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젓갈에서 분리된 효모를 이용한 아로니아의 탄닌 성분 저감화 효과에 관한 연구
Study of Tannin Reducing Effect of Aronia by Yeast Isolated from Jeotgal 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.43 no.4, 2015년, pp.247 - 252  

신효주 (한국미생물보존센터) ,  변옥희 (한국미생물보존센터) ,  김유진 (한국미생물보존센터) ,  방보연 (한국미생물보존센터) ,  박정민 (한국미생물보존센터) ,  정용섭 (전북대학교 식품공학과) ,  배동훈 (단국대학교 식품공학과)

초록
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젓갈에서 분리한 효모를 이용하여 아로니아의 탄닌 성분 저감화에 대해 조사하였다. TLC 실험을 통하여 최종 선별된 MTY2 균주는 18S rDNA sequence에 의해 Kazachstania servazzii으로 동정되어 K. servazzii MTY2로 명명하였다. K. servazzii MTY2의 생육은 배양 3시간 이후부터 급격하게 증가하였으며, 9시간에 최대 증식을 나타내었다. 또한, 균체가 증식됨에 따라 pH는 6에서 5까지 감소하였다. 5% 아로니아 추출물을 첨가했을 때 K. servazzii MTY2의 최적 발효조건을 실험한 결과, 탄소원 경우 glucose 10% (w/v) 첨가 시 균체의 생육이 가장 높았으며, 10% (w/v) glucose 고정으로 질소원 실험 결과 3% (w/v) tryptone 첨가 시 균체 생육이 높았다. 마지막으로 glucose 10% (w/v)와 tryptone 3% (w/v)를 고정으로 하고 무기염류 실험 결과 sodium chloride 0.1% (w/v)를 첨가했을 때 가장 높은 균체 생육을 보였다. 또한 탄소원, 질소원, 무기염류 각각의 균체 생장이 가장 잘된 배양액을 수포화-n-butanol로 추출, 농축하여 HPLC 분석을 한 결과 (+)-catechin peak는 모든 조건에서 꾸준히 존재하였지만, (-)-epicatechin peak는 glucose 10% (w/v) 첨가의 조건으로 배양할 시 검출되지 않았다. 따라서, K. servazzii MTY2을 glucose 10% (w/v) 첨가의 조건으로 아로니아와 함께 발효시킬 경우, 탄닌 성분의 저감화가 가능할 것으로 판단하였다. 따라서 탄닌 성분의 저감화를 통해 특유의 떫은맛을 감소시킨 아로니아를 식용 혹은 식품의 2차 가공물의 재료로 용이하게 이용할 수 있을 것으로 생각한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Aronia (Black chokeberry, Aronia melanocarpa) belonging to the Rosaceae family, is native to eastern North America. Aronia contain high levels of flavonoids, mostly anthocyanins and proanthocyanidins, which are known as condensed tannins. The dominant proanthocyanidins in aronia are (-)-epicatechin ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 이를 통해 배당체의 분해능을 확인할 수 있으며, 배당체의 일종인 탄닌 성분의 분해를 위한 후보 균주를 선별하였다. Esculin 함유 배지는 YM agar에 0.1% esculin과 0.05% ferric ammonium citrate를 첨가하여 제조하였고, 순수 분리된 균주를 접종하여 black zone을 형성하는 균주를 우선적으로 선별하였다.
  • HPLC 분석을 위한 방법으로 시료 10 μL를 column (Eclipse Plus C18, 4.6 × 250 mm, ID 5 μm)에 주입하여 SP930D detector를 이용하여 물질을 검출하였으며, 이 때 이동상 조건으로 acetonitrile (ACN)과 0.1% acetic acid 함유물을 1.0 mL/ min의 유속으로 이동시켜 초기 10% ACN에서 12분에 15% ACN, 25분에 30% ACN 기울기 용매 조건으로 용출시켜 분석하였다.
  • 후)정성 정량적인">정성정량적인 방법으로 분석하기 위하여 HPLC 분석을 시행하였다. HPLC 분석을 위해 아로니아 추출물을 첨가(5%, w/v)한 YM broth에 선별된 효모 배양액을 3% 접종(v/v)하고 30℃에서 135 rpm으로 3일간 배양하여 검출되는 탄닌 성분을 아로니아 추출물과 비교 분석하였다. 또한 탄닌 성분의 저감화 효율이 높은 최적 발효조건을 확인하기 위하여 탄소원과 질소원, 무기염류가 전개용매는 CHCl3 : MeOH (80:20, v/v)용매를 사용하였고, 발색시약은 anisaldehyde-sulphuric acid reagent를 사용하여 TLC plate에 분무하고 5분간 가열 건조하여 spot을 확인하였다. TLC분석을 통해 균주에 의한 탄닌 성분의 저감화가 확인된 효모를 최종 선정하였다.
  • 최종 선정된 균주는 18S ribosomal DNA sequence 분석을 통해 동정하였다. Wizard Genomic DNA Purification Kit (Promega, San Luis Obispo, CA, USA)를 사용하여 효모의 염색체 DNA를 분리하였고, polymerase chain reaction (PCR)을 사용하여 분리된 염색체 DNA의 18S rRNA 유전자를 증폭하였다. Primer는 NS1 (5'-GTAGTCATATG CT TGTCTC-3')과 NS8 (5'-TCCGCAGGTTCACC TAC GGA- 3')을 사용하였다.
  • 가장">1). 가장 우수한 생육을 보인 영양성분을 최종 선정하여 각 성분의 농도에 의한 균체 생육을 확인하였다. 탄소원의 경우 glucose의 농도별로 균체 생육을 조사하였고, 10% (w/v) 농도일 때 0.
  • 균주의 1차 선별을 위해 esculin agar법을 응용하여 β-glucosidase 활성을 가지는 효모를 선별하였다[16].
  • 후)균체생육이">균체 생육이 동일하게 확인된 tryptone과 casitone 중 경제적인 부분에서 유리한 tryptone을 최종 질소원으로 확정하였다. 후)단순단당류에서">단순 단당류에서 유래된 배당체인 esculin을 함유한 배지에서 후보 균주를 배양하며, esculin을 glucose와 esculetin으로 분해하여 ferric ion과의 결합을 통해 black zone을 나타내는 균주를 선택하였다. 이를 통해 배당체의 분해능을 확인할 수 있으며, 배당체의 일종인 탄닌 성분의 분해를 위한 후보 균주를 선별하였다.
  • ">비교 분석하였다. 또한 탄닌 성분의 저감화 효율이 높은 최적 발효조건을 확인하기 위하여 탄소원과 질소원, 무기염류가 최적 조건으로 첨가된 배지에서 배양된 균주의 반응물을 HPLC로 분석하였다. HPLC 분석을 위한 방법으로 시료 10 μL를 column (Eclipse Plus C18, 4.
  • 5 % (w/v) 농도의 조건에서 가장 높은 생장률을 보이는 반응물 조건을 확인하였다. 또한, 가장 우수한 균체 생육을 나타내는 영양성분의 조건으로 배양된 반응물은 탄닌 저감을 확인하기 위한 HPLC 분석 시료로 사용하였다.
  • 탄닌 성분의 저감화 효능이 좋은 균주 선별을 위해 다양한 지역에서 젓갈을 수집하였다. 명란젓과 명태식해, 청어 알젓, 오징어젓, 아가미젓, 갈치속젓, 멍게젓, 새우젓, 가자미식해, 도루묵식해, 멸치젓, 밴댕이젓, 자리돔젓에서 효모를 분리하였으며, 균주 분리를 위해 시료를 희석하여 YM agar 평판배지에 도말한 후, 30oC에서 72시간 배양하였다. TLC 분석을 위해 아로니아 추출물을 첨가(5%, w/v)한 YM broth에 선별된 효모 배양액을 3% 접종(v/v)하고 30℃에서 135 rpm으로 3일간 배양시켰다. 배양이 완료된 후 배양액의 상등액을 동일한 양의 수포화-n-butanol로 추출하였다. 추출액은 진공농축기를 사용하여 농축시킨 후)균체생육">균체 생육 및 탄닌 성분의 저감화를 확인하기 위하여 탄소원을 제거한 후, 5% 아로니아 추출물(v/v)이 첨가된 YM broth에 다양한 탄소원(1%, w/v)을 첨가하였다. 선발한 효모 배양액을 3% (v/v) 접종하여 30℃에서 135 rpm으로 48시간 배양한 후 균체 생육을 확인하였으며, 가장 우수한 생장률을 보이는 탄소원을 1.0, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0% (w/v) 농도로 첨가하여 동일조건에서 배양한 후 균체 생육을 측정하였다. 그 중 가장 높은 생장률을 보이는 반응물을 최종 선정하였다.
  • 선정 효모의 배양 시간에 의한 변화를 확인하기 위하여 일정한 간격으로 균체 생육과 pH를 측정하여 나타내었다 (Fig. 4). 배양 3시간 이후부터 균체 생육이 급격히 증가하여 9시간에 최대 증식을 나타내며, 다른 효모보다 빠른 생육을 보였다.
  • 선정 효모의 탄닌 성분의 저감화 효능을 정성정량적인 방법으로 분석하기 위하여 HPLC 분석을 시행하였다. HPLC 분석을 위해 아로니아 추출물을 첨가(5%, w/v)한 YM broth에 선별된 효모 배양액을 3% 접종(v/v)하고 30℃에서 135 rpm으로 3일간 배양하여 검출되는 탄닌 성분을 아로니아 추출물과 ">선발하였다[18]. 아로니아의 탄닌 성분 저감화를 나타내는 균주를 3차 선정하기 위하여 아로니아 추출액을 첨가한 YM broth에 각각의 균주를 배양하여 TLC로 확인한 결과, 가장 큰 변화를 보인 MTY2를 탄닌 성분의 저감화 효능을 분석하기 위한 최종 균주로 선정하였다. 최종 균주로 선정된 MTY2는 TLC 분석을 통해 배양기간에 따른 탄닌 성분의 저감화 효과를 후)단순단당류에서">단순 단당류에서 유래된 배당체인 esculin을 함유한 배지에서 후보 균주를 배양하며, esculin을 glucose와 esculetin으로 분해하여 ferric ion과의 결합을 통해 black zone을 나타내는 균주를 선택하였다. 이를 통해 배당체의 분해능을 확인할 수 있으며, 배당체의 일종인 탄닌 성분의 분해를 위한 후보 균주를 선별하였다. Esculin 함유 배지는 YM agar에 0.
  • 젓갈에서 분리한 효모를 이용하여 아로니아의 탄닌 성분 저감화에 대해 조사하였다. TLC 실험을 통하여 최종 선별된 MTY2 균주는 18S rDNA sequence에 의해 Kazachstania servazzii으로 동정되어 K.
  • Primer는 NS1 (5'-GTAGTCATATG CT TGTCTC-3')과 NS8 (5'-TCCGCAGGTTCACC TAC GGA- 3')을 사용하였다. 증폭된 PCR 산물은 Wizard SV Gel and PCR clean-up system (Promega)을 이용하여 정제 하였고, 정제한 PCR 산물은 ABI PRISM 3700 DNA analyzer로 염기서열을 확인하였다. 확인된 염기서열은 NCBI의 BLASTN과 Clustal X, Mega6를 이용하여 균주들 간의 정보를 비교 분석한 후, 최종 선별된 균주를 동정하였다.
  • 최종 선정 효모의 표준 생장 특성을 확인하기 위하여 YM broth에 효모 배양액을 3% (v/v) 접종하고 30℃에서 135 rpm으로 배양한 후, 3시간 간격으로 배양액을 취하여 균체 생육 및 pH를 측정하였다. 최종 선정된 균주의 최적배지조건을 확인하기 위하여 영양성분에 따른 최적 발효조건을 확인하였다. 탄소원에 따른 최종 선정된 효모의 균체 생육 및 탄닌 성분 저감화를 위한 최적배지조건을 결정하기 위하여 영양성분의 종류 및 농도에 의한 균체 생육과 탄닌 성분 저감화를 조사하였다. 탄소원의 종류를 달리하여 균체 생육을 측정한 결과, 후)적발효조건을">적 발효조건을 확인하였다. 탄소원에 따른 균체 생육 및 탄닌 성분의 저감화를 확인하기 위하여 탄소원을 제거한 후, 5% 아로니아 추출물(v/v)이 첨가된 YM broth에 다양한 탄소원(1%, w/v)을 첨가하였다. 선발한 효모 배양액을 3% (v/v) 접종하여 30℃에서 135 rpm으로 48시간 배양한 후 후)평판 배지에">평판배지에 배양된 효모의 single colony를 순수 분리하여 탄닌 성분의 저감화 효능을 확인하는데 사용하였다.
  • 후)정제하였고,">정제 하였고, 정제한 PCR 산물은 ABI PRISM 3700 DNA analyzer로 염기서열을 확인하였다. 확인된 염기서열은 NCBI의 BLASTN과 Clustal X, Mega6를 이용하여 균주들 간의 정보를 비교 분석한 후, 최종 선별된 균주를 동정하였다.

대상 데이터

  • 후)(+)-catechin과(-)-epicatechin은">(+)-catechin과 (-)-epicatechin은 methanol에 녹여 HPLC 표준물질로 사용하였다.
  • Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 2차 선별을 위해 사용한 thin layer chromatography (TLC) plate는 Merck (Readington Township, NJ, USA)에서 구입한 silica gel 60 F254 plate를 사용하였다. High performance liquid chromatography (HPLC)는 영린기기(Seoul, Korea)의 ACME 9000을 사용하였고, chloroform, methanol, acetonitrile은 Mallinckrodt Baker (Phillipsburg, NJ, USA)에서 구입하였으며, 탄닌류의 표준물질인 (+)-catechin과 (-)-epicatechin은 Sigma-Aldrich에서 구입하였다.
  • Primer는 NS1 (5'-GTAGTCATATG CT TGTCTC-3')과 NS8 (5'-TCCGCAGGTTCACC TAC GGA- 3')을 사용하였다.
  • 균주의 2차 선별을 위해 1차 선별된 효모를 대상으로 TLC 분석을 시행하였으며, Amarowicz 등[17]의 방법을 참고하였다. TLC에서 확인된 band 변화 경향을 분석하여 탄닌 성분의 저감화 효율이 우수한 균주를 최종 선정하였다. TLC 분석을 위해 아로니아 추출물을 첨가(5%, w/v)한 YM broth에 선별된 효모 배양액을 3% 접종(v/v)하고 30℃에서 135 rpm으로 3일간 배양시켰다.
  • 후)구입(2013년 산">구입(2013년산 바이킹 품종)하였으며, 아로니아 추출물은 100 g의 아로니아에 100 mL 멸균 증류수를 넣어 blender로 마쇄한 후, filter paper로 여과하여 사용하였다. 균주 분리에 사용한 yeast malt (YM) broth는 Difco (Detroit, MI, USA)에서 구입하였다. 균주의 1차 선별을 위해 사용한 esculin과 ferric ammonium citrate는 Sigma-Aldrich (St.
  • 균주 분리에 사용한 yeast malt (YM) broth는 Difco (Detroit, MI, USA)에서 구입하였다. 균주의 1차 선별을 위해 사용한 esculin과 ferric ammonium citrate는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 2차 선별을 위해 사용한 thin layer chromatography (TLC) plate는 Merck (Readington Township, NJ, USA)에서 구입한 silica gel 60 F254 plate를 사용하였다. High performance liquid chromatography (HPLC)는 영린기기(Seoul, Korea)의 ACME 9000을 사용하였고, chloroform, methanol, acetonitrile은 Mallinckrodt Baker (Phillipsburg, NJ, USA)에서 구입하였으며, 탄닌류의 표준물질인 후)균체생육을">균체 생육을 측정하였다. 그 중 가장 높은 생장률을 보이는 반응물을 최종 선정하였다. 질소원에 따른 본 실험의 시료로 사용한 아로니아는 여주 아로니아 농원에서 구입(2013년산 바이킹 품종)하였으며, 아로니아 추출물은 100 g의 아로니아에 100 mL 멸균 증류수를 넣어 blender로 마쇄한 후, filter paper로 여과하여 사용하였다. 균주 분리에 사용한 yeast malt (YM) broth는 Difco (Detroit, MI, USA)에서 구입하였다.
  • 후)후methanol에">후 methanol에 녹여 TLC plate에 점적하였다. 전개용매는 CHCl3 : MeOH (80:20, v/v)용매를 사용하였고, 발색시약은 anisaldehyde-sulphuric acid reagent를 사용하여 TLC plate에 분무하고 5분간 가열 건조하여 spot을 확인하였다. TLC분석을 통해 균주에 의한 탄닌 성분의 저감화가 확인된 효모를 최종 선정하였다.
  • 최종 선정된 균주는 18S ribosomal DNA sequence 분석을 통해 동정하였다. Wizard Genomic DNA Purification Kit (Promega, San Luis Obispo, CA, USA)를 사용하여 효모의 염색체 DNA를 분리하였고, polymerase chain reaction (PCR)을 사용하여 분리된 염색체 DNA의 18S rRNA 유전자를 증폭하였다.
  • 탄닌 성분의 저감화 효능이 좋은 균주 선별을 위해 다양한 지역에서 젓갈을 수집하였다. 명란젓과 명태식해, 청어 알젓, 오징어젓, 아가미젓,

    이론/모형

    • 균주의 2차 선별을 위해 1차 선별된 효모를 대상으로 TLC 분석을 시행하였으며, Amarowicz 등[17]의 방법을 참고하였다. TLC에서 확인된 band
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
아로니아는 무엇인가? 아로니아는 장미과에 속하는 베리류로 북미의 동부 아메리카 지역에서 자생한다[1, 2]. 학명에 따라 Aronia melan-ocarpa, A.
아로니아는 학명에 따라 어떻게 구분되는가? 아로니아는 장미과에 속하는 베리류로 북미의 동부 아메리카 지역에서 자생한다[1, 2]. 학명에 따라 Aronia melan-ocarpa, A. arbutifolia로 구분할 수 있고 더 나아가 A. prunifolia로 나뉘어진다[3, 4].
아로니아의 주요 성분은 무엇인가? 아로니아의 주요 성분은 anthocyanins, proanthocyanins 그리고 chlorogenic acid와 neochlorogenic acid를 포함하는 flavonols인 페놀 화합물로 구성되며 다양한 생리적 기능을 가지고 있다[5]. 아로니아의 페놀 화합물 중에 대부분은 anthocyanin과 proanthocyanidin이며 anthocyanin은 4가지 cyanidin 배당체로 이루어져 있고, proanthocyanidin은 축합된 탄닌으로 알려져 있다[6].
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참고문헌 (19)

  1. Jeppsson N. The effects of fertilizer rate on vegetative growth, yield and fruit quality, with special respect to pigments, in black chokeberry (Aronia melanocarpa) cv. 'Viking'. Sci Hortic (Amsterdam) 2000;83:127-37. 

  2. Jeppsson N. Genetic variation and fruit quality in sea buckthorn and black chokeberry [dissertation]. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences; 1999. 

  3. Hardin JW. The enigmatic chokeberries (Aronia, Rosaceae). Bull Torrey Bot Club 1973;100:178-84. 

  4. Kokotkiewicz A, Jaremicz Z, Luczkiewicz M. Aronia plants: a review of traditional use, biological activities, and perspectives for modern medicine. J Med Food 2010;13:255-69. 

  5. Oszmianski J, Wojdylo A. Aronia melanocarpa phenolics and their antioxidant activity. Eur Food Res Technol 2005;221:809-13. 

  6. Slimestad R, Torskangerpoll K, Nateland HS, Johannessen T, Giske NH. Flavonoids from black chokeberries, Aronia melanocarpa. J Food Compost Anal 2005;18:61-8. 

  7. Lila MA. From beans to berries and beyond: teamwork between plant chemicals for protection of optimal human health. Ann N Y Acad Sci 2007;1114:372-80. 

  8. Santos-Buelga C, Scalbert A. Proanthocyanidins and tanninlike compounds-nature, occurrence, dietary intake and effects on nutrition and health. J Sci Food Agric 2000;80:1094-117. 

  9. Evans WC. Trease and Evans' pharmacognosy. 13th ed. London: Bailliere Tindall; 1989. 

  10. Bate-Smith EC, Swain T. Flavonoid compounds. In: Florkin M, Mason HS, editors. Comparative biochemistry. New York: Academic Press; 1962. p. 705-809. 

  11. Haslam E. Plant polyphenols: vegetable tannins revisited. Cambridge: Cambridge University Press; 1989. 

  12. Oszmianski J, Kucharska A. Tannins aronia. Scientific Papers of the Agricultural University of Wroclaw. Food Technol 1995;8:55-65. 

  13. Gu L, Kelm MA, Hammerstone JF, Beecher G, Holden J, Haytowitz D, Gebhardt S, Prior RL. Concentrations of proanthocyanidins in common foods and estimations of normal consumption. J Nutr 2004;134:613-7. 

  14. Skupien K, Oszmianski J. The effect of mineral fertilization on nutritive value and biological activity of chokeberry fruit. Agric Food Sci 2007;16:46-55. 

  15. Seo JH, Jeong YJ, Shin SR, Kim KS. Effects of tannins from astringent persimmons in alcohol fermentation for persimmon vinegars. J Korean Soc Food Sci Nutr 2000;29:407-11. 

  16. Atlas RM, Parks LC. Handbook of microbiological media. Boca Raton: CRC Press; 1993. 

  17. Amarowicz R, Kozlowska H, Shimoyamada M, Okubo K. Chromatographic analysis of rapeseed glucoside fractions. Pol J Food Nutr Sci 1992;1:89-93. 

  18. Lee S, Lee YH, Park JM, Bai DH, Jang JK, Park YS. Bioconversion of ginsenosides from red ginseng extract using Candida allociferrii JNO301 isolated from Meju. Mycobiology 2014;42:368-75. 

  19. Lee YH. Bioconversion of ginsenosides by Candida allociferrii JNO301 isolated from Meju [dissertation]. Seongnam: Kyungwon University; 2011. 

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