• 한국식품과학회지
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• 제53권6호
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• pp.775-784
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• 2021

Clostidium butyricum을 분리하기 위하여 국내 모유수유 신생아 분변으로부터 혐기성 균주를 선별하였고 버블을 생성하는 100개의 균을 확보하였다. 이중 Clostridium perfringens에 대한 항균력과 butyric acid의 생산이 가장 우수한 DIMO 52 균주를 선발하였고, 형태학적 특성, 생리 생화적 특성 및 16S rRNA 유전자 분석을 통하여 C. butyricum으로 동정되어 C. butyricum DIMO 52로 명명하였다. 성장률, butyric acid 생산 및 pH 변화를 배양 36시간 동안 모니터링하였다. 배양 24시간 후 DIMO 52 균주의 최대 성장에 도달하였고, butyric acid 최대 농도는 대략 34.73±4.27 mM이었으며, pH는 7.2에서 2.5로 변경되었다. DIMO 52 균주는 낮은 pH와 oxgall에 높은 저항성이 있다. pH 2에서 2시간 동안 접종의 약 67.5%의 유의성 있는 생존율을 보였다(p<0.05). 그리고, 0.3% oxgall이 함유된 RCM 액체배지에서 24시간 동안 접종의 약 64.9%의 유의성 있는 생존율을 보였다(p<0.05). 또한, DIMO 52은 Escherichia coli KCTC 2441와 Salmonella Typhimurium KCTC 1925에 대해 억제효과를 나타냈다. 두 균주에 대한 항균효과는 아마도 butyric acid에 의한 낮은 pH 때문인 것으로 보였다. 5×10³ CFU/mL 생균수 까지는 RAW264.7 세포에 세포독성이 없는 것으로 관찰되었고, NO 생성을 억제할 수 있는 최저 균수를 확인한 결과 약 1×10³ CFU/mL 생균수에서 LPS만 처리한 군 대비 약 33%의 NO 생성을 억제하는 것으로 분석되었다(p<0.01). 이 결과는 C. butyricum DIMO 52이 NO radical 소거 및 항염증 활성을 가지고 있음을 시사한다. 결론적으로, 본 연구에서 분리된 C. butyricum DIMO 52의 프로바이오틱스 특성을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1213-1223
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• 2018

본 연구는 인삼 잎의 이용증대를 위해 마이크로웨이브에 의한 인삼 잎의 잔류농약 추출효과와 발효 인삼 잎의 ginsenoside 유용 유도체의 전환 검토 및 품질 특성을 분석 하였다. 인삼 잎에 잔류되어 있는 tolclofos-methyl와 azoxystrobin을 microwave로 추출하기 위한 용매는 hexane이 가장 효율적 이었다. tolclofos-methyl와 azoxystrobin이 잔류되어 있는 인삼 잎에서의 microwave를 이용한 추출 최적 조건은 power 50~95 watts, 추출용매는 hexane, 추출시간은 3분으로 나타났다. 인삼 잎 추출물의 발효에서 발효전과 비교하여 $Rg_1$과 $Rb_1$은 감소한 반면 $Rh_1$, $Rg_3$, $Rk_1$ 및 $Rh_2$는 발효 후 모두 증가한 것으로 나타났다. 특히 홍삼에서 대표적인 성분으로 알려져 있는 $Rg_3$의 경우 발효전 $2.77{\mu}g/g$에서 발효 후 균주의 종류에 따라 $70.62{\sim}77.61{\mu}g/g$으로 증가하였다. 7일간 발효 후 인삼 잎의 총 페놀성 화합물 및 전자공여능은 일부 균주에서는 발효전과 비교하여 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었으나, 발효가 진행됨에 따라 전반적으로 감소되는 경향을 나타내었다.

• 식품과학과 산업
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• 제52권3호
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• pp.261-271
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• 2019

NGS 기술이 발전함에 따라 우리 몸의 생리와 면역조절에 있어서 장내미생물의 중요성이 알려지면서부터 장내미생물군집의 구조를 직접 조절할 수 있는 프로바이오틱스의 중요성 역시 재조명 받고 있다. 인류는 프로바이오틱스를 오랫동안 발효식품 등을 통하여 섭취하였는데, 프로바이오틱스는 식품의 보존성 및 영양성을 높일 뿐 아니라 인체의 건강에 이로운 역할을 한다. 특히 프로바이오틱스의 섭취는 생체 내에서 Treg의 기능을 활성화하여 장내 환경을 개선시켜 유익한 장내미생물의 생육을 도우며, 염증반응, 알러지질환, 자가면역질환 등을 완화시키는 효과가 있다. 특히 프로바이오틱스는 장내 유익균인 Bifidobacterium, Faecalibacterium, Akkermansia 및 Bacteroides 속 미생물의 빈도를 증가시키고, 이들은 단쇄지방산 및 신체에 이로운 대사체 등을 생산한다. 지금까지 프로바이오틱스는 대부분 건강기능식품으로 사용되어 왔으나, 최근 들어 장내 유익균에 대한 기능성이 알려지면서 기존 프로바이오틱스를 포함한 장내 미생물을 이용한 NGPs 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 NGPs 개발에는 여전히 한계가 존재한다. 아직까지 장내 미생물의 분리, 동정은 일반 세균 배양에 비해 매우 까다롭고, 특별한 배양 기술이 필요하므로 현재까지 NGPs로 활용될 수 있는 장내 미생물은 매우 제한적이다. 또한 기존 프로바이오틱스와는 다르게 NGPs는 의약품처럼 전임상, 독성시험, 약물역학, 3단계의 임상시험을 거쳐야 한다. 하지만 기존 프로바이오틱스의 질병 개선 효과를 뛰어넘어 고형암, 대사질환 및 면역질환의 차세대 치료제로서의 활용 가능성이 매우 높기 때문에 앞으로 더 폭넓은 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권3호
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• pp.200-206
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• 2019

탈지유에 홍국발효 콩 분말을 1:1의 비율로 첨가한 기능성 요구르트(SMP+MFSP)를 제조하여 대조군의 탈지유 요구르트(SMP)와 미량의 생리활성 물질 및 항산화 활성을 비교한 결과는 다음과 같다. 젖산발효 24시간 이후의 기능성 요구르트의 평균 pH는 3.96, 적정산도 1.03%, 생균수 9.68 log CFU/g으로 나타나 일반적인 호상 요구르트의 품질기준에 적합한 것으로 나타났다. 또한 대조군에 함유되지 않은 비배당체형의 이소플라본인 daidzein과 genistein의 총량은 젖산발효 48시간에 $201.21{\pm}6.29{\mu}g/g$으로 측정되었으며, GABA의 농도는 대조군에 비해 11.8배 높은 $107.22{\pm}3.06{\mu}g/g$으로 비교되었다. 대조군에 비해 기능성 요구르트의 유비퀴논의 총 농도는 평균 32.3배 높게 측정되었으나 젖산발효 시간에 따른 유의적인 농도변화는 나타나지 않았다(p>0.05). DPPH와 ABTS의 라디컬 소거활성으로 측정된 항산화 활성은 기능성 요구르트의 trolox 당량 값(${\mu}g$ TE/g)이 대조군에 비해 평균 7.9배 높게 비교되었으며, 시료에 함유된 유리 이소플라본의 농도와 밀접한 양의 상관성을 보여 주었다. 따라서 본 연구의 기능성 요구르트는 고부가가치의 probiotics 건강식품으로서의 활용가치가 높을 것으로 평가되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권2호
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• pp.204-212
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• 2021

본 연구에서는 살아있는 프로바이오틱스 균주에 의한 레자주린의 흡광 및 형광특성의 변화와 레소루핀과의 반응성을 분석하고, 균주별 레자주린에 대한 환원능을 비교하였다. LGG에 의해 레자주린은 흡광과 형광의 변화를 수반하며 레소루핀으로 환원되고 반응시간과 생균수의 증가에 따라 환원정도가 증가하였으며, 형광의 변화에서 더 정확하고 민감한 반응성을 보였다. 한편 LGG에 의한 레소루핀으로부터 다이하이드로레소루핀으로의 환원반응은 거의 유발되지 않았다. 프로바이오틱스 6개 균주 중 L. kimchicus의 생균에 의한 레자주린 환원력이 월등하게 높은 반면, 균체 파쇄 후의 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능은 다른 양상을 보이며 L. plantarum과 L. casei가 높은 활성을 나타냈다. 한편 생균의 MTT 환원능은 L. kimchicus가 LGG에 비해 현저히 높아 레자주린 환원능과 유사한 양상을 보였다. 본 연구결과는 레자주린이 단일 균주 프로바이오틱스의 생균수 측정에 유용하며, 프로바이오틱스의 선별 및 환원활성 측정에 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권2호
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• pp.203-208
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• 2022

본 연구에서는 글루텐 분해능을 가지는 유산균을 선별하기 위해 전통식품인 젓갈을 이용하였다. 선별된 균주는 API, 16S rRNA sequencing과 현미경을 통해 간균의 형태를 갖는 Lactobacillus paracasei로 동정되었고 이를 GLU70으로 명명하기로 하였다. MRS 배지에서 GLU70의 생육특성을 조사한 결과, 6시간부터 12시간까지 대수기이며 12시간 이후부터 정지기임을 확인하였다. 이렇게 동정된 GLU70을 글루텐이 함유된 MRS배지에서 시간별로 배양하였을 때 대수기인 12시간 이후부터 24시간 이전까지 글루텐 분해가 가속화되었고, 48시간에서 최대 45% 정도의 분해율을 나타내었다. 또한 GLU70이 유산균으로서 적합하기 위해서 가져야하는 내산성, 내담즙성, 내열성에 대한 분석을 실시하였다. 많은 연구에서 Lactobacillus 종이 pH 2.5 이상에서는 균의 생존율이 높았지만, 그 이하에서는 거의 생존하지 않는다고 보고하고 있다 (Shin 등, 1999). 이에 따라 분리한 GLU70에서도 유사하게 pH 2.0에서는 균이 사멸하였고 pH 3.0부터 약 84%의 생존율을 보였고 많은 연구들과 유사한 결과를 가지는 것을 통해 우수한 내산성을 가지는 것을 확인하였다. 내담즙성의 경우 oxgall이 0.3% 함유된 배지에서 성장할 수 있을 정도의 내성을 가져야 한다는 연구결과와 비교하였을 때 GLU70은 담즙에 대하여 매우 강한 내성을 가지고 있다고 보기는 어렵다. 또한 내열성에 대한 연구결과에서는 50℃ 이상의 온도에서는 사멸하였으나 30℃에서는 높은 생존율을 나타냈다. 또한 분리된 GLU70이 실제 밀가루 반죽에서 감소하는 글루텐 함량을 분석하였을 때 12 h 배양한 배양상등액을 넣어 25℃에서 24 h 동안 발효한 밀가루 반죽에서 가장 높은 분해력을 확인하였다. 또한 밀가루 반죽의 발효 온도에 따른 글루텐 분해율을 타 균주와 비교하여 GLU70의 우수성을 판단하고자 하였다. GRAS 인정 유산균 11종과 GLU70을 각각 밀가루 반죽에 넣은 후 25℃와 35℃에서 발효하였다. 그 결과 GLU70이 타 균주들과 비교하였을 때 모든 온도에서 반죽이 흘러내리는 등의 이상현상 없이 50% 이상의 매우 높은 글루텐 분해율을 보였다. 이를 통해 GLU70이 향후 식품 산업에 다양한 활용 가능성을 지니며 글루텐 저감화 밀가루 제조 등에 적용하기에 적합하다고 제시된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.294-301
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• 2022

In our greenhouse experiment, soil heat treatment groups (50, 80, and 121℃) significantly promoted growth and disease suppression of Panax notoginseng in consecutively cultivated soil (CCS) samples (p < 0.01), and 80℃ worked better than 50℃ and 121℃ (p < 0.01). Furthermore, we found that heat treatment at 80℃ changes the microbial diversity in CCS, and the inhibition ratios of culturable microorganisms, such as fungi and actinomycetes, were nearly 100%. However, the heat-tolerant bacterial community was preserved. The 16S rRNA gene and internal transcribed spacer (ITS) sequencing analyses indicated that the soil heat treatment had a greater effect on the Chao1 index and Shannon's diversity index of bacteria than fungi, and the relative abundances of Firmicutes and Proteobacteria were significantly higher than without heating (80 and 121℃, p < 0.05). Soil probiotic bacteria, such as Bacillus (67%), Sporosarcina (9%), Paenibacillus (6%), Paenisporosarcina (6%), and Cohnella (4%), remained in the soil after the 80℃ and 121℃ heat treatments. Although steam increased the relative abundances of most of the heat-tolerant microbes before sowing, richness and diversity gradually recovered to the level of CCS, regardless of fungi or bacteria, after replanting. Thus, we added heat-tolerant microbes (such as Bacillus) after steaming, which reduced the relative abundance of pathogens, recruited antagonistic bacteria, and provided a long-term protective effect compared to the steaming and Bacillus alone (p < 0.05). Taken together, the current study provides novel insight into sustainable agriculture in a consecutively cultivated system.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권5호
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• pp.630-637
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• 2022

The objective of this study was to optimize industrial-grade media for improving the biomass production of Weissella cibaria JW15 (JW15) using a statistical approach. Eleven variables comprising three carbon sources (glucose, fructose, and sucrose), three nitrogen sources (protease peptone, yeast extract, and soy peptone), and five mineral sources (K₂HPO₄, potassium citrate, ⳑ-cysteine phosphate, MgSO₄, and MnSO₄) were screened by using the Plackett-Burman design. Consequently, glucose, sucrose, and soy peptone were used as significant variables in response surface methodology (RSM). The composition of the optimal medium (OM) was 22.35 g/l glucose, 15.57 g/l sucrose, and 10.05 g/l soy peptone, 2.0 g/l K₂HPO₄, 5.0 g/l sodium acetate, 0.1 g/l MgSO₄·7H₂O, 0.05 g/l MnSO₄·H₂O, and 1.0 g/l Tween 80. The OM significantly improved the biomass production of JW15 over an established commercial medium (MRS). After fermenting OM, the dry cell weight of JW15 was 4.89 g/l, which was comparable to the predicted value (4.77 g/l), and 1.67 times higher than that of the MRS medium (3.02 g/l). Correspondingly, JW15 showed a rapid and increased production of lactic and acetic acid in the OM. To perform a scale-up validation, batch fermentation was executed in a 5-l bioreactor at 37℃ with or without a pH control at 6.0 ± 0.1. The biomass production of JW15 significantly improved (1.98 times higher) under the pH control, and the cost of OM was reduced by two-thirds compared to that in the MRS medium. In conclusion, OM may be utilized for mass producing JW15 for industrial use.

• 한국가금학회지
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• 제49권4호
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• pp.247-253
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• 2022

본 연구는 우리나라 여름철에 육용 종계에게 γ-Amino-butyric(GABA)와 생균제를 급여하였을 때, 계란품질, 혈액 생화학 조성 및 corticosteron에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 본 연구는 49주령의 육용 종계 총 72수를 무작위로 선발하여 3 처리(대조구, GABA, 생균제)를 두었고, 시험구당 8반복으로 반복당 3수씩 완전임의배치하여 실험을 실시하였다. GABA와 생균제는 배합사료 내 각각 50 mg/kg과 0.1%의 농도로 급여하여 6주간 실험을 진행하였다. 6주 후 육용 종계의 난중, 난백고 높이, Haugh units, 난황색, 난각 두께 및 난각 강도에서 처리구간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 모든 혈액 내 생화학 조성에서 GABA와 생균제 급여로 인한 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈중 corticosterone 농도는 CON의 14.18 ng/mL에비하여 GABA는 8.02 ng/mL 그리고 생균제는 8.30 ng/mL으로 크게 감소하였다(P<0.05). 이와 같은 corticosterone 수준의 감소는 스트레스 완화와 상호작용적 반응을 일으킨 것이라 사료된다. 결과적으로 본 연구에서 여름철 고온으로 인한 육용 종계 스트레스는 GABA 및 생균제 급여로 인하여 감소하였으며, 향후 이에 대한 보다 더 다양한 세부적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제32권9호
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• pp.721-728
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• 2022

본 논문은 제주연안에서 채집한 소라(Turbo cornutus)의 장내세균을 분리하고 군집의 다양성을 조사하였다. 표준배지를 사용하여 순수 정체 배양 결과 MA agar에서 가장 많은 군집을 나타났다. 일반 배양 CFU값은 평균 1.8×10⁵, 혐기 배양 CFU값은 평균 0.4×10으로 보다 적게 나타났다. 기존 표준균주와 16S rDNA sequence 유사도 비교 분석 결과 크게 4문 12과 26속 67종으로 분류되었다. 표준균주와의 상동성 범위는 93-100%로 나타났다. 소라장내세균 군집은 크게 Proteobacteria 39% (α-proteobacteria; Phyllobacteriaceae (1), Rhodobacteraceae (8) / γ-proteobacteria; Alteromonadaecae (1), Shewanellaceae (4), Vibrionaceae(12))로 가장 우점하였고, Firmicutes 34% (Bacillaceae (21), Paenibacillaceae (2)), Actinobacteria 21% (Cellulomonadaceae (1), Mycobacteriaceae (6), Nocardiaceae (4), Streptomycetacea (3)), Bacteroidetes 6% (Flavobacteriaceae (4))로 각각 나타났다. Bacillus sp., Vibrio sp.이 가장 우점 하였으며, 그 외 대부분의 분리 균주는 해양 유래 관련 균주로 나타났다. 이전 보고된 제주 연안에 서식하는 해양동물 장내세균군과 비슷한 양상을 보였다. 분리된 일부 균주가 단당류(Cellulose), 다당류(alginate, agar)분해능을 갖고 있는 것으로 나타났는데, 대부분이 해조류 유래 세균으로 소라의 섭이가 장내세균군과 관련됨을 알 수 있었다. 동시에 probiotics 기능을 갖고 있는 일부 균주도 분리되었다.