선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근 들어 제주 환경에 있어 주요한 환경 오염원으로 부각되고 있는 감귤 가공부산물에 대해 Bacillus subtilis를 이용하여 발효를 실시하였고, 그 발효 산물의 특성을 파악하여 감귤 가공부산물을 기능성 소재로서의 활용 가능성을 찾고자 한다.
제안 방법
- Bacillus subtilie 이용하여 발효되어진 감귤 가공부산물과 Bacillus snbtili; 를 첨가하지 않고 감귤 가공부산물만을 발효시킨 것을 열스추출법과 80% methanol을 사용하여 각 온도별로 추출을 하여 감압농축한 후 농축액을 1 mg/ml, 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml로 희석하여 hydroxyl radical 소거활성을 측정하였다(Fig. 5-6). 대조구로 사용된 천연 항산화제 인 a-tocopherole 78%, 합성 항산화제 인 BHA는 72%, BHT는 65%에 hydroxyl radical 소거활성을 나타내었다(Fig.
- DPPH법은 항산화 활성을 나타내는 생리활성 물질의 의해 환원됨으로서 짙은 자색이 탈색되는 정도에 따라 항산화 효과를 전자공여능으로 측정하는 방법이다. Bacillus subtilis를 이용하여 발효되어진 감귤 가공부산물과 Bacillus wbtilis를 첨가하지 않고 감귤 부산물만을 발효시킨 산물을 열수추출법과 80% methanol을 사용하여 각 온도별로 추출을 하여 감압농축한 후 농축액을 1 mg/ml, 5 mg/ ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml 로 희석하여 DPPH에 의한 항산화 활성을 측정하였다(Fig. 2, 3). 그리고 대조구로는 천연 항산화제 인 a-tocopherol과 합성 항산화제 인 BHA(butylated hydroxytoluene), BHT(butylated hydroxytoluene)의 DPPH에의한 항산화 활성을 측정하였다(Fig.
- Bacillus subtilis를 이용하여 발효시킨 감귤 가공부산물과 Bacillus subtilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 가공부산물을 증류수와 80% methanol을 가지고 25℃, 40℃, 6VC에서 3시간 등안 추출단계를 거쳐서 1 mg/ml, 5 mg/ ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml에 농도로 희석하여 실험에 사용하였다. 그 결과 Bacillus subtilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 착즙박 열수츠출액 (Table 3)에서는 추출온도에 따라 조금씩에 차이를 나타내었고 또한 접종 농도에 따라서도 차이를 나타내었다.
- subtilis를 이용하였다. 감귤 가공부산물을 발효시키기 위하여 B. subtilis 균주를 전 배양하는데 Nutrient broth(NB, Difco, USA) 배지를 사용하여 30℃에서 2~3일간 호기적으로 교반 배양하였다. 전 배양된 B.
- 8% TCA (trichloroacetic acid)용액 1 ml를 가하여 반응을 중지 시켰다. 그 후, 1.0% TBA (thiobarbituric acid)용액 1 ml를 가하여 100℃에서 10분간 가열시킨 후 급속히 냉각시켜 532 nm에서 흡광도를 측정하였으며 시료에 대한 기준시료는 Bacillus subtilise 의해 발효되지 않은 농축액을 가지고 측정하였다.
- 0으로 조절한다. 그리고 난 후 고압 멸균기를 이용하여 12FC에서 25분간 멸균하여 감귤배지를 제조하였다.
- 2, 3). 그리고 대조구로는 천연 항산화제 인 a-tocopherol과 합성 항산화제 인 BHA(butylated hydroxytoluene), BHT(butylated hydroxytoluene)의 DPPH에의한 항산화 활성을 측정하였다(Fig. 1).
- 농도별로 희석된 농축액의 hydroxyl radical(O버) 소거 활성 능을 조사하기 위해 2-deoxyribose oxidation method 방법 [아을 변형하여 측정하였다.
- 0 x IO-4 M DPPH(l, l-diphenyl-2-picryhydrazyl)용액 2 ml와 발효 산물을 증류수와 80% 메탄올을 사용하여 25℃, 40℃, 60℃에서 추출하여 10배 농축한 농축액을 농도별로 1 mg/ml, 5 mg/tnl, 10 mg/ml, 20 mg/ml로 희석한 희석액을 1 ml씩 혼합한 후, spectrophotometer Hanson OPRON-3000, Korea) 로 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구로는 천연 항산화제 인 a-tocopherol과 합성 항산화제 인 BHA(butylated hydroxytoluene), BHT(butylated hydroxytoluene)를 0.05% (w/v)의 농도로 제조한 후 제조된 DPPH용액 2 ml와 대조구액 1 ml를 혼합한 것과 B. subtilis 의해 발효되지 않은 감귤가공부산물을 시험구와 같은 농도로 희석액을 제조한 후 제조된 DPPH용액 2 ml와 대조구액 1 ml씩을 혼합한 후 30분 간 상온에서 반응시킨 후 홉광도를 측정하였다.
- 분쇄된 시료는 5 g씩 80% Methanol과 멸균 증류수 250 ml가 들어있는 1000 ml 삼각플라스크에 첨가하여 혼합한 후 추출 온도를 각각 25℃, 40℃, 60℃ 조건하에서 3시간 동안 추출과정을 거친 후 여과지Chatman No.l, England)를 이용하여 여과 시킨 후 Rotary Evaporator HS-2001N (Hahn Shin, Korea)을 사용하여 10배로 감압 농축하였다.
- Ox 103 cfu/ ml 농도로 접종히여 동일한 조건에서 배양하였다. 이렇게 배양된 B. subtilise: 전처리 과정에서 제조되어진 감귤 배지에 접종하는데 감귤배지에 접종하는 균 농도는 배양액을 1.0 X 103 cfii/ml이 되게 멸균 생리식염수를 이용하여 단계 희석하여 감귤배지에 2.5%가 되게 접종 하여 B. subtilis 의 최적 생육온도인 3VC에서 72시간동안 호기적 조건하에서 shaking incubato를 이용하여 100 rpm으로 교반하면서 발효 과정을 거쳤다. 발효는 시중에 유통되고 있는 3 L 용량의 bottle를이용하였으며 72시간 동안 발효 시켰다.
- 전자공여 능(Electron donating ability, EDA)은 4.0 x IO-4 M DPPH(l, l-diphenyl-2-picryhydrazyl)용액 2 ml와 발효 산물을 증류수와 80% 메탄올을 사용하여 25℃, 40℃, 60℃에서 추출하여 10배 농축한 농축액을 농도별로 1 mg/ml, 5 mg/tnl, 10 mg/ml, 20 mg/ml로 희석한 희석액을 1 ml씩 혼합한 후, spectrophotometer Hanson OPRON-3000, Korea) 로 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구로는 천연 항산화제 인 a-tocopherol과 합성 항산화제 인 BHA(butylated hydroxytoluene), BHT(butylated hydroxytoluene)를 0.
- 항균 활성 실험은 McFarland No 0.5로 희석된 각각의 세균 현탁액을 멸균된 면봉을 사용하여 준비되어진 Muller Hinton agar(MHA, BBL, USA) plate에 골고루 도말하고, 건조 후 멸균된 paper disc(직경 6 mm, Advantec, Japan)에 B. subtilise 의해 발효되어진 발효 산물을 증류수 및 80% methanol에 의해 온도별로 추출되어진 추출액을 1 mg/ml, 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml의 농도로 조절 하여 50 μL씩 적하하여 풍건 한 후 MHA plate에 얹어서 각 배양 온도에 맞춰 24시간 배양하여 clear zone을 caliper로 측정 하였다. Caliper로 측정된 clear zonee paper disc의 직경도 포함 하였다.
대상 데이터
- 감귤 가공공장에서 실험 재료로 가져온 감귤 가공부산물을 실험에 필요한 양간을 습식 분쇄기를 사용하여 분쇄한 후 실험에 사용되었다. 먼저 분쇄된 감귤 가공부산물 시료 1 kg 에 멸균증류수 1〔를 첨가한 후 당분(설탕 5%, w/w)을 첨가 혼합한다.
- 감귤 가공부산물을 발효시키기 위한 발효 미생물은 한국종균협 회 (KCCM, Korean Culture Center of Microorganisms)에서 분양받아 실험에 이용하였다(Table 1).
- 감귤 가공부산물을 발효하기 위하여 B. subtilis를 이용하였다. 감귤 가공부산물을 발효시키기 위하여 B.
- 그리고 대조구로 사용될 감귤 가공부산물은 감귤배지 제조과정에서 당분을 첨가하지 않은 것을 대조구로 사용하며, 제조된 감귤배지는 Bacillus subtilise 이용하여 발효하기 전까지 -70℃에 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 그리고 대조구로는 천연 항산화제인 a-tocopherol과 합성항산화제 인 BHA(butylated hydroxytoluene), BHT(butylated hydroxytoluene)를 사용하였다. OH 소거활성 은 HSA (hydroxyl radical scavenging ability)로 표기 하였으며 다음과 같은 식으로 계산 하였다.
- 5-6). 대조구로 사용된 천연 항산화제 인 a-tocopherole 78%, 합성 항산화제 인 BHA는 72%, BHT는 65%에 hydroxyl radical 소거활성을 나타내었다(Fig. 4).
- 한다. 동결건조 된 시료는 GM-MM3900분쇄기(지엠 월드텍, Korea)를 사용하여 분쇄하였다.
- 본 실험에 사용된- 감귤 가공부산물은 2005년 10월~2006 년 2월에 제주도 전 지역에서 생산되어 가공공장인 (주) 일해(제주도)에서 주스 착즙 후 배출되는 감귤 가공부산물을제공받아 -20℃에서 보관하면서 실험 재료로 사용하였다.
- 항균실험에 사용된 균주는 생물자원센터 KCTC(Korean Collection For Type Culture)와 한국종균협 회 인 KCCM (Korean Culture Center of Microorganisms)에서 12종을 분양받아(Table 2) 배양조건에 맞게 전 배양하여 실험에 사용하였다. 항균 활성 실험은 McFarland No 0.
이론/모형
- Radical scavenging activity. The antioxidative activity was tested by DPPH method. The concentration of BHA, BHT and a-tocopherol added in reaction mixtrue were 5㎎/ml.
성능/효과
- 특히 40℃와 60℃에서 추출한 시료 20 mg/ ml 농도에서 KCTC 2711 Vibrio anguillarum, KCTC 1916 Staphylococuy aureuse KCTC 2928 Vibrio alginolyticus, KCTC 40870 Vibrio ichthyoenter에 대해 항균 활성을 나타내고 있다. 40℃에서 추출한 시료가 60℃에서 추출한 시료와 비교하였을 때 미미하지만 좀더 좋은 활성이 좋게 나타났다. Bacillus subtilise 이용하여 발효시킨 감귤 가공부산물 열수추출액에서는 평균적으로 감귤 가공부산물만을 발효시킨 것과 비교하여 보았을 때 5 mg/ml 농도에서부터 활성이 나타나기 시작하여 10 mg/ml과 20 mg/ml 농도에서는 모든 시험균에서 항균 활성을 나타내고 있다.
- 또한 80% methanol를 사용하여 추출한 시료에서(Table 4)도 마찬가지로 Bacillus subtilise 이용하여 발효시킨 감귤 가공부산물추출 시료에서 높은 항균활성을 나타내고 있다. Bacillus wbtilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 가공부산물 80% methanol 25℃ 추출시료에서는 20 mg/ml에서 40℃와 60℃ 추출시료에서는 5 mg/ml 농도에서 KCTC 1916 Staphylococcus aureus, KCTC 2928 Vibrio alginolyticus, KCTC 2715 Vibrio cholerae, KCTC 40870 Vibrio ichthyo- enterie 대하여 항균활성을 보이기 시작하여 20 mg/ml 농도에서는 모든 시험균에서 항균 활성이 나타났다. Bacillus suilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 가공부산물 열수 추출액 결과와 비슷하게 40℃에서 추출한 시료에서 조금은 나은 활성이 나타났다.
- Bacillus subtilis를 이용하여 발효시킨 감귤 가공부산물과 Bacillus subtilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 가공부산물을 증류수와 80% methanol을 가지고 25℃, 40℃, 6VC에서 3시간 등안 추출단계를 거쳐서 1 mg/ml, 5 mg/ ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml에 농도로 희석하여 실험에 사용하였다. 그 결과 Bacillus subtilis를 이용하지 않고 발효시킨 감귤 착즙박 열수츠출액 (Table 3)에서는 추출온도에 따라 조금씩에 차이를 나타내었고 또한 접종 농도에 따라서도 차이를 나타내었다. 특히 40℃와 60℃에서 추출한 시료 20 mg/ ml 농도에서 KCTC 2711 Vibrio anguillarum, KCTC 1916 Staphylococuy aureuse KCTC 2928 Vibrio alginolyticus, KCTC 40870 Vibrio ichthyoenter에 대해 항균 활성을 나타내고 있다.
- Bacillus subtilis를 첨가하지 않고 발효한 시료에서는 10 mg/ml에 농도에서는 합성 항산화제인 BHT와 유사한 값 (63%)을 나타내기 시작하여 20 mg/ml 농도에서 합성 항산화제인 BHT 보다 높은 hydroxyl radical 소거 활성(69%)을 나타내었다. 그리고 Bacillus subtilis를 첨가하여 발효시킨 시료를 25℃에서 추출 할 경우 5 mg/ml 농도에서 합성 항산화제인 BHT 보다 높은 활성(68%)을 나타내었으며, 10 mg/ml의 농도에서는 BHA 보다 높고 천연 항산화제 인 v- tocopherol과 유사한 hydroxyl radical 소거활성(76%)을 나타내었다. 특히 20 mg/ml에서는 천연 항산화제인 a tocopherol 보다 훨씬 높은 hydroxyl radical 소거 활성 (84%)을 나타내었다.
- 특히 20 mg/ml에서는 천연 항산화제인 oc-tocopherol 보다 훨씬 높은 radical 소거 활성(93%)을 나타내었다. 또한 Bacillus subtilis를 첨가하여 발효시킨 시료를 40℃에서 추출 할 경우에도 25P에서 추출한 것 보다는 조금 약하지만 유사한 radical 소거활성을 나타내었다.
- 특히 20 mg/ml에서는 천연 항산화제인 a tocopherol 보다 훨씬 높은 hydroxyl radical 소거 활성 (84%)을 나타내었다. 또한 Bacillus subtilis를 첨가하여 발효시킨 시료를 40℃에서 추출 할 경우에도 25℃에서 추출한 것 보다는 조금 약하지만 유사한 hydroxyl radical 소거 활성을 나타내었다.
- 발효는 시중에 유통되고 있는 3 L 용량의 bottle를이용하였으며 72시간 동안 발효 시켰다. 발효 과정이 완료된 후 발효 산물의 pH는 3.5 부근까지 도달하였으며 B. subtilis의 균수는 2.5 x 109 cfu/mL로 증가하였다.
- 열수추출법으로 추출한 시료에서는 Bacillus subtilis 첨가하여 발효시킨 시료와 첨가하지 않고 발효시킨 시료 모두 40℃에서 추출하였을 때 다른 온도에서 추출한 시료보다 높은 hydroxyl radical 소거활성을 나타내었다. 열수 추출법으로 추출한 시료의 hydroxyl radical 소거활성 실험에서는 천연 항산화제와 합성 항산화제보다 높은 소거활성을 보이는 시료는 나타나지 않았으나 Bacillus subtilis를 이용하여 발효시킨 감귤 가공부산물을 40℃에서 추출하여 20 mg/ ml 농도로 실험 하였을 때 합성 항산화제인 BHT와 유사한 활성을 나타내었고, Bacillus subtilisS.
- 열수추출법으로 추출한 시료에서는 Bacillus subtilis 첨가한 시료와 첨가하지 않은 시료 모두 4UC에서 추출 하였을 때 가장 높은 radical 소거활성을 나타내었다. 그 중에서도 Bacillus subtilis 이용하여 발효시킨 시료를 40℃에서 추출하였을 경우 10 mg/ml 농도에서 합성항산화제인 BHT와 유사한 항산화 활성(73%)을 나타내었으며, 20 mg/ml 농도에서는 BHT보다 높은 활성(78%)을 나타내었다.
- 전자 공여능(Electron donating ability, EDA)은 Bacillus subtilis 첨가구와 무 첨가구의 흡광도 감소율로 나타내었다.
- 반면 Bacillus subtilis를 이용흐]여 발효시킨 감귤 가공부산물 시료에서는 모든 시료에서 높은 항균 활성을 나타내었다. 특히 25℃에서 추출한 시료에서 가장 좋은 항균활성을 나타내었다. 항균 실험 결과에서도 나타났듯이 Bacillus subtilis를: 첨가하여 감귤 가공부산물을 발효하였을 때 감귤 가공부산물에 포함 되어 있는 유용성분들의 발효 과정을 거치면서 그 기능성이 증가하여 Bacillus subtilis를첨가하지 않은 시료보다 강한 저해 효과를 가져 온 다는 것을 알 수가 있다.
- 특히 25℃에서 추출한 시료에서 가장 좋은 항균활성을 나타내었다. 항균 실험 결과에서도 나타났듯이 Bacillus subtilis를: 첨가하여 감귤 가공부산물을 발효하였을 때 감귤 가공부산물에 포함 되어 있는 유용성분들의 발효 과정을 거치면서 그 기능성이 증가하여 Bacillus subtilis를첨가하지 않은 시료보다 강한 저해 효과를 가져 온 다는 것을 알 수가 있다.
후속연구
- 그러나 단순 감귤 가공공정에서 발생하는 부산물 같은 경우는 효과적인 이용 방법이 없어 대부분이 방치되고 있다. 그러므로 이러한 감귤 가공부산물에 효과적인 처리방법을 찾는다면 폐자원의 재활용뿐만 아니라 식품, 동물사료 및 유용물질 생산에 기여할 수 있을 것으로 본다. 특히 감귤과즙 제조공정에서 생산되는 부산물은 sucrose, glucose와 같은 다량의 수용성 탄수화물과 조단백질 등을 함유하고 있어 미생물의 발효기질로서 적합하다고 볼 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.