• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권6호
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• pp.783-791
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• 2022

Gamma-aminobutyric acid (GABA) improves various physiological illnesses, including diabetes, hypertension, depression, memory lapse, and insomnia in humans. Therefore, interest in the commercial production of GABA is steadily increasing. Lactic acid bacteria (LAB) have widely been reported as a GABA producer and are safe for human consumption. In this study, GABA-producing LAB were preliminarily identified and quantified via GABase assay. The acid and bile tolerance of the L. plantarum FBT215 strain were evaluated. The one-factor-at-a-time (OFAT) strategy was applied to determine the optimal conditions for GABA production using HPLC. Response surface methodology (RSM) with Box-Behnken design was used to predict the optimum GABA production. The strain FBT215 was shown to be acid and bile tolerant. The optimization of GABA production via the OFAT strategy resulted in an average GABA concentration of 1688.65 ± 14.29 ㎍/ml, while it was 1812.16 ± 23.16 ㎍/ml when RSM was applied. In conclusion, this study provides the optimum culture conditions for GABA production by the strain FBT215 and indicates that L. plantarum FBT215 is potentially promising for commercial functional probiotics with health claims.

• 한국식품과학회지
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• 제48권3호
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• pp.214-222
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• 2016

본 연구는 기능성 물질인 GABA를 생성하는 젖산세균을 분리하고 다래 수액을 이용하여 GABA 생산을 위한 배지의 최적화를 목표로 하였다. 다래 수액 발효에 이용할 고효율의 GABA 생성 균주 분리를 위해 젖산세균이 많다고 알려진 시료들에서 균주들을 채취하여 MRS broth에 접종 후 $37^{\circ}C$에서 24시간동안 배양 후, 효소적 방법을 이용해 균주가 생산하는 GABA양($605.67{\mu}g/mL$)을 측정하여 분리 선별하였다. 그리고 선별한 균주를 생리, 생화학적인 시험과 API 50 CHL을 이용한 당 발효 시험, 그리고 16s rDNA 분석을 통한 결과, L. brevis CFM11로 명명하였다. 선발된 젖산세균주의 생육특성을 알아보기 위해 다양한 온도(25, 32, 37, $45^{\circ}C$)와 시간(0, 24, 48, 72 h)에 따른 특성을 측정한 결과 $32^{\circ}C$, 48시간 배양했을 때 가장 높은 GABA 생성량과 생육조건을 가지는 것을 확인하였다. L. brevis CFM11를 이용한 발효 시 다래 수액에 부족할 수 있는 발효 영양원을 보충하고 기능성을 높이기 위해 미강추출물을 첨가하여 발효에 이용하였고, 또한 높은 농도의 GABA 생성을 위해 다양한 영양원과 젖산세균의 GABA 생성을 증가시킨다고 알려진 MSG를 첨가하여 최적 발효 조건을 찾은 결과, 미강추출물 40%, sucrose 1.0%, soytone 3.0%, magnesium sulfate 0.2%, MSG 0.2% 첨가하는 것이 다래 수액 발효를 위한 최적 조건이라는 것을 확인할 수 있었다. 최적화된 다래 수액에 L. brevis CFM11를 이용하여 발효를 한 결과, 균주의 최적 생육 조건인 $32^{\circ}C$ 48시간 배양 시 가장 높은 GABA 생성량인 $1366.13{\mu}g/mL$을 보였다. 결론적으로 본 연구를 통해 분리 균주인 L. brevis CFM11를 이용하여 발효 시 다래 수액 내에서 높은 효율의 GABA를 생성 가능하다고 판단되며, 이로 인해 GABA의 기능성이 더해진 젖산세균 발효음료의 상업적 생산에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한약리학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-29
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• 1988

Lidocaine 투여에 의한 전신경련의 작용기전을 추구하고자 흰쥐의 전체뇌를 또는 선조체, 해마, 및 중뇌를 부위별로 적출하여 synaptosomes를 마련하고 $20{\mu}M$ veratrine또는 $5{\mu}M\;K^+$ 첨가에 의한 신경 전달물질 (Aspartic acid, Glutamic acid, GABA, Norepinephrine)의 유리촉진작용에 미치는 lidocaine, propranolol, norepinephrine 또는 serotonin의 억제효과를 관찰하였고 $[^3H]M$와 $[^3H]-glutamic$ acid의 synaptosomes로의 섭취에 미치는 lidocaine의 영향도 관찰하였다. 아울러 crude synaptic membrane을 이용하여 $[^3H]-GABA$와 $[^3H]-glutamic$ acid의 수용체 결합에 미치는 lidocaine의 작용도 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Lidocaine과 propranolol은 veratrine에 의한 aspartate, glutamate, GABA 및 norepinephrine의 유리를 억제하였고, 그중 GABA 유리에 대한 억제작용이 가장 현저하였다. 2. Norepinephrine과 serotonin은 $100{\mu}M$의 농도에서 veratrine에 의한 aspartate, glutamate 및 GABA의 유리촉진 작용을 억제하였다. 3. Lidocaine은 veratrine에 의한 아미노산 유리촉진 효과에 대해서 보다 과 $K^+$ 에 의한 유리촉진 효과를 더욱 약하게 억제하였고 특히 GABA 유리에 대한 억제작용이 가장 약했다. 4. GABA와 glutamic acid의 수용체 결합과 synaptosomes로의 섭취는 1 mM 이하의 lidocaine농도에서 크게 면화가 없었다. 이상의 결과로 보아 신경전도물질의 veratrine에 의한 유리가 과 $K^+$에 의한 유리보다 더욱 생리적이라는 점을 고려한다면, lidocaine 경련은 lidocaine이 흥분성 전도물질인 aspartate나glutamate보다 억제성 전도물질인 GABA의 유리를 더욱 현저하게 억제함으로서 나타남을 시사한다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권5호
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• pp.632-636
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• 2010

본 연구는 현미, 녹미, 홍미, 흑미 4종의 유색미의 발아에 따른 GABA 함량을 분석하고 백미와 함께 비교하였다. HPLC/FLD를 이용하여 GABA의 정성 및 정량 분석을 실시하였으며, 회수율과 검출한계를 설정하였다. 회수율을 측정한 결과 122.4${\pm}$2.4%, RSD는 2.0%이었으며, 검출한계는 0.23 ${\mu}g/g$, 정량한계는 0.76 ${\mu}g/g$이었다. 시료는 $18^{\circ}C$에서 20시간 침지시킨 후, 30에서 20-24시간 동안 발아시켰다. 발아미, 미발아미 및 백미의 GABA 함량을 분석한 결과, 발아 홍미가 293.6 ${\mu}g/g$으로 유의적으로 가장 많은 양을 함유하고 있었으며 홍미와 백미가 각각 26.4, 11.9 ${\mu}g/g$으로 가장 적은 양을 함유하고 있었다. 발아미와 미발아미의 GABA 함량을 비교한 결과, 녹미를 제외한 현미, 홍미, 흑미는 미발아미에 비해 GABA의 함량이 유의적으로 2.5-11.1배 증가 하였다. 백미와 미발아미를 비교해 본 결과, 백미와 홍미 사이에 유의적 차이를 보이지는 않았으며, 현미, 녹미와 흑미는 백미의 GABA 함량인 11.9 ${\mu}g/g$에 비해 7.6-20.6배 높은 함량이었다. 백미와 발아미 사이에는 발아미는 모두 백미와 유의적인 차이를 보였으며 백미에 비해 발아미의 GABA 함량은 19.0-24.7배 높았다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제40권3호
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• pp.117-125
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• 2015

The present study investigated the role of central $GABA_A$ and $GABA_B$ receptors in orofacial pain in rats. Experiments were conducted on Sprague-Dawley rats weighing between 230 and 280 g. Intracisternal catheterization was performed for intracisternal injection, under ketamine anesthesia. Complete Freund's Adjuvant (CFA)-induced thermal hyperalgesia and inferior alveolar nerve injury-induced mechanical allodynia were employed as orofacial pain models. Intracisternal administration of bicuculline, a $GABA_A$ receptor antagonist, produced mechanical allodynia in naive rats, but not thermal hyperalgesia. However, CGP35348, a $GABA_B$ receptor antagonist, did not show any pain behavior in naive rats. Intracisternal administration of muscimol, a $GABA_A$ receptor agonist, attenuated the thermal hyperalgesia and mechanical allodynia in rats with CFA treatment and inferior alveolar nerve injury, respectively. On the contrary, intracisternal administration of bicuculline also attenuated the mechanical allodynia in rats with inferior alveolar nerve injury. Intracisternal administration of baclofen, a $GABA_B$ receptor agonist, attenuated the thermal hyperalgesia and mechanical allodynia in rats with CFA treatment and inferior alveolar nerve injury, respectively. In contrast to $GABA_A$ receptor antagonist, intracisternal administration of CGP35348 did not affect either the thermal hyperalgesia or mechanical allodynia. Our current findings suggest that the $GABA_A$ receptor, but not the $GABA_B$ receptor, participates in pain processing under normal conditions. Intracisternal administration of $GABA_A$ receptor antagonist, but not $GABA_B$ receptor antagonist, produces paradoxical antinociception under pain conditions. These results suggest that central GABA has differential roles in the processing of orofacial pain, and the blockade of $GABA_A$ receptor provides new therapeutic targets for the treatment of chronic pain.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.316-322
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• 2011

김치로부터 분리한 유산균 Lactobacillus sakei OPK2-59는 ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) 생성능력과 glutamate decarboxylase(GAD) 활성을 보유하고 있음이 확인되었다. Lactobacillus sakei OPK2-59를 59.13 mM과 177.40 mM monosodium glutamate (MSG)가 함유된 MRS 배지에서 배양하면 균주의 성장을 위한 최적 온도범위와 pH는 각각 $25-37^{\circ}C$와 6.5였다. 59.13 mM과 177.40 mM MSG 함유 MRS 배지에서 배양온도 $25^{\circ}C$ 조건에서, 48시간 배양하였을 경우 MSG의 GABA 전환율은 각각 99.58%와 31.00%였다. 또한 Lactobacillus sakei OPK2-59 세포추출액을 이용하여 MSG를 GABA로 전환할 수 있었으며, 추출물에 의한 GABA 전환율은 $30^{\circ}C$, pH 5 조건에서 78.51%로 가장 높았다. 세포추출액에 의한 MSG의 GABA 전환에 미치는 무기염의 영향을 조사한 결과 $CaCl_2$, $FeCl_3$, $MgCl_2$를 첨가한 반응액에서 염을 넣지 않고 반응한 control보다 GABA 전환율이 2-3배 증진되는 것으로 조사되었다. 이러한 결과들은 김치 유산균 Lactobacillus sakei OPK2-59의 GABA 생성능은 유산균 세포 내에 존재하는 GAD에 의한 것이며, GAD에 의한 GABA 전환율은 무기염에 의하여 증진될 수 있음을 제안해 주는 것이다.

• 한국유기농업학회지
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• 제25권1호
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• pp.171-185
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• 2017

GABA는 glutamic acid decarboxylase에 의해서 L-glutamic acid가 탈탄산화되어 생합성된 비단백질 아미노산이다. GABA는 식물에서 스트레스에 대항한 대응반응으로 생성된다. 사람의 중추신경계에서는 주요 억제성 신경전달물질 중 하나로 항고혈압, 항당뇨 효능이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염을 유산균과 함께 발효함으로써 GABA 생성을 증진시키고자 하였다. 보리 잎과 옥수수 수염을 다양한 무게 비율로 조합하여 혼합하였고, $30^{\circ}C$에서 48시간 동안 배양기 안에서 L. plantarium과 함께 발효시켰다. 발효된 혼합물을 열수 추출한 후, thin layer chromatography와 GABase assay를 이용하여 GABA의 생산을 분석하였다. 우리는 9:1 혼합발효추출물이 다른 비율의 추출물 보다 GABA 함량이 높은 것을 확인하였는데 이것은 혼합과 발효기술이 보리 잎과 옥수수 수염 내 GABA 양 증진에 효과가 있음을 의미한다. 또한 몇 가지 생리활성을 분석한 결과 혼합발효추출물의 항산화 효능이 비발효 추출물에 비하여 증진되었고 세포독성은 나타나지 않음을 확인하였다. 이러한 결과는 보리 잎과 옥수수 수염의 조합과 이것을 유산균과 함께 발효시키는 방법이 고함량의 GABA와 증진된 생리 활성을 지닌 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 있음을 의미한다.

• 산업식품공학
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• 제13권2호
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• pp.154-158
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• 2009

일반적으로 현미를 발아시킬 경우 다양한 효소의 활성화로 인하여 GABA, ferulic acid, arabinoxylan, inositol 등의 기능성 성분들이 증가될 뿐만 아니라 조직을 연화시켜 현 미의 식미를 개선시키는 것으로 알려져 있다. GABA는 발아현미에 존재하는 기능성 물질 중의 하나로 비단백질 아미노산이다. 본 연구의 목적은 발아 후 품종별 GABA 함량의 변화를 측정하고자 하였으며 이와 함께 vitamin E의 변화와 항산화력의 변화를 측정하고자 하였다. GABA 함량은 비색법을 이용하였고 vitamin E는 HPLC 방법을 항산화력은 ABTS와 DPPH 라디칼 소거능을 이용하여 측정 하였다. 본 연구 결과 품종별 현미는 발아 과정을 통하여 GABA 함량은 약 10배 이상 그리고 vitamin E의 경우 tocotrienol이 상당히 증가하였으며 항산화 활성에는 전반적으로 변화가 없는 것으로 나타났다. 특히 큰눈 발아 현미의 경우 GABA 함량이 다른 품종에 비해 월등히 높았고 vitamin E 함량과 항산화 활성은 신명흑찰 발아현미가 높은 값을 나타내었다. 본 연구결과 현미를 발아시키면 GABA 및 vitamin E 등과 같은 생리활성 물질이 증가되고 항산화 활성이 그대로 유지된 기능성 쌀 가공품의 원료를 얻을 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국식품과학회지
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• 제50권6호
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• pp.614-620
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• 2018

본 연구에서는 물리적 처리로 GABA 함량을 증가시킨 미강 및 이의 열수 추출물을 밀가루 중량의 20%까지 첨가하여 식빵을 제조하고, 물리적 특성, 저장 중 텍스처의 변화 및 잔유 GABA 함량를 분석하였다. 부피와 비용적율은 대조구에 비해 GABA 미강 첨가구는 감소한 반면, 미강추출물 첨가구는 약간 증가하거나 유지되었으며, 무게는 대조구와 첨가구에 차이가 없었다. 색도는 대조구 대비 GABA 미강과 미강추출물의 첨가량의 증가에 따라 L값은 감소하고, a와 b값은 증가하여 색이 진해지는 현상을 나타냈었다. 저장 중 빵 시료는 밀폐된 용기에 보관되어 수분함량의 변화는 2%이하로 아주 미미하였으나, GABA 미강 및 미강추출물 첨가로 수분감소를 다소 줄일 수 있었다. 경도(hardness) 및 씹힘성(chewiness) 등의 텍스처는 시간이 경과함에 따라 모든 시료에서 증가 되었으나, 경도는 대조구에 비해 첨가구의 증가 폭이 낮게 나타났으며, 특히 미강추출물 첨가구에서는 대조구에 비해 2배 이상의 낮은 경도를 보였다. 탄력성(springiness)은 대조구와 첨가구에서 거의 차이가 없으며, 저장 기간이 경과 후에도 차이가 거의 없었다. 빵의 GABA 함량은 GABA 미강 및 미강추출물 첨가로 대조구 대비 40배 가량의 증가 효과를 나타내어, GABA 일부가 열에 의해 손실되었으나 상당량 잔유함을 나타냈다. 이와 같은 결과를 종합하여 볼 때 GABA 미강을 직접 첨가하는 것보다 미강추출물을 첨가하여 제빵하는 것이 적절하며, 미강추출물을 5-20% 첨가하여 빵의 저장성이 향상될 수 있으며, GABA 첨가 효과로 건강기능성이 우수한 빵을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.207-212
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• 2007

식물현탁배양세포의 whole cell extract의 $^1H$ NMR 스펙트럼 데이터로부터 통계분석기법을 활용하여 GABA의 간단하고 신속한 정량분석방법을 확립하였다. 이 기술을 활용하여 고등식물 8종의 9개 세포주를 MS 배지에 1 mg/L의 2,4-D를 첨가한 배지에 유지하였을 때 고수 (Coriandrum sativum L.)가 가장 많은 양의 GABA를 생산하였다. 고수 현탁배양세포로부터 2,4-D농도 및 배양기간에 따른 GABA의 생산성 변화를 조사한 결과 현탁배양세포를 0.5 mg/L 2,4-D가 첨가된 배지에서 3주간 배양된 현탁배양세포를 이용할 경우 GABA 함량이 건중량 1 g 당 16.9 mg으로 가장 높게 생산되었다. 본 연구에서 확립된 간단하고 신속한 분석법으로 다양한 식물자원으로부터 GABA의 생산성을 초고속탐색(high-throughput screenig)할 수 있을 것이며 고수 현탁세포배양법으로 GABA의 상업적 대량생산이 가능할 것으로 전망된다.