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한국식품위생안전성학회지 KCI 등재 Journal of Food Hygiene and Safety

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권호

Vol.31 No.1 (2016년 2월) 9

1.
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본 연구의 목적은 NIH3T3와 HepG2 세포에서 에탄올유도 세포독성 및 유전독성에 대하여 녹차엑기스(GTE)와 epigallocatechin-3-gallate (EGCG)의 보호작용을 평가하는데 있다. 세포생존율은 MTT assay를 실시하였으며 DNA 손상도는 Comet assay로 실시한 결과 에탄올은 농도의존적인 세포독성과 유전독성을 나타내었다. 한편 GTE와 EGCG는 에탄올 유도 세포독성 및 DNA 손상에 대하여 유의성 있는 억제효과를 나타내었으며 DPPH시험과 LDL oxidation 및 8OH-2``dG 생성시험에서 항산화효과를 나타내었다. 한편 녹차성분 함유 시판 리큐르주도 순수 에탄올에 비하여 세포독성억제 및 DNA 손상억제효과를 나타내었다. 이상의 시험결과 GTE와 함유 EGCG는 항산화성 유전독성억제기전을 통한 에탄올독성저감 물질로 판단된다.
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2.
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가열하지 않은 간편섭취 농산물의 섭취를 통한 세균 감염의 가능성을 줄이고자, 가정에서 쉽게 구할 수 있고 잔류에 대한 염려가 없는 천연 항균성 식품을 이용하여 세척할 경우, 물 세척에 비해 세균의 감소효과가 있는지 확인하고자 하였다. 여러 가지 항균성 식품성분 중 마늘의 allicin, 생강의 gingerol, 녹차의 catechin, 계피의 cinnamic aldehyde, 고추냉이의 allyl isothiocyanate의 단계별 희석액으로 세척한 후, 단순 물 세척의 세척효과와 비교한 결과, 단순 물 세척에 비하여 세균 감소의 효과가 큰 것으로 통계적으로 확인되었다. 간편섭취 농산물에서 검출된 Bacillus cereus 오염의 유래 및 연관성을 확인하고자 유전적 상관성을 분석해 본 결과 유사도가 매우 높은 균주들이 많이 검출되었다. 이 사실을 통해 간편섭취 농산물의 생산, 가공, 포장, 유통 등의 과정에서 공통적인 요인에 의한 지속적인 오염의 가능성 및 소비자의 감염 가능성을 파악할수 있었으며, 감염을 예방하기 위한 사전적이고 체계적인 관리가 필요함을 확인하였다.
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3.
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LC-MS/MS를 이용한 말라카이트 그린 유효성 검증결과 결정계수(R2)가 0.9996이상으로 높은 직선성을 보여주었으며 회수율은 어종에 따라 69.8%에서 93.9%범위를 보였다. 검출한계는 0.013 μg/kg, 정량한계는 0.038 μg/kg으로 CODEX의 가이드라인을 만족하였다. 수거된 어류 200건에서 말라카이트 그린을 분석한 결과, HPLC-DAD로는 1건이 검출되었으나, LC-MS/MS로 분석시 검출률은 18.5%였다. 본연구 결과, LC-MS/MS를 이용한 말라카이트 그린 분석법이 우리나라에서 많이 소비되는 담수어종에서 분석에 적합하며, 1건을 제외한 모든 시료에서 식품공전의 잔류허용기준 이하로 말라카이트 그린이 검출되어서 안전한 것으로 나타났다. 다만 식품공전의 검출한계 이하로 말라카이트 그린이 검출되는 빈도가 18.5%임을 볼 때, 지속적으로 감시하고 모니터링 할 필요가 있음을 시사한다.
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4.
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본 연구에서는 V. parahaemolyticus를 신속정확하게 고감도로 검출하기 위해 단클론성 항체를 개발하고 이를 이용하여 일반적인 효소면역분석법(ELISA)과 효소면역분석법의 낮은 민감도를 보완할 수 있는 면역선택여과법(ISF)을 개발하여 민감도 및 효율성을 비교분석 하였다. 먼저heat killed V. parahaemolyticus (HKVP)를 준비하여 7주령 BALB/c mouse에 면역한 후 세포융합 및 클로닝을 통해 HKVP 4H9-9번 및 16번 2종의 hybridoma cell을 확보하였다. Western blot을 통해 보다 특이성이 높은 것으로 확인된 HKVP 4H9-9번 항체를 대량 생산정제하여 분석법을 확립한 결과 검출한계가 ID-ELISA법은 106 cell/mL, ISF법은 5 × 101 cell/mL로 나타나 ISF법의 민감도가 매우 높은 것으로 확인되었다. 분석효율성은 ID-ELISA법의 경우분석을 위해 9단계의 과정을 거쳐 총 16시간의 분석시간이 소요된 반면, ISF법의 경우 3단계의 과정을 거쳐 1시간 이내에 분석을 완료할 수 있는 것으로 확인되었다. 교차반응성의 경우 두 분석법 모두 일부 Vibrio spp. (IDELISA법:V. alginolyticus, ISF법: V. vulnificus)과 S. aureus에 반응성이 있는 것으로 확인되었지만 V. parahaemolyticus에 보다 강한 반응성을 나타내었기 때문에 V. parahaemolyticus에 특이적인 분석법인 것으로 확인되었다. 특히 ISF법은 ELISA법 보다 민감도가 높고 분석에 소요되는 시간도 짧아 V. parahaemolyticus를 신속하게 분석하는데 활용이 가능할 것으로 판단된다.
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5.
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본 연구에서는 국내 대표 식육인 소, 돼지, 닭, 오리의4종 식육과 염소, 양, 말, 칠면조의 4종 식육을 동시에 신속하게 감별할 수 있는 2 set의 multiplex PCR법을 개발하고자 미토콘드리아 16S RNA에서 종 특이부위를 선발하고 각 종에 대한 특이도를 높이기 위하여 인위적인 미스매치를 주어 프라이머를 제작한 후 8종 식육의 274개시료를 대상으로 특이도와 민감도를 조사하였다. 그 결과소, 돼지, 닭, 오리 모든 시료에서 각각 279, 94, 192, 477 bp의 증폭산물이, 말, 양, 염소, 칠면조의 모든 시료에서 각각 152 bp, 271 bp, 670 bp, 469 bp에서 뚜렷한 PCR 유전자 산물이 확인되어 모든 축종에서 100%의 특이도를 나타내어 축종별 감별력이 우수한 것으로 나타났다. 8종의 축종별로 DNA를 10 ng/μl으로 정량한 후 혼합물을 10배씩 단계 희석하여 반응여부를 조사한 결과, 소, 돼지, 오리에서는 100 fg까지, 닭에서는 1 pg까지 검출됨을 확인할수 있었다. 소, 돼지, 닭, 오리고기를 99.9%, 99%, 90%,70%, 50%, 30%, 10%, 1%, 0.1%의 비율로 혼합한 식육과 83℃ 20분, 100℃ 30분, 121℃ 10분에서 각각 열처리한 가열 혼합육에 대하여 검출한계를 조사한 결과 마지막단계의 희석 비율인 모든 혼합육의 0.1%에서 검출이 가능하였으며, 열처리 혼합육에서는 닭에서는 1% 농도에서소와 돼지의 혼합육에서 0.1% 농도에서 검출되어 민감도가 높음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 multiplex PCR법은 특이도 및 민감도에 있어서 국내 대표 식육을 감별하는데 있어서 유용한 것으로 평가된다.
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6.
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Ochratoxin A와 aflatoxin은 곰팡이 독소 생산 균주가 자연 발효되는 식품에 오염되거나 발표식품의 종균을 분별없이 선택했을 때 검출 될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 배양 환경이 ochratoxin A와 aflatoxin의 생산에 주는 영향에 대해 연구하였다. Aspergillus usamii KFRI 999와 A. awamori KFRI 983의 배양 온도, 배양 배지, 배양 시간을 달리하여 ochratoxin A생산 정도를 분석하였다. 또한 초기 pH, 온도, 배양 시간, 배양 배지를 다르게 하였을 때 A. flavus KACC 41403와 A. oryzae KACC 46471가 생산하는 aflatoxin의 양을 평가하였다. Ochratoxin A와 aflatoxin의 양은 HPLC로 분석하였다. 연구 결과, 곰팡이 독소는 배양 온도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. A. oryzae KACC 46471는 aflatoxin을 생산하지 않았다. 곰팡이 독소를 생산하는 균주는 모두 30℃에서 가장 높은 독소 생산량을 보였다. A. awamori KFRI 983은 PDA 배지에서 가장 적은 ochratoxin A 생산량을 보였다. 본 연구 결과는 다양한 식품의 ochratoxin A와 aflatoxin 저감화에 유용하게 활용 될 수 있다.
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7.
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본 연구는 다양한 냉동과 해동처리에 따른 계육 가슴살에 natural microflora, 접종된 L. monocytogenes와 C. jejuni 수와 미세구조 변화 구명을 위하여 연구를 수행하였다. −20℃ 송풍식 냉동처리구의 총 호기성 세균과 C. jejuni 수는 4.06 log CFU/g과 4.09 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 각각 약 0.7 log CFU/g과 1.0 log CFU/g의 감소를 보였다. 한편, 계육 가슴살 접종된 L. monocytogenes 수는냉동방법과 냉동온도에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다. 4℃와 25℃ 송풍식 해동처리구의 총 호기성 세균수는 3.70 log CFU/g과 4.02 log CFU/g으로 측정되어 대조구와 비교하여 각각 0.72 log CFU/g과 0.40 log CFU/g 감소한 반면 25℃ 유수식 해동처리구의 총 호기성 세균 수는 해동과정에서 균수가 급격히 증가하여 5.78 log CFU/g으로 관찰되었다. 해동 중 C. jejuni 수 변화는 해동방법보다 해동온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 냉동-해동반복 5회 후 총 호기성 세균과 효모 및 곰팡이 수는 감소하여 각각 4.15 log CFU/g과 2.30 log CFU/g을 보였다. 계육 가슴살에 접종된 L. monocytogenes 수는 냉동-해동 반복처리에 유의적인 영향이 없었지만 C. jejuni 수는 냉동-해동 반복 횟수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 냉동-해동 반복이 증가함에 따라 근섬유 조직을 재 손상시켰으며 특히 냉동-해동 반복 5회 후에는 계육 가슴살 시료의 조직세포 외부뿐만 아니라 내부에서도 공간이 발생하였으며 불균일하게 찢어진 세포가 관찰되었다.
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본 연구는 인체 유방암세포 SK-BR-3, MDA-MB-231과 위암세포 AGS를 대상으로 국화과 식물 중 흰민들레(Taraxacum coreanum, TC), 고들빼기(Youngia sonchifolia, YS), 씀바귀(Ixeris dentate, ID) 추출물에 의한 증식 억제효과를 비교 한 후, 가장 억제효율이 높은 추출물을 선택하여 apoptosis 유도 효과를 조사하였다. 암세포의 증식 억제효과는 TC 추출물에 의한 영향은 약한 반면, YS와 ID 추출물에 의한 영향은 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 세 가지 추출물 중 가장 효과가 뛰어난 ID 추출물을 이용하여 추가적으로 농도 설정을 진행한 다음 이후 실험을 진행하였다. ID 추출물에 의한 apoptosis 양성세포를 확인하기 위해 DAPI assay를 진행한 결과, ID 추출물을 처치한 군에서 apoptotic body와 세포질 응축을 확인하였다. MTT assay와 DAPI staining의 결과를 바탕으로 ID 추출물이 SK-BR-3, MDA-MB-231, AGS 세포에서 apoptosis와 관련한 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blot을 실시하였다. ID 추출물에 의해 SK-BR-3, MDA-MB-231, AGS 세포에서 pro-apoptosis인 Bax 단백질 발현은 농도 의존적으로 증가하였고, antiapoptosis인 Bcl-2 단백질 발현은 SK-BR-3 세포에서는 발현의 변화가 거의 없었지만, MDA-MB-231과 AGS 세포에서는 감소하였다. 세포사멸의 주요임상지표인 Bax/Bcl-2 ratio는 MDA-MB-231세포에서 가장 유의적으로 증가하였다. 또한, 손상된 DNA를 복구하는 단백질인 PARP의 발현은 감소하면서, cleaved-PARP이 증가하였다. 이러한 결과들을 종합하였을 때, YS와 ID 추출물은 TC 추출물에 비해 암세포의 생존을 효과적으로 억제하였고, 특히 ID 추출물은 낮은 농도에서도 암세포의 생존 억제효과가 우수한 것을 확인하였다. 또한, ID 추출물에 의한 유방암세포 SK-BR-3, MDA-MB-231와 위암세포 AGS의 생존율 억제는 apoptosis 유도를 통해 이루어 지는 것으로 사료되며,그 중 유방암세포 MDA-MB-231에서 apoptosis 유도 효과가 뛰어난 것을 미루어 보아, 유방암의 종류와 그 특징에 따른 차이를 보이지만 ID는 향후 유방암 예방 및 치료제로 개발 가능성을 제시하며, 추후 지속적인 연구를 통하여 in vivo에서의 ID 추출물의 항암효과에 대해 심도 있는 연구가 이루어 져야 할 것으로 사료된다.
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9.
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Celastrol은 미역줄나무의 뿌리에서 얻은 추출물로 오래전부터 관절염 및 자가면역 같은 염증반응 질병들을 치료하기 위하여 쓰여져 왔다. 이외에도 많은 연구들에서 celastrol이 신경보호, 항산화 및 알츠하이머 치료에 사용될 수 있으며 특히, 암 치료에 효과적이라고 밝혀 졌다(Table 1). 따라서 많은 연구자들이 생리학적, 생화학적 및 면역학적 관점에서 celastrol의 항암효과를 규명하고자 노력을 기울이고 있으며, 다양한 관점에서 신호전달체계를 조절한다는 사실을 밝혀냈다(Fig. 1). 특히, celastrol은 NF-κB 를 억제함으로서 암의 발달 및 전이를 저해함을 물론, 암의 치료에 동반되는 면역 반응을 조절 할 수 있다(Fig. 2). 또한 세포사멸과 관계된 유전자들을 활성화 시키고, 항세포사멸 유전자들을 억제시킴으로서 세포 주기를 조절한다. 유전자 조절 외에도 heat shock protein과 같은 단백질의 변조와 자가소화작용(autophagy)를 유도한다. 이처럼 celastrol의 다양한 효과는 암의 성공적 치료에 한발 더 가까워지게 만든다. 이외에도 celastrol의 항 비만 효과가 알려지면서 향후 비만 및 비만과 연계된 암 환자들이 가질 수 있는 부작용, 오남용 및 비용절감 측면에서 좋은 결과를 나타낼 것이라 예상 된다. Celastrol의 다양한 기작이 밝혀짐에도 불구 하고 직접적인 결합 부위에 대한 연구 결과는 아직 없으며, 임상적용 하기에 앞서 다양한 동물모델 in vivo 실험이 필요하다. 또한 임상치료 시도에 있어 안전성을 확보 하기 위해서는 celastrol의 단기간 및 장기간의 효과에 대한 깊은 연구가 요구된다.
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