뇌 혈관 시스템을 조절하여 작용하거나, 간접적으로 장내 마이크로비오타에 작용한다. 또한, 폴리페놀 화합물은 노화 관련 인지 기능 저하 및 신경 퇴행과 같은 신경계 질환을 다양한 생리 기능을 통해 효과적으로 관리할수 있다는 사실이 제시되고 있다. 폴리페놀 화합물은 신경 염증을 감소시키고 기억과 인지 기능을 향상 시키며 장내 마이크로비오타를 조절하는 능력을 지니고 있기 때문에 신경계 질환의 예방 및 치료에 있어 잠재적인 기능성 식품으로 주목 받을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제31권5호
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• pp.496-501
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• 2021

본 연구에서는 해양 한천 분해 세균인 Pseudoalteromonas sp. JH-1을 분리하여 그 성장과 agarase 특성을 조사하였다. 부산 기장군 용궁사 앞바다에서 해수를 채취하여 Marine agar media로 한천 분해 세균을 분리하여 배양하였다. 순수하게 분리된 박테리아는 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Pseudoalteromonas sp. JH-1로 명명하였다. 세포외 분비 효소를 Pseudoalteromonas sp. JH-1의 배양 배지에서 얻었으며 agarase의 특성 파악에 사용하였다. Agarase는 50℃와 pH 6.0의 20 mM Tris-HCl 완충액에서 116.6 U/l의 최대 활성을 보였다. 20, 30, 40, 50, 60, 70℃에서 상대활성은 각각 31, 60, 94, 100, 45 및 31%였다. pH 4, 5, 6, 7, 8, 9에서 상대활성은 각각 49, 85, 100, 87, 81 및 67%였다. Agarase는 20, 30, 40℃에서 2시간 동안 열처리 후 85% 이상의 잔류 활성을 보였고, 50℃에서 2시간 동안 노출 후에도 82% 이상의 잔류 활성을 보였다. Zymogram 분석으로 Pseudoalteromonas sp. JH-1이 55 및 97 kDa의 agarase를 생성하는 것을 확인하였다. Agarase는 두 가지 종류가 있고 한천을 기질로 α-agarase 또는 β-agarase가 작용하여 만들어지는 한천올리고당과 네오한천올리고당은 항산화, 항종양, 피부 미백, 대식세포 활성화 및 prebiotics 효과가 있으므로 Pseudoalteromonas sp. JH-1와 그의 agarase에 대한 연구는 의미가 있을 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제66권2호
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• pp.310-325
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• 2024

Glyconutrients help in the body's cell communication. Glyconutrients and synbiotics are promising options for improving immune function. Therefore, we hypothesized that combining synbiotics and glyconutrients will enhance pig nutrient utilization. 150 pigs (Landrace × Yorkshire × Duroc), initially weighing 58.85 ± 3.30 kg of live body weight (BW) were utilized to determine the effects of synbiotics-glyconutrients (SGN) on the pigs' performance, feed efficiency, gas emission, pork traits, and composition of fatty acids. The pigs were matched by BW and sex and chosen at random to 1 of 3 diet treatments: control = Basal diet; TRT1 = Basal diet + SGN 0.15%; TRT2 = Basal diet + SGN 0.30%%. The trials were conducted in two phases (weeks 1-5 and weeks 5-10). The average daily gain was increased in pigs fed a basal diet with SGN (p = 0.036) in weeks 5-10. However, the apparent total tract digestibility of dry matter, nitrogen, and gross energy did not differ among the treatments (p > 0.05). Dietary treatments had no effect on NH₃, H₂S, methyl mercaptans, acetic acids, and CO₂ emissions (p > 0.05). Improvement in drip loss on day 7 (p = 0.053) and tendency in the cooking loss were observed (p = 0.070) in a group fed basal diets and SGN at 0.30% inclusion level. The group supplemented with 0.30% of SGN had higher levels of palmitoleic acid (C16:1), margaric acid (C17:0), omega-3 fatty acid, omega-6 fatty acid, and ω-6: ω-3 ratio (p = 0.034, 0.020, 0.025, 0.007, and 0.003, respectively) in the fat of finishing pigs. Furthermore, group supplemented with 0.30% of SGN improved margaric acid (C17:0), linoleic acid (C18:2n6c), arachidic acid (C20:0), omega 6 fatty acid, omega-6 to omega-3 ratio, unsaturated fatty acid, and monounsaturated fatty acid (p = 0.037, 0.05, 0.0142, 0.036, 0.033, 0.020, and 0.045, respectively) in the lean tissues of finishing pigs compared to pigs fed with the control diets. In conclusion, the combination of probiotics, prebiotics, and glyconutrients led to higher average daily gain, improved the quality of pork, and more favorable fatty acid composition. Therefore, these results contributed to a better understanding of the potential of SGN combinations as a feed additive for pigs.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2015

프로바이오틱스, 프리바이오틱스 및 신바이오틱스 등의 물질과 미생물을 조제분유에 강화하여 건강증진 기능성 유산균, 특히 비피더스균과 유산간균의 성장을 선택적으로 자극함으로써 장내균총에 유익한 효과를 나타내고자 하는 노력이 경주되고 있다. 지난 10년 동안, 모유 수유가 장내균총에 미치는 유용 효과를 도모하기 위해서 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 함유하는 새로운 신바이오틱 조제분유가 제안되었다. 새로운 신바이오틱스는 상승 효과로 인해서 프로바이오틱스 및 프리바이오틱스를 개별적으로 사용하는 경우 보다 더 도움이 되는 것으로 기대된다. 한편, 조제분유 및 건조 제품의 제조에 사용되는 가공 기술 및 저장 조건 등이 프로바이오틱스의 생존에 악영향을 미치게 된다. 충분한 유산균수($10^8cfu/g$)로 장내 예정된 부위에 도달하여 숙주에 긍정적인 효과를 나타내기 위해서는 식품 제조공정 및 위장관 통과 시 프로바이오틱스의 생존성을 유지하는 것이 가장 중요한 요소이다. 일반적으로 안전하다고 인정되며, 높은 생물학적 가치를 가지고 있는 물질을 이용하여 적절하고 비용 효율적인 마이크로캡슐화 기술이 개발되면 조제분유의 품질 향상이 가능하게 된다. 프로바이오틱스는 복합적인 효과를 나타낸다. 하나는 살아 있는 생균체가 장내균총에 유익하게 영향을 미쳐 면역조절 효과를 보여주는 것이며, 다른 하나는 사균체가 항-염증 반응을 나타내는 것이다. 최근에, 사균체 또는 정제되지 않은 미생물 분획물이 건강에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 명확하게 정의할 새로운 용어에 대한 필요성이 대두되었다. 그 결과, 충분한 양을 경구 또는 국소적으로 투여했을 때 인간과 동물에게 이로운 작용을 하는 사균체(손상되지 않거나 또는 파손된)나 정제되지 않은 세포 추출물(즉, 복잡한 화학적 조성)을 정의하기 위해 paraprobiotics라는 용어가 제안되었다. 프로바이오틱 균주 또는 프리바이오틱스를 조제분유에 강화했을 때 조제분유 수유아의 분변 미생물균총이 조정된다. 즉, 비피더스균 및 유산간균과 같은 건강 유익한 세균을 증가 시킴으로써, 프리바이오틱스는 분변 미생물균총의 조성을 변경하고, 이에 따라서 면역계의 활성을 조절한다. 따라서, 품질 향상을 위한 조제분유의 개발은 토착 장내균총의 대사 활성과 증식을 선택적으로 자극하는 비피더스균 등의 특정 프로바이오틱스 및 이눌린과 올리고당 등의 프리바이오틱스를 사용하여, 모유의 건강 유용 효과와 유사하게 접근하는 것에 초점을 맞추고 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권4호
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• pp.500-508
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• 2011

본 연구에서는 대추 추출물과 장내 유익균의 생육을 조절하여 장내 부패를 방지하기 위한 probiotics로서 유산균을 조합하기 위하여 대추 추출물이 장내 유익균 중에서도 유산균의 생육에 미치는 영향을 in vitro 상에서 알아보고자 하였다. 또한 증식인자로서 대추 추출물에 존재하는 당이 유산균의 생육에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보기 위하여 추출 방법을 달리하여 당 함량이 다른 대추 1차 및 2차 열수, 에탄올 추출물을 각각 제조하였다. 이와 더불어 지역 특산물인 보은대추를 기능성식품 소재로 활용하기 위하여 페놀성 화합물과 항산화성을 검색하여 기능성식품으로 상품화하기 위한 기본 자료를 확보하고자 하였다. TLC와 HPLC 분석을 통해 장내 유익균의 증식인자로 작용할 수 있는 대추 추출물의 당 조성은 fructose, glucose, sucrose인 것을 확인하였고, 1차 추출물에 비하여 2차 열수 추출물은 fructose, glucose, sucrose가 각각 69, 74, 89% 감소하였으며 2차 에탄올 추출물은 63, 62, 83% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 인체 장내세균에 대하여 대추 추출물을 50 mg/mL 농도로 하여 생육증진 효과를 분석한 결과, 대추 1차 열수 추출물에서 B. bifidum과 B. adolescentis가 다른 시험균주들에 비하여 대조군과 대수기에 도달하는 시간은 비슷하였지만, 대조군보다 높은 흡광도 값을 나타내어 생육을 증진시키는 결과를 보였다. 이는 대추 추출물에 존재하는 당이 prebiotics로 작용하여 Bifidobacterium 속의 생육을 증진시킨 것으로 사료되며 인체 장내 균총 조성을 바람직한 방향으로 개선시켜 장내 기능을 향상시킬 것으로 기대된다. 또한 당이 아닌 다른 기능성 성분에 의해 생육이 증진되는지를 알아보기 위해 기능성 물질인 페놀류의 함량과 항산화성을 분석하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 대추 1차 열수 추출물에서 각각 11.63 mg/g, $247.45{\mu}g$/g으로 다른 추출물에 비해 높은 함량을 보여 주었다. DPPH에 의한 라디칼 소거능을 살펴본 결과, 대추 추출물의 농도가 높을수록 우수한 전자공여능을 나타내었으며 대추 1차 열수 추출물의 경우 다른 추출물에 비해 가장 높은 85.60%의 전자공여능을 보여 천연 항산화제인 ascorbic acid에 견줄 수 있는 기능성이 있음을 확인하였다. ABTS free 라디칼 소거활성을 통해서도 대추 1차 열수 추출물은 679.91 mg AA eq/g의 항산화력을 지니고 있어 다른 추출물에 비해 가장 좋은 항산화 활성을 나타내었다. 따라서 대추 1차 열수 추출물에는 당뿐만 아니라 항산화능, 폴리페놀, 플라보노이드 함량도 높아 B. bifidum과 B. adolescentis의 생육이 증진된 것으로 사료되며, 기능성 식품소재로 생리활성 성분을 함유하고 있는 대추 추출물에 Bifidobacterium 속을 이용하여 유산발효를 진행함으로써 기능성 발효 음료 개발 및 이유식과 같은 다양한 식품 개발에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권4호
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• pp.552-558
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• 2021

세계 각국의 민족은 자신의 국토의 삶과 기후 풍토, 지역 특산 산물과 식습관 및 식생활 등에 따라 색다른 전통식품이 만들어 진다. 한국은 오랫동안 농경을 중심으로 먹거리를 해오며 쌀과 함께 곁들일 채소류를 중심으로 조미료가 발달되었고, 염절임 기법을 통해 발효식품을 만들었다. 이러한 발효식품에서 주로 찾아볼 수 있는 종은 Lactobacillus sp.과 Pediococcus sp. 및 Bacillus sp. 등과 같은 유산균을 분리할 수 있었고 다양한 방법으로 동정 되어왔다. 본 연구에서는 시장에서 시판되고 있는 한국전통발효식품을 통해 유산균을 분리 및 동정하였고, 유해세균에 대한 항균능력이 우수한 균주를 선별하였다. 그리고 우수 후보 균주의 인공위액 및 담즙액에 대한 내성과 용혈능 등을 검토하여 최종 균주를 선별하였다. 최종 선별된 유산균은 3종의 prebiotics와 혼합한 synbiotics로서의 항균활성 능력을 평가하였다. 1차 항균 활성에서 C13은 인체 및 어류질병세균에서 가장 넓은 항균 스펙트럼을 보였고, β-haemolysis를 생산하지 않고 인공위액과 담즙액의 내성을 지닌 M1, K1 및 C13을 synbiotics의 2차 항균 활성을 수행하였다. Prebiotics 3종(FOS, GOS, Inulin)과 선별된 균주가 혼합된 synbiotics에서는 이전 보다 항균 활성이 증진 또는 저해됨을 알 수 있었다. 16 rDNA 염기서열 결과, K1과 M1은 Bacillus tequiensis 99.72%, Bacillus subtilis 99.65%, Bacillus inaquosorum 99.72%, Bacillus cabrialesii 99.72%, Bacillus stercoris 99.58%, Bacillus spizizenii 99.58%, Bacillus halotolerans 99.58%, Bacillus mojavensis 99.51%로 분석되었다. 그리고 C13은 Bacillus velezensis 99.71%, Bacillus nematocida 99.36%, Bacillus amyloliquefaciens 99.44%, Bacillus atrophaeus 99.22%, Bacillus nakamurai 99.44%로 분석되었다.