초록 ▼

식용 아미노산 고분자 폴리감마글루탐산의 대량생산을 위한 제조공정 및 고효율 분리공정을 최적화하였으며, 건강기능식품 원료 규격 설정을 위한 제조공정 및 규격을 확립하였음.
폴리감마글루탐산의 기능성 확인 결과, 생체내의 면역기능을 유지하는 면역세포인 대식세포 (Marcrophage)와 자연살상 세포(NK cell)를 활성화시켜 면역기능을 증강시켰으며, 또한 마우스 동물모델을 이용한 tumor challenge 실험에서는 폴리감마글루탐산의 항암능이 확인되었음.
폴리감마글루탐산의 건강기능식품 제품화를 위한 대량생산 공정 및 규격

식용 아미노산 고분자 폴리감마글루탐산의 대량생산을 위한 제조공정 및 고효율 분리공정을 최적화하였으며, 건강기능식품 원료 규격 설정을 위한 제조공정 및 규격을 확립하였음.
폴리감마글루탐산의 기능성 확인 결과, 생체내의 면역기능을 유지하는 면역세포인 대식세포 (Marcrophage)와 자연살상 세포(NK cell)를 활성화시켜 면역기능을 증강시켰으며, 또한 마우스 동물모델을 이용한 tumor challenge 실험에서는 폴리감마글루탐산의 항암능이 확인되었음.
폴리감마글루탐산의 건강기능식품 제품화를 위한 대량생산 공정 및 규격 확립과, 기능성 확보를 위한 항암 면역 강화 기능 입증 자료와 함께 현재 GLP기관에서 진행 중인 독성 실험 자료를 근거로 식품의 약품안전청에 폴리감마글루탐산의 건강기능식품 기능성 원료 인증을 위한 인허가를 추진 중에 있음.

Abstract ▼

Purpose of research
1) Development of mass production of the poly-gamma-glutamic acid ($\gamma$-PGA) that is an edible high molecular weight of amino acid polymer and development of high value added functional foods through official authorization as raw material of health functional fo

Purpose of research
1) Development of mass production of the poly-gamma-glutamic acid ($\gamma$-PGA) that is an edible high molecular weight of amino acid polymer and development of high value added functional foods through official authorization as raw material of health functional foods
2) Development of anti-cancer and immune-stimulating functional foods and products by studying of signal transduction in the ceil, tumor regression activity, and induction of immune-stimulation against tumor cells caused by carcinogen, by oral administration of $\gamma$-PGA that are produced by GRAS food microorganism
Contents and scopes of research
1. Development of the mass production technology of high molecular weight $\gamma$-PGA and core technology of product
1) Safety guarantee of $\gamma$-PGA as raw materials of health functional food and establishment of new cost effective technology through down-stream technology
2) Official authorization of $\gamma$-PGA as raw material of health functional foods with anti-cancer and immune-stimulating function of $\gamma$-PGA and development of high value added health functional foods with global competitiveness
2. Research of tumor regression activity and immune-stimulating induction to the tumor cell of poly-gamma-glutamic acid
1) Studies of in vitro macrophage activation, and its mechanism of $\gamma$-PGA
2) Studies of in vitro tumor regression activity of $\gamma$-PGA with administration of carcinogen
3) Studies of in vivo macrophage activation and natural killer cell activation of oral administration of $\gamma$-PGA using mouse animal model
4) Establishment of screening method of in vivo tumor regression activity of $\gamma$-PGA with carcinogen administration using mouse animal model
Research results
1. Development of mass production technology of high molecular weight $\gamma$-PGA to develop anti-cancer and immune-stimulating functional food, and development of core technology of product
1) Establishment of culture condition and highly effective down-stream technology for mass production of various molecular weight of $\gamma$-PGA
2) Optimization of mass production of $\gamma$-PGA adequate for specification of functional raw material
3) Studies of formulation and composition of health functional food and product preparation using $\gamma$-PGA
4) toxicity test for certification of health functional food is under way (BIOTOXTECH)
5) Official authorization as raw material of functional foods using these research results is in progress
2. Studies of tumor regression activity and immune-stimulating induction to the tumor cell of $\gamma$-PGA for development of functional food material
1) Identification of macrophage activation and secretion of various cytokines TNF-$\alpha$ and interleukin-1$\beta$ suggested that $\gamma$-PGA is a stimulatory factor
2) We analyzed the anti-tumor effect of $\gamma$-PGA by checking its property for tumor regression activity. After tumor inoculation, all mice in control group died, whereas high portion of mice administered with $\gamma$-PGA were still alive
3) We evaluated the possibility of $\gamma$-PGA as an anti-cancer agent by checking NK cell activation. We introduced $\gamma$-PGA orally into mice, collected NK cells from spleens of all the mice. Our results, we can conclude that $\gamma$-PGA can activate NK cells which in turn, enhances its anti-cancer activities
Application plans of research results
1) Development of health functional food with identification of function of $\gamma$-PGA and promotion of public health to use $\gamma$-PGA as various raw material in foods
2) Various application of high valued health functional food is possible by the introduction of new anti-cancer and immune-stimulating functional raw material
3) For the commercialization of health functional food, safety test such as single dose acute toxicity test and repeated dose acute toxicity test is under way at Biotoxtech (Good Laboratory Practice) and plans are being drawn to get official certification of KFDA and to industrialize of functional food containing $\gamma$-PGA

목차 Contents

• 표지 ... 1
• I. 총괄현황 ... 2
  • 제출문 ... 2
    • 
      보고서 요약서 ... 3
    • 
      요약문 ... 4
    • 
      SUMMARY ... 6
    • 
      연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 8
    • 
      참여연구원 현황표 ... 37
    II. 총괄연구과제 연구결과 ... 38
  • 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 39
    • 1.1 사회적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 39
      • 
        1.2 경제적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 40
      • 
        1.3 기술적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 44
      2. 국내외 기술개발 현황 ... 53
    • 2.1 국내외 연구개발 현황 ... 53
      • 
        2.2 국내외 연구개발 현황 분석 ... 55
      3. 연구개발과제의 추진체계 ... 56
    • 3.1 연구과제의 구성 및 추진체계 ... 56
      • 
        3.2 연구과제의 추진일정 ... 58
      4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 60
    • 4.1 폴리감마글루탐산 대량생산을 위한 산업 균주의 생산용 배지 및 배양조건 확립 ... 61
      • 
        4.2 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산 생산을 위한 배양조건 최적화 연구 ... 62
      • 
        4.3 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산을 산업적 규모로 대량 생산하기 위한 scale-up 검토 및 최적화 연구 ... 62
      • 
        4.4 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산의 고효율 분리 정제 기술 개발 ... 63
      • 
        4.5 폴리감마글루탐산의 정제 연구 ... 64
      • 
        4.6 고분자 폴리감마글루탐산의 생산 연구 ... 65
      • 
        4.7 폴리감마글루탐산의 분리정제공정 연구 ... 66
      • 
        4.8 분자량별 폴리감마글루탐산 생산공정기술 개발 ... 66
      • 
        4.9 분자량별 폴리감마글루탐산의 시제품 개발 ... 67
      • 
        4.10 식용 아미노산 고분자 소재 폴리감마글루탐산의 특성 연구 ... 67
      • 
        4.11 폴리감마글루탐산 분말 제품 및 폴리감마글루탐산 생산 균주의 동물 실험을 통한 경구 독성 (급성, 아급성, 만성) 조사 ... 68
      • 
        4.13 원료규격에 적합한 제조공정 및 고효율 분리공정의 최적화 ... 73
      • 
        4.14 생산원가 절감을 위한 대량생산 공정의 경제성 분석 및 검토를 통한 공정개선 ... 75
      • 
        4.15 건강기능식품 개발을 위한 식품첨가 기준 확립과 용법,용량, 첨가방법 등의 검토 ... 75
      • 
        4.16 폴리감마글루탐산 함유 시제품 개발을 통한 건강기능식품 제형과 및 조성 확인 ... 76
      • 
        4.17 건강 기능성 식품 원료로서의 폴리감마글루탐산의 인허가 추진 ... 77
      • 
        4.18 폴리감마글루탐산의 대식세포활성 및 기전연구 ... 78
      • 
        4.19 암유발물질 투여시에 폴리감마글루탐산에 의한 in vitro 암화역제능 (돌연변이 억제) 연구 ... 81
      • 
        4.20 마우스 동물모델을 이용한 폴리감마글루탐산의 경구투여에 의한 항암능 연구 ... 81
      • 
        4.21 폴리감마글루탐산에 의한 IFN-gamma 발현확인 ... 83
      • 
        4.22 마우스 동물모델을 이용한 암유발물질 투여시에 폴리감마글루탐산의 in vitro 암화억제능 검색법 확립 ... 85
      5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 91
    • 5.1 총괄연구개발과제의 목표달성도 ... 91
      • 
        5.2 관련분야 기여도 ... 92
      6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 93
    • 
      7. 연구개발결과의 파급효과 ... 93
    • 7.1 기술적 파급효과 ... 93
      • 
        7.2 경제.산업적 파급효과 ... 94
      • 
        7.3 사회적 파급효과 ... 94
      8. 연구개발결과의 활용계획 ... 95
    • 8.1 연구개발결과의 활용계획 및 추가연구의 필요성 ... 95
      • 
        8.2 사업화(기업화) 목표 달성도 및 계획 ... 96
      • 
        8.3 사업화 수준(계획 및 완료 포함) ... 98
      9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 102
    • 9.1 Xyotax ... 102
      • 
        9.2 해외 암 치료 백신 개발 현황 ... 103
    III. 제 1세부 연구과제 연구결과 ... 105
  • 1. 연구개발과제의 목표 ... 106
    • 1.1 연구 배경 및 필요성 ... 106
      • 
        1.2 기술적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 108
      • 
        1.3 경제적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 110
      • 
        1.4 사회적 측면에서의 연구개발 필요성 ... 111
      • 
        1.5 총괄과제 내에서 1세부과제의 중요성 및 필요성 ... 112
      2. 연구개발과제의 추진체계 ... 114
    • 2.1 연구추진체계 ... 114
      • 
        2.2 연차별 연구추진체계 ... 115
      3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 116
    • 3.1 폴리감마글루탐산 대량생산을 위한 산업 균주의 생산용 배지 및 배양조건 확립 ... 117
      • 
        3.2 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산 생산을 위한 배양조건 최적화 연구 ... 118
      • 
        3.3 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산을 산업적 규모로 대량 생산하기 위한 scale-up 검토 및 최적화 연구 ... 119
      • 
        3.4 저분자 및 고분자 폴리감마글루탐산의 고효율 분리 정제 기술 개발 ... 120
      • 
        3.5 폴리감마글루탐산의 정제 연구 ... 121
      • 
        3.6 고분자 폴리감마글루탐산의 생산 연구 ... 121
      • 
        3.7 폴리감마글루탐산의 분리정제공정 연구 ... 122
      • 
        3.8 분자량별 폴리감마글루탐산 생산공정기술 개발 ... 122
      • 
        3.9 분자량별 폴리감마글루탐산 시제품 개발 ... 123
      • 
        3.10 식용 아미노산 고분자 소재 폴리감마글루탐산의 특성 연구 ... 123
      • 
        3.11 폴리감마글루탐산 분말 제품 및 폴리감마글루탐산 생산 균주의 동물 실험을 통한 경구 특성 (급성, 아급성, 만성) 조사 ... 124
      • 
        3.12 원료규격에 적합한 제조공정 및 고효율 분리공정의 최적화 ... 129
      • 
        3.13 생산원가 절감을 위한 대량생산 공정의 경제성 분석 및 검토를 통한 공정개선 ... 131
      • 
        3.14 건강기능식품 개발을 위한 식품첨가 기준 확립과 용법, 용량, 첨가방법 등의 검토 ... 131
      • 
        3.15 폴리감마글루탐산 함유 시제품 개발을 퉁한 건강기능식품 제형화 및 조성 확인 ... 132
      • 
        3.16 건강 기능성 식품 원료로서의 폴리감마글루탐산의 인허가 추진 ... 133
      4. 참고문헌 ... 134
    IV. 제 2 세부 연구과제 ... 136
  • 1. 연구개발과제의 목표 ... 137
    • 1.1 연구배경 및 필요성 ... 137
      • 
        1.2 연구목표 및 내용 ... 138
      2. 연구개발과제의 추진체계 ... 139
    • 2.1 연구 추진 체계 ... 139
      • 
        2.2 연차별 연구 추진계획 ... 139
      3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 140
    • 3.1 폴리감마글루탐산의 대식세포활성 및 기전연구 ... 140
      • 
        3.2 암유발물질 투여시에 폴리감마글루탐산에 의한 in vitro 암화억제능 (돌연변이 억제)연구 ... 142
      • 
        3.3 마우스 동물모델을 이용한 폴리감마글루탐산의 경구투여에 의한 항암능 연구 ... 143
      • 
        3.4 폴리감마글루탐산에 의한 IFN-gamma 발현 확인 ... 144
      • 
        3.5 마우스 동물모델을 이용한 암유발물질 투여시에 폴리감마글루탐산의 in vitro 암화 억제능 검색법 확립 ... 147
      4. 참고문헌 ... 152
    IV. 첨부서류 ... 153
  • 
    1. 자체평가의견서 ... 154
  • 
    2. 연구성과 실적 증빙서류 ... 157
  • 
    3. 기타 요청서류 ... 165
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