Potentillae Chinensis Herba 추출물의 항산화 효능 평가를 위해 DPPH 자유라디칼 소거 활성 과 ABTS 양이온 라디칼 활성 평가를 시행하였다. 세포 실험에서 항염증 평가를 위해 호흡기 점막 상피세 포 NCI,H292와 RAW264.7 세포 대상으로 항염증 효능을 평가하였다. 그 결과, DPPH 자유라디칼 소거 활성과 ABTS 양이온 라디칼 활성 모두 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 세포 MTT 분석 결과, 각 농도 100 μg/ml로 처리한 경우 NCI-H292 세포의 생존율이 70% 미만으로 감소하 였고, 이후 실험은 50 μg/ml로 진행하였다. 항염증 효능 평가에서는 NO생성, TNF-α, IL-1β, PGE2가 감소하였고, COX-2도 50 μg/ml에서 유의하게 감소하였다. Potentillae Chinensis Herba 추출물과 생물 전환 추출물의 뮤신 단백질 발현은 MUC5AC 발현이 유의하게 감소하는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과 는 Potentillae Chinensis Herba의 호흡기 점액 단백질 발현을 도와 염증을 억제하는 기능성 소재로 활용하 는데 가치가 있음을 알 수 있다.

A novel brown rot fungus Phaeolus schweinitzii IUM 5048 was firstly used for ethanol production. It was found that this fungus produced ethanol with various sugars, such as glucose, mannose, galactose and cellobiose at 0.28, 0.22, 0.06, and 0.22 g of ethanol per g of sugar consumed, respectively. This fungus showed relatively good ethanol production from xylose at 0.23 g of ethanol per g of sugar consumed. However, the ethanol conversion rate of arabinose was relatively low (at 0.08 g of ethanol per g sugar). P. schweinitzii was capable of producing ethanol directly from rice straw and corn stalks at 0.11 g and 0.13 g of ethanol per g of substrates, respectively, when the fungus was cultured in a basal medium supplemented with 20 g/L rice straw or corn stalks. These results suggest that P. schweinitzii can hydrolyze cellulose or hemicellulose to fermentable sugars and convert them to ethanol simultaneously under oxygen limited condition

Compound K (20-O-β-(D-glucopyranosyl)-20(S)-protopanaxadiol)는 진세노사이드의 활 성성분이다. Compound K는 경구 투여 후 Rb1, Rb2 및 Rc가 사람의 장내 미생물의 β-glucosidase에 의 해 생물전환 과정을 거쳐 생성된다고 알려져 있다. 본 연구는 생물전환된 인삼농축액에서 얻은 compound K를 이용해 항염증 및 독성을 조사하였다. 세포독성평가 결과, compound K는 0.001∼1 μg/mL의 농도 범위에서 유의적인 세포독성은 나타나지 않았으며, LPS로 염증이 유발된 RAW 264.7 세포에서 TNF-α, MCP-1, IL-6 및 NO의 생성을 억제하는 것으로 확인되었다. 동일 농도범위에서 TNF-α 및 IFN-γ로 염증이 유발된 HaCaT 세포는 compound K의 처리로 인해 IL-8의 생성을 감소시키는 것으로 나타났지만, IL-6의 경우 일부 농도에서 생성을 감소시켰으나, 통계적인 유의성은 나타나지 않았다. Brine shrimp를 이 용한 치사율 검정법에서 compound K의 LC50는 0.37mg/mL로 다소의 독성을 함유하고 있는 것으로 나타 났으나 compound K가 35% 고함유된 생물전환물은 LC50가 0.87mg/mL로 나타나 상대적으로 낮은 독성 을 보였다. 따라서 이 생성물은 향후 여드름 완화용 화장품 개발에 사용할 수 있는 매우 우수한 기능성 소 재가 될 수 있을 것으로 기대된다.

진세노사이드 Compound K는 트라이터펜계 사포닌으로써 인삼의 잎, 줄기, 뿌리등에서 발견된다. 본 연구는 효소 Plantase를 이용하여 인삼 추출물로부터 고부가가치의 진세노사이드인 Compound K를 생산하는 연구를 하였다. Plantase는 인삼추출물에서 Compound K를 매우 효율적으로 생산함을 보여 주었다. 또한 다양한 온도와 pH에서 Compound K 생산에 대한 최적의 반응을 조사한 결과 pH 5, 50 ℃에서 가장 높은 효율을 보였다. 최적 조건에서 Compound K는 전체 추출물의 35%이상 농축될 수 있음을 확인 하였다. 생물전환된 Compound K 농축물의 항균효과를 검정한 결과 여드름균인 Cutibacterium acnes KCTC 3314에 선택적인 활성을 보였다. Compound K (35% 함유) 인삼 생물전환물의 C. acnes KCTC 3314 균주에 대한 최소저해농도 측정 결과 31.25ug/mL로 확인되었다. 따라서 향후 여드름균 완화용 화장품의 잠재적 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 황기 에탄올 추출물과 황기 생물전환 추출물의 기능성 화장품 소재로서 가능성 여부를 규명하고자 하였다. 항산화 효과를 확인하기 위해 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였고, 세포실험을 통해 피부 세포에 대한 독성과 피부 세포 노화에 대한 연구를 수행하였다. 항산화 실험 결과, 폴리페놀, 플라보노이드 효과에서는 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 농도 의존적으로 증가하였고, 생물전환 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높은 것으로 확인되었다. 황기 추출물과 생물전환된 황기추출물이 HDF 세포에서 농도 의존적으로 MMP1 발현 억제 효과가 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구는 황기 추출물과 황기 생물전환 추출물의 기능성 화장품 소재로 사용 시 항산화와 피부 노화 예방 관점에서의 기능성 화장품 소재로 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Whey is a major by-product of cheese manufacture and contains many valuable constituents, such as β-lactoglobulin, lactoferrin and immunoglobulin. The current study determined the anti-biofilm activity of bioconversion of whey by Lactobacillus plantarum (LP-W), L. rhamnosus GG (LR-W), L. brevis (LB-W) and Enterococcus faecium (EF-W) against foodborne pathogenic bacteria, Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes. When the foodborne pathogenic bacteria were co-incubated with LP-W, LR-W, LB-W or EF-W, biofilms by E. coli O157:H7 and L. monocytogenes were significantly reduced by all bioconversion of whey. Moreover, LP-W, LR-W, LB-W and EF-W also dramatically reduced pre-formed biofilm by E. coli O157:H7 and L. monocytogenes, suggesting that the bioconversion of whey effectively suppress the development and disruption of biofilm by foodborne pathogenic bacteria. Furthermore, in order to determine the growth kinetics of E. coli O157 and L. monocytogenes planktonic cells in the presence the bioconversion of whey, LP-W, LR-W, LB-W and EF-W did not significantly inhibited the growth of foodborne pathogenic bacteria, implying that the bioconversion of whey reduces the biofilm without the decrease of bacterial growth. Taken together, these results suggest that bioconversion of whey by lactic acid bacteria could be a promising agent for the reduction of microbial biofilm.

본 연구에서는 메주에서 분리된 C. allociferrii JNO301 을 이용한 최적 홍삼 ginsenosides의 생물전환 조건을 확인한 결과, 1.0% (v/v)의 홍삼 추출물에 탄소원으로서 2.5%(w/ v)의 galactose, 질소원으로서 1.0% (w/v)의 soytone을 첨가 하여 30oC에서 145 rpm으로 8일간 배양을 최적 생물전환 조건으로 확립하였다. C. allociferrii JNO301에 의해 홍삼 추출물에 존재하는 Rb1, Rb2, Rc, Rf가 생물전환되어 F2, Rh1, Rh2, compound O, compound Mc1, compound K 등 의 minor ginsenosides의 함량이 증가되었다.

콩 가공 부산물인 콩 배아 이소플라본의 생체내 활성을 증가시키기 위하여 LA, LB, LP 등 3가지 유산균을 단독 또는 혼합하여 비배당체화 전환 효율을 증가시키고자 균주의 종류와 접종량, 발효시간에 따른 이소플라본 함량을 분석하였다. 그 결과 균주를 이용한 모든 발효에서 균주를 사용하지 않은 대조군에 비하여 높은 이소플라본 비배당체 전환을 보였고, 발효시간에 따른 비배당체 전환율은 24시간에서 급격히 증가하였고 이후에는 큰 변화는 보이지 않았다. 비배당체화 발효의 최적 균주는 LP균, 접종량은 5%, 발효시간은 24시간 이었다. 대조군의 이소플라본 배당체의 구성은 글리시틴>다이드진>제니스틴 순으로 가장 높은 함량을 나타내었고, 유산균을 접종하여 발효시켰을 때 배당체들은 감소하였고, 비배당체 함량이 증가하였으며, 다이드제인>글리시테인>제니스테인 순으로 45% 이상의 비배당체 전환율을 나타내었다. 특히, 대조군과 비교하여 유산균으로 발효시켰을 때 다이드진의 함량이 가장 크게 감소하였고, 다이드제인 함량이 가장 크게 증가하였다. 소야사포닌의 경우 발효에 의하여 Ab가 급격하게 감소하였고 Ba와 Bb가 증가하였다. 발효액은 pH 3에서 pH 6으로 증가함에 따라 이소플라본 비배당체 함량이 증가하였으며 특히, 다이드제인 함량이 많이 증가하였고, 소야사포닌 함량은 Ab 함량이 급격하게 감소하였고, Ba와 Bb 함량도 소량감소하는 등 발효액의 pH가 발효에 의한 이소플라본과 소야사포닌 함량 변화에 많은 영향을 미치는 중요한 요인중의 하나임을 알 수 있었고, LP균을 이용한 발효로 가공부산물인 콩 배아의 생리활성 증가 및 기능성소재화를 꾀할 수 있을 것 으로 생각된다.

The aim of this study was to select compounds for the standardization of fermented Kalopanax pictus Nakai (KP-F), to develop the analysis method using HPLC-PDA and to perform method validation. KP-F is a fermented powder developed to improve the original physiological activities and create a new functionality. Eleutheroside E, Acanthoside B, and Syringaresinol were selected as the standard compounds and developed our own method for simultaneous analysis. The analyte was isolated using C18 column with a gradient elution of 0.05 M phosphoric acid in water and methanol as the mobile phase at a flow rate of 1 mL/min and detected at 210 nm. As a result, all standard compounds showed good linearity with an R2 (coefficient of correlation) of 1.000 and for the limit of detection range of 0.710~0.831 μg/mL, and the limit of quantification as 2.150~2.520 μg/mL. The precision was RSD (%) of less than 4.80%, while the accuracy was 4.70%>RSD (%) for the range 102.44~110.48%. In conclusion, the developed analysis method is suitable for the detection of Eleutheroside E, Acanthoside B, and Syringaresinol in KP-F.

The objective of this study was to evaluate the effect of fermented Kalopanax pictus (KP-F) on macrophage activation and its effect as a competitive inhibitor of LPS and inhibitory effect on endotoxemia. The results showed that KP-F could activate macrophage in a dose-dependent manner, and KP-F was confirmed to act as a ligand for TLR4. Also, it was found that KP-F did not exhibit the same biotoxicity as LPS in intraperitoneal injection, and that it could suppress the neutrophil migration induced by LPS administration. In normal mice, the body weight, tissue weight, and amount of nitrite and pro-inflammatory cytokines in serum showed no significant changes with KP-F diet for 2 weeks, confirming that administration of KP-F in normal mice did not lead to over activation of immune response and biotoxicity. In the mouse model of endotoxemia induced by LPS and D-galactosamine(D-GalN) in sub-lethal dose, the diet of KP-F effectively inhibited the amount of nitrite and cytokines in the blood, and thus was found to be able to relieve the hepatic and kidney injury. In addition, in the endotoxemia mouse model induced by LPS and D-GalN of lethal dose, the survival rate was increased by KP-F diet in a dose-dependent manner.

This study investigated the stability of ethanolic extract from fermented Cirsium setidens Nakai (FCSN) in order to develop functional materials during different storage conditions. We evaluated pectolinarin and pectolinarigenin contents, total phenol content and antioxidant activity (DPPH radical scavenging activity and FRAP assay) of ethanolic extract from FCSN obtained by bioconverison at various temperatures (4, 25 and 50℃) and pHs (4.0, 7.0 and 10.0). Our results show that the pectolinarin, pectolinarigenin, and total phenol contents in ethanolic extract from FCSN were decreased during the storage periods. Moreover, the DPPH radical scavenging activity did not significantly change at 4℃ and 25℃. Pectolinarin and pectolinarigenin contents, total phenol content and DPPH radical scavenging activity of ethanolic extract from FCSN at acidic pH (pH 4.0) and neutral pH (pH 7.0) were higher than those at the alkaline pH range. These results indicate that the optimum storage condition of the ethanolic extract from FCSN was 4℃ and pH 4.0~7.0 range.

본 연구는 생물전환된 대두의 isoflavone 함량, 총 페놀함량, 항산화능(DPP radical 소거능, ORAC 지수) 및 β-Glucan 함량을 측정하였다. Isoflavone의 경우 추출용매에 상관없이 배당체가 모두 비배당체로 전환되는 것을 확인하였다. Total isoflavone 함량의 경우 hexane 탈지 대두박발효물에서 2577.96 μg/mL으로 가장 높은 값을 나타냈으며, ethanol 탈지 대두박 비발효물에서 428.27 μg/mL으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 총 페놀 함량은 대두 원물에서 39.44 mg GAE/g으로 나타났으며, ethanol 탈지 대두박비발효물 및 hexane 탈지 대두박 비발효물은 27.07, 27.75 mg GAE/g으로 대두 원물보다 다소 낮은 값을 나타냈다. 생물전환된 대두의 총 페놀 함량은 hexane 탈지 대두박발효물 41.61 mg GAE/g, ethanol 탈지 대두박 발효물42.34 mg GAE/g으로 비발효물에 비해 약 1.5배 가량 증가된 함량을 보였다. DPPH radical 소거능의 경우 대두 원물에서 51.10%의 소거능을 나타내었고 hexane 탈지 대두박 비발효물에서 50.51%, ethanol 탈지 대두박 비발효물은 43.27%의 소거능을 나타냈다. 생물전환된 ethanol 탈지 대두박 발효물에서 59.92%로 radical 소거능이 증가되었지만 hexane 탈지 대두박 발효물은 31.30%로 비발효물에 비해 낮은 radical 소거활성을 보였다. ORAC 지수는 대두 원물이 384.47 μM TE/g을 보였으며, hexane 탈지 대두박 비발효물 및 ethanol 탈지 대두박 비발효물은 318.52, 247.48 μM TE/g으로 나타났다. 생물전환된 hexane 탈지 대두박 발효물은 786.36 μM TE/g, ethanol 탈지 대두박 발효물에서 721.96 μM TE/g으로 비발효물에 비해 ORAC 지수가 증가하는 것으로 나타났다. β-Glucan 함량은 0.09~0.11%의 범위로 나타났으며 대두 원물과 ethanol 탈지 대두박 발효물에서 가장 높은 0.11%를 보였고 hexane 탈지 대두박 비발효물과 hexane 탈지 대두박 발효물에서 0.09%로 가장 낮은 β-glucan 함량을 보였지만, 추출용매 및 생물전환에 따른 β-glucan 함량의 큰 차이는 나타나지 않았다.

팽화홍삼에 존재하는 major ginsenoside를 minorginsenoside로 생물전환하기 위하여 β-glucosidase 활성이높은 유산균주를 탐색하였다. 된장으로부터 분리한 YLB 8균주가 β-glucosidase 활성이 가장 높았으며 Leuconostocmesenteroides로 동정되었다. L. mesenteroides YLB 8을MRS 배지에서 배양하였을 경우 최대의 β-glucosidase 효소 활성을 나타내기 위한 최적 배양 조건은 glucose 첨가량 1%(w/v), 초기 pH 8.0, 배양온도 30oC, 배양시간 16시간이었다. L. mesenteroides YLB 8을 이용하여 팽화홍삼추출액을 생물전환하였을 경우 최적 온도는 30oC었으며,팽화홍삼 추출액의 농도는 12oBx이었다. 팽화홍삼 추출액내에 존재하는 major ginsenoside인 Rb1과 Rb2는 minorginsenoside인 Rg3로 전환되었으며, Re는 Rg1으로 전환되었으며, 이 중 일부는 Rh1과 Rh2로 전환되었다.

Compound K(ginsenoside M1) is one of saponin metabolites and has many benefits for human health. This study was to investigate Compound K produced from ginseng crude saponin extract with commercial cellulolytic complex enzyme(cellulase, β-glucanase, and hemicellulase) obtained from Trichoderma reesei. The effect factors(temperature, pH, ginseng crude saponin extract and enzyme concentration, and reaction time) on production of Compound K from ginseng crude saponin extract were determined by one factor at a time method. The selected major factor variables were ginseng crude saponin extract of 2%(w/v), enzyme of 7%(v/v), reaction time of 48 hr. Based on the effect factors, response surface method was proceeded to optimize the enzymatic bioconversion conditions for the desirable Compound K production under the fixed condition of pH 5.0 and 50℃. The optimal reaction condition from RSM was ginseng crude saponin extract of 2.38%, enzyme of 6.06%, and reaction time of 64.04 hr. The expected concentration of Compound K produced from that reaction was 840.77 ㎎/100 g. Production of Compound K was 1, 017.93 ㎎/100 g and 862.31 ㎎/100 g, by flask and bench-scale bioreactor(2.5ℓ) system, respectively.

미생물 발효에 의한 녹차 추출물의 쓴맛 감소와 관능성 개선을 위하여 식품으로부터 분리된 미생물을 이용하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 catechin 성분 분석과 관능검사를 실시하였다. 다양한 발효식품으로부터 분리된 100종의 미생물을 2, 4, 6, 8, 10%(w/v) 녹차 추출물에 배양하였을 때 2%와 4% 녹차 배지에서 최대 생육도을 나타내었다. 녹차 추출물 발효액의 HPLC에 의한 catechin 종류별 분석 결과 epigallocatechin gallate(EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin(EC)는 발효에 의해 함량이 급격히 감소하였고(EGCG : 125.45→65.42 μg/mg, EGC : 85.96→38.03 μg/mg, EC : 25.64→13.84 μg/mg), gallocatechin gallate (GCG)와 gallocatechin(GC)의 함량은 급격하게 증가하였다(GCG : 7.79→85.22 μg/mg, GC : 9.46→64.59 μg/mg). 발효 후 galloyl residue를 가지는 cathechin(EGCG, ECG, GCG, CG)의 함량이 상대적으로 작은 값을 나타낸 유산균 11주를 선정하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 관능검사를 실시한 결과 Lactobacillus plantarum 62901과 Leuconostoc pseudomesenteroides K200132가 전체 기호도 조사에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 기호도가 좋게 나타난 샘플의 맛 패턴 특성을 살펴보면 구수한 향미는 강해지고 상대적으로 풀 비린 향미와 쓴맛이 낮아졌음을 확인할 수 있었다.

Some flavonoids such as baicalin, baicalein, wogonin and skullcapflavone are present in Scutellaria baicalensis Georgi as main components. We fermented Scutellaria baicalensis Georgi (it called as SB) extract with mycelium of Leatiporus sulphureus var. miniatus, Grifola frondosa and lsaria japonica respectively for 6 days. As a result, we found that baicalin was converted into baicalein through bioconversion process only when fermented by mycelium of Leatiporus sulphureus var. miniatus, but not by other. We confirmed that baicalein was increased from 3241.4 ppm to 18622.6 ppm while baicalin was decreased from 35970.5 ppm to 11833.8 ppm after fermentation by HPLC analysis. It ment that bioconversion by fermentation increased baicalein contents 5.8 times (It called as G/Baiclein).