본 연구는 누에 숙잠 혈림프를 발효를 통하여 화장품으로서의 기능성과 피부 침투력을 증진시기고자 수행되었다. 누에 숙잠 혈림프를 대량 정제하여 이를 이용하여 2종의 Bacillus균을 이용하여 4주간 발효하였으며, 이들 발효산물의 분자량 및 세포 독성, 항산화, 티로시나아제 활성 억제 효과를 확인하였다. 1. 누에 숙잠 혈림프 단백질의 분자량이 커서(70 kDa) 정제물의 용해도가 낮다는 문제가 제기되어 단백질의 저분자화를 위해 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 4주간 발효시켰다. 그 결과, 혈림프 발효액의 단백질은 현저하게 분자량이 저하되었으며, 바실러스속 균주 중 B. amyloliquefaciens M27이 단백질 분해 능력이 더 뛰어난 것으로 나타났다. 2. 누에 숙잠 혈림프 정제물을 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 발효하여 발효액의 세포독성을 멜라닌세포의 세포 생존율을 측정하여 확인한 결과, 발효액의 $12.5{\sim}50{\mu}g/mL$ 농도 범위에서 세포 독성이 나타나지 않았고 세포 생존율이 증가하는 결과를 보였다. 3. 누에 숙잠 혈림프, 혈림프 발효물의 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 정한 결과, 농도 의존적으로 항산화력이 증가하였고 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C와 유사한 활성 정도를 나타내었다. 분자량 저하 효과가 더 우수했던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다. 4. 티로시나아제 활성 억제효과는 대조군에 비해 혈림프와 혈림프 발효액 처리군 모두에서 나타났으며, amyloliquefaciens M27를 이용한 발효액의 경우 미백효과가 더욱 뚜렷하였다.
본 연구는 누에 숙잠 혈림프를 발효를 통하여 화장품으로서의 기능성과 피부 침투력을 증진시기고자 수행되었다. 누에 숙잠 혈림프를 대량 정제하여 이를 이용하여 2종의 Bacillus균을 이용하여 4주간 발효하였으며, 이들 발효산물의 분자량 및 세포 독성, 항산화, 티로시나아제 활성 억제 효과를 확인하였다. 1. 누에 숙잠 혈림프 단백질의 분자량이 커서(70 kDa) 정제물의 용해도가 낮다는 문제가 제기되어 단백질의 저분자화를 위해 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 4주간 발효시켰다. 그 결과, 혈림프 발효액의 단백질은 현저하게 분자량이 저하되었으며, 바실러스속 균주 중 B. amyloliquefaciens M27이 단백질 분해 능력이 더 뛰어난 것으로 나타났다. 2. 누에 숙잠 혈림프 정제물을 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 발효하여 발효액의 세포독성을 멜라닌세포의 세포 생존율을 측정하여 확인한 결과, 발효액의 $12.5{\sim}50{\mu}g/mL$ 농도 범위에서 세포 독성이 나타나지 않았고 세포 생존율이 증가하는 결과를 보였다. 3. 누에 숙잠 혈림프, 혈림프 발효물의 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 정한 결과, 농도 의존적으로 항산화력이 증가하였고 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C와 유사한 활성 정도를 나타내었다. 분자량 저하 효과가 더 우수했던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다. 4. 티로시나아제 활성 억제효과는 대조군에 비해 혈림프와 혈림프 발효액 처리군 모두에서 나타났으며, amyloliquefaciens M27를 이용한 발효액의 경우 미백효과가 더욱 뚜렷하였다.
In this study, functionality of products of silkworm hemolymph fermented by Bacillus species was studied such as cell viability, antioxidant effect, and inhibitory effect on tyrosinase activities. A matured silkworm hemolymph was degraded by fermentation with Bacillus subtilis 10854 and Bacillus amy...
In this study, functionality of products of silkworm hemolymph fermented by Bacillus species was studied such as cell viability, antioxidant effect, and inhibitory effect on tyrosinase activities. A matured silkworm hemolymph was degraded by fermentation with Bacillus subtilis 10854 and Bacillus amyloliquefaciens M27. Especially, proteins of matured silkworm hemolymph were degraded to 3,000 Da by fermentation with B. amyloliquefaciens M27. Cell viability for MTT assay was higher than PBS in hemolymph and fermented hemolymph. A DPPH free radical scavenging activity of fermented hemolymph was as higher as Vitamin C and dependent on sample concentrations. Thus, these results suggest that degraded hemolymph fermented by B. amyloliquefaciens M27 may have antioxidant properties as a material for cosmetics.
In this study, functionality of products of silkworm hemolymph fermented by Bacillus species was studied such as cell viability, antioxidant effect, and inhibitory effect on tyrosinase activities. A matured silkworm hemolymph was degraded by fermentation with Bacillus subtilis 10854 and Bacillus amyloliquefaciens M27. Especially, proteins of matured silkworm hemolymph were degraded to 3,000 Da by fermentation with B. amyloliquefaciens M27. Cell viability for MTT assay was higher than PBS in hemolymph and fermented hemolymph. A DPPH free radical scavenging activity of fermented hemolymph was as higher as Vitamin C and dependent on sample concentrations. Thus, these results suggest that degraded hemolymph fermented by B. amyloliquefaciens M27 may have antioxidant properties as a material for cosmetics.
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문제 정의
누에 숙잠 혈림프와 혈림프 발효액의 DPPH 자유라디칼 소거활성을 조사하였다. 혈림프와 혈림프 발효액 모두 DPPH 자유라디칼 소거활성을 보였으며, 혈림프 보다 혈 림프를 발효하였을 때 더욱 항산화 효과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다(그림 4).
멜라닌 생성 초기 단계에 관여하는 티로시나아제의 활성을 억제하는 미백 효과가 있는지 알아보기 위해 티로 시나아제 활성 억제력을 측정하였다. 티로시나아제 활성 측정은 Choi et al.
본 연구는 누에 숙잠 혈림프를 발효를 통하여 화장품으로서의 기능성과 피부 침투력을 증진시기고자 수행되었다. 누에 숙잠 혈림프를 대량 정제하여 이를 이용하여 2종의 Bacillus균을 이용하여 4주간 발효하였으며, 이들 발효산물의 분자량 및 세포 독성, 항산화, 티로시나아제 활성 억제 효과를 확인하였다.
2013). 본 연구에서는 누에 숙잠의 화장품으로서의 기능성과 피부 침투력을 증가시키고자 바실러스를 이용하여 누에 숙잠 혈림프를 발효시키고 그 기능성을 평가하였다.
제안 방법
1. 누에 숙잠 혈림프 단백질의 분자량이 커서(70 kDa) 정제물의 용해도가 낮다는 문제가 제기되어 단백질의 저분자화를 위해 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 4주간 발효시켰다. 그 결과, 혈림프 발효액의 단백질은 현저하게 분자량이 저하되었으며, 바실러스속 균주 중 B.
2종의 바실러스균(Bacillus subtilis 10854, Bacillus amyloliquefaciens M27)을 이용하여 누에 숙잠 혈림프를 4주 동안 발효시킨 다음 전기영동하여 혈림프 발효액의 분자량을 측정하였다(그림 1). 누에 숙잠 혈림프는 70 kDa 부근에서 특징적인 명확한 단백질 밴드가 나타난 반면, 혈림프 발효액은 70 kDa의 단백질이 저분자량의 단백질로 전환됨을 확인하였다.
) 40 μl를 혼합하였다. 37℃에서 30분 반응시킨 후 490 nm에서 흡광도를 측정하여 생성된 도파퀴논(dopaquinone)의 양을 계산하였다. 또한, 세포 내의 티로시나아제 활성을 측정하기 위하여, 24 well plate 에 멜라닌 생성 세포(Melanocyte B16F1)를 100,000 cells/ well을 분주하고 하루 정도 배양하였다.
특히 Bacillus amyloliquefaciens M27를 이용하여 발효시킨 경우 분자량이 감소되는 현상이 Bacillus subtilis 10854에 비해 매우 뚜렷하게 보였다. Bacillus amyloliquefaciens M27로 발효 후 저분자화에 걸리는 시간을 측정하기 위하여 1주 단위로 발효를 진행하고 이의 분자량을 확인하였다(그림 2). 그 결과, Bacillus amyloliquefaciens M27를 이용한 발효액은 1주 발효 시에도 70 kDa의 단백질이 40 kDa이하의 단백질로 분자량이 저하됨을 확인할 수 있었다.
본 연구는 누에 숙잠 혈림프를 발효를 통하여 화장품으로서의 기능성과 피부 침투력을 증진시기고자 수행되었다. 누에 숙잠 혈림프를 대량 정제하여 이를 이용하여 2종의 Bacillus균을 이용하여 4주간 발효하였으며, 이들 발효산물의 분자량 및 세포 독성, 항산화, 티로시나아제 활성 억제 효과를 확인하였다.
먼저 누에 혈림프 분말을 1% 농도로 500 ml의 증류수에 녹인 뒤 주사기필터(0.2 μm syringe filter, Sartorius)를 사용하여 여과멸균 하였다.
멜라닌세포(Melanocyte B16F1)을 이용하여 누에 숙잠혈림프 발효액의 세포독성을 평가하였다. 세포배양을 위한 배지는 10% (v/v) FBS (fetal bovine serum, GIBCO, USA)와 100 U 스트렙토마이신과 100 μg/ml penicillin (GIBCO, USA)이 함유된 DMEM 배지(Dulbecco’s modified Eagle’s medium-high glucose, WelGENE, Korea)를 사용하였다.
따라서 티로시나아제 활성 억제 능력은 화장품의 미백효과를 확인하기 위한 필수적인 항목이다. 본 연구에서는 누에 숙잠 혈림프와 누에 숙잠 혈림프를 Bacillus amyloliquefaciens M27와 Bacillus subtilis 10854 균주를 이용하여 얻은 발효액을 대상으로 티로시나아제 활성 억제 효과를 검증하였다(그림. 6). 대조군에 비해 혈림프와 혈림프 발효액 처리 군의 모든 농도에서 티로시나아제의 억제효과가 나타났으며, 특히 Bacillus amyloliquefaciens M27 배양액의 경우 티로시나아제 억제에 대한 미백효과가 더 좋았다.
2 μm syringe filter, Sartorius)로 여과하여 분자량 측정용 시료로 사용하였다. 이들 발효액의 분자량을 측정하기 위하여 NuPAGE Bis-Tris Mini gel(novex, USA)을 이용하여 제조사에서 제공한 매뉴얼에 따라 전기영동을 실시하였다. 전기영동이 완료된 젤은 Coomassie Blue R-250으로 염색하였다.
또한 200 ug/ml의 고농도에서 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C(vitamin C)에 비해 항산화 효과가 뛰어나지는 않았 지만 거의 유사한 활성 정도를 나타내었다. 혈림프 발효액의 분자량 저하 효과가 뚜렷하였던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정하였다(그림 5). 실험 결과, 1주 발효시켰을 때에는 발효 전과 유의적인 차이를 보이지 않았으나 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다.
대상 데이터
누에 숙잠 혈림프를 2종의 바실러스균(Bacillus subtilis 10854, Bacillus amyloliquefaciens M27)을 이용하여 발효하였다. 균주는 Nutrient agar 배지에서 배양된 1개의 콜로니를 Nutrient Broth 배지 100 ml에 접종한 후 37℃에서 16시간 동안 배양하여 사용하였다.
대조군으로는 40 μg/ml의 비타민 C(Vitamin C)를 사용하였다.
세포배양을 위한 배지는 10% (v/v) FBS (fetal bovine serum, GIBCO, USA)와 100 U 스트렙토마이신과 100 μg/ml penicillin (GIBCO, USA)이 함유된 DMEM 배지(Dulbecco’s modified Eagle’s medium-high glucose, WelGENE, Korea)를 사용하였다.
이론/모형
세포배양을 위한 배지는 10% (v/v) FBS (fetal bovine serum, GIBCO, USA)와 100 U 스트렙토마이신과 100 μg/ml penicillin (GIBCO, USA)이 함유된 DMEM 배지(Dulbecco’s modified Eagle’s medium-high glucose, WelGENE, Korea)를 사용하였다. 96well plate에 세포 (10,000 cells/well)를 접종하고 24시간 배양한 후에 누에 숙잠 혈림프 액과 누에 숙잠 혈 림프 발효액을 농도별로 첨가하고 이들의 세포 생존력을 MTT법을 이용하여 측정하였다(Mosmann, 1983).
성능/효과
2. 누에 숙잠 혈림프 정제물을 바실러스속 균주 2종(B. subtilis 10854, B. amyloliquefaciens M27)으로 발효하여 발효액의 세포독성을 멜라닌세포의 세포 생존율을 측정하여 확인한 결과, 발효액의 12.5 ~ 50 μg/mL 농도 범위에서 세포 독성이 나타나지 않았고 세포 생존율이 증가하는 결과를 보였다.
본 연구의 결과도 이와 다르지 않았다. 2주 동안 발효시킨 혈림프 단백질이 1주 동안 발효시킨 것보다 분자량이 더 저하되었고 항산화력을 나타내는 아미노산 및 생리활성 물질이 생성되어 DPPH 자유라디칼 소거 활성이 증가한 것으로 생각된다.
3. 누에 숙잠 혈림프, 혈림프 발효물의 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 정한 결과, 농도 의존적으로 항산화력이 증가하였고 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C와 유사한 활성 정도를 나타내었다. 분자량 저하 효과가 더 우수했던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다.
4. 티로시나아제 활성 억제효과는 대조군에 비해 혈림프와혈림프 발효액 처리군 모두에서 나타났으며, amyloliquefaciens M27를 이용한 발효액의 경우 미백효과가 더욱 뚜렷하였다.
Bacillus amyloliquefaciens M27로 발효 후 저분자화에 걸리는 시간을 측정하기 위하여 1주 단위로 발효를 진행하고 이의 분자량을 확인하였다(그림 2). 그 결과, Bacillus amyloliquefaciens M27를 이용한 발효액은 1주 발효 시에도 70 kDa의 단백질이 40 kDa이하의 단백질로 분자량이 저하됨을 확인할 수 있었다. 발효에 의한 분자량 저하는 Weng et al.
amyloliquefaciens M27)으로 4주간 발효시켰다. 그 결과, 혈림프 발효액의 단백질은 현저하게 분자량이 저하되었으며, 바실러스속 균주 중 B. amyloliquefaciens M27이 단백질 분해 능력이 더 뛰어난 것으로 나타났다.
2종의 바실러스균(Bacillus subtilis 10854, Bacillus amyloliquefaciens M27)을 이용하여 누에 숙잠 혈림프를 4주 동안 발효시킨 다음 전기영동하여 혈림프 발효액의 분자량을 측정하였다(그림 1). 누에 숙잠 혈림프는 70 kDa 부근에서 특징적인 명확한 단백질 밴드가 나타난 반면, 혈림프 발효액은 70 kDa의 단백질이 저분자량의 단백질로 전환됨을 확인하였다. 특히 Bacillus amyloliquefaciens M27를 이용하여 발효시킨 경우 분자량이 감소되는 현상이 Bacillus subtilis 10854에 비해 매우 뚜렷하게 보였다.
대조군에 비해 혈림프와 혈림프 발효액 모두 세포 생존율이 증가하였지만, 발효 처리에 대한 유의차는 없었다. 다만 Bacillus amyloliquefaciens를 이용한 혈림프 발효액이 Bacillus subtilis를 이용한 혈림프 발효액보다 세포 생존율이 더 높았다. 이는 누에 혈림프가 세포사멸(apoptosis) 억제능이 있고(Zhang et al.
6). 대조군에 비해 혈림프와 혈림프 발효액 처리 군의 모든 농도에서 티로시나아제의 억제효과가 나타났으며, 특히 Bacillus amyloliquefaciens M27 배양액의 경우 티로시나아제 억제에 대한 미백효과가 더 좋았다.
Bacillus subtilis 10854 균주에 의한 혈림프 발효액의 항산화 활성이 실험군 중 가장 우수하였으나, 실험군 간 유의차는 없었다. 또한 200 ug/ml의 고농도에서 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C(vitamin C)에 비해 항산화 효과가 뛰어나지는 않았 지만 거의 유사한 활성 정도를 나타내었다. 혈림프 발효액의 분자량 저하 효과가 뚜렷하였던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정하였다(그림 5).
누에 숙잠 혈림프, 혈림프 발효물의 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 정한 결과, 농도 의존적으로 항산화력이 증가하였고 혈림프 발효액은 양성대조군인 비타민 C와 유사한 활성 정도를 나타내었다. 분자량 저하 효과가 더 우수했던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다.
혈림프 발효액의 분자량 저하 효과가 뚜렷하였던 Bacillus amyloliquefaciens M27균주를 이용하여 4주간 발효시키며 발효기간별 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 측정하였다(그림 5). 실험 결과, 1주 발효시켰을 때에는 발효 전과 유의적인 차이를 보이지 않았으나 2주 이상 발효시켰을 때 약 5% 이상 자유라디칼 소거 활성 능력이 증가함을 나타내었다. 단백질의 분자량과 항산화 효과의 관계는 여러 논문에서 보고된 바 있는데, 고분자의 단백질을 저분자로 가수분해 시키면 항산화력을 보이는 아미노산의 증가를 유도해 DPPH 자유라디칼 소거활성이 증가하는 것으로 보인다고 보고되었다 (Yang et al.
누에 숙잠 혈림프와 혈림프 발효액의 DPPH 자유라디칼 소거활성을 조사하였다. 혈림프와 혈림프 발효액 모두 DPPH 자유라디칼 소거활성을 보였으며, 혈림프 보다 혈 림프를 발효하였을 때 더욱 항산화 효과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다(그림 4). Bacillus subtilis 10854 균주에 의한 혈림프 발효액의 항산화 활성이 실험군 중 가장 우수하였으나, 실험군 간 유의차는 없었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
흑마늘은 어떤 억제 효과를 갖고 있는가?
최근에는 미백, 보습, 자외선 차단, 주름개선과 같은 화장품의 트랜드를 반영하기 위하여, 천연물의 기능성을 활용하는 화장품 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 흑마늘은 일반 마늘에 비해 생리활성물질의 증가로 새로운 기능성 소재로 각광받고 있으며 흑마늘의 티로시나아제(tyrosinase)와 엘라스타아제(elasetase) 활성 억제능과 자외선으로 인한 멜라닌 내 과산화물의 억제 효과에 대해 보고되어 있다(Jung et al. 2010, Lee et al.
기능성 화장품 소재로써 오미자씨 오일의 효능은?
2010). 오미자씨 오일은 높은 안정성과 DPPH 라디칼 소거능 및 콜라겐 합성능력이 뛰어나 기능성 화장품 소재로의 가능성이 보고된 바 있다(Yang 2012). 또한, 이러한 천연물을 단순추출 및 사용하는 것 뿐만 아니라 미생물 발효에 의해 생성된 생리활성물질의 기능성을 평가하는 연구도 보고되고 있다.
기능성 화장품의 소재로 천연물을 미생물 발효시키기도 하는데, 이때 사용되는 균주는 어떤 것들이 있는가?
또한, 이러한 천연물을 단순추출 및 사용하는 것 뿐만 아니라 미생물 발효에 의해 생성된 생리활성물질의 기능성을 평가하는 연구도 보고되고 있다. 균주로는 유산균(락토바실러스, Lactobacillus) 과 효모(사카로미세스속, Saccharomyces), 고초균(바실러스속, Bacillus)을 주로 사용하고 있으며, Shim et al.(2012)에 따르면 유산균으로 발효한 더덕 발효추출물이 pH 및 점도 변화에 안정하고 경피 수분증발량을 억제하여 보습성을 높인다고 보고하였다.
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