계란을 이용한 충치예방용 기능성 소재의 개발(2차년도) Development of Specifis IgY from Immunized Hens to Prevent Colonization of Human Teeth and Application of Specific IgY for Food Industry (2nd phase)
보고서 정보
주관연구기관
한국식품개발연구원 Korea Food Research Institute
보고서유형
최종보고서
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
1998-02
주관부처
국무조정실 The Office for Government Policy Coordination
등록번호
TRKO200200052043
DB 구축일자
2013-04-18
키워드
계란.충치.IgY.산란계.항체분리.특이항체.
초록▼
계란의 부존가치를 높이는 방향의 일환으로 계란의 난홍으로부터 부가가치가 매우 높은 기능성식품 소재를 개발하여 계란의 이용을 높이고 수익성을 증대시키고자 이 연구를 실시하였다. 산란계에다 특수사료를 급여하여 난황 면역 단백질 생산량을 증가시키며 또한, 충치균(Streptococcus mutans)을 면역시켜서 그로부터 생산되는 S. mutans에 대한 특이 항체 성분이 강화된 계란의 난황으로부터 면역 단백질(Yollk Immunoglobulin ; IgY)을 분리하여 충치 예방 기능성 식품소재로의 이용기술을 개발하고자 하였다. 총
계란의 부존가치를 높이는 방향의 일환으로 계란의 난홍으로부터 부가가치가 매우 높은 기능성식품 소재를 개발하여 계란의 이용을 높이고 수익성을 증대시키고자 이 연구를 실시하였다. 산란계에다 특수사료를 급여하여 난황 면역 단백질 생산량을 증가시키며 또한, 충치균(Streptococcus mutans)을 면역시켜서 그로부터 생산되는 S. mutans에 대한 특이 항체 성분이 강화된 계란의 난황으로부터 면역 단백질(Yollk Immunoglobulin ; IgY)을 분리하여 충치 예방 기능성 식품소재로의 이용기술을 개발하고자 하였다. 총 IgY 함량과 항-S. mutans 항체 항량이 높은 계란을 생산하기 위해 kelp meal 4%, 계피 0.5%, 참숯 0.5%를 각각 첨가한 특수사료 3가지를 제조하여 Hy-Line? Brown 선런계로 사양시험을 하였다. 면역처리에 의해 산란율은 경시적으로 감소되었으며 대조구의 산란율보다 특수사료의 산란을 감소가 적었다. 특히 참숯 처리구는 면역에 의해 일반적으로 일어나는 산란율 저하가 거의 일어나지 않았다. 시험 기간 중 사료 섭취량은 대체로 면역 처리구가 비면역처리구에 비해 다소 많았다. 면역처리구 전체와 비면역처리구 전체를 보면 두 처리에 의한 계란 무게의 차이는 없는 것으로 나타났으나 각 시료 처리구간에는 차이가 있었다. 총 IgY의 평균함량을 보면 면역을 한 경우가 면역을 하지 않은 처리구에 비해 총 IgY 함량이 더 높았다. 면역을 하지 않은 처리구간의 비교에서 특수 사료 처리구 모두가 총 IgY이 대조구보다 높게 나왔다. S. mutans로 면역처리된 닭으로부터 얻은 계란에서의 충치균에 대한 특이항체(specific IgY) 함량을 분석한 결과, 특이항체는 1차 면역을 하고 8주 정도 후에야 나타나기 시작하였다. 마지막 면역 후에도 특이항체가 오랫동안 상당히 높은 수준을 유지하는 것을 볼 수 있었다. 사료 처리구별 특이항체 함량을 비교하였을 때 참숯첨가 처리구는 다른 식이 처리구에서 보다 훨씬 수치를 보여주었고 면역한 대조구에 비해 약 2.5배 이상 증가하였다. 면역한 참숯첨가 처리구에서 얻은 난황의 전체 IgY 중에서 항-S. mutans 항체의 함량 분석을 정량침강 반응 방법에 의해 행하였다. 총 IgY 중에 함유된 S. mutans 균체에 대한 특이항체의 비율은 61%이었다. 즉 난황 1개르 f15g으로 놓고, 하나의 계란에서 얻어지는 항-S. mutans 항체는 약 100mg이었다. 혈청학적으로 type이 서로 다른 세 종류의 S. mutans 균주 (b, c, f)에 대한 특이항체의 균주특이성을 조사하였다. 특이항체와 반응성이 가장 뛰어난 S. mutans 균주는 sucrose 첨가 배제 하에서 배양한 혈청형 c(c/+)이었으며 다음 으로 f/+, f/-. b/+, c/-였고, sucrose 무첨가 배지에서 배양한 혈청형 b(b/-)는 다른 균쥬에 비하여 현저하게 낮은 반응성을 나타내었다. IgY 추출 방법의 특성 검토를 위하여 natural gum(λ-carrageenan)에 의한 추출 방법, gammaYolkTM에 의한 방법과 EGGstactTM에 의한 방법을 비교하였다. 추출방법의 편이성과 신속성은 natural gum에 의한 추출방법이월등히 좋았다. 각 방법에 의해 얻어진 추출물 중 IgY의 함량을 비교해 보면 natural gum 방법은 약 20%로 밝혀졌으며 gammaYolkTM는 46%, EGGstactTM는 48% 정도로 나왔다. 난황 1g으로부터 얻어진 IgY의 수율을 비교한 결과 natural gum의 경우 2.3㎎, gammaYolkTM는0.8㎎, EGGstactTM는 0.9㎎이었다. S. mutans에 대한 특이 항체의 역가를 조사한 결과, natural gum 방법은 247 A.U.가, gammaYolkTM의 경우 A.U.가 EGGstactTM의 경우 99.A.U.가 각각 나왔다. 동결건조된 시료를 물에 다시 용해한 후 열 안전성 시험을 하였다. IgY는 다른 면역단백질에 비하정도는 남아있는 것으로 나타났다. 그러나 80℃의 처리시에는 거의 모드 s역가를 잃는 것으로 나타났다. S. mutans 균주를 사용하여 탁도시험에 의한 특이항체의 유효성 검사를 실시한 결과 면역처리된 처리구에서의 IgY는 10%, 20% IgY 농도 처리구 모두에서 항균 효과가 있었다. 시험관내에서 자란 S. mutans를 현미경으로 관찰한 결과 면역하지 않은 처리구에서는 균의 응집되지 않았으나 면역 처리한 닭에서 생산된 IgY를 첨가한 처리구는 침전물에 균들 대부분이 응집되는 것을 볼 수 있었다. 특이항체의 S. mutans에 대한 최소저지농도는 7.5%였으며 응집된 균괴의 크기는 IgY 첨가량이 증가할수록 점점 더 커져가는 현상을 나타내었다. 균수별항균력 시험에서 배양 1일의 탁도는 102에 대해 10% IgY 첨가에 의한 효과가 있었으나 108에 대해서는 효과가 없었다. 그러나 현미경적 관찰을 통한 항균력 시험에서는 침전물에서 접종 균수에 관계없이 효과가 나타났다. 균의 serotype 별 항균력의 효과에 있어서는 serotype B 〈 serotype F 〈 C의 순으로 높게 나타났다. ELISA 방법에 의한 유효성 시험을 실시한 결과 S. mutans cell의 농도가 3,0×109(cfu/㎖)인 용액 2.5㎖에 난황항체분말 20㎎을 첨가하여 2시간 반응시켰을 때 cell의 농도가 약 100배 감소하였다.
Abstract▼
The objectives of this study are; the increase of productivity of yolk immunoglobulin(IgY) by feeding special diets to laying heas, and the development of application of egg as functional food by separating IgY from the egg yolk in which anti-S. mutans IgY is fortified by vaccinating Streptococcus m
The objectives of this study are; the increase of productivity of yolk immunoglobulin(IgY) by feeding special diets to laying heas, and the development of application of egg as functional food by separating IgY from the egg yolk in which anti-S. mutans IgY is fortified by vaccinating Streptococcus mutans. Breeding test was performed with laying hens feeding 3 soecially formulated diet containing kelp meal 4%, cinnamon 0.5%, hardwood charcoal 0.5%, respectively, in order to produce eggs with generally accompanied with vaccination was not observed in charcoal added group. Vaccinated group had higher total charcoal treated S. mutans obtained from vaccinated hens revealed that charcoal treated group had much higher contents than other, espscially, mpre than 2.5 times higher than vaccinated control diet group. The rate of specifis IgY to S. mutans cell in total IgY was 61% that is, about 100mg of anti-S. mutans IgY was yielded from 15g of yolk. Specificty of specific IgY against 3 different serotypes(b, c, f) of S. mutans was examined. The most sensitive S. mutans to specific IgY was the serotype c(c/+) cultured in sucrose-added medium, and the ranks of the other are f/+, f/-. b/+, b/-. The IgY contents in productsobtained by each method are; about 20% for natural gum(λ-carrageenan) method, 46% for gammaYolkTM, and 48% for EGGstactTM. Comparison of IgY yield from 1g of yolk showed that natural gum method gave 2.3㎎, gammaYolkTM 0.8㎎ and EGGstactTM 0.9㎎ In the specific IgY activity against S. mutans natural gum method gave 247 A.U. and gammaYolkTM and EGGstactTM gave 50A.U. and 99 A.U. respectively. Also, this study revealed that IgY was more stable than the other immunoglobulins with 50% of activity after heat treatment at 70℃ for 10min. regardless of concentration of IgY. Turbidity test of S. mutans cell revealed inhibitory effect generated in the groups with 10% and 20% of IgY added. Microscopic observation of S. mutans grew in test tube showed that IgY from vaccinated hens formed agglutination with S. mutans cells. The minimal inhibitory concentration of IrY to S. mutans was 7.5%. At inoculation concentration of S. mutans of 108cfu/ml, 10% addition of IgY showed effectiveness by the results of microscopic observation while it hardly showed by turbidity test. ELISA test revealed that 20mg/2.5ml IgY powder teduced S. mutans concentration by 100 times.
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