대부분의 세균은 표면에서 바이오필름을 형성한 상태로 존재하며, 식품 가공시설이나 주방 배수구 등의 경우 식품 접촉표면에서 잔류하는 음식물 찌꺼기와 미생물 세포의 정착으로 바이오필름을 형성한다. 표면에서 형성된 바이오필름은 제품 및 기기․기구의 교차 오염의 원인이 되며 식품을 매개로 한 식중독 발병의 가능성이 있어 식품 안전성의 잠재적 위해 요소가 된다. 본 연구는 식중독 발생 원인균인 E. coli에 의해 형성되는 바이오필름을 조사하기 위하여 수행되었으며, 바이오필름은 스테인리스 스틸 쿠폰 표면에 형성되어 부착된 세균수로 측정하였다. 연구 결과 Tryptic soy broth 배지에서 37℃에서 7일간 배양 할 때 쿠폰 표면에 대장균으로 인한 바이오필름이 형성되며, 이 때 대장균수는 3.98 log CFU/cm2로 측정되었다.

소비자의 식품안전에 대한 관심 증가에 따라 시간과 비용이 많이 소요되는 기존 검사 방법을 대체할 수 있는 농식품 안전성 신속 검사 기술에 대한 연구가 증가하고 있다. 농식품의 품질 검사에 많이 활용되던 광학기술은 빠른 시간 내에 대량의 시료를 분석할 수 있는 장점 때문에 농식품 안전성 신속검사 분야에 활용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 광학기술의 하나인 초분광 영상기술을 이용하여 농식품 안전성을 저해하는 세균의 번식환경을 제공하는 유기잔류물의 검출 가능성을 조사하기 위하여 수행되었다. 연구에서는 농식품 가공기계 설비로 많이 사용되는 재료 표면에 남아있는 육류 및 과채류 잔류물의 초분광 영상을 획득하고, 400~1000 nm 범위에서 이들 유기잔류물의 특성 파장을 구명하였다.

정부의 안전 농식품 안정 공급 정책에 따라 농식품 안전성 검사 수요가 증가하고 있으며, 현장에서 농식품의 안전성을 신속하게 검사할 수 있는 기술의 필요성이 커지고 있다. 대표적인 농식품 안전성 위해요소인 식중독균의 표준 검사 방법은 시간, 노력, 비용이 많이 소요되기 때문에 PCR이나 바이오센서와 같은 새로운 신속검사 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 시료를 빠른 시간에 검사하는 광학기술은 농식품 품질 판정에 많이 활용되어 왔으나, 농식품 안전성을 검사하는 도구로서의 연구는 제한적으로 진행되어져 왔다. 본 연구는 초분광 영상기술을 이용하여 대표적인 식중독균인 살모넬라균의 분광특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 연구에는 400~1000 nm 측정 파장대역을 지니는 초분광 영상시스템이 사용되었으며, 식품시료에서 살모넬라균 오염부위를 구분할 수 있는 특성 파장을 조사 및 선정하였다.

1994년 무르지 않는 토마토가 처음으로 유전자변형 식품으로 상업화를 승인 받은 이래, 미승인 유전자변형 작물의 유출은 끊임없이 보고 되고 있다. 2000년 Starlink 옥수수 유출 사건 이후에 가장 최근에는 2016년에는 미국에서 수입되는 밀에 미승인 유전자변형 밀이 혼입된 것으로 밝혀 지며 유전자변형 식품에 대한 철저한 규제와 관리가 요구되고 있다. 이에 국외에서는 자국 실정에 맞는 승인 및 미승인 유전자변형 식품의 검사 체계를 확립하여 효율적인 관리를 위해 노력하고 있다. 본 연구에서는 우리나라 실정에 맞는 검사 체계 확립을 위해 유럽 연합, 일본의 승인 및 미승인 유전자변형 식품 검사 체계를 비교ㆍ분석하였다. 일본과 유럽 연합 모두 스크리닝-이벤트 특이적 검사의 순서로 진행되나, 일본의 경우 유럽 연합과 다르게 미승인 유전자변형 이벤트의 검사 체계와 결과 분석에 대한 결정 트리를 이벤트별로 제시하는 특징을 가지고 있었다. 본 연구에서는 기존의 검사 체계를 이용하여, 우리나라에서 사용 가능한 유전자 변형 식품의 검사 체계를 제안하였다.

감자는 세계에서 4번째로 중요한 식량작물로 식품 및 사료로 이용되고 있다. 감자의 주요 소비형태는 일반식용 위주와 전분, 감자칩, 감자튀김 등 다양한 형태의 가공제품, 씨감자 형태로 사용한다. 또한 감자를 식품산업과 제지 산업에서 활용하기 위해 amylose 함량을 감소시키거나 acrylamide 생성을 줄인 유전자변형 감자가 개발되고 있다. 이 에 따라 우리나라의 경우 감자 가공품 수입이 많은 만큼 국내외 감자 제품에 대한 미승인 유전자변형 감자에 대한 검사법이 필요하다. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) 보고에 따르면 2016 년까지 45개의 GM 감자이벤트가 개발되었다. 이 중 우리나라는 식품의약품안전처로부터 4종의 GM 감자가 식품용 도로 승인되었다. 본 연구에서는 현재 미승인 유전자 감자 6개 이벤트에 대해 정성검사용 표준플라스미드 (pUC_GM potato A and B)를 제작하였으며, UDP-glucose pyrophosphorylase (UGPase) gene을 감자 내재유전자로 사용했다. 개발 된 표준플라스미드는 식품의약품안저처의 고시를 토대로 primers와 probes를 이용하여 Applied Biosystems ViiA7 real-time PCR system을 통해 정성분석을 수행하였다. 또한 검정한계치를 확인하기 위해 플라스미드를 100,000 - 10 copies까지 희석한 것을 주형으로 하여 real-time PCR을 진행하였다. 이와 같이 미승인 유전자변형 감자에 대한 정성 분석용 표준플라스미드가 개발되었으며 국내 미승인 유전자변형 감자에 대한 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 기 대한다.

본 연구에서는 신규 승인 및 승인 예정인 유전자변형 콩 5개 이벤트(SYHT0H2, DAS-44406-6, MON87751, DAS-81419-2, DAS-68416-4)의 정량분석에 사용할 시험대조물질로써 플라스미드(pUC-GM soy C, D)를 개발하였다. 각각의 표준플라스미드는 콩 내재유전자인 lectin의 증폭서열을 포함하고 있으며, pUC-GM soy C에는 4개의 이벤트가, pUC-GM soy D에는 하나의 이벤트가 포함되었다. Applied Biosystems의 Viia7 real-time PCR을 통해 개발된 표준플라 스미드에 대한 검증실험을 실시하였다. 정량분석에 사용된 프라이머, 프로브는 식품공전에 고시되어 있는 것을 사용 하였다. 정량분석을 위한 표준곡선은 20, 200, 2000, 20000, 200000 copies로 희석한 표준플라스미드를 이용하였으며, R2는 0.993-1.000, 표준편차(standard deviation, SD)는 0.01-0.18로 확인되었다. 이와 같이 개발된 표준플라스미드 (pUC-GM soy C, D)가 5개 유전자변형 콩의 정량검사에 calibrator로 사용될 수 있음을 확인하였다.

농식품의 안전성을 신속하게 검사할 수 있는 기술의 필요성이 커짐에 따라 바이오센서와 같은 새로운 기술에 대한 연구가 증가하고 있다. 이와 함께, 바이오센서와 같은 면역센서의 성능을 높이기 위해 기존에 사용하던 항체의 단점들 을 보완하는 압타머에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 식중독 사고의 주요 원인물질인 황색포도상구균 독소를 검출하는 압타머를 개발하기 위하여 수행되었다. 황색포도상구균 독소 검출용 압타머는 SELEX 방법에 의해 개발하 였다. 또한, SELEX 방법의 효율을 높이기 위해 산화 그래핀을 이용한 목표 ssDNA의 흡착 및 탈착 방법을 함께 사용 하였다.

황색포도상구균 식중독은 해당 균이 세포 밖으로 분비 하는 장독소에 의해 발병되며, 지금까지 밝혀진 16가지 독소 중 내열성이 가장 강하고 흡입중독으로 쉽게 질환을 일으킬 수 있는 Staphylococcal enterotoxin B형을 분리해 내는 방법에 대해 연구하였다. 분자량 26-29 kDa의 단순 단백질인 SEB를 분리 및 정제하기 위한 방법으로 fast protein liquid chromatography (FPLC)를 이용하였으며, 정제율을 높이기 위해 ion exchange chromatography와 gel filtration chromatography의 두 과정을 거쳤다. 실험 결과 SEB의 분리 조건은 CIEX에서 WorkBeads 40S컬럼 의 분리능이 가장 좋았고, 염 농도 15%에서 SEB가 분리 됨을 확인하였다. CIEX에서 획득한 분획으로 단백질을 크기별로 나누는 GF를 실시하였을 때, Sephacryl S-100 컬럼을 사용하여 정제된 SEB를 획득할 수 있었다. 시료 가 컬럼을 통과할 때 염 농도가 효율적으로 조절될 수 있 도록 하고 SEB를 농축하려 시도한 투석 및 완충액 치환 방법은 전체적인 단백질량 손실을 가져오는 것으로 나타 났다. 본 연구에서 개발된 독소 분리 및 정제 방법은 향 후 다른 장독소 분리에도 활용할 수 있으며, 식중독 신속 진단법 개발 및 항체 생산 발전에 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

In this study, a rapid immuno-chromatographic assay was developed to detect Salmonella Typhimurium. This assay was based on the lateral flow immunoassay. Two different anti-Salmonella polyclonal antibody (Pab) are used in this strip assay for the double antibody sandwich immunoassay method. The strip sensor was composed of sample pad, conjugation pad, membrane, and absorbent pad. For the optimal conjugation between nano-gold and anti-Salmonella Pab, the pH value of colloidal gold solution was determined to 8.4. To prevent non-specific binding between nano gold and anti-Salmonella Pab, sample pad and membrane was treated with PBS buffer, included 2% BSA and 10% sucrose. The control and detection zones were visually detected according to antigen-antibody binding. The detection limit of the developed strip assay was 105 CFU/mL within 10 min, and improved until 104 CFU/mL after 12 hr.

This study was performed to develop and optimize a rapid strip kit for the dual-detection of Aflatoxin B1 (AF) and Ochratoxin A (OTA). The strip kit is composed of sample pad, conjugation pad, nitrocellulose membrane, and absorbent pad. Manually spotted mycotoxin-BSA conjugates and anti-mouse IgG on nitrocellulose membrane were used as the test line and the control line, respectively. Conditions for rapid and easy detection of mycotoxins, conjugation between toxin-MAbs and nano Au particles, pretreatment method of pads, and composition of standards solutions were optimized. Feasibility of the strip kit to detect AF and OTA were evaluated with standard samples. Test results were acquired in 10 min and the detection limits were 100 ppm for AF and OTA, respectively.

This study was conducted to select candidates from plant resources for the purpose of improving or treating Alzheimer’s disease, a type of dementia. One hundred and eighty-four plant extracts at a final concentration of 100 ㎍/㎖ were screened to determine their capacity to inhibit acetylcholinesterase (AChE) by in vitro assay. From this AChE assay, seven plant extracts - including methanol ext. and water ext. of Phellaodendron amurense Rupr. (bark), methanol ext. of Nelumbo nucifera Gaertn (stamen/ovary), methanol ext. of Persicaria tinctoria H. GROSS (flower), methanol ext. of Coptis chinensis (rhizome), ethanol ext. of Cinnamomum cassia Blume(bark) and ethanol ext. of Carthamus tinctorius L. (fruit) - showed effective inhibition activity ranging from 18.7% to 63.1%. The selected extracts were testified their inhibition activities on AChE and BuChE (butyrylcholinesterase) at concentrations of 25, 50, 100, 200 ㎍/㎖. In the AChE assay, five extracts including methanol ext. of Nelumbo nucifera Gaertn. (stamen/ovary), methanol ext. of Persicaria tinctoria H. GROSS (flower), methanol ext. of Coptis chinensis (rhizome), methanol ext. and water ext. of Phellaodendron amurense Rupr. (bark) showed inhibition activity of 15.0%~73.5%, 19.5%~63.5%, 81.6%~58.5%, 69.9%~80.5%, and 54.8%~78.3%, respectively, at concentrations of 25, 50, 100, 200 ㎍/㎖. In the BuChE assay, the extracts of Nelumbo nucifera Gaertn. (stamen/ovary), Persicaria tinctoria H. GROSS (flower), and Coptis chinensis (rhizome) showed inhibitory capacities of 58.9~81.6%, 45.8%~72.4%, and 33.1%~55.4% at concentrations of 25, 50, 100, 200 ㎍/㎖, respectively. In conclusion, it is suggested that Nelumbo nucifera Gaertn. (stamen/ovary), Persicaria tinctoria H. GROSS, Coptis chinensis (rhizome) and Phellaodendron amurense Rupr. (bark) could be selected as candidate materials for improving or treating Alzheimer’s disease on the basis of further study.

Background : The health-promoting effects of green tea are mainly attributed to its polyphenol content, particularly flavanols and flavonols, which account for 30% of a fresh leaf’s dry weight, but the ingredients of the polyphenol content vary depending on the species. This study was conducted to select some candidates with superior anti-oxidative and anti-allergy effects from among seven cultivars of green tea. Methods and Results : Green tea extracts were prepared by extraction with ethanol and by evaporation of the solvent at low pressure. To evaluate their anti-allergy effect and cell viability, the samples were tested for ß-hexosaminidase inhibitory activity and MTT assay of the RBL-2H3 cells, respectively. The anti-oxidation effects of the samples were analyzed with a DPPH radical scavenging activity. According to the results of the experiment, four extracts including Camelia sinensis var. Kemsull, C. sinensis var. Beachwisull, C. sinensis var. Chamnok and C. sinensis var. Fushun showed effective ß-hexosaminidase inhibitory activity at 12.5, 25, 50, 100 ㎍/㎖. At 50 ㎍/㎖, C. sinensis var. Saemidori had the highest cell viability as 86.1%, and all of the samples showed cell proliferation above 70% at 25 ㎍/㎖. The extract of C. sinensis var. Kemsull showed a 60 - 70% inhibitory effect on the DPPH radical at all of the tested concentrations, whereas the extracts of C. sinensis var. Ryohu, C. sinensis var. Saemidori, C. sinensis var. Yabukita showed lower DPPH inhibition effects at around 10 - 30%. Conclusion : The results of this study indicate that the extracts of C. sinensis var. Kemsull, C. sinensis var. Beachwisull, and C. sinensis var. Chamnok have more prominent anti-oxidation and anti-allergy effects than other cultivars, and thus could be utilized as resources for improving health.

Background : This study was conducted to select candidates from among plant resources with the potential to improve Alzheimer’s disease (AD), the most common form of dementia. AD has been linked to a deficiency in the brain neurotransmitter acetylcholine (ACh), and is also correlated with cholinergic system abnormalities coupled with progressive cognitive impairment and altered behavior. The activity of ACh in the brain is terminated by the hydrolysis action of cholinesterase (ChEs). An inhibitor of these enzymes could contribute to improving the level of ACh and to augmenting the activity of surviving cholinergic neurons in patients with AD. Methods and Results : Plant extracts were prepared by solvent extraction and tested for acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activity by using the Ellman colorimetric method. One hundred and eighty-four extracts at a final concentration of 100 ㎍/㎖ were preliminarily screened for their AChE inhibition capacity. From the experiment, the AChE inhibitory activity of five extracts including a methanol extract of Coptis chinensis (rhizome), a methanol extract of Nelumbo nucifera Gaertn (stamen/ovary), a methanol extract of Persicaria tinctoria H.GROSS (flower), and both a methanol extract and a water extract of Phellaodendron amurense Rupr (bark) showed comparatively higher AChE inhibitory effects, ranging from 38.3 to 63.1%, than other extracts. The five selected extracts were retested for their AChE inhibition activity at final concentrations of 25, 50, 100, and 200 ㎍/㎖, and compared with tacrine (0.1 ㎍/㎖) as the positive control. In the experiment, the five extracts effectively inhibited AChE at each of the set concentrations. Conclusion : The results of this study indicate that the five plant extracts mentioned above could be utilized as candidates for improving the ACh level and for ameliorating AD.

Background: Allergic diseases like such as atopic dermatitis, asthma, and rhinitis have recently increased both domestically and globally. The present study was undertaken to select candidates with anti-allergic activity from plant resources. Methods and Results: Fifty-six plant extracts at 20㎍/㎖ were screened against β-hexosaminidase production and interleukin (IL)- 4 release in degranulated rat basophilic leukemia (RBL)-2H3 cells. The anti-allergy activity of three plant extracts selected from the preliminary screening experiment, Polygonatum sibiricum F. Delaroche (root), Pyrus pytifolia var. culta (Makino) Nakai (leaf), and Rehmannia glutinosa (Gaertn.) Libosch. ex Steud (root) were measured at concentrations of 2 - 250㎍/㎖ in three cell lines as RBL- 2H3, HaCaT and Jurkcat T cells. The assay showed the root extract of R. glutinosa to have an inhibitory activity of 4.2% - 28.6% on β-hexosaminidase production from IgE-sensitized RBL-2H3 cells. Each extract of P. sibiricum and R. glutinosa reduced IL-4 release in IgE-sensitized RBL-2H3 cells, respectively. The leaf extract of P. pyrifolia var. culta showed a significantly potent suppressive effect of 10.2% - 74.7% on the mRNA expression of tumor necrosis factor (TNF)-α in HaCaT cells sensitized with TNF-a and INF-g, and showed inhibitory effect of –8.6% - 90.9% on the mRNA expression of IL-2 in Jurkat T cells sensitized with PMA and A23187. Conclusions: The results showed that the root of R. glutinosa and leaf of P. pyrifolia var. culta could be useful candidates as antiallergy materials.

Background : Platycodon grandiflorum root(PGR) was one of the primary herbs used in a phlegm-relieving herb from the past. Purified platycoside compounds from the roots of PGR may exhibit neuroprotective, antimicrobial, anti-inflammatory, anti-cancer, anti-allergy, improved insulin resistance, and cholesterol-lowering properties. To evaluate preference and functionality of PGR extracts, PGR was fermented by several lactic acid bacteria. Lactic acid bacteria used were Leuc. mesenteroides N12-4 and N58-5, L. plantarum N76-10 and 56-12, L. brevis N70-9 and E3-8. Methods and Results : This study was performed in order to investigate the changes of platycosides, as well as the antimicrobial activities on bronchus diseases inducing bacteria(C. diphtheriae, K. pnneumoniae, S. aureus, S. pyogenes) of Platycodon grandiflorum root(PGR) fermented by using lactic acid bacteria(Leuc. mesenteroides N12-4, Leuc. mesenteroides N58-5, L. plantarum N76-10, L. plantarum N56-12, L. brevis N70-9, L. brevis E3-8). Growth of L. plantarum on PGR was the most active during lactic acid fermentation by some different strains. Total platycoside, platycoside E, platycodin A, polygalacin D2, polygalacin D and diapioplatycoside E contents of PGR fermented for 96 hours at 37℃ by Leuc. mesenteroides and L. plantarum were increased, while platycodin D and platycodin D3 were decreased. The antimicribial activity on PGR fermented by L. plantarum N56-12 exhibited a strong microbial proliferation in all four kinds of bronchus diseases inducing bacteria and was higher than non-fermented PGR extract. Conclusion : Thus, this results showed antimicrobial activities on bronchus diseases inducing bacteria and platycosides content of PGR by L. plantarum N56-12 were higher than non-fermented PGR extract.