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Bioconversion of Isoflavones during the Fermentation of Samso-Eum with Lactobacillus Strains
조장원,Hyun-Cheol Jeong,Hee-Do Hong,김영찬,최상윤,Kyung Tack Kim,마진열,Young Chul Lee 한국생물공학회 2012 Biotechnology and Bioprocess Engineering Vol.17 No.5
In this study, the possible application of Lactobacillus strains as a functional starter culture to ferment Samso-Eum (SE), an oriental herbal medicine formula, and the production of bioactive isoflavones (daidzein,genistein) were investigated. Four strains of Lactobacillus (Lactobacillus plantarum KFRI 144, L. amylophilus KFRI 161, L. curvatus KFRI 166, and L. bulgaricus KFRI 344)were used for SE fermentation. Declines in pH and in viable cell counts during fermentation were investigated and the quantification of isoflavones using HPLC were performed after fermentation at 37oC for 48 h. All the tested Lactobacillus strains lowered the pH level to approximately 3.6 after 48 h and showed the highest level of growth at 24 h during SE fermentation. During the SE fermentation of the four Lactobacillus strains, the conversion of isoflavone glycosides (daidzin, genistin) into bioactive aglycones (daidzein, genistein) was observed in all of the fermentations, but with different rates depending on the strains. L. plantarum KFRI 144 and L. amylophilus KFRI 161 exhibited the highest bioconversion rate of isoflavone glycosides into their bioactive aglycones. These results demonstrate that L. plantarum KFRI 144 and L. amylophilus KFRI 161 have potentials as functional starter cultures for manufacturing fermented SE with higher isoflavone bioavailability.
신기술 신소재/해외기술 - 천연소재 유래 다당체의 면역조절 기작
조장원,Cho, Chang-Won 한국식품연구원 2013 食品技術 Vol.26 No.3
분자단계에서 천연소재 유래 다당체는 면역 세포 표면(예, 대식세포)에 있는 한가지 또는 여러가지 수용체(${\beta}$-glucan 수용체, mannose 수용체, complement 수용체 3, Toll-like 수용체, scavenger 수용체)와 면역 반응을 시작하기 위하여 결합할 수 있고, 그 후에 신호전달을 위하여 cytokine과 second messenger($Ca^{2+}$, cAMP, cGMP, NO 등등)들을 생성한다. 그 결과로 선천면역과 적응면역을 유도하여 다양한 질환에 영향을 미친다. 추가적으로 다당체들의 면역조절은 신경내분비 체계의 조절과도 연관되어 있다. 최근 수많은 천연소재유래 다당체의 생리활성에 관한 연구가 진행되고 있다. 다양한 연구를 통해 정확한 약효, 낮은 독성과 부작용을 가진 일단의 다당체가 발견되어 현재 임상에서 암 치료에도 사용되고 있다. 이러한 사실들은 면역증진 다당체들이 항 종양치료를 위한 새로운 치료제로서 큰 시장을 개척할 수 있다는 가능성을 보여주고 있다. 이러한 사실에도 불구하고 현재 다당체에 대한 연구는 다음과 같은 취약점을 내포하고 있다. 첫째 다당체의 생리활성에 대한 정해진 비교기준이 없다. 특별히 임상 환경에서는 이러한 연구들이 중국, 일본, 한국과 일부 다른 동양국가들에 국한되어 있어 유럽이나 미국에서의 연구 자료가 결여되어있다. 둘째 현재 연구에 사용되고 있는 대다수의 천연소재 유래 다당체는 순수한 다당체가 아닌 천연 그대로의 것을 사용하고 있어 소재로부터 유래하는 다른 활성성분에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있어 순수 다당체가 면역체계에 어떠한 역할을 수행하는지 진단하는데 어려움이 있다. 셋째 면역조절 경로에서 다당체의 정확한 신호전달 경로가 아직 정확하게 밝혀지지 않았고, 또한 동물과 임상실험에서 다당체가 작용하는 수용체 및 신호전달 경로에 대한 상반되는 결과가 발표되고 있기도 하다. 따라서 다당체의 면역조절활성에 대한 연구에 있어 다음과 같은 점들에 주목해야 할 필요가 있다. 첫째 다당체의 구조와 활성간의 상관관계를 밝혀야 할 것이다. 특히 다당체의 세부 구조 및 활성 부위를 밝혀낸다면 분자수준의 면역조절 기작을 명확히 하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 이러한 정보를 확보할 수 있다면 다당체의 구조를 변형시켜 활성을 증진시킬 수 있을 것이며, 또한 활성이 증가된 다당체를 합성하는 일도 가능해 질 것으로 예상된다. 마지막으로 ${\beta}$-glucan과 lentinan과 같은 정제된 다당체의 연구를 지속적으로 수행하여 효과적인 동물실험 및 임상실험 protocol을 확보하고 연구결과들에 대한 database를 구축해야 할 필요가 있다. 이러한 노력들이 성공적으로 수행된다면 천연소재유래 다당체들이 가까운 장래에 암 치료를 포함한 다양한 질병에 적용 가능한 새로운 면역조절제로 사용될 수 있을 것이다.
Characteristic study on the chemical components of Korean curved ginseng products
조장원,김영찬,강진희,이영경,최상윤,김경택,이영철,홍희도 고려인삼학회 2013 Journal of Ginseng Research Vol.37 No.3
Dried ginseng (DG) is in fact the representing ginseng product in the worldwide market. Although it is made in various packages depending on the processing method, size and age of DG, basic scientific data reporting the chemical components are limited. In this study, 4-year-old curved ginseng (CG), one of the domestic DG products, was selected for further investigation. Eighty-six samples of 30 and 50 piece-grade CG, which are the most widely distributed in the market, were collected for 5 yr. Their major components, such as moisture, total sugar, acidic polysaccharides, total phenolic compounds, and saponins, were analyzed to figure out the standard quality characteristics. The moisture content of all CG samples was less than 15%. The total water-soluble sugar contents were 22.9% to 47.8% and 23.2% to 49.5% in the 30 and 50 piece-grade CG, respectively. The acidic polysaccharide contents were 3.6% to 6.7% and 2.9% to 6.9% in the 30 and 50 piece-grade CG, respectively. The total phenolic compound content was 0.4% to 0.5% in CG, regardless of the piece-grade. The crude saponin content, which represents the active component of ginseng, was over 2% in all samples. In 30 piece-grade CG samples, the contents of major ginsenosides, Rb1, Rf, and Rg1, were 2.2to 4.7 mg/g, 0.4 to 1.3 mg/g, and 1.6 to 4.0 mg/g, respectively. The ginsenoside contents in 50 piece-grade CG samples were 2.1 to 3.9 mg/g (Rb1), 0.5 to 1.2 mg/g (Rf), and 1.3 to 3.4 mg/g (Rg1). Overall, since there were relatively high standard deviation and coefficient of variation in all the chemical component contents that were assessed, we found some difficulties in showing the CG standard chemical component characteristics by average, standard deviation, and other statistical analysis factors.