• 제목/요약/키워드: $C_9$-aldehyde

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Use of Dried Stoned Olive Pomace in the Feeding of Lactating Buffaloes: Effect on the Quantity and Quality of the Milk Produced

  • Terramoccia, S.;Bartocci, S.;Taticchi, A.;Di Giovanni, S.;Pauselli, M.;Mourvaki, E.;Urbani, S.;Servili, M.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제26권7호
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    • pp.971-980
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    • 2013
  • Dried stoned olive pomace (DSOP) was administered to dairy water buffaloes, and their productive performance and milk composition were analysed. Sixteen pluriparous lactating buffaloes were divided into two uniform groups (control and experimental), taking into consideration the following parameters: milk production (2,192 and 2,102 kg) and duration of lactation (254 and 252 d) of the previous year, distance from calving (51 and 43 d), milk production (9.71 and 10.18 kg/d), body condition score (BCS) (6.44 and 6.31) and weight (617 and 653 kg) at the beginning of the trial. Both diets had the same formulation: second cut alfalfa hay 20%, corn silage 42%, concentrate 38% but the two concentrates differed in their formulation, the experimental one contained 15.50% of DSOP as fed. The employed DSOP showed high amounts of secoiridoids, such as 3,4-dihydroxyphenylethanol (3,4-DHPEA) (1.2 g/kg DM), 3,4-dihydroxyphenylethanol-elenolic acid di-aldehyde (3,4-DHPEA-EDA) (12.6 g/kg DM), p-hydroxyphenylethanol-elenolic acid di-aldehyde (p-HPEA-EDA) (5.6 g/kg DM) and lignans, which are known to be powerful bioactive compounds. The control diet had an energy-protein content of 0.86 Milk FU/kg DM and 143.3 g/kg DM of crude protein, whereas the experimental diet of 0.87 Milk FU/kg DM and 146.6 g/kg DM of crude protein. Each animal of the two groups received 17 kg DM/d and each buffalo of the experimental group, by way of the concentrate, ingested 1.05 kg DM/d of DSOP. The trial lasted 40 days. No significant difference was found between the BCS (6.41 and 6.53), live weight (625.93 and 662.50 kg) and milk production (9.69 and 10.08 kg/d) of the two groups, as was the case for fat, protein, lactose, pH and coagulating parameters of the two milks. The milk fat of the experimental group had a significantly higher content of total tocopherols (10.45 vs $8.60{\mu}g/g$, p<0.01) and retinol (3.17 vs $2.54{\mu}g/g$, p<0.01). The content of the reactive substances with tiobarbituric acid (TBARs) was significantly lower in the milk fat of the experimental group (12.09 vs $15.05{\mu}g$ MDA/g, p<0.01). The acid content of the milk fat of the experimental group had a significantly higher content (p<0.05) of C18:0 and of $C18:3{\omega}6$. LC-MS/MS analysis showed the presence of 3,4-DHPEA ($36.0{\mu}g/L$) in the milk of the DSOP-fed buffaloes, while other phenols were not found. DSOP, in the quantity utilized, can be used in the feeding of the lactating buffalo; the dietetic-nutritional characteristics of the milk are improved due to a greater contribution of tocopherols, retinol and the presence of hydroxytyrosol.

Pichia anomala JK04와 Saccharomyces cerevisiae Fermivin 혼합발효에 의한 캠벨얼리 와인과 아로니아 와인의 블렌딩 효과 (Blending effect of Campbell Early and aronia wines fermented by the mixed culture of Pichia anomala JK04 and Saccharomyces cerevisiae Fermivin)

  • 정효성;이새벽;여수빈;김다혜;최준수;김동환;여수환;박희동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.472-482
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    • 2017
  • 본 연구는 국산 캠벨얼리 와인의 주질 개선과 기능성 향상을 위해 캠벨얼리 뿐만 아니라 안토시아닌과 폴리페놀 성분이 풍부하여 항산화능이 우수하다고 알려진 아로니아를 이용하여 상업용 효모인 S. cerevisiae Fermivin과 향미증진능을 지닌 P. anomala JK04를 각각 단독 또는 5:5(v/v)의 비율로 혼합발효한 후 블렌딩하는 실험을 진행하였다. 최적 블렌딩 비율을 정하기 위하여 예비실험으로 캠벨얼리 와인에 아로니아 와인을 각각 5, 10, 20%(v/v) 첨가하여 항산화능과 관능검사를 실시하였으며, 실험 결과를 바탕으로 캠벨얼리 와인과 아로니아 와인의 블렌딩 비율을 9:1(v/v)로 설정하였다. P. anomala JK04로 단독발효한 캠벨얼리 와인은 낮은 알코올 함량으로 인해 블렌딩에서 제외하였고, 나머지는 발효에 이용된 균주에 따라 블렌딩하였다. 블렌딩와인의 기능성을 평가하기 위하여 총 안토시아닌 함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 페놀성 화합물 함량 분석을 진행하였으며, 모든 블렌딩와인에서 대조구인 S. cerevisiae로 단독발효한 캠벨얼리보다 높은 수치를 나타내었다. 블렌딩와인의 유리당 분석 결과에서는 P. anomala JK04로 단독발효한 아로니아 와인을 첨가한 시험구(A,D)에서 glucose와 fructose 같은 잔당이 남아있는 것을 확인하였으며, 유기산 분석 결과에서는 상기 두 시험구에서 특히 malic acid 함량이 높게 측정되었다. 블렌딩와인의 외관적 품질을 검사하기 위해 색도, 휘발성 향기성분, 관능검사가 수행되었으며, P. anomala JK04를 사용 여부에 따라 A, B, C와 D, E, F 순으로 hue와 intensity 값이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 Hunter's color value에서는 아로니아 와인의 첨가가 와인의 a value와 b value를 증가시키는 경향을 나타내었다. 휘발성 향기성분분석에서는 P. anomala JK04의 사용이 와인에 부정적인 성분인 aldehyde와 acid 함량이 소폭 증가시키긴 하였지만, 중요한 향기성분은 ester 화합물의 함량이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다. 관능검사 결과에서는 P. anomala JK04로 단독발효한 아로니아 와인을 사용한 시험구(A,D)에서 색, 맛, 신맛, 전반적인 기호도에서 다른 시험구보다 높은 점수를 받았으며, 향기 항목에서는 모든 블렌딩와인이 대조구보다 높은 점수를 받았다. 본 연구에서는 캠벨얼리 와인에 아로니아 와인을 블렌딩하여 기능성을 증가시켰으며, S. cerevisiae Fermivin과 P. anomala JK04를 혼합발효하여 향기성분의 증가 및 관능적 품질이 향상됨을 확인하였다.

결명자 종실의 볶음조건에 따른 향기성분 변화 (Changes of Volatile Flavor Components on Roasting Conditions in Cassia tora Seeds)

  • 김종국;허우덕;하재호;문광덕;정신교
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.736-741
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    • 1995
  • 결명자의 볶음조건이 결명자의 휘발성 향기성분 생성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 볶음처리전의 결명자와 볶음온도를 $190^{\circ},\;210^{\circ}C,\;230^{\circ}$에서 각각 10, 20, 30, 40분간 볶음처리한 결명자로부터 연속수증기증류추출법(SDE)으로 포집하여 GC 및 GC-MS로 향기성분을 분리, 확인하였다. 볶음처리하지 않은 결명자의 향기성분은 methylbenzene, 2-furanmethanol, 1,4-dimethylbenzene 등 7종의 성분이 확인되었으며 볶음처리함에 따라 새로 많은 성분들이 발현되기 시작하였으며 볶음온도가 높아지고 볶음시간이 길어짐에 따라 향기성분의 수 및 상대적인 함량도 증가하였다. 그 발현되는 향기성분은 pyrazine류가 3성분, pyrrole 및 pyridine류가 4성분, alcohol류가 4성분, aldehyde 및 ketone류가 11성분, furan 및 phenol류가 9성분, 기타 7성분이었다. 특히 현저한 증가를 보인 성분은 1H-pyrrole. methylbenzene, 2-furfural, 2,5-dimethylpyrazine, 5-methyl-2-furfural, methylpyrazine 등이었다. aldehyde류, keton류, alcohol류 및 pyridine류는 그 상대적인 함량이 많지 않았으나 볶음온도가 높아지고 볶음시간이 길어짐에 따라서 각각의 온도에서 일정시간 이후 새로 생성되어 계속 증가하였다. 볶음처리함에 따라 볶음처리전에는 나타나지 않았으나 볶음온도가 높아지고 볶음시간이 길어짐에 따라 새로 생성되는 성분들중 pyrazine류와 furan류의 상대적 함량이 크게 증가하였으며 향기성분의 전체적인 함량의 변화에 가장 큰 변화를 미치는 것으로 생각되었다.

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녹용약침액(鹿茸藥鍼液)의 간암세포주(肝癌細胞柱)에 대한 DNA 및 단백질 발현(發顯) (DNA and Proteomic Expression of Cervi parvum cornu Herbal-acupuncture Solution (CPC-HAS) in HepG2 carcinomar cells)

  • 류성현;이경민;이봉효;임성철;정태영;서정철
    • 대한약침학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.5-16
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    • 2006
  • Objective : It has long been known about the osteogenic effect of CPC-HAS on bone tissues. However, it has not been determined the effect of CPC-HAS on cancer cells. The purpose of this study is to screen the CPC-HAS mediated differentially expressed genes in cancer cells such as HepG2 hepatoma cells. Oligonucleotide microarray and proteomics approaches were employed to screen the differential expression genes. Methods : CPC-HAS was prepared by boiling and stored at $-70^{\circ}C$ until use. Cells were treated with various concentrations of CPC-HAS (0.1, 0.5, 1.5, 10, 20mg/ml) for 24 h. Cell toxicity was tested by MTT assay. To screen the differentially expressed genes in cancer cells, cells were treated with 1.5mg/ml of CPC-HAS. For oligonucleotide microarray assay, total RNA was used for gene expression analysis using oligonucleotide Genechip(Human genome Ul33 Plus 2.0., Affimatrix Co.). For proteomic analysis, total protein was analyzed by 2D gel electrophoresis and Q-TOF mass spectrometer. Results : It has no cytotoxic effects on both HepG2 cell in all concentrations(0.l, 0.5, 1.5, 10, 20mg/ml). In oligonucleotide microarray assay, the number of more than twofold differentially regulated known genes was 23 with 5 up-regulated and 18 down-regulated genes in HepG2 cells. In proteomic analysis, three spots were identified by 2D-gel electrophoresis and Q-TOF analysis. Two down-regulated proteins were aldehyde dehydrogenase 1 and enolase 1, and up-regulated protein was fatty acid binding protein 1 by 1.5mg/ml of CPC-HAS. Discussion : This study showed the screening of CPC-HAS mediated differentially regulated genes using combined approaches of oligonucleotide microarray and proteomic analysis. The screened genes will be used for the better understanding of the therapeutic effects of CPC-HAS on cancer fields.

발효정도에 따른 국내산 야생차의 기호적 특성 (The Sensory Characteristics of Korean Wild Teas According to the Degree of Fermentation)

  • 최옥자;이행재;김경수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.1011-1020
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    • 2003
  • 갈색도를 나타내는 420nm에서는 한국차의 경우 발효가 많이된 차일수록, 추출온도가 높을수록 흡광도가 증가되었다. 672nm에서는 녹차 및 반발효차에서 특징적인 peak를 보였고, 발효가 많이된 차일수록 감소되어 강발효차에서는 peak가 나타나지 않았다. 녹차 및 각 발효차 가루 및 차추출액의 색도는 모두 발효를 많이 시킨 차일수록 명도는 낮아지고, 적색도와 황색도는 높아지는 경향을 나타냈다. 발효정도가 같은 차라도 추출액의 온도가 높아질수록 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 대체로 증가하는 경향을 나타냈다. 녹차와 각 발효차의 추출액에 대한 관능 검사의 결과 향미는 발효차의 경우 발효를 많이 시킨 차일수록 선호도가 높았으며 약발효차는 각 온도에서 향미에 대한 선호도는 가장 낮았다. 맛은 녹차의 경우 추출물의 온도가 60∼7$0^{\circ}C$일 때 가장 좋은 선호도를 보였고, 중발효차와 강발효차는 추출물의 온도가 9$0^{\circ}C$일 때 가장 선호도가 높았으며, 온도가 낮아질수록 선호도가 낮게 나타났다. 전체적인 차의 선호도는 녹차, 강발효차, 중발효차, 약발효차의 순이었다. 향기성분은 녹차에서는 76종의 향기성분이 확인되었고, 총함량은 129.919 mg/kg이었으며, 주요성분은 linalool, geraniol, nerolidol, benzyl alcohol과 linalool oxide로 나타났다. 약발효차는 76개의 peak가 확인되었고 총함량은 159.077 mg/kg으로 나타났으며, 주요성분은 geraniol, linalool, linalool oxide, ethanol, benzyl alcohol 등의 함량이 높았으며, 녹차의 성분과 유사하였다. 중발효차는 79개의 휘발성성분이 확인되었고 총함량은 455.608 mg/kg이었으며, 주요성분은 ethyl acetate, 3-methylbutanal, ethanol, (E)-2-hexenal, (E)-geraniol, linalooloxide으로 나타났다. 강발효차는 79개의 휘발성 향기성분이 확인되었고, 총함량은 680.521mg/kg이며 주요성분은 3-methylbutanal, ethyl acetate, geraniol, ethanol, (E)-2-hexenal, hexanal, linalooloxide로 나타났다. 발효가 많이 진행된 차일수록 향기성분의 함량은 증가하였고, 알데히드의 함량이 현저하게 증가하였다.

먹는샘물의 보관 기간에 따른 formaldehyde 및 acetaldehyde의 농도 변화 (Concentration of Formaldehyde and Acetaldehyde depending on the Time of Storage into Mineral Water)

  • 이연희;이준배;박주현;최자윤;안경희;안혜실;권오상;김태승;한진석
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.281-287
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    • 2011
  • 연구에서는 국내 유통 중인 먹는샘물에서의 보관 기간에 따른 formaldehyde 및 acetaldehyde를 DNPH로 유도체화하여 HPLC/UV로 분석하였다. 먹는샘물 79개 제품에 대하여 검출 현황을 조사하였으며, 그 중 9개 제품에 대해 180일 기간 동안 경과 일수에 따른 온도 및 보관 재질에 따른 formaldehyde 및 acetaldehyde의 농도 변화를 조사하여 먹는샘물의 안전관리 방안을 모색하고자 하였다. 먹는샘물 79개 제품에 대한 검출 현황을 조사한 결과 formaldehyde는 평균농도 $3{\mu}g/L$, 농도 범위는 $0{\sim}29{\mu}g/L$로 나타났으며, acetaldehyde는 평균농도 $20{\mu}g/L$, 농도 범위는 $0{\sim}154{\mu}g/L$로 나타났다. 검출된 제품의 대부분은 오존처리를 하는 것으로 나타났으며, 산화반응에 의해 오존과 반응하여 formaldehyde와 acetaldehyde가 발생한 것으로 사료된다. 보관 기간에 따른 온도 및 재질별 formaldehyde와 acetaldehyde 농도 변화를 조사한 결과, PET병에 담긴 먹는 샘물은 대부분 제품에서 증가하는 경향을 보였다. 특히, $50^{\circ}C$ PET병의 시료는 180일 경과할 때까지 formaldehyde 및 acetaldehyde 모두 꾸준히 증가하는 것으로 나타났으며, 유리병의 시료는 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$에서 모두 미량의 농도로 검출되었으며 보관 기간에 따라 큰 변화는 없는 것으로 나타났다. 이 결과로 볼 때 formaldehyde 및 acetaldehyde 농도는 PET 병과의 접촉시간 및 온도의 영향을 받아 증가하는 것으로 나타나며, 높은 온도에서는 PET병으로부터 aldehyde가 형성 및 물로 이동 과정을 통하여 증가되는 것으로 사료된다. 먹는 샘물 생산 공정 중 소독제의 종류 및 사용, 유통기한, 보관방법 등에 대한 종합적인 관리제도가 필요할 것으로 생각되며 보존과정에서 증감되는 미량유해물질에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Gas Chromatography-Mass Spectrometry에 의한 향미 유전자원의 방향성 화합물 비교분석 (Comparison Analysis of Aromatic Compounds in the Aromatic Rice Germplasm by Gas Chromatography and Mass Spectrometry)

  • 김정순;조점래;곽재균;김태산;안상낙;이석영
    • 한국작물학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.88-103
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    • 2009
  • 국내 육성향미자원과 도입 향미 유전자원의 2AP 함량을 비교분석하여, 2AP 함량이 높고 농업적 형질이 우수한 자원을 30품종의 향미 유전자원에서 방향성 화합물을 SPME 추출법으로 추출하고 GC-MS로 각 자원이 가지는 방향성 화합물을 비교분석 및 동정하였다. 1. 3종류의 유기용매의 2AP 추출효율은 ethanol > acetonitl > methanol 순으로 확인되었으며, ethnaol의 경우 $30{\sim}90^{\circ}C$의 온도범위에서 3가지 유기용매 중 ethanol이 2AP 추출효과가 가장 뛰어났고, 특히 $90^{\circ}C$에서 30분간 추출하였을 때 2AP 추출함량이 가장 높았고 추출 시간이 경과할수록 2AP의 함량이 감소하였다. 현미의 분쇄정도에 따른 2AP 추출함량은 5초간 분쇄하였을 경우 가장 높았으며 분쇄 시간이 길어질수록 낮아지는 경향이었다. 2. 선발자원의 향에 대한 관능검사는 국내 향미자원 5품종 중 Hyangmibyeo1ho, Arnaghyangchalbyeo가 중간 정도의 향을 띄었고 인디카형 도입자원 19품종 중에서 11품종과 자포니카형 도입자원 6품종 중 2품종이 중간 이상의 향을 나타났다. 3. 30품종의 평균 2AP함량은 국내 육성 향미자원이 도입 향미자원에 비해 낮았으며 도입자원에서는 인디카형이 자포니카형 보다 높은 2AP 함량을 나타내었다. 4. 156종의 방향성 화합물 기능기별로 분류하면 alcohol류 33종, acid류 23종, ketone류 24종, hydrocarbon류 20종, ester류 16종, aldehyde류 16종, ether류 4종, amine류 5종 phenol류 3종, base류 2종, 및 기타 10종으로 분류되었다. 5. 156종의 방향성 화합물 중 생태형별 출현빈도가 50% 이상인 방향성 화합물을 살펴보면, 국내육성 향미자원에서는 2-acetyl-1-pyrroline 외 28종, Japonica type 도입 향미자원에서는 9,12-octadecadienoic acid 외 31종, Indica type 도입 향미자원에서는 naphthalene 외 23종이었다. 6. GC-MS 분석결과 검출된 국내 육성 향미자원의 방향성 화합물의 수는 평균 38개($36{\sim}41$개), 평균 total peak area는 61.1%($51.6{\sim}79.3%$)이었다. 도입 자포니카형 향미자원의 방향성 화합물의 수는 평균 39개($26{\sim}45$개), 평균 total peak area는 63.2%($40.9{\sim}81.9%$)이었다. 도입 인디카형 향미자원의 방향성 화합물의 수는 평균 39.6개($26{\sim}53$개), 평균 total peak area는 72.8%($33.8{\sim}98.8%$)이었다. 7. 30 품종으로부터 검출된 156종의 방향성 화합물의 출현 유무(0/1)를 기본 matrix로 하여, UPGMA/Neighbor-join tree 분석을 통해 분류한 결과, 7개의 그룹(Group $I{\sim}VII$)으로 나눠어졌다. 각 그룹의 66% 이상의 자원에서 나타난 향(aroma/odor)성분을 살펴보면, alcohol, aldehyde, acid, ether류 등의 휘발성 성분들의 비율이 품종별로 높았다. 따라서 본 실험의 결과는 대량의 향미 유전자원의 방향성 화합물에 대한 GC/GC-MS분석결과로, 향후 우수한 향미 품종 육성에 필요한 자료로 활용될 수 있다고 사료된다.

토종발효미생물을 이용한 오디 발효주의 항산화 활성 및 향기성분 분석 (Antioxidant Activity and Main Volatile Flavor Components of Mulberry Wine Fermented with Saccharomyces cerevisiae B-8)

  • 채규서;정지혜;윤해훈;손락호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권7호
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    • pp.1017-1024
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    • 2014
  • 본 연구에서는 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8을 이용한 오디 발효주(MBB)와 시판건조효모 Fermivin을 이용한 오디 발효주(MBF)의 발효 품질 특성을 비교하였고, 항산화능을 확인하기 위하여 두 종의 제조된 발효주와 오디생과 착즙액의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 및 DPPH radical 소거 활성, ABTS radical 소거 활성, 환원력을 측정하였다. 또한 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8로 발효한 발효주의 향기성분을 Fermivin 발효주의 향기성분과 비교하여 풍미나 식향에 대한 영향을 분석하였다. S. cerevisiae B-8은 국내 복분자로부터 분리된 토종발효미생물이며, 이와 Fermivin을 각각 오디에 $1{\times}10^9$ CFU/kg으로 접종하여 $25^{\circ}C$에서 10일 동안 발효를 진행하였다. 그 결과 MBF의 최종 품질은 알코올 15.44%, 당도 $11.2^{\circ}Bx$, 산도 0.75%로 발효 속도는 MBB보다 약 2배 정도 빠르며 최종 알코올 생성량이 약 1% 정도 높아 우수한 알코올 생성능을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 MBF가 $1.90{\pm}0.02$ GAE mg/mL, MBB는 $1.97{\pm}0.01$ GAE mg/mL로 Fermivin보다 토종발효미생물인 S. cerevisiae B-8로 발효한 MBB가 가장 높은 함량을 보였고, MBB의 총 플라보노이드 함량($0.57{\pm}0.01$ RU mg/mL)은 MBF와 비슷한 함량을 보였으며, MBJ보다는 감소하는 경향을 보였다. 항산화 활성 검증을 위한 DPPH radical 소거 활성의 $IC_{50}$ 값을 비교한 결과 오디 착즙액보다 두 종의 발효주의 활성이 증가하였고, MBB($73.62{\pm}0.37{\mu}L/mL$)와 MBF($70.86{\pm}0.79{\mu}L/mL$) 간에 유의적인 차이는 없었다. ABTS radical 소거 활성 결과 $IC_{50}$ 값은 MBB($19.16{\pm}0.25{\mu}L/mL$), MBF($19.90{\pm}0.19{\mu}L/mL$), 착즙액 순으로 높은 활성을 보였고, 환원력도 MBB가 MBF보다 농도 의존적으로 높은 활성을 보여 항산화 활성 실험 결과 MBB가 MBF보다 우수한 활성을 보였다. 두 종의 오디 발효주에서 분석된 23개의 휘발성분(Table 4) 중 술의 향기성분에 크게 관여하는 과일향이나 와인향의 풍미를 지닌 ester류 15종과 과일향의 acetate류 1종, aldehyde류 1종과 술의 주성분인 ethyl alcohol을 제외한 alcohol 6종이 분석되었다. Ethyl caprylate와 달콤하면서 견과류 향을 나타내는 decanoic acid, ethyl ester가 MBF보다 2배 이상 높은 함량을 보였으며, 부드럽고 orris, violet과 같은 oil 특성을 나타내는 tetradecanoic acid, ethyl ester는 MBF보다 MBB가 약 10배 많은 함량을 보였다. 그 외 술의 향미에 크게 관여하는 ester류 화합물이 MBB보다 MBF에서 대체적으로 더 높은 함량을 보였다. 결과적으로 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8을 이용한 발효주는 시판되는 Fermivin을 이용한 발효주보다 우수한 항산화 활성을 보였으며, 향기성분 분석 결과 상대적으로 풍부한 ester 화합물을 지녀 향미나 식향에도 도움을 줄 것으로 판단되어 토종발효미생물 S. cerevisiae B-8의 산업적 활용가치가 높을 것으로 판단된다.

Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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김밥에서의 Staphylococcus aureus에 대한 정량적 미생물위해평가 모델 개발 (Quantitative Microbial Risk Assessment Model for Staphylococcus aureus in Kimbab)

  • 박경진;오덕환;하상도;박기환;정명섭;천석조;박종석;우건조;홍종해
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.484-491
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    • 2005
  • 정량적 미생물 위해평가(Quantitative microbial risk assessment: QMRA)는 국민건강에 영향을 주는 잠재된 위해를 연구하여 식품내 존재하는 병원성미생물과 관련한 위해를 체계적으로 평가하는 것이다. 본 연구는 깁밥에서의 Staphylococcus aureus에 대한 QMRA 모델을 개발하고 이를 식품위생관리에서 이용할 수 있는 기준을 제시하여, 식품안전 분야에서의 QMRA의 필요성과 활용성을 알리기 위해서 실시하였다. QMRA 모델은 매장에서부터 최종소비에 이르기까지 4 단계로 구성되었으며, 미생물 성장모델과 조사자료 그리고 확률분포가 김밥의 최종소비에서의 S. aureus 수준을 평가하기 위하여 이용되었다. S. aureus에 대한 양-반응모델이 없는 관계로 최종 소비단계에서의 S. aureus의 오염수준을 잠재적인 위해를 결정하는데 이용하였다. 이를 위하여 5 log CFU/g이상을 잠재적 유해수준으로 가정하였으며, 시뮬레이션 결과 최종 소비되는 김밥에서 이 유해수준을 초과할 가능성은 30.7%로 나타났다. 김밥에서의 S. aureus의 오염수준은 평균 2.67 log CFU/g으로 나타났으며, 민감도 분석에서는 매장에서의 김밥 보관온도 및 시간이 가장 중요한 요인으로 결정되었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 김밥 매장에서는 현실적으로 보존시간 관리가 어렵다고 한다면 보관온도를 $10^{\circ}C$ 이하로 유지하는 것이 가장 중요한 것으로 나타났다. 본 연구에서와 같이 QMRA는 식품 내 존재할 수 있는 잠재적인 위해에 영향을 미치는 인자들에 대한 평가에 이용될 수 있으며 이를 식품위생관리에 직접적으로 활용 가능한 것으로 나타났다.삼의 분석방법별 기준인 ginsenoside -Rg1과 -Re의 함량비($Rg1/Re{\Leq}3.87$)에 부합되었다.도에서 MA 저해 효과는 쑥갓>미나리>참깨의 순으로, 각각 54, 48, 29%를 나타냈다. 참깨는 20, $100{\mu}g/mL$의 농도에서처럼 가장 작은 효과를 보여줬고, 쑥갓은 50% 이상의 항산화 효과를 나타냈다. Aldehyde/Carboxylic acid assay에서는 참깨가 가장 높은 효과를 보여줬지만 Lipid MA asaay에서는 그에 비해 가장 낮은 효과를 나타냈다.안전한 수준인 것으로 판단된다. 보여진다.ificantly more inclusive. As a result of the evolution of new fibers, materials, processes and markets, we assert that a new "ENGINEERING WITH FIBERS" (EwF)(중략)web.cnu.ac.kr/~fabric이다. 제작된 멀티미디어를 실제 수업에 활용한 결과 수강생(32명)의 96.9%가 보조자료로 사용된 멀티미디어 콘텐츠자료가 실험관련 교과목 수업에 효과적이라고 응답하였고, 87.5%가 활용된 멀티미디어 콘텐츠 자료에 만족하며, 75%가 기존의 교과서와 비교하여 더 많이 활용하였다고 응답하였다. 따라서 멀티미디어 콘텐츠를 활용한 교육은 개인차에 따른 개별화 학습을 가능하게 할 뿐만 아니라 능동적인 참여를 유도하여 학습효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.향은 패션마케팅의 정의와 적용범위를 축소시킬 수 있는 위험을 내재한 것으로 보여진다. 그런가 하면, 많이 다루어진 주제라 할지라도 개념이나 용어가 통일되지