• 제목/요약/키워드: Acidic Solution

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벼 glutelin 유전자 구조 및 발현특성분석 (Structural and expression analysis of glutelin genes in Oryza sativa L.)

  • 윤웅한;김창국;이강섭;한장호;이정화;김연기;지현소;문정환;이태호;김태호
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제38권2호
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    • pp.176-185
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    • 2011
  • 벼는 세계에서 가장 중요한 작물이며 크기가 383Mb로 게놈연구 모델 작물로 이용되고 있다. 또한 그 종자는 인간에게 탄수화물과 단백질 영양원을 제공한다. 벼 종자의 단백질은 약 8%를 차지하며 40%를 차지하는 콩 종자의 단백질 양에 비하여 상대적으로 적은 양을 나타낸다. 오스본의 분류에 의하면 종자 단백질은 수용성의 albumin, 염용해성 globulin, 알코올 용해성 prolamin 그리고 약산 또는 알카리 용해성 glutelin으로 나누어진다. Glutelin과 prolamin은 벼의 주요 저장단백질이다. 벼 glutelin 저장단백질 유전자의 발현분석을 위하여 일품벼 미숙종자의 발현유전자 (EST) 분석을 행하였다. 그 결과 11종의 미숙종자 발현 glutelin 유전자를 분리 하였으며 8개의 유전자는 염색체 2번에 위치하였다. Glutelin 유전자 발현양은 전체 미숙종자 발현유전자의 약 28.2%를 차지하였다. 또한 glu-04의 경우 같은 염색체 상에서 4.5 kb 떨어진 곳에 역방향의 같은 염기서열로 복제되어 있었다. 이와 같은 결과는 glutelin 유전자는 진화학적으로 복제되어 염색체 특이적으로 발현하는 것을 나타낸다. 종자 11개 glutelin 유전자들의 아미노산서열분석을 통하여 lysin 함량을 조사한 결과 glu05-type B7에서 4.51%의 높은 lysin 함량을 나타내었다. 향후 유전자의 과발현체를 이용한 lysin 함량을 높이는 영양성 강화 연구가 요구되어진다.

XAD-16-Chromotropic Acid 킬레이트 수지에 의한 몇 가지 금속이온의 선택적 분리 및 농축에 관한 연구 (Studies on the Selective Separation and Preconcentration of Cr(VI) Ion by XAD-16-Chromotropic Acid Chelating Resin)

  • 이원;이창열;김미경;김인환
    • 분석과학
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    • 제17권3호
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    • pp.199-210
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    • 2004
  • Amberite XAD-16 다공성 수지에 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid (chromotropic acid, CTA)를 화학적으로 결합시켜 XAD-16-CTA형 새로운 킬레이트 수지를 합성하고, 적외선분광법과 원소분석법으로 확인하였다. 이 킬레이트 수지에 대한 금속마감 산업과 관련 있는 9개 금속이온을 포함하는 Cr(III) 및 Cr(VI) 이온들의 흡착 및 탈착 특성을 뱃치법과 용리법으로 조사하였다. XAD-16-CTA 킬레이트수지는 1~5 M의 HCl, $HNO_3$ 및 NaOH 등의 산과 염기 용액에서 매우 안정하였다. pH 2에서 Cr(VI) 이온과 Cr(III) 이온이 공존하는 혼합용액으로부터 Cr(VI) 이온만을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며, Cr(VI)의 최대 흡착용량은 1.2 mmol/g 이었다. 또한 Cr(VI) 이온의 흡착에 미치는 공존 음이온의 영향을 검토한 결과 음이온인 $F^-$, $SO{_4}^{2-}$, $CN^-$, $CH_3COO^-$, $NO{_3}^-$ 이온은 흡착율을 감소시켰으며, $PO{_4}^{3-}$$Cl^-$는 흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. pH 2에서 킬레이트 수지에 의한 돌파점용량과 총괄용량으로부터 얻은 금속이온의 용리순서는 Cr(VI)>Sn(II)>Fe(III)>Cu(II)>Cd(II)${\simeq}Pb(II){\simeq}Cr(III){\simeq}Mn(II){\simeq}Ni(II){\simeq}Al(III)$이었다. 한편 $HNO_3$, HCl 및 $H_2SO_4$ 등의 탈착제에 의한 Cr(VI) 이온의 탈착특성을 조사한 결과 3 M HCl에서 높은 탈착효율을 나타내었다. 결과적으로, XAD-16-CTA 킬레이트 수지는 여러 가지 금속이온이 혼합된 금속마감산업 인공폐액 중 Cr(VI) 이온의 선택적 분리, 농축 및 회수에 매우 유용함을 알 수 있었다.

철제유물 부식인자에 대한 부식양상 및 부식화합물 실험 연구 (An Experimental Study of Corrosion Characteristics and Compounds by Corrosion Factors in Iron Artifacts)

  • 박형호;이재성;유재은
    • 보존과학연구
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    • 통권33호
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    • pp.33-43
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    • 2012
  • 본 연구는 부식인자에 따른 부식현상을 관찰하고 구성성분과 결정구조 분석을 통하여 철제유물에 영향을 미치는 부식위험인자를 확인하고자 하였다. 부식인자가 녹아있는 HCl, $HNO_3$, $H_2SO_4$, $H_2O$ 용액에 순수한 Fe powder(99%)를 침적시켜 부식화합물을 채취하였다. 채취된 부식화합물의 색상과 형태를 파악하기 위하여 실체 현미경 관찰을 실시하였으며 부식인자와 성장성을 확인하기 위하여 SEM-EDS분석을 실시하였다. 생성된 부식화합물의 결정구조와 조성을 알아보기 위하여 XRD, Raman 분석을 실시하였다. 실험결과 산성환경에서의 부식 속도가 빠르며 HCl, $H_2SO_4$의 부식이 $HNO_3$보다 크게 나타났다. HCl의 부식화합물은 $Cl^-$이온의 영향을 받아 침상형, 밤송이형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Goethite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $H_2SO_4$의 부식화합물은 S이온의 영향을 받아 가느다란 침상형, 원기둥형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Goethite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $HNO_3$의 부식화합물은 O이온의 영향을 받아 구상형, 판상형태로 성장하였으며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 Magnetite와 Lepidocrocite가 검출되었다. $H_2O$의 부식화합물은 O이온의 영향을 받아 구상형, 판상형태로 성장하였지만 대부분 구상형으로 관찰되며 X-선 회절분석과 Raman 분석결과 부식화합물이 검출되지 않았다. 부식인자에 따른 부식양상과 부식화합물이 다양하게 나타난다는 사실을 알게 되었다.

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침식된 유치 법랑질에 대한 레이저 조사 및 불소도포의 재광화 효과 (EFFECT OF LASER IRRADIATION AND FLUORIDE APPLICATION ON REMINERALIZATION OF ERODED PRIMARY DENIAL ENAMEL)

  • 양영숙;김대업;라지영;이광희
    • 대한소아치과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.262-268
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    • 2006
  • 연구목적은 산성 음료수에 의해 탈회된 법랑질의 표면에 대한 Nd:YAG레이저 조사의 재광화 효과와 불화물 도포의 효과를 평가하는 것이다. 치아우식증, 색소, 손상, 부착물이 없는 건전한 사람의 유치의 평활면으로부터 법랑질 시편을 제작하고, 코카콜라에 12시간 동안 담가 탈회시켰다. 탈회된 법랑질 표면에 6W출력, 50mJ, 20Hz pulse rate의 에너지 밀도로 Nd:YAG 레이저를 조사하였다. 탈회 전후와 레이저 조사 후에 미세경도 및 Diagnodent 점수를 측정한 후, 0.05% 불소 용액, 1.23% 불소 젤, 0.1%불소 바니쉬 중의 한 가지를 도포하였으며 미세경도 및 Diagnodent측정을 통하여 레이저의 재광화 효과와 불소의 효과를 평가하였다. 1. Diagnodent 측정치의 변화에서, 탈회 후에는 초기 점수의 23.51%로 감소하였고, 레이저 조사 후에는 초기 점수의 37.37%로 증가하였으며, 불소도포 후에는 초기 점수의 51.34%로 증가하였고, 전체적으로 보면 초기 점수, 탈회 후 점수. 레이저 조사 후의 점수, 불소도포 후의 점수 및 그 백분율 사이에 모두 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 3개 불소군 사이의 차이는 초기점수 및 불소도포 후 점수와 백분율에서 모두 유의하지 않았으며 각 불소군 내에서는 불소 용액군과 불소 바니쉬군에서 초기 점수, 탈회 후 점수, 레이저 조사 후의 점수, 불소도포 후의 점수 및 그 백분율사이에 모두 유의한 차이가 있었고, 불소 젤군에서는 레이저 조사 후와 불소도포 후의 점수 및 백분율 사이에 유의한 차이가 없었다. 2. 미세경도의 변화에서, 탈회 후의 경도는 초기 경도의 33.58%로 감소하였고, 레이저 조사 후의 경도는 초기 경도의 43.99%로 증가하였으며, 불소도포 후의 경도는 초기 경도의 51.38%로 증가하였고, 전체적으로 보면 초기 경도, 탈회 후 경도, 레이저 조사 후의 경도, 불소도포 후의 경도 및 그 백분율 사이에 모두 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 불소군 별로 보면 3개 불소군 사이의 차이는 모두 유의하지 않았고, 백분율에서도 초기경도와 불소도포 후 경도에서 유의하지 않았으며, 각 불소군 내에서는 초기 경도, 탈회 후 경도, 레이저 조사 후의 경도, 불소도포 후의 경도 및 백분율 사이에 모두 유의한 차이가 있었다.

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생쥐 모델을 이용한 배아의 할구 생검법과 할구가 생검된 배아의 배양시 공배양 효과에 관한 연구: 인간에서의 착상 전 유전진단 기술 개발을 위한 동물실험 모델의 개발 (Effects of Coculture on Development of Biopsied Mouse Embryos as a Preclinical Model for Preimplantation Genetic Diagnosis of Human Embryos)

  • 김석현;류범용;지병철;최성미;김희선;방명걸;오선경;서창석;최영민;김정구;문신용;이진용;채희동;김정훈
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제26권1호
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    • pp.9-20
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    • 1999
  • The genetic defects in human gametes and embryos can cause adverse effects on overall reproductive events. Biopsy of embryos for preimplantation genetic diagnosis (PGD) offers a new possibility of having children free of the genetic disease. In addition, advanced embryo culture method may enhance the effectiveness of embryo biopsy for the practical application of PGD. This experimental study was undertaken to evaluate the effects of coculture on the development in vitro of biopsied mouse embryos as a preclinical model for PGD of human embryos. Embryos were obtained after in vitro fertilization (IVF) from F1 hybrid mice (C57BLfemale/CBAmale). Using micromanipulation, 1, 2, 3 or 4 blastomeres of 8-cell stage embryos were aspirated through a hole made in the zona pellucida by zona drilling (ZD) with acidic Tyrode's solution (ATS). After biopsy of blastomeres, embryos were cultured in vitro for 110 hours in Ham's F-10 supplemented with 0.4% BSA or cocultured on the monolayer of Vero cells in the same medium. The frequence of blastocyst formation were recorded, and the embryos beyond blastocyst stage were stained with 10% Giemsa to count the total number of nuclei in each embryo. There was no significant difference in the blastocyst formation between the zona intact control group and the zona drilling (ZD) only, or biopsied groups. The hatching rate of all the treatment groups except 4/8 group was significantly higher than that of control group. In all the treatment groups, there was a significant reduction in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage ($50.2{\pm}14.0$ in control group vs. $41.2{\pm}7.9$ in ZD, $39.3{\pm}8.8$ in 7/8, $29.7{\pm}6.4$ in 6/8, $25.1{\pm}5.7$ in 5/8, and $22.1{\pm}4.3$ in 4/8 groups, p<0.05). When the same treatments were followed by coculture with Vero cells, a similar pattern was seen in the blastocyst formation and the hatching rate. However, in all the treatment groups, there was a significant increase in the mean cell number of embryos beyond blastocyst stage with coculture, compared with the parallel groups without coculture. In the cleavage rate of biopsied blastomeres cultured for 110 hours after IVF, there was no significant difference between coculture and non-coculture groups (87.2% vs. 78.7%). However, the mean cell number of embryos developed from the biopsied blastomeres was significantly higher in coculture group ($11.5{\pm}4.7\;vs.\;5.9{\pm}1.9$, p<0.05). In conclusion, biopsy of mouse embryos after ZD with ATS is a safe and highly efficient method for PGD, and coculture with Vero cells showed a positive effect on the development in vitro of biopsied mouse embryos and blastomeres as a preclinical model for PGD of human embryos.

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천연고분자 화합물을 이용한 불소겔이 법랑질 탈회에 미치는 영향 (EFFECT OF FLUORIDE IN NATURAL POLYMER ON ENAMEL DEMINERALIZATION)

  • 김지연;이상호;이난영
    • 대한소아치과학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.35-43
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    • 2010
  • 본 연구는 젤라틴과 메틸셀룰로오스를 기저재로 한 불소겔을 제작하고 이들의 높은 점조도와 표면에 흡착하는 능력이 치면에 불소를 오랜 시간 저류시켜 법랑질 탈회를 효과적으로 억제할 수 있는지 살펴보고자 시행되었다소의 전치로 시편 80개를 제작하였으며, (1) APF gel (2) $CavityShield^{TM}$, (3) Gelatin F gel (4) Methyl cellulose F gel 이렇게 4개의 군으로 분류하였다. 모든 시편을 인공우식용액에 72시간동안 보관하여 법랑질을 탈회시킨 후, 표면미세경도 측정법과 편광 현미경하에서 병소의 탈회 깊이를 측정하는 두 가지 방법을 사용하여 탈회정도를 측정하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1) 불소를 처리한 experimental side와 처리하지 않은 control side간 미세경도의 차이는 APF를 적용한 제1군에서 71.82(VHN)로 가장 작은 것으로 나타났다(p<0.05). 2) $CavityShield^{TM}$를 도포한 제2군에서 148.24(VHN)로 가장 큰 차이를 보여 불소바니쉬의 탈회억제효과가 가장 큰 것으로 나타났다(p<0.05). 3) Gelatin과 methyl cellulose F gel을 도포한 3군과 4군에서 control side와 experimental side간 미세경도의 차이는 1군보다는 높고 2군보다는 낮았으나 3군과 4군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 4) 인공탈회병소의 깊이를 측정한 결과 APF를 처리한 제1군에서 control side와 experimental side간 병소의 깊이차이는 $16.69\;{\mu}m$로 가장 적게 나타났다(p<0.05). 5) 2,3,4군 에서는 병소깊이 측정을 통해 탈회억제효과가 APF군에 비해 우수하게 나타났으나(p<0.05) 각 군 간에 차이는 검증되지 않았다(p>0.05). 이상의 결과를 종합하여 보면 실험적으로 제조된 두 가지 불소겔은 APF gel에 비해 법랑질 탈회 억제효과가 우수하다고할 수 있으며 이는 APF gel에 비해 gelatin이나 methyl cellulose 의 높은 점조도가 불소를 더 장시간 치면에 접촉시킨 것으로 생각된다. 현재 가장 우수한 치면 잔류시간을 보이는 것으로 인정되는 불소바니쉬와 비교하여도 이들의 효과가 크게 떨어지지 않는 것을 알 수 있었으며 이는 향후 천연고분자 화합물을 이용한 다양한 불소제제의 개발 가능성을 보여주는 것이라 사료된다.

미량원소 강화 식품소재의 항균효과 (Antibacterial Activities of Trace Elements in Combination with Food Additives)

  • 김보미;목종수;오은경;손광태;심길보;조영제
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.35-41
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    • 2006
  • 식중독 미생물에 의한 식중독 예방은 물론 부족하기 쉬운 필수 미량원소의 섭취량을 증가시키기 위하여 아연 및 게르마늄 등의 필수 미량원소를 강화시긴 식품소재의 항균효과 및 그 이용가능성을 검토하였다. 식중독 6 균주에 대하여 gelatin, dextrin, 불가사리 및 어류에서 추출한 collagen등의 식품소재에 각종 미량원소를 강화하여 항균활성을 측정한 결과, 식품소재의 종류에 따른 항균활성의 차이는 거의 없었다. 사용된 미량금속 중 아연과 게르마늄만이 식중독세균에 대하여 항균활성을 나타내었으며, 특히, 아연 강화 식품소재는 P. fluorescens와 S. aureus에 대한 항균활성이 가장 큰 것으로 나타났고, E. coli, V. parahaemolyticus, B. cereus, E. subtilis에 대하여는 비슷한 활성을 나타내었다. 아연을 강화한 식품소재는 산성영역에서 안정하였으며, 게르마늄 강화 식품소재는 산성영역보다 알칼리 영역에서 보다 안정하였다. 또한, 미량원소 강화 식품소재는 열에 매우 안정하므로 가열식품인 통조림 제품이나 레토르트 식품에도 사용 가능할 것으로 사료된다. 식품의 코팅 제로 사용되고 있는 gelatin과 아연을 혼합한 용액에 시판 어묵을 침지하여 코팅한 것을 저온 및 상온에 저 장하면서 생균수 변화를 살펴본 결과, 저장온도 $10^{\circ}C$에서 대조구는 초기부패$(10^{7-8}\;CFU/g)$ 까지 7일정도 걸리는데 반하여 시료 용액에 침지한 어묵은 IS일정도로 저장기간을 8일정도 더 연장시킬 수 있을 것으로 판단되었다. $25^{\circ}C$$35^{\circ}C$의 경우도 $1\%$ zinc acetate와 $3\%$ gelatin의 혼합 용액으로 코팅된 어묵의 경우 대조구에 비하여 균 증식이 억제되었다. 따라서 아연 강화 식품소재 코팅에 의하여 식품오염 세균의 증식을 억제시켜 어묵 제품의 유통기 간을 연장시키는 것은 물론 필수 미량원소인 아연의 섭취량을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

지르코늄 실리케이트를 응집보조제로 이용한 응집공정에 관한 연구 (A Study on Coagulation Process using Zirconium Silicate as a Coagulation-aid)

  • 조재성;윤태일;전유재;조경철
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.203-207
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    • 2009
  • 최근 산업화에 따른 다양한 신종 미량유해물질의 등장과 지속적인 오염물질의 증가로 수질오염의 심각성과 그 위해성에 대한 관심이 커지고 있다. 특히 응집공정을 통하여 유기오염물질 제거를 좀 더 효율적으로 증가시킬 수 있는 방법들이 모색되고 있다. 본 연구는 도시하수 및 호소수를 대상으로 실험하였다. 응집공정에 사용하기 위해 응집 보조제로서 사용될 수 있는 지르코늄 실리케이트($ZrSiO_4$)의 특성을 연구 하였다. 응집공정에서의 지르코늄 실리케이트의 주입방법에 따른 유기물 제거율을 PDA (Photometric Dispersion Analyzer)를 통하여 평가하였다. 지르코늄 실리케이트는 pH 7에서 zeta-potential이 -32.22 mv였고 산성에 가까울수록 낮은 음(-)전하 값을 보였으며 지르코늄 실리케이트를 주입하지 않은 도시하수보다 주입하였을 때 $UV_{254}$ 값이 더 높은 특성을 나타내었다. 또한 PDA실험을 통하여 확인한 결과 지르코늄 실리케이트의 주입은 floc의 성장을 도와주는 것을 확인할 수 있었다. Alum을 이용한 응집공정에 대한 지르코늄 실리케이트의 주입방법을 선 주입, 동시 주입, 후 주입의 3가지 방법으로 실험을 수행하였다. 실험 결과 Alum과 지르코늄 실리케이트를 함께 주입한 경우 Alum을 단독으로 주입한 경우보다 유기물 제거율이 15% 이상 증가하였다. 특히 Alum 20 mg/L과 지르코늄 실리케이트 10 mg/L를 함께 사용한 경우 90% 이상의 높은 유기물제거율을 보였다. PAC (Poly Aluminium Chloride)와 PACS (Poly Aluminium Chloride Silicate)를 응집제로 이용하는 경우에도 지르코늄 실리케이트를 함께 주입 시 $COD_{Cr}$의 제거효율이 15% 이상 향상되었다. 결과적으로 지르코늄 실리케이트를 응집제와 동시에 주입한 방법이 전, 후로 주입한 경우보다 $COD_{Cr}$ 제거효율이 5~10% 높게 나타났으나, 용존성 물질은 시주입 시, 더 낮은 제거효율을 보였다.

Sourdough에서 분리된 유산균의 고농도 배양을 위한 중화제로서 Calcium Carbonate-Alginate Bead의 이용가능성 평가 (Assessment of Applicability of a Calcium Carbonate-Alginate Beads as Neutralizer for the High Cell Density Cultivation of Isolated Sourdough Lactic Acid Bacteria)

  • 정승원;이광근;김철우;이수한
    • 산업식품공학
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    • 제14권3호
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    • pp.208-216
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    • 2010
  • 유산균을 고농도로 배양하기 위하여 $CaCO_3$를 각각 15% 와 20%씩 첨가하여 직경이 서로 다른 $CaCO_3$-alginate beads를 제조한 후, lactic acid에 대한 $CaCO_3$-alginate beads의 반응 특성과 완충효과를 관찰하였으며, lactic acid에 대하여 완충작용이 있는 $CaCO_3$-alginate beads를 이용하여 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21을 고농도 배양하여 직접투입식 starter를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 $CaCO_3$-alginate beads는 $CaCO_3$, alginate 함량 및 수분 함유율이 beads에 일정하게 고루 분포되어 있으며, 일정한 밀도를 갖는 입자임을 알 수 있었다. 또한 lactic acid에 대한 beads의 반응은 표면으로부터 일어나기 시작하여 내부로 진행됨을 확인하였으며, $CaCO_3$-alginate beads 양의 증가는 결국 lactic acid와 반응할 수 있는 $CaCO_3$ 표면적의 증가를 가져오게 되며, 단위시간당 lactic acid와 반응하는 $CaCO_3$의 상대적 증가를 가져오기 때문에 $CaCO_3$-alginate beads 양의 증가는 lactic acid 용액 내부의 중화작용의 증가를 가져온다는 것을 확인하였다. 즉, $CaCO_3$-alginate beads의 직경이 작을수록, 내부의 $CaCO_3$ 함량이 높을수록, 단위 부피당 넓은 표면적과 높은 중화작용을 가지므로 $CaCO_3$-alginate beads를 pH neutralizer로 이용하여 유산균을 배양할 경우에는 $CaCO_3$ 함량이 높고 직경이 작은 $CaCO_3$-alginate beads의 이용이 유산균 배양에 효과적임을 알 수 있었다. $CaCO_3$-alginate beads를 이용한 유산균의 고농도 배양시, pH와 생균수와의 상관성과 선형관계를 단순회귀분석법(simple regression)을 이용하여 최소자승추정량(least square estimator; LSE)을 구하여 검증한 결과, 각 X의 회귀계수의 값은 통계적으로 유의한 결과(p<0.05, p<0.01)를 보였다. 또한 $R^2$ 값은 S. thermophilus ST-Body 1와 L. amylovorus DU-21의 경우, $CaCO_3$-alginate beads 무첨가구와 첨가구에서 각각 0.6310, 0.7505, 0.7452, 0.7609이였다. 이는 pH가 균 증식에 다소나마 영향을 주는 것을 나타낸다. 고농도로 배양된 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21 균주를 이용하여 직접투입식 starter를 제조한 결과, 동결건조 보호제로 15% glycerol을 이용하였을 때 각각 91.96${\pm}$1.35%와 89.09${\pm}$4.49%의 생존율을 보였다. 본 연구에서 확립된 기법은 probiotics 조제나 정장제 조제방법에 있어서도 공히 적용 가능하므로 미생물 세포의 이용기법으로 그 생존율과 발효에 연관되는 기능보존과 수반되는 여러 분야에 적용한다는 면에서 산업적으로 중요하다고 사료된다.

Aβ42로 유도된 알츠하이머 마우스 모델에서 이중 가공 인삼열매 추출물의 학습 및 기억 손실 개선 효과 (Double-processed ginseng berry extracts enhance learning and memory in an Aβ42-induced Alzheimer's mouse model)

  • 장수길;안정원;조보람;김현수;김서진;성은아;이도익;박희용;진덕희;주성수
    • 한국식품과학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.160-168
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    • 2019
  • AD는 뇌의 신경세포 사멸뿐만 아니라 학습 및 기억능 소실을 초래하는 퇴행성 뇌 질환이며, 기억과 관련된 주요 뇌 구역인 해마(hippocampus)는 콜린성 조절(cholinergic modulation)에 의해 영향을 받는다(Konishi 등, 2015). AD 병인에 대한 다양한 해석과 설명이 있으나 크게는 amyloid cascade hypothesis과 함께 cholinergic hypothesis가 주류를 이루고 있다. 몇몇의 연구에서 ChAT 합성, ACh 분비, nicotin 및 muscarinic 수용체 감소가 AD 뇌의 대뇌피질과 해마에서 관찰되어(Tata 등, 2014) 퇴행성 뇌질환에서의 중요성이 제시되었고, 이를 배경으로 한 acetylcholinesterase inhibitors (AChEI)가 AD 증상 완화의 목적으로 미국 FDA로부터 승인되어 시판되고 있다. 본 연구에서는 인삼의 활성 성분인 진세노사이드가 다량 함유된 PGBC가 $A{\beta}42$로 유도된 치매 모델에서 뇌세포 보호, ACh 분비 증가, 학습력/기억력 증가, ChAT 발현 증가를 확인하여 인삼열매 추출물의 치매 적용 여부를 확인하고자 하였다. 결과에서 언급한 바와 같이 PGBC는 익기 직전의 4년근 인삼 열매에 추출 및 발효 단계를 추가하여 확보된 물질로서, $A{\beta}42$ 섭취, 제거 및 ACh 분비 촉진 활성이 있는 Re, Rd, Rg3 함량이 증가되어(Kim 등, 2014; Jang 등, 2015), PGBC 자체로서 치매 인자에 대한 조절 효능이 예측되었다. 특히, 7증 7포 및 발효과정을 거친 이중가공 인삼 열매 추출물이 비 발효 증포 추출물에 비해 Rg3가 현저히 증가하는 사전 연구결과와 Rg3가 $A{\beta}42$ 제거 활성을 가지는 것으로 확인된 결과를 종합할 때 PGBC 투여가 AD 증상 완화의 조절자 역할을 할 것으로 생각된다(Kim 등, 2013; Jang 등 2015). 본 연구에 따르면, 마우스 치매 모델에 PGBC 처리 시 PAT 및 Morris water-maze test를 통해 대조군 대비 유의한 수준의 인지능력 개선, ACh 합성을 유도하는 ChAT 유전자 발현 증가, ACh 분비량 증가 등이 확인되어 전체적인 인지능 개선에 극적인 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 $A{\beta}42$를 뇌 실로 주입(intracranial injection) 하여 나타나는 뇌세포 손상이 PGBC 투여를 통해 보호된 것으로 사료되었으며, 이는 주요 뇌세포 중 하나인 성상세포에서 관찰되는 GFAP 분석을 통해 확인되었다. 뇌 균질액을 이용한 AChE 활성 연구에서도 PGBC가 AChE를 현저하게 저해하는 것으로 확인되어, AD 환자에게 처방이 가능한 2대 의약품 군중 하나인 시냅스 내 신경전달물질 ACh bioavailability 증가 목적의 처방 보조요법 적용이 기대된다(${\check{C}}olovi{\acute{c}}$ 등, 2013). 결론적으로, 본 연구에 사용된 PGBC는 학습 및 기억력을 개선하는 활성물질을 포함하고 있어 1차적인 퇴행성 뇌질환 보조재로서 직간접적인 대증요법 역할과 2차적으로는 뇌 세포 보호를 통한 질병 악화 지연 소재로 개발이 기대되며, 보다 심도 있는 기전연구를 통해 천연물 신소재 개발도 가능할 것으로 사료된다.