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Journal of Chitin and Chitosan

  • : 한국키틴키토산학회
  • : 자연과학분야  >  생물
  • : KCI등재
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  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1229-4160
  • :
  • : 한국키틴키토산연구회지(~1998) → 한국키틴키토산학회지(1999~)

수록정보
수록범위 : 1권0호(1996)~26권4호(2021) |수록논문 수 : 1,094
한국키틴키토산학회지
26권4호(2021년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1Production of Extracellular Water-Soluble Polysaccharides and Hydrolytic Enzymes from Pedobacter sp. PR-M6 for Fermentation

저자 : Yong-su Song , Woo-jin Jung

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 153-160 (8 pages)

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Winter mushroom (Flammulina velutipes) substrate was used to investigate the characteristics of extracellular water-soluble polysaccharides (WSPs) and hydrolytic enzymes produced by Pedobacter sp. PR-M6. The dry weight of the relative insoluble substrate (IS) was found to increase continuously when cultured at 30℃ compared with that at 20℃ until day 7 of incubation. Three chitinase isozymes and one chitin deacetylase were identified by SDS-PAGE after 7 days of PR-M6 incubation. Analysis of the PR-M6 culture medium containing 1% winter mushroom powder indicated higher levels of β-1,3-glucanase activity when cultured at 20℃ than when cultured at 30℃. Dry weight of WSPs was the highest at 380 mg/100 mL in the mushroom medium at 20℃ incubation. The WSP production efficiency was the highest at 1% mushroom substrate. Yields of WSPs were 67.83 mg/100 mL and 111.57 mg/100 mL in fresh matter and dry matter, respectively. WSP yield showed no significant difference between pH 3 and pH 8.

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2상업용 효소를 이용한 노랑물봉선 추출물의 플라보노이드 배당체 생물전환 연구

저자 : 오유진 ( Yu Jin Oh ) , 이동호 ( Dong Ho Lee ) , 정회석 ( Hea-seok Jeong ) , 이민성 ( Min Sung Lee ) , 김동갑 ( Dong Kap Kim ) , 김재우 ( Jae Woo Kim ) , 한경민 ( Kyung Min Han ) , 김대욱 ( Dae Wook Kim )

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 161-165 (5 pages)

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노랑물봉선은 우리나라에서 자생하는 자생식물로 예로부터 지혈제를 비롯한 다양한 병증에 사용되어 왔으며 최근 항염, 항산화 등 생리활성에 관한 연구가 다양하게 수행되고 있다. 노랑물봉선의 주요 성분 중 하나인 cynaroside는 기능성 flavonoid인 luteolin의 배당체 형태로 본 연구에서는 상업용 효소를 이용하여 노랑물봉선 추출물에 들어 있는 cynaroside 를 luteolin으로 생물 전환 시키고 항산화 활성 및 피부 미백 활성을 조사하였다. 그 결과 노랑물봉선 추출물에 들어 있는 cynaroside는 상업용 효소인 Cytolase PLC5를 이용하여 최적 조건에서 99% 이상의 전환수율로 전환 하였다. 생물 전환된 노랑물봉선 추출물은 항산화 활성 및 피부 미백 활성이 일반 노랑물봉선 추출물에 비해 1.4, 2.4배 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 우리나라 자생식물 유래의 기능성 배당 체의 생물 전환을 통해 생리활성이 증가한 기능성 소재를 개발할 수 있는 기초자료를 마련하였고 향후 우리나라 자생식물 자원의 생물 전환 기술을 활용한 기능성 소재 개발로 우리나라 자생식물의 산업적 활용 활성화에 생물 전환 기술이 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.


The food grade commercial enzyme Cytolase PCL5 from Aspergillus niger was used for bioconversion of luteolin from Impatiens noli-tangere L. extract (ILLE). The contents of cynaroside (luteolin 7-O-glucoside) in ILLE was 96.24 μg/g. The optimal conditions for production of luteolin from cynaroside using Cytolase PCL5 were pH 4.5, 60℃, 1,000 μg/g substrate, and 1 mg/mL enzyme. Under the optimum conditions, the Cytolase PCL5 converted cynaroside to luteolin with a molar yield of over 99% within 2 h. The IC50 value of DPPH radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory effects of bioconverted ILLE were 72.8 and 98.71 μg/mL, respectively. The bioconverted ILLE exhibited 1.4 and 2.4 fold higher than I. noli-tangere L. These results indicated that the enzymatic bioconversion of ILLE can be used for developing a new natural functional material for cosmetic and food industry.

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3꾸지뽕나무 열매 추출물의 Chlorogenic Acid, Rutin 함량 분석 및 생리활성

저자 : 이정호 ( Jeong Ho Lee )

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 166-177 (12 pages)

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순창군에서 재배한 꾸지뽕 열매를 이용하여 건강식품을 개발하기 위한 기초자료를 확보하고자 꾸지뽕 열매를 상온에서 4시간 추출한 후 항산화, 항균, 항염 및 소화효소 활성을 측 정하였다. DPPH 라디칼 소거활성(IC50)은 6.79 ± 0.09 mg/mL 로 분석되었으며, relative activity 2.80%이었으며, ABTS 라디칼 소거활성(IC50)은 8.69 ± 0.05 mg/mL, relative activity 1.27%이었다. 총 폴리페놀 함량은 99.62 ± 1.11 mgGAE/g, 총 플라보노이드 함량은 50.32 ± 2.41 mgQE/g로 분석되었다. HepG2 세포내 항산화활성은 400 μg/mL의 농도에서 대조군 대비 ROS 발생량이 41.3 ± 0.5% 감소되었다. 꾸지뽕 열매 추출물의 처리농도가 증가함에 따라 항균활성이 증가하였으며, 최소억제농도는 L. monocytogenes와 S. Typhimurium은 100 mg/L, H. pylori는 120 mg/L, 최소사멸농도는 L. monocytogenes 200 mg/mL, S. Typhimurium 175 mg/mL, H. pylori 375 mg/mL로 측정되었다. RAW 264.7 세포와 Caco-2 세포에서 세포독성이 나타나지 않았으며, 꾸지뽕 열매 추출물 100 μg/mL 의 농도에서 RAW 264.7 세포에서 71.3 ± 1.3%, Caco-2 세포 67.7 ± 1.8% NO 생성이 감소되었다. 염증성 cytokine인 TNF-α, IL-1β 및 IL-6 생성을 농도 의존적으로 억제시켰다. 꾸지뽕 열매 추출물의 처리 농도가 증가함에 따라 α-amylase와 protease 효소활성이 증가하였다. 꾸지뽕 열매 추출물에 chlorogenic acid가 13.12 ± 0.11 mg/g, rutin이 1.23 ± 0.01 mg/g 함유되었다. 향후, 꾸지뽕 열매를 이용하여 건강식품 개발시 이상의 실험결과를 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단 된다.


This study was conducted to evaluate physiological activity like antioxidant, antibacterial, anti-inflammatory, and digestive enzyme activity in water extract of Cudrania tricuspidata fruit(CTW). The IC50 of DPPH and ABTS radical scavenging activities of CTW were 6.79 ± 0.09 mg/mL, 8.69 ± 0.05 g/mL, and total polyphenol and total flavonoid contents were 99.62 ± 1.11 mgGAE/g, 50.3 ± 2.4 mgQE/g, respectively. The 400 μg/mL of CTW performed more than 41.3 ± 0.5% protective effects against oxidative stress in HepG2 cell lines. Antibacterial activity increased as the dose concentration of CTW increased and the MIC was 100 mg/mL for L. monocytogenes, S. Typhimurium, and 120 mg/mL for H. pylori. CTW did not show cytotoxicity in RAW 264.7 cells and Caco-2 cells, and inhibited NO production in concentration dependent. NO production was reduced by 71.3 ± 1.3% in RAW 264.7 cells and 67.7 ± 1.8% in Caco-2 cell. Similarly, the production of inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, and IL-6) was inhibited in a concentration dependent manner. Furthermore, amylase and protease enzyme activity was observed in the CTW and the enzyme activity was increased according to the concentration of the extract. CTW contained 13.12 ± 0.11 mg/g of chlorogenic acid and 1.23±0.01 mg/g of rutin. The results indicate that it can be used as basic data for the development of health food.

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4우뭇가사리(Gelidium amansii)추출물의 Mouse Glomerular Mesangial Cells에최종당화산물로 유도된 당뇨병성 신병증 완화 효과

저자 : 조치흥 ( Chi Heung Cho ) , 김민경 ( Mingyeong Kim ) , 김세라 ( Sera Kim ) , 이상훈 ( Sang-hoon Lee )

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 178-186 (9 pages)

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본 연구에서는 제주도에서 자생하는 홍조류인 우뭇가사리 (Gelidium amansii) 70% (v/v) 에탄올 추출물(GAE)의 항당화 (anti-glycation) 효능 및 최종당화산물로 유도되는 당뇨병성 합병증 중 하나인 신장병증(nephropathy)에 대한 예방 효과를 평가하였다. GAE는 모든 처리 농도(1, 5, 및 20 μg/mL)에서 BSA, glucose, 및 fructose로 인해 생성되는 최종당화산물을 유의적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 또한 GAE의 전처리는 최종당화산물과 콜라겐 단백질 사이의 교차결합 형성을 유의적으로 억제 시켰으며, 최종당화산물과 콜라겐 단백질 사이에 이미 형성된 비가역적 교차결합에 GAE를 처리하였을 때 매우 효과적으로 절단하는 효능을 가지고 있음을 확인하였다. GAE의 신장 보호 효과를 평가하기 위해 mouse glomerular mesangial 세포 보호 효능을 평가한 결과 최종당화산물의 전구체인 MGO로 유도된 세포 독성으로부터 신장 세포를 보호하는 효과를 나타내었다. 이러한 효과는 GAE의 전처리가 MGO로 인해 증가하는 신장 세포 내 ROS 생성 억제, 세포 내 최종당화산물 축적 감소, 및 세포 내 MGO 축적 감소를 통해 신장 세포의 apoptosis를 억제하기 때문인 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 GAE는 합성 당뇨합병증 치료제로 알려진 아 미노구아니딘과 유사한 수준의 효능을 가지고 있음을 확인하였다. 그러므로 우뭇가사리는 최종당화산물로 인해 유도되는 당뇨병성 신병증을 예방 및 치료하는 효과를 가지고 있는 것으로 보이며, 부작용 위험이 낮은 천연 당뇨합병증 치료제로 개발 잠재력이 높은 것으로 사료된다.


In this study, we evaluated the anti-glycation activity and nephroprotective effects of Gelidium amansii 70% (v/v) ethanol extract (GAE) in mouse glomerular mesangial cells. GAE (1, 5, and 20 μg/mL) treatment significantly reduced advanced glycation end-products (AGEs) formation (p < 0.001), and inhibited AGEs formation up to 47.8% at 1 μg/mL GAE. In addition, GAE not only significantly inhibited the formation of AGEs-collagen cross-linking, but also showed the effect of breaking the already formed cross-links (p < 0.001). In particular, 20 μg/mL GAE (41.9%) exhibited similar breaking ability as ALT-711 (0.5 mg/mL, 33.7%) used as a positive control. Treatment of methylglyoxal (MGO), a precursor of AGEs, on mouse glomerular mesangial cells, increased intracellular MGO and AGEs accumulation, leading to increased reactive oxygen species (ROS) production and eventually induced renal cell apoptotic death. However, pre-treatment with the GAE, at 1, 5 and 20 μg/mL, reduced intracellular ROS production level to approximately 541.1-201.4%. Especially, pre-treatment of 20 μg/mL GAE significantly decreased intracellular MGO concentration (18.99 μg/mL) to a level similar to that of the non-treated group (16.67 μg/mL) (p < 0.001). Moreover, it was confirmed by immunofluorescence analysis that GAE suppressed the AGEs accumulation in mouse glomerular mesangial cells. As a result, due to this effects of GAE, MGO-induced apoptotic cell death was dramatically reduced, proving that GAE has an ability in preventing AGEs-related diabetic nephropathy. Therefore, our results suggest that Gelidium amansii has high potential to be developed as a natural agent for diabetic complications with a low risk of side effects.

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5Paenibacillus peoriae KP-1 유래 Amylase의 전분 분해 특성 규명

저자 : 김상진 ( Sang Jin Kim ) , 최민수 ( Min Su Choi ) , 유상미 ( Sang-mi Yu ) , 박창수 ( Chang-su Park )

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 187-192 (6 pages)

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경상북도 문경시 환경시료인 산림토양으로부터 균주 유래 amylase에 의해 전분을 기질로 첨가하고, 염색시료로 trypan blue를 첨가한 LB고체배지 상에서 명확한 활성환을 형성하는 균주를 단리하였다. 단리한 균주 유래의 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과 본 균주는 Paenibacillus peoriae로 동정되어, 본 균주를 P. peoriae KP-1 로 명명하고 본 균주 유래 amylase의 전분 분해 특성에 대하여 검토하였다. P. peoriae KP-1 는 37℃에서 150 rpm으로 배양하였을 때 배양 48시간 에서 가장 높은 amylase 생산성을 보였으며, 본 균주 유래 amylase에 의한 전분 분해에 있어서 최적 pH는 7.0, 최적 온도는 50℃를 나타내었다. 그리고 P. peoriae KP-1 유래 amylase의 pH안정성을 다양한 pH 조건에서 1시간 처리하여 검토한 결과, 본 효소는 pH 6.0-8.0 범위에서 안정하였다. P. peoriae KP-1 유래 amylase의 전분 분해를 위한 최적의 기질 농도를 검토한 결과 본 균주 유래 amylase는 40 g/L 전분의 기질에 대하여 가장 높은 분해 활성을 보였다. 그리고, 최적의 반응조건 (pH 7.0, 온도 40℃, 그리고 40 g/L 전분)에서 전분 분해 특성을 검토한 결과 반응 시간이 증가함에 따라 환원당 생성량도 일정하게 증가하면서 반응 300분 후에 30 g/L의 환원당을 생산하면서 최대 전분 분해 활성을 나타내는 것으로 검토되었다.
이상의 결과로 볼 때 토양 균주 P. peoriae KP-1 유래 amylase의 분해 활성의 명확한 규명을 하기 위해 amylase 활성 측정에 있어 최대 기질의 농도 및 최대 반응 시간의 조사를 위한 더 나은 분석방법과 세밀한 조사가 필요한 것으로 나타났다.


We screened amylase-producing microorganisms from environmental soil isolated from Mungyeong-si, Gyeongbuk, Korea. As a result, we selected one strain showing the highest amylase activity based on LB agar plate containing 1% starch and 0.02% trypan blue. In the analysis of 16S rRNA gene sequence from the strain, the isolated strain showed 99% of identity with Paenibacillus peoriae, therefore we named the strain Paenibacillus peoriae KP-1. When P. peoriae KP-1 was cultivated with LB medium with 0.5% starch, the strain produced amylase maximally after 5 days of cultivation. The amylase from P. peoriae KP-1 showed the highest activity at pH 7.0 and 50℃ and was stable up to 50℃ and at range of pH 6.0-8.0 against 1 hour of treatment. In the hydrolysis of starch, the amylase from P. peoriae KP-1 exhibited the highest activity in the 40 g/L of starch concentration. And, under the condition (pH 7.0, 40℃, and 40 g/L starch), the enzyme produced 30 g/L of reducing sugar after reaction for 300 min.

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6사크란-키토산 하이드로겔의 방출특성 및 기공률 분석

저자 : 신호준 ( Hojoon Shin ) , 권순영 ( Soon-young Kwon ) , 최동일 ( Dongil Choi )

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 193-199 (7 pages)

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본 연구에서는 수용액속에서 사크란 - 키토산 하이드로겔의 키토산 방출 현상을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
(1) 전자현미경 분석으로 사크란 - 키토산 하이드로겔은 얇은 막이 적층되어 구성된 기공 구조를 지니고 있으며 막 사이에 다량의 물을 흡수함으로써 높은 함수율(98%)을 지닐 수 있었던 것으로 사료된다.
(2) 음이온성의 사크란과 양이온성의 키토산 사이의 전기적 결합을 통해 하이드로겔 속에 포집된 키토산이 다량의 수 용액 속에서 28일동안 서서히 방출되어 중량의 33 ~ 39%가 감소했음을 확인하였다.
(3) NaCl, CaCl2 수용액 실험군에서 3차 탈이온수 실험군 보다 더 많은 중량감소와 기공률 감소가 관찰되었다. 이는 Na+ 와 Ca2+ 이온에 의해 사크란과 키토산 사이의 전기적 결합이 약화되어 더 많은 키토산이 방출될 수 있는 조건이 형성되었으며 동시에 막 사이의 간격이 수축되는 현상이 발생하였기 때문으로 사료된다.


We prepared sacran - chitosan hydrogels by using condensation reaction between amine group of chitosan and carboxyl group of sacran. Release behavior and change in porosity of hydrogels were observed by mass loss, FT-IR, mercury intrusion porosimetry (MIP), and SEM analysis in DW, 0.01M NaCl and CaCl2 solutions for 28days. 33%, 37%, and 39% of mass loss in DW, NaCl and CaCl2 solutions were observed for 28days, respectively. As results of mass loss and FT-IR analysis, chitosan was released from the hydrogel and release behavior of chitosan could be affected by Na+ and Ca2+ ion in solutions. Porosity of hydrogels in DW, NaCl and CaCl2 solutions were decreased in the order of DW, NaCl, and CaCl2 solutions. SEM analysis showed that hydrogels had porous layered structures. Shrinkage of layered structure of hydrogels due to release of chitosan in DW, NaCl and CaCl2 solutions resulted in decrease of porosity in spite of the decrease in mass loss of hydrogel in NaCl and CaCl2 solutions.

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7Preparation, Fractionation and Determination of Molecular Weight of COS using MALDI-TOF-mass Spectrometry Analysis

저자 : Yong Hyun Lee , Dae Young Jeong , Seung Hyun Oh , Jae Kweon Park

발행기관 : 한국키틴키토산학회 간행물 : 한국키틴키토산학회지 26권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 200-206 (7 pages)

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Chitooligosaccharides (COS) derived from the hydrolysis of high molecular weight chitosan (HMWC) was prepared and fractionated in salting-out method with a wide range of NaCl, and characterized by Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF) mass spectrometry analysis. It was confirmed that the COS before salting-out had a range from (GlcN)4 to (GlcN)15. A large decrease in COS molecules was confirmed according to the sequential salting-out, and finally, the COS according to the quaternary salting-out was mainly confirmed in (GlcN)5~7. Unfortunately, it was not possible to efficiently separate or purify molecules larger than (GlcN)7 in a single molecule according to salting-out, but if the concentration of NaCl can be more precisely controlled, it is thought that the separation of COS having a molecular size of (GlcN)7 or larger may be possible. Prior to separation and purification of single molecules, it is also necessary to improve methodological approaches that can efficiently produce degradation products sufficiently containing molecules of a certain size. Therefore, the results of this study emphasize once again the importance of the production method of COS of various sizes according to enzyme treatment, and at the same time suggest the need to establish a method for purifying COS of a specific molecular size for pharmaceutical applications.

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