• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권11호
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• pp.1620-1632
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• 2017

Objective: This study evaluated the effects of a traditional Chinese medicine formula (TCMF) on muscle fiber characteristics in finishing pigs and the effects of the formula's extract (distilled water, ethyl acetate and petroleum ether extraction) on porcine cell proliferation and isoforms of myosin heavy chain (MyHC) gene expression in myocytes. Methods: In a completely randomized design, ninety pigs were assigned to three diets with five replications per treatment and six pigs per pen. The diets included the basal diet (control group), TCMF1 (basal diet+2.5 g/kg TCMF) and TCMF2 (basal diet+5 g/kg TCMF). The psoas major muscle was obtained from pigs at the end of the experiment. Muscle fiber characteristics in the psoas major muscle were analyzed using myosin ATPase staining. Cell proliferation was measured using 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) dye and cytometry. Isoforms of MyHC gene expression were detected by real-time quantitative polymerase chain reaction. Results: The final body weight and carcass weight of finishing pigs were increased by TCMF1 (p<0.05), while the psoas major muscle cross-sectional area was increased by TCMF (p<0.05). The cross-sectional area and diameter of psoas major muscle fiber Ι, IIA, and IIB were increased by TCMF2 (p<0.05). The cross-sectional area and fiber diameter of psoas major muscle fiber IIA and IIB were increased by diet supplementation with TCMF1 (p<0.05). Psoas major muscle fiber IIA and IIB fiber density from the pigs fed the TCMF1 diet and the type IIB fiber density from the pigs fed the TCMF2 diet were lower compared to pigs fed the control diet (p<0.05). Pigs fed TCMF2 had a higher composition of type Ι fiber and a lower percentage of type IIB fiber in the psoas major muscle (p<0.05). The expression levels of MyHC Ι, MyHC IIa, and MyHC IIx mRNA increased and the amount of MyHC IIb mRNA decreased in the psoas major muscle from TCMF2, whereas MyHC Ι and MyHC IIx mRNA increased in the psoas major muscle from TCMF1 (p<0.05). Peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ $coactivator-1{\alpha}$ and CaN mRNA expression in the psoas major muscle were up-regulated by TCMF (p<0.05). Porcine skeletal muscle satellite cell proliferation was promoted by $4{\mu}g/mL$ and $20{\mu}g/mL$ TCMF water extraction (p<0.05). Both $1{\mu}g/mL$ and $5{\mu}g/mL$ of TCMF water extraction increased MyHC IIa, MyHC IIb, and MyHC IIx mRNA expression in porcine myocytes (p<0.05), while MyHC Ι mRNA expression in porcine myocytes was decreased by $5{\mu}g/mL$ TCMF water extraction (p<0.05). Porcine myocyte MyHC Ι and MyHC IIx mRNA expression were increased, and MyHC IIa and MyHC IIb mRNA expression were down-regulated by $5{\mu}g/mL$ TCMF ethyl acetate extraction (p<0.05). MyHC Ι and MyHC IIa mRNA expression in porcine myocytes were increased, and the MyHC IIb mRNA expression was decreased by $1{\mu}g/mL$ TCMF ethyl acetate extraction (p<0.05). Four isoforms of MyHC mRNA expression in porcine myocytes were reduced by $5{\mu}g/mL$ TCMF petroleum ether extraction (p<0.05). MyHC IIa mRNA expression in porcine myocytes increased and MyHC IIb mRNA expression decreased by $1{\mu}g/mL$ in a TCMF petroleum ether extraction (p<0.05). Conclusion: These results indicated that TCMF amplified the psoas major muscle cross-sectional area through changing muscle fiber characteristics in finishing pigs. This effect was confirmed as TCMF extraction promoted porcine cell proliferation and affected isoforms of MyHC gene expression in myocytes.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권2호
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• pp.254-265
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• 2017

GABA 함량이 증가된 섬애약쑥 발효물의 제조를 위하여 섬애약쑥 추출물을 15% 첨가하여 제조한 식혜에 MSG를 0, 0.25, 0.5 및 1.0% 첨가하고, Lactobacillus brevis(KI271266)를 접종하여 3일간 발효하면서 일자별로 시료를 취해 이화학적 특성을 분석하였다. 발효기간이 경과할수록 탁도는 점차 감소하였고, 명도와 황색도는 증가하였고, 적색도는 감소하는 경향이었다. 가용성고형분도 점차 낮아져 발효 3일에는 $19.70-20.80^{\circ}Brix$의 범위였다. 환원당의 함량은 MSG의 첨가량이 많을수록 더 높았는데, 발효기간이 경과할수록 감소하는 경향이었다. pH는 4.65-4.83이던 것이 발효 3일 후에는 3.15-3.68로 낮아졌다. MSG의 첨가농도가 높을수록 GABA의 함량도 높았으며, 발효기간이 경과할수록 그 함량도 증가하여 MSG 1.0% 첨가군에서는 354.38 mg/L로 가장 높은 함량이었다. Fructose, glucose 및 sucrose는 발효 전에 비해 3일간 발효 후에 50-67%가 감소하였다. 유기산 중 propionic acid, oxalic acid, citric acid 및 fumaric acid의 함량은 발효기간의 경과와 더불어 감소하였고, lactic acid, acetic acid, succinic acid의 함량은 점차 증가하였는데, lactic acid의 증가폭이 가장 컸다. 3일간 발효가 완료된 발효물 중의 총 페놀화합물의 함량 및 DPPH 라디칼 소거활성은 동일한 경향으로 MSG 0.5% 첨가군이 유의적으로 가장 높았고, 다음으로 1.0% 첨가군이었다. 이상의 결과로부터 섬애약쑥 유산균 발효물 제조시 MSG를 첨가함으로써 발효물의 이화학적 특성에는 영향을 미치지 않으면서 GABA의 함량 증가가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.596-606
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• 2019

본 연구에서는 다시마 물 추출액과 유산균(Lactobacillus brevis)으로 발효한 다시마 발효액의 이화학적 특성 및 항산화 활성과 항염증 활성에 대하여 검토하였다. 다시마 물 추출액 및 발효액의 pH는 각각 6.18과 4.16이었고, 당도는 $8.50^{\circ}Brix$와 $7.40^{\circ}Brix$였다. 다시마 물 추출액과 발효액의 주요 유리아미노산은 glutamic acid와 aspartic acid 및 alanine으로 발효에 의해 glutamic acid는 감소한 반면 GABA의 함량은 증가하였다. 다시마 물 추출액 및 발효액의 총 폴리페놀 함량은 각각 $498.29{\mu}g\;GAE/ml$와 $615.77{\mu}g\;GAE/ml$였다. DPPH radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며, 10% 농도에서의 DPPH radical 소거능은 각각 89.89%와 96.94%로 나타났다(p<0.05). 다시마 물 추출액과 발효액의 SOD 활성 또한 농도 의존적으로 증가하였으며, 다시마 발효액의 경우 물 추출액보다 유의적으로 활성이 증가하는 결과가 나타났다(p<0.05). 나아가 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포를 이용하여 항염증 활성을 검토하였다. 다시마 물 추출액과 발효액의 ROS 생성은 1% 농도에서 각각 189.90% 및 174.69%를 나타내었다. 또한, 염증성 cytokines인 $TNF-{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$의 분비량은 다시마 발효액이 물 추출액보다 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다(p<0.05). 이상의 결과에서와 같이 다시마 추출액과 발효액은 높은 항산화 및 항염증 활성이 있는 것으로 나타났으며, 특히 발효에 의해 그 활성이 증가하여 기능성 식품소재로서 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.463-471
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• 2018

들깨는 우리나라에서 재배되어온 대표적인 유지작물로 지질의 함량 중 알파리놀렌산의 함량이 60% 전후로 불포화도가 높아서 산패가 쉽게 일어나는 문제가 있다. 알파리놀렌산은 소포체 유래의 ${\Delta}15$ desaturase (FAD3)와 엽록체 유래의 ${\Delta}15$ desaturase (FAD7)에 의해서 합성된다. 엽록체 유래의 FAD7 유전자 발현의 손상없이 종자의 알파리놀렌산 함량을 낮추기 위해 소포체 유래 FAD3 유전자를 RNAi기법을 이용하여 발현을 억제하였다. 재배종인 엽실들깨의 배축을 이용하여 아그로박테리움 매개 형질전환법으로 제초제(바스타) 저항성을 가진 형질전환체 17개체를 획득하였다. 형질전환체는 0.3% (v/v) 바스타제초제를 이용하여 선발하였으며 Northern blot으로 FAD3 유전자의 발현이 억제되는 것을 확인하였다. 온실에서 수확한 12개체 종자 지방산 함량을 분석한 결과 알파리놀렌산 함량이 10-20% 2개체, 30-40% 7개체, 대조구와 비슷한 60%대 3개체를 획득하였다. 형질전환체의 $T_2$ 종자의 분리비와 지방산 조성을 분석한 결과 동형접합체 계통에서 6-10% 알파리놀렌산 함량을 보였으며 이형접합계통은 20-26% 알파리놀렌산 함량을 나타내어 동형으로 고정시 FAD3 유전자 발현이 상당히 강력히 억제됨을 확인할 수 있었다. 들기름의 지방산 중 알파리놀렌산 함량의 감소는 들깨의 산패를 방지하고 감마리놀렌산 등의 고가의 건강기능성 지방산 생산에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권1호
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• pp.146-154
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• 2023

참치액 소스를 가공할 때 가쓰오부시(가다랑어 훈연 숙성) 열수 추출물을 주원료로 사용하며, 이때 부산물로 생산되는 가쓰오부시 단백질을 이용하여 가수 분해산물인 peptide 강화소재를 제조하며 이를 젖산발효를 통한 기능성 물질 GABA가 증진된 기능성 발효소재를 개발하였다. 황칠나무 추출물 25%에 glucose 2%, skim milk 1%를 첨가한 제한배지에서 1차 고초균 발효 1일 동안 B. subtilis HA의 생균수는 8.83 log CFU/mL로 크게 증가하였고, pH 7.53과 산도 0.06%를 나타내었다. 고초균 발효물의 protease 활성은 발효 전 1.55 unit/mL에서 발효 후 102.22 unit/mL로 크게 증가하였고, 이에 가쓰오부시 부산물을 10% 첨가하여 60℃에서 3시간 동안 단백질 분해한 결과 tyrosine 함량이 분해 전 72.94 mg%에서 분해 3시간 후 156.85 mg%로 2배 이상 증가하였다. 고초균 발효물을 이용하여 가수분해시킨 가쓰오부시 단백질 분해물에 추가적으로 MSG 10%, glucose 3%, yeast extract 0.5%를 첨가하여 정치배양으로 젖산균 발효를 수행하였다. L. plantarum KS2020의 생균수는 0일 차 7.65 log CFU/mL에서 발효 7일 차 9.33 log CFU/mL까지 크게 증가하였고, B. subtilis HA의 생균수는 0일 차 5.98 log CFU/mL에서 1일 차부터 생균수가 검출되지 않았다. 젖산균 발효물의 pH 및 산도의 변화는 0일 차 pH 7.14, 산도 0.19%에서 1일 차에 pH는 5.77로 감소하고 산도는 1.92%로 증가한 후 발효 3일 차에 산도는 0% 및 pH 8.00 이상을 나타내었다. 젖산발효 1일 차부터 GABA의 전환이 보이면서 발효 3일 차에 고농도 GABA 생성을 나타내었다. GABA 및 glutamic acid의 함량을 HPLC로 분석한 결과, GABA의 함량은 3,139.58 mg/100 g으로 매우 높은 값을 나타냈으며, glutamic acid의 함량은 83.44 mg/100 g이었다. 결과적으로 황칠나무 추출물을 이용한 고초균 발효물을 효소원으로 이용하여 가쓰오부시 부산물의 단백질을 효과적으로 고온에서 단기간에 분해하여 peptide를 생성시켰으며, 연속적으로 젖산발효를 통해 약 3.1%의 GABA가 생성되었다. 최종 가쓰오부시 단백질의 가수분해물을 이용한 젖산균 발효물은 산도가 0%이며 풍미, probiotics, peptides, 고농도 GABA를 함유한 복합 기능성 발효소재로써 소스 등 다양한 식품의 건강소재로 활용이 기대된다.