• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.465-475
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• 2016

전 세계적으로 염증성 장질환의 발병률이 지속적인 증가추세를 보이는 가운데, 그 원인과 기전에 대한 적극적인 연구가 진행되고 있음에도 불구하고 아직 뚜렷한 치료제의 개발은 미비한 실정이다. 염증성 장질환의 원인에는 유전적, 후생유전적, 환경적 요인 외에도 숙주의 면역상태 등이 복합적으로 영향을 미치는 것으로 보고되어 있으며 특히 환경적인 요인 중 식이는 장 건강에 큰 영향을 미친다. 인간의 소화 작용에 의해 분해되지 않고 장까지 도달하는 난소화성 식이 섬유소는 장내 미생물의 먹이로 사용되고 선택적으로 바람직한 장내 미생물인 프로바이오틱스(probiotics)의 성장에 영향을 주는 프리바이오틱스(prebiotics)의 기능을 수행함으로써 장 건강에 긍정적인 영향을 준다고 알려져 있다. 최근 풍부한 식이 섬유소롤 함유하고 있는 해조류 유래 다당류의 프리바이오틱스로의 기능이 대두되면서 장 건강 증진을 위한 기능성 물질로써의 역할과 그 기전 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 해조류 유래 다당류, 주로 후코이단과 라미나린 등이 장 건강과 장내 미생물의 성장에 미치는 영향 및 염증성 장질환의 재발과 치료를 위한 잠재적인 기능성 원료로써 가능성을 in vitro와 in vivo 실험 결과를 바탕으로 논의해 보도록 하겠다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제20권1호
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• pp.123-129
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• 1977

효모세포벽 분해효소를 생산하는 386주(株)의 미생물을 분리하여 그중 강한 1주(株)를 선발 동정(同定)하고 선정균의 효소생산조건을 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 선정한 M-10 strain은 Humicola sp.로 동정(同定) 되었다. 2. 선정균의 효소생성은 pH 6.0 $33^{\circ}C$에서 가장 양호하였다. 3. 탄소원으로서 baker's yeast 4%가 Iytic enzyme 생산에 가장좋았고 기타 laminarin과 dextrin 등이 효과적이었으며 질소원도 peptone이 다소 효과적이나 baker's yeast로서 족하였다. 4. 효소생산에 $K_2HPO_4$ 0.1%와 $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.01%의 첨가가 가장 효과적이고 기타 염류의 첨가는 효과가 없었다. 5. 선정한 배지조성에서 72시간 진탕배양으로 최고에 달하였다.

• Mycobiology
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• 제38권2호
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• pp.144-148
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• 2010

$\beta$-Glucans have been known to exhibit antitumor activities by potentiating host immunity by an unknown mechanism. The C-type lectin dectin-1, a $\beta$-glucan receptor, is found on the macrophage and can recognize various $\beta$-glucans. Previously, we demonstrated the presence of $\beta$-glucan receptor, dectin-1, on the Raw 264.7 cells as well as on murine mucosal organs, such as the thymus, the lung, and the spleen. In order to investigate immunopotentiation of innate immunity by $\beta$-glucan, we stimulated a murine macrophage Raw 264.7 cell line with $\beta$-glucans from Pleurotus ostreatus, Saccharomyces cerevisiae, and Laminaria digitata. Then, we analyzed cytokines such as tumor necrosis factor (TNF)-$\alpha$ and interleukin (IL)-6 by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). In addition we analyzed gene expression patterns in $\beta$-glucan-treated Raw 264.7 cells by applying total mRNA to cDNA microarray to investigate the expression of 7,000 known genes. When stimulated with $\beta$-glucans, the macrophage cells increased TNF-$\alpha$ expression. When co-stimulation of the cells with $\beta$-glucan and lipopolysaccharide (LPS), a synergy effect was observed by increased TNF-$\alpha$ expression. In IL-6 expression, any of the $\beta$-glucans tested could not induce IL-6 expression by itself. However, when co-stimulation occurred with $\beta$-glucan and LPS, the cells showed strong synergistic effects by increased IL-6 expression. Chip analysis showed that $\beta$-glucan of P. ostreatus increased gene expressions of immunomodulating gene families such as kinases, lectin associated genes and TNF-related genes in the macrophage cell line. Induction of TNF receptor expression by FACS analysis was synergized only when co-stimulated with $\beta$-glucan and LPS, not with $\beta$-glucan alone. From these data, $\beta$-glucan increased expressions of immunomodulating genes and showed synergistic effect with LPS.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

Ganoderma lucidum BCCM 31549 has a long established role for its therapeutic activities. In this context, much interest has focused on the possible functions of the (1,3)-β-D-glucan (G) produced by these cultures in a stirred-tank bioreactor and extracted from their underutilized mycelium. In the existing study, we report on the systematic production of G, and its sulfated derivative (GS). The aim of this study was to investigate G and its GS from G. lucidum in terms of their antibacterial properties and cytotoxicity spectrum against human prostate cells (PN2TA) and human caucasian histiocytic lymphoma cells (U937). ¹H NMR for both G and GS compounds showed β-glycosidic linkages and structural similarities when compared with two standards (laminarin and fucoidan). The existence of characteristic absorptions at 1,170 and 867 cm^-1 in the FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) for GS demonstrated the successful sulfation of G. Only GS exhibited antimicrobial activity against a varied range of test bacteria of relevance to foodstuffs and human health. Moreover, both G and GS did not show any cytotoxic effects on PN2TA cells, thus helping demonstrate the safety of these polymers. Moreover, GS showed 40% antiproliferation against cancerous U937 cells at the low concentration (60 μg/ ml) applied in this study compared with G (10%). Together, this demonstrates that sulfation clearly improved the solubility and therapeutic activities of G. The water-soluble GS demonstrates the potential multifunctional effects of these materials in foodstuffs.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제19권4호
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• pp.438-444
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• 2011

The mushroom Coriolus versicolor contains biologically active polysaccharides, most of which belong to the ${\beta}$-glucan group. Diverse physicochemical properties, due to different sources and isolated types of ${\beta}$-glucans, can induce distinct biological activities. We investigated the effects of ${\beta}$-glucans from C. versicolor on phagocytic activity, nitric oxide (NO), TNF-${\alpha}$ production, and signaling of dectin-1, a well-known ${\beta}$-glucan receptor, in macrophages. ${\beta}$-Glucans increased phagocytic activity and TNF-${\alpha}$ and NO-iNOS/eNOS production. Laminarin, a specific inhibitor of dectin-1, showed strong inhibitory effects on phagocytosis and subsequent TNF-${\alpha}$, iNOS, and eNOS production increased by ${\beta}$-glucans, indicating that ${\beta}$-glucans reacts with dectin-1 receptors. We examined whether the aforementioned cytokines were involved in the signaling pathway from the dectin-1 receptor to phagocytosis, and found that the inhibition of iNOS, eNOS, and TNF-${\alpha}$ receptors significantly decreased ${\beta}$-glucan-induced phagocytosis. In conclusion, our study showed that dectin-1 signaling, triggered by ${\beta}$-glucans, subsequently elicited TNF-${\alpha}$ and NO-iNOS/eNOS production, and that these molecules seem to act as secondary molecules that cause eventual phagocytosis by macrophages. These findings suggest that C. versicolor could be used as a nutritional medicine that may be useful in the treatment of infectious disease.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.58-66
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• 2007

Isolation, expression, and characterization of a novel $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ with high specific activity and homology to Bacillus lichenases is described. One clone was screened from a genomic library of Paenibacillus sp. F-40, using lichenan-containing plates. The nucleotide sequence of the clone contains an ORF consisting of 717 nucleotides, encoding a ${\beta}-glucanase$ protein of 238 amino acids and 26 residues of a putative signal peptide at its N-terminus. The amino acid sequence showed the highest similarity of 87% to other ${\beta}-1,3-1,4-glucanases$ of Bacillus. The gene fragment Bg1 containing the mature glucanase protein was expressed in Pichia pastoris at high expression level in a 3-1 high-cell-density fermenter. The purified recombinant enzyme Bg1 showed activity against barley ${\beta}-glucan$, lichenan, and laminarin. The gene encodes an $endo-{\beta}-1,3(4)-D-glucanase$ (E. C. 3.2.1.6). When lichenan was used as substrate, the optimal pH was 6.5, and the optimal temperature was $60^{\circ}C$. The $K_m,\;V_{max},\;and\;k_{cat}$ values for lichenan are 2.96mg/ml, $6,951{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;3,131s^{-1}$, respectively. For barley ${\beta}-glucan$ the values are 3.73mg/ml, $8,939{\mu}mol/min{\cdot}mg,\;and\;4,026s^{-1}$, respectively. The recombinant Bg1 had resistance to pepsin and trypsin. Other features of recombinant Bg1 including temperature and pH stability, and sensitivity to some metal ions and chemical reagents were also characterized.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.483-488
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• 2009

본 연구는 갈조류인 다시마, 모자반, 톳을 효소적 방법으로 가수분해하여 이를 이용한 바이오 에탄올 생산 가능성을 확인하고자 하였다. 가수분해 효소 분리 및 바이오 에탄올 생산 실험 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 효소는 해수 및 채취한 갈조류 시료에서 분리하였으며, 갈조류의 주요 다당류인 alginate와 laminaran에 대한 효소 활성을 측정하였다. 또한 다시마, 모자반, 톳에 대한 직접적인 갈조류 가수분해 효과를 확인 하였다. 조효소에 의한 가수분해는 alginate에서 특히 높게 나타났으며, laminaran에서도 일부 활성을 보였다. 갈조류의 전처리에서 환원당의 생성은 외분비 효소와 전체 조효소에서 크게 차이가 없었으며, 기질로는 다시마에서 최대 1.90 g/L로 가장 높게 확인되었다. 모자반과 톳에서의 가수분해가 12 h 안에 완료되는 것에 비해 다시마는 72 h 동안 반응이 지속적으로 일어났다. 에탄올 발효는 환원당 생성량과는 무관하게 나타났는데 이는 전처리 방법에 따라 갈조류 다당류의 가수분해에 미치는 영향이 다르기 때문으로 생각되며, 또한 전처리 과정에서 생성되는 부산물이 영향을 미치기 때문인 것으로 생각된다. 갈조류 에탄올 발효에서 기질로 다시마를 이용했을 때 에탄올 생산 수율이 가장 높았다. 다시마를 이용한 발효에서는 발효균주 및 효소처리에 따른 에탄올 생산량이 대략 0.90 g/L로 유사하게 나왔다. 모자반에서의 에탄올 생산은 발효균주를 Saccharomyces cerevisiae로 하였을 때 최대 0.14 g/L로 확인 되었으며, 톳에서는 Saccharomyces cerevisiae를 이용한 발효에서 에탄올생산이 전혀 확인되지 않았으며, Pachysolen tannophilus 에서만 0.09 g/L의 에탄올 생산이 생산되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권1호
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• pp.97-103
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• 2016

미역과에 속하는 대황 물 추출물의 항산화활성과 탄수화물 및 단백질 소화효소 저해능을 추출방법을 달리하여 비교 검토하였다. 환류냉각추출물(RE), 초음파추출물(SE), 고온가압추출물(AE), 저온고압추출물(LE)의 수율과 주요 성분함량은 AE, RE, SE, LE 순으로 높았다. 고온가압추출물(AE)의 수율, 라미나린, 후코이단, 폴리페놀, 플라보노이드 함량은 각각 55.21%, 39.03%, 24.75%, 115.68 mg GAE/g, 36.67 mg RHE/g을 나타내었다. DPPH radical 소거능 모든 시료에서 농도 의존적으로 증가하였으며, 500 mg% 농도에서 AE(86.60%), RE(83.09%), SE(84.41%), LE(80.45%) 순이었다. ABTS radical 소거능은 50 mg% 농도에서 모두 98% 이상의 높은 활성을 나타내었다. 아질산염 소거능은 모든 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였고 AE, RE, SE, LE 순으로 높았으며, 500 mg% 농도에서 추출방법에 관계없이 98% 이상의 높은 활성을 나타내었다. 탄수화물 소화효소 중 amylase 저해 효과는 50 mg% 농도에서 AE(64.76%), RE(58.57%), SE(54.76%), LE(45.48%)순으로 나타났으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해효과는 5 mg% 농도에서 AE(86.71%), RE(81.87%), SE(75.21%), LE(72.65%) 순으로 나타났다. 단백질 분해 효소 중 trypsin 저해 효과는 50 mg% 농도에서 AE(24.37%), RE(22.76%), SE(19.97%), LE(15.95%)순으로 나타났으며, ${\alpha}$-Chymotrypsin 저해효과는 50 mg% 농도에서 AE(49.05%), RE(43.60%), SE(40.63%), LE(38.10%) 순이었으며, 대황 추출방법은 $121^{\circ}C$에서 15분간 열처리하는 고온가압 추출방법이 가장 양호하였다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제2권3호
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• pp.133-141
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• 2007

국내 해조류 자원의 이용성 증대를 위해서 해조류의 기능성, 유산균 생육 특성, 가공식품에의 이용, 생분해성 포장재의 소재, 그리고 부산물을 이용한 동물사료화 및 퇴비화 가능성의 연구 보문을 조사하였다. 기능성물질 연구에서는 유용색소 (Fucoxanthin)의 추출과 부위별 함량 및 분광학적인 특성이 있으며, 해조류로부터 alginate의 함량 조사와 최적추출조건 확립에 대한 연구를 수행하여 AASA (Acid alkali soluble alginate) 추출방법에서 3% $Na_2CO_3$ 농도와, $H_2SO_4$의 농도 0.4 N에서 가장 높은 수율을 얻었다. 톳으로부터 산알칼리 (AASA) 방법으로 추출한 알긴산에 인위적으로 sulfate를 흡착 Lactobacillus acidophilus를 접종한 후 배양하면서 유산균의 성장에 대한 영향을 살펴 본 결과 모든 농도에서 이들 배지에 S-alginate를 첨가한 것이 유산균의 성장을 증가시켰다. 미역귀 추출물로 잼을 제조하였고, 김, 미역, 다시마의 물 추출물로 물성이 우수하고 관능성적도 양호한 젤리를 제조하였다. 해조류 젤리를 상품화하는데 있어서 해조류가 갖는 해조취와 젤리색소의 안정화가 상품화의 요소로 대두되어 이를 개선할 방법도 제시되었다. 해조 간장과 된장 및 두부에서는 다당류나 무기질 등 영양적인 기능성과 관능적 기호성을 향상시킬 수 있었다. 알긴산 필름의 물성 증진을 위하여 $CaCl_2$를 필름용액에 직접 첨가 또는 필름을 $CaCl_2$용액에 침지하는 두 가지 방법에서 수분 저항성이 강한 필름을 제조할 수 있었다. 미이용 해조분말이나 해조가공 부산물로 얻어지는 해조분말을 이용하여 새로운 생분해성 포장소재로 사용할 수 있는 가능성이 있다. 해조류의 영양성분 및 아미노산 함량을 분석한 결과 사료첨가제로서 충분한 가치가 있었으나 다량의 염분 함량으로 인하여 그 가치가 평가 절하되었다. 따라서 해조류의 사료적 가치를 증진시키기 위하여 발효처리를 하였으며, 그 결과 기능성 영양소 (불포화 지방산)가 증가되는 효과가 있었다.