In a previous study, beverages containing Centella asiatica extracts (CAE) that exhibited anti-inflammatory effects were prepared. This study aimed to establish the optimal extraction conditions for CAE to enhance its anti-inflammatory activity in functional labeling beverages (FLB-CCS) containing Aloe vera gel powder and Codonopsis lanceolata extract, and to determine their effects on intestinal epithelial cells. Initially, FLB-CCS 1 (containing 3% CAE) and FLB-CCS 2 (containing 1% CAE), which had varying CAE extraction ratios, displayed no significant cytotoxicity in IL-1β-induced inflammatory intestinal epithelial (Caco-2) cells. FLB-CCS 1 significantly more effectively inhibited the production of inflammatory factors, such as IL-6 and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), compared to FLB-CCS 2. FLB-CCS 1 also reduced the mRNA expression of genes encoding IL-6 and MCP-1. Additionally, FLB-CCS 1 regulated the expression of IL-1 receptor type 1 by inhibiting the nuclear translocation of the NF-κB transcription factor p65. In conclusion, these results suggest that an increased CAE extraction ratio (FLB-CCS 1) could enhance the anti-inflammatory activity and serve as materials in functional labeling beverages for intestinal health.

In a previous study, we fractionated crude polysaccharide (AME-CP) with macrophage-stimulating activity from a hot-water extract (AME) of Astragalus membranaceus. AME-CP contained glucose (Glc) as a main component sugar, suggesting that it might be rich in starch-like compounds (SLC). To enhance the immunostimulating activity of AME-CP by pruning SLC rarely known to contribute to activity, hydrolysate (AME-SH) was prepared by digesting with starch-related enzymes, including α-amylase and amyloglucosidase. AME-SH was found to contain substances with molecular weights ranging from 3.9 to 84.4 kDa. These substances were primarily composed of galactose, galacturonic acid, Glc, arabinose, rhamnose, and mannose. AME-SH significantly enhanced the production of macrophage-stimulating factors, including nitric oxide (NO), interleukin (IL)-6, and IL-12, in RAW 264.7 cells compared to AME-CP. Treatment of splenocytes isolated from C3H/HeN mice with AME-SH not only promoted IL-6 secretion, but also induced mitogenic activity. In addition, AME-SH promoted the secretion of hematopoietic growth factors including IL-6 and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in Peyer's patch (PP) cells and stimulated bone marrow cell proliferation through these PP cells. In conclusion, hydrolysate (AME-SH) digested from AME-CP with starch-related enzymes could be used as a potential immunostimulant.

To utilize pepper (Piper nigrum) as an immunostimulatory agent, we isolated macrophage stimulating polysaccharides from pepper and investigated their macrophage activating activities. Hot-water extracts (HW) of black pepper (BP) and white pepper (WP) were prepared, and their macrophage stimulating activities were evaluated using RAW 264.7 cells. BP-HW significantly promoted the secretion of macrophage stimulating factors such as nitric oxide (NO), tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin (IL)-6, and IL-12 compared to WP-HW. When BP and WP-HW were fractionated into crude polysaccharides (CP) and low molecules (LM) by ethanol precipitation, BP-CP demonstrated significantly more potent activity. Furthermore, BP-CP not only induced mRNA gene expression of macrophage activation factors, but also promoted nuclear localization of p65 and c-Jun. In addition, component sugar analysis revealed that glucan-type polysaccharides in BP-CP played a crucial role in macrophage activation. Taken together, these findings suggest that black pepper has industrial applicability not only as a spice, but also as an immunostimulatory functional material.

본 총설은 탄소중립 및 에너지순환을 실현하기 위한 재생에너지로부터 그린수소 생산 전략 중 하나인 바이오수소 생산 및 정제법에 관해 소개하고자 한다. 바이오수소는 생물질과 미생물과 같은 재생에너지원을 이용하며, 상온 및 상압 등의 마일드한 실험조건에서 작동하여 에너지소비 및 공정비용이 적게 드는 친환경 공정으로 알려져 있다. 하지만, 이러한 바이오 수소를 상업적으로 이용하기 위해서는 해결해야 할 중요한 도전적인 과제가 존재한다. 특히, 바이오수소는 생물반응기내의 복합한 화학반응으로 합성되어, 낮은 수소생산 속도 및 반응기내 다양한 혼합물이 존재하여, 바이오수소 고순도화를 위해서 연속공정 형태의 분리 및 정제 기술이 반드시 필요하다. 이를 위해, 저온 증류법, 압력 흡착법, 분리막법 등을 비롯한 다양한 분리 및 정제 기술이 고순도 바이오수소를 얻기 위해 제안되었다. 본 총설에서는 바이오수소 생산 및 정제 연계화를 위한 비 다공성 고분자 분리막의 가능성에 대해 소개하고자 한다.

대왕자바리의 대량생산을 위한 적정 염분을 구명하였다. 각 염분별 노출시킨 대왕자바리의 생 존율은 0 psu에서 노출 4일째 모두 폐사하였으며, 염분 5 psu 이상에서 생존율은 100%였다. 성 장률은 염분 5 psu 이상에서 염분 상승에 따라 체중과 체장은 모두 증가하였으며, 염분 30 psu (대조구)에서 성장률은 가장 높았다. 먹이섭취량은 염분이 하강함에 따라 감소하는 경향을 보 였다. 염분 3 psu에서 먹이섭취는 없었으며, 염분 20, 25 및 30 psu 간에 유의한 차이는 없었다. 염분별 혈액 삼투질농도는 염분 5~30 psu에서 341~368 mg Osmol/㎏였다. 염분변화에 따른 산소소비율은 30 psu(대조구)에서 163.6±22.3 mg O2/㎏ fish/h으로 유의하게 높았다. 염분변화 에 따른 SOD, CAT 및 GSH-PX는 염분 15 psu에서 가장 높았다. 따라서 대왕자바리 생존 최저 임계염분은 5 psu이며, 양성을 위한 적정 염분은 20~30 psu으로 추정된다.

그래핀옥사이드는 우수한 물리적 특성 및 가공성으로 멤브레인 소재로 각광받고 있다. 특히, 이론적 예측과 실험 적인 접근을 통해 그래핀옥사이드의 원자 수준의 얇은 두께, 뛰어난 기계적 강도, 높은 수준의 내화학성, 기공 생성이 가능한 2차원 구조 또는 기체 확산 유로 생성이 가능한 적층구조 등 멤브레인 소재로서 매우 유리한 특성들을 보유하고 있음이 밝혀 졌다. 또한 그래핀옥사이드에서의 분자 투과 거동은 적층된 그래핀옥사이드 사이의 채널 크기에 따라 영향을 받는다는 것이 발견되었다. 그 후, 이러한 특성을 응용하여 그래핀옥사이드를 멤브레인 소재로 활용하기 위해 많은 연구가 집중적으로 진행 되고 있다. 본 총설에서는 그래핀옥사이드의 고유 특성을 기반으로 멤브레인 분야로의 응용 가능성에 대하여 논하고자 한다.