다양한 경로를 통하여 수집된 누룩 11종에 들어 있는 효모와 곰팡이의 함량 및 다양성을 조사하였다. 누룩 현탁액을 DRBC 고체배지에서 배양한 후 고체배지상 곰팡이균들의 수를 콜로니형성단위(CFU)로 측정한 결과, MS4, MS8, MS10등 3종의 누룩에서 각각 $1,278.9{\pm}21.6$ (${\times}10^4$), $1,868.0{\pm}27.7$ (${\times}10^4$), $775.1{\pm}19.2$ (${\times}10^4$) CFU (20 mg 누룩당)로 가장 높은 곰팡이 밀도를 보였으며, 이들의 대부분은 Pichia anomala, P. kudriavzevii, Kluyveromyces marxianus 및 Saccharomycopsis fibuligera 등 효모가 차지하고 있었다. MS2, MS5, MS11등 3종의 누룩에서만 곰팡이인 Aspergillus oryzae, A. niger와 Rhizopus oryzae들이 우점균이었다. 각 곰팡이의 누룩에서의 역할을 알기 위하여, 곰팡이의 배양상등액을 취하여 amylase 및 ${\beta}$-glucanase 활성을 조사였다. Amylase 활성은 A. niger와 A. luchuensis 등 A. niger clade에 속하는 균이 가장 높았으며, 특이하게도 효모균인 S. fibuligera가 A. niger에 근접하는 amylase 활성을 보였다. A. oryzae와 R. oryzae는 당화능면에서 위 세가지 곰팡이에 비하여 뒤쳐지는 것으로 평가되었다. 한편 ${\beta}$-glucanase 활성은 주로 R. oryzae에서만 나타나서 R. oryzae가 전분의 당화 외에 곡류의 주성분 중 하나인 ${\beta}$-glucan의 분해하는 역할을 하는 것으로 추정되었다. 누룩의 안전성 평가를 위하여 분리된 Aspergillus 균들의 aflatoxin 생산능을 norB-cypA, aflR 및 omtA 유전자마커로 조사한 결과, 모든 A. oryzae 분리균들은 aflatoxin 생산능이 없는 균주들로 예측되었으며, 이는 배양액의 TLC 분석을 통해서 확인되었다.
토양으로부터 생 쌀보리 분해 효소 생산능이 있는 170주의 곰팡이와 4주의 방선균을 분리하여 이중 생 쌀보리 분해 효소 생산능이 가장 높은 No. 281 균주를 선정하여 동정한 결과 Rhizopus sp.로 밝혀졌으며, 밀기울을 기본 배지로 한 효소 생산 조건을 검토한 결과 효소 생산 최적 온도는 3$0^{\circ}C$, pH는 4.5-5.0 이고 배양 시간 5일 후에 최고의 역가를 보였다. 생쌀보리를 이용한 무증자 알코올 발효 실험에서는 분리한 Rhizopus sp. No. 281의 효소를 이용했을 때가 시판 효소보다도 에탄올 생성이 2% 증가된 결과를 나타내었다.
재래누룩에서 분리한 효모인 N4와 N9에 대해 쌀 증류식 소주제조 특성을 살펴보았다. 원료 쌀(한아름 품종)의 일반성분은 수분 14.7, 조단백질 6.8, 조지방 0.9, 조회분 0.4, 탄수화물 76.5 g/100 g이었다. 제조된 입국의 총산 함량은 2.92%(citric acid, dry base)였으며 효소활성에 있어 당화력은 926.72, ${\alpha}$-amylase 52.40, gluco-amylase 887.71, ${\alpha}$-glucosidase 0.14, acidic carboxypeptidase 17,335.73, ${\beta}$-glucosidase 174.46 U/g dry base로 나타났다. 술덧의 알코올 함량은 재래누룩 분리 효모가 15.37-16.58%로 상업용 효모 12.33-13.19%보다 16.7-36.0% 높은 것으로 나타났다. 반면, 환원당 함량은 각각 2.04-3.92, 7.92-8.78 g/100 mL로 상업용 효모의 당 이용률이 누룩분리 효모보다 낮았다. 이러한 결과로 증류 후 원주의 획득량이 누룩분리 효모에서 25.2-52.7% 높았다. 쌀 증류식 소주(알코올 25%)에서 41개의 휘발성 성분이 검출되었으며, 주성분 분석 결과 누룩분리 효모와 상업용 효모는 i-BuOH, isobutanal diethyl acetal, ethyl caprate, tetradecanoic acid 성분의 함량 차이가 있는 것으로 나타났다.
당뇨합병증에 효과적인 천연물 유래의 신소재를 개발하기 위하여 본 연구를 수행하여 단풍취 70% 에탄올 추출물의 EtOAc 가용부로부터 최종당화산물 생성 억제능($IC_{50}=5.5{\pm}1.1{\mu}g/mL$)을 확인하였다. 활성을 나타내는 성분의 동정을 위하여 $C_{18}$겔 등을 활용한 칼럼크로마토그래피를 수행하여 4종의 dicaffeoylquinic acid 유도체 화합물을 분리하였고, 각 화합물의 화학구조는 NMR 스펙트럼 데이터 해석 및 표품과의 HPLC 직접 비교를 통하여 methyl 3,5-di-O-caffeoyl-epi-quinate(1), 3,5-di-O-caffeoyl-epi-quinic acid(2), 4,5-di-O-caffeoyl-quinic acid(3) 및 methyl 4,5-di-O-caffeoyl-quinate(4)로 동정하였다. 이들 화합물에 대해 최종당화산물 생성 억제능을 평가한 결과 4,5-di-O-caffeoyl-quinic acid(3)가 가장 강한 $0.4{\pm}0.1{\mu}M$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었으며, 3,5-di-O-caffeoyl-epi-quinic acid(2)가 $0.6{\pm}0.1{\mu}M$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, 이들 물질에 대해 $ABTS^+$ 소거 활성을 평가하여 4,5-di-O-caffeoyl-quinic acid(3)가 가장 강한 라디칼 소거 활성인 $14.6{\pm}0.4{\mu}M$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었으며, 구조 이성질체인 3,5-di-O-caffeoyl-epi-quinic acid(2)가 $18.8{\pm}0.4{\mu}M$의 $IC_{50}$ 값을 확인하였다. 단풍취에서 분리한 화합물의 활성은 caffeic acid의 결합방식 및 methyl화 여부에 따른 화합물의 구조에 따라 다름이 시사되었다. 향후 우수한 활성을 나타낸 이들 화합물의 in vivo 실험을 통한 활성기작의 검증이 필요하다고 생각된다. 또한, 추가적인 연구를 통하여 식의약 소재로 활용이 가능한 새로운 천연신소재 발굴을 위한 기초자료제공 및 당뇨합병증에 효과적인 천연 물질의 상업화를 위한 귀중한 자료로 활용할 수 있으리라 판단된다.
The seaweed, Gelidium amansii, was fermented to produce bioethanol. Optimal pretreatment condition was determined as 94 mM $H_2SO_4$ and 8% (w/v) seaweed slurry at $121^{\circ}C$ for 60 min. The mono sugars of 40.4 g/L with 67% of conversion from total carbohydrate of 60.6 g/L with 80 g dw/L G. amansii slurry were obtained by thermal acid hydrolysis pretreatment and enzymatic saccharification. G. amansii hydrolysate was used as the substrate for ethanol production by Kluyveromyces marxianus KCTC 7150 and Candida tropicalis KCTC 7212 using 5L fermentor. The ethanol productions by K. marxianus KCTC 7150 and C. tropicalis KCTC 7212 were 17.8 g/L with $Y_{EtOH}$ of 0.48 at 120 h and 19.3 g/L with $Y_{EtOH}$ of 0.50 at 120 h, respectively.
본 연구는 BRECs에서 AGEs로 유도된 세포의 이동 및 침윤에 있어서 AuNP의 역할에 관한 연구이다. 소 망막으로부터 내피세포를 분리하고, 세포 생존율은 MTT assay로 확인하였다. Wound migration assay는 BRECs의 이동력을 확인하기 위해 수행하였다. Tube formation은 on-gel system을 통해 확인하였다. AuNP의 apoptosis 유도는 caspase-3 assay를 통해 확인하였다. AGE-BSA은 세포증식 및 이동에 있어서 증가함을 보여주었다. 또한 AuNP는 AGE-BSA 존재 유무에 상관없이 세포의 증식, 이동, 신생혈관 형성을 억제하였고, caspase-3을 통해 apoptosis를 유도하였다. 이러한 결과, AuNP는 AGE로 유도된 신생혈관 형성 및 세포의 이동성을 억제하는 약재제로서, 당뇨성 합병증에 있어서 잠재적으로 중요한 분자가 될 것이다.
제주민속주인 좁쌀약주의 제조를 위하여 전국에서 수집된 35종의 누룩으로부터 분리하여 선발한 균주를 사용하여 균주와 원료 배합비율에 따른 누룩을 제조한 후 양조과정에서의 발효특성을 검토하였다. 좁쌀주의 유기산은 lactic acid와 acetic acid가 대부분이었고, 이외에 citric acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, fumaric acid도 일부 검출되었다. 유리당은 glucose와 arabinose, maltose가 많은 함량을 나타내었고, 이외에 xylose도 일부에서 검출되었다. 향기성분은 iso-amyl alcohol, iso-butyl alcohol, n-propyl alcohol 등이 주를 이루고 있었으며, 이외에 ethylacetate, acetaldehyde가 검출되었다. iso-buthyl alcohol과 n-propyl alcohol 대조구인 국순당 누룩이 다른 처리구보다 높게 나타났고, iso-amyl alcohol은 펠릿 형태로 제조한 누룩 처리구가 높게 나타났다. 본 연구를 통하여 우수균주로 분리하여 제조한 누룩을 사용하여 좁쌀약주를 양조하는 경우, 품질을 유지하면서 수율을 향상시킬 수 있었다.
쌀과 같은 곡류는 전분질을 당분으로 전환시켜 술을 제조하여야 하므로 미생물이 생성하는 효소가 필요한데 그 효소원이 누룩이며 누룩은 주류의 품질이나 생산량에 영향을 미치는 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 연구는 전국44개 지역의 누룩에서 순수 분리된 89종의 곰팡이 중 효소역가와 당화력이 비교적 뛰어난 10종(Aspergillus sp. SH-412 Heunghae, Aspergillus sp. SH-422 Ulsan, Rhizopis sp. SH-606 Imdeok, Aspergillus sp. SH-607 Yhesan, Aspergilus sp. SH-613 Wolseong, Rhizopus sp. SH-654 Uncheon, Aspergillus sp. SH-660 Jeonkok, Aspergillus sp. SH-667 Dongseong, Aspergillus sp. SH-669 Uncheon, Aspergillus sp. SH-696 Daecheon)과 대조균주로 Aspergillus kawachii CF1002 그리고 효모 Saccharomyces cerevisiae를 사용하셨으며 탁주제조 중 균주별 술덧의 산도, 환원당, 아미노산도와 제조된 완성주의 유기산, 유리아미노산, 유리당, 휴젤유 및 색도를 HPLC, GC Mass, 색차계로 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 균주별 술덧의 주정도는 모든 실험구에서 Aspergillus kawachii보다 높았으며 특히 Aspergillus sp. SH-422는 14.9%로 가장 수율이 좋았다. 환원당은 Aspergillus sp. SH-613이 0.49%로 가장 높았고 Aspergillus sp. SH-422는 0.37%로 가장 낮았으며 산도는 시간의 경과에 따라 감소했으며 술덧 발효중 아미노산도는 시간의 경과에 따라 약간 상승 후 다소 낮아지는 경향을 보였다. 각 균주별 술덧의 유기산은 tataric acid, malic acid, succinic acid, lactic acid, acetic acid가 검출되었으며 lactic acid 함량이 2.0∼3.2g/100ml로 가장 많이 검출되었다. 유기산은 Aspergillus sp. SH-669가 가장 높게 확인되었으며 Aspergillus sp. SH-607이 가장 낮게 분석되었다. 술덧의 주 아미노산은 histidine, alanine, glutamic acid, leucine, tryptophan순으로 검출되었으며 특히 alanine은 주류에 단맛을 주는 성분으로 모든 실험구에서 많은 양이 검출되었다. 각 균주별 술덧의 유리당은 glucose가 가장 많이 검출되었으며 Fusel oil은 iso-butyl alcohol과 iso-pentyl alcohol 이 가장 많이 검출되었다. 한편 균주별 술덧의 색차를 측정한 결과 L값은 63.33∼41.98, a값은 0.09∼-3.47, b값은 17.41∼4.90으로 나타났다.
섬유성 가수분해물로부터 효율적으로 ethanol을 생산하는 세 가지 균주를 밀기울 당화액에서의 집적배양에 의해 토양에서 분리하였다. 효모인 KM-09와 KM-402 및 세균인 HG-225의 생리학적 및 생화학적 특성은 각각 Candida sp. 및 Klebsiella sp.과 거의 유사하였다. KM-09와 HG-225 균주는 발효당으로 xylose와 cellobiose를 이용하였고 HG-225는 발효시 넓은 당 이용성을 가졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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