초록

○ 연구결과
Biopolymer 고생산성 변이주 분리(CBP), γ-polyglutamic acid(PGA) 고생산 변이주에서 PGA생합성유전자와 levansucrase 의 클론닝및 구조분석. biopopymer 생산관련 proteome 분석으로 biopolymer 생합성기구규명, 변이주가 생산하는 biopolymer의 항당뇨, 항비만효과, 이를 이용한 기초화장품, 색조화장뭄, 모발화장품 시제품화

Abstract ▼

The interests on natural food for health have been increased gradually. Kimchi, soybean paste and soy sauce is major member of Korean traditional functional food. Superior biological activity have been studied about those food materials. The Bean is called "the beef produced from field" in Korea, be

The interests on natural food for health have been increased gradually. Kimchi, soybean paste and soy sauce is major member of Korean traditional functional food. Superior biological activity have been studied about those food materials. The Bean is called "the beef produced from field" in Korea, because the quantity of protein and lipid is very high in beans. And the bean can be used as a raw materials for chunggukjang which is produced from the bean by microbial fermentation. The microbial flora existing on straw play very important roles in the process of chunggukjang fermentation.
High amount of protease is contained in chunggukjang, so it shows a beneficial effect on paralysis, heart disease, sudden death. And polyglutamic acid is contained in chunggukjang, so it has an ability to transfer taxol, a kind of anticancer material, in the human body. and it helps Ca uptake, and it works for water preservation, so it can be applied to cosmetics. Fragments of amino acids are also inhibit angiotensin converting enzyme, so it can protect human body from hypertension, Some browning materials in chunggukjang play an antidiabets and cancer prevention effect, and at the same time those help the growth of Lactobacillus in intestinal tract. In addition to the points mentioned above, a lot of biological active materials are contained in the chunggukjang.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 16
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제1절 연구개발의 목적 ... 23
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제3장 연연구개발수행 내용 및 결과 ... 29
• 제1절 청국장이란? ... 29
• 제2절 청국장 Biopolymer 생산 경로 ... 29
• 제3절 Biopolymer 생산증대 변이주 제작 ... 31
• 1. 연구수행 방법 ... 31
• 가. 변이주의 제작 ... 31
• 1) 사용균주 ... 31
• 2) 돌연변이주의 분리 ... 31
• 3) Biopolymer의 구성비 측정 ... 32
• 4) Biopolymer의 구성당 함량 측정 ... 32
• 5) Biopolymer의 glutamic acid함량 측정 ... 32
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 33
• 가. γ-PGA의 생산량 증대변이주 및 levansucrase 생산량 증대변이주의 제작 ... 33
• 1) 변이주의 분리 ... 33
• 2) Biopolymer의 분석 ... 34
• 가) Biopolymer의 단백질 및 총당함량 ... 34
• 나) Biopolymer의 구성당 및 구성아미노산 함량 측정 ... 35
• 제4절 Biopolymer 생산 유전자 클론닝 및 구조분석 ... 38
• 1. 연구수행 방법 ... 38
• 가. biopolymer 생합성 유전자 클론닝용 primer 의 제작 ... 38
• 나. Polymerase Chain Reaction(PCR)의 조건 ... 38
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 39
• 가. γ-glutamyltransferase gene 의 클론닝 및 염기배열 결정 ... 39
• 1) CBP ... 39
• 2) PBP ... 42
• 3) CBP균주 와 PBP균주의 γ- Glutamyltransferase의 비교 ... 45
• 나. γ-Glutamyltranspeptidase gene 의 클론닝 및 염기배열 결정 ... 51
• 1) CBP ... 51
• 2) PBP ... 54
• 3) CBP균주와 PBP균주의 γ- Glutamyltranspeptidase의 비교 ... 56
• 다. Levansucrase gene의 클론닝 및 염기배열결정 ... 62
• 1) CBP ... 62
• 2) PBP ... 64
• 3) CBP균주와 PBP균주의 levansucrase의 비교 ... 66
• 제5절 Biopolymer 생산최적조건 ... 72
• 1. 연구수행 방법 ... 72
• 가. Biopolymer의 배양학적 특성조사 ... 72
• 1) Levan 우위 biopolymer 생산조건 검토 ... 72
• 2) Biopolymer의 제조 ... 72
• 3) 총당 함량 측정 ... 72
• 4) Biopolymer의 glutamic acid의 함량 측정 ... 72
• 5) 단백질 함량측정 ... 73
• 2. LBP에 의해서 생산된 Levan 우위 biopolymer 분석 결과 ... 73
• 3. PBP에 의해 생산된 PGA 우위 biopolymer 분석 결과 ... 76
• 4. 최종생산 biopolymer의 분석 ... 77
• 제6절 Biopolymer 생산균의 proteome 분석 ... 79
• 1. 연구수행 방법 ... 79
• 가. Bacterial strains and culture conditions ... 79
• 나. Protein sample preparation ... 79
• 다. Two dimensional electrophoresis ... 80
• 라. Image analysis ... 80
• 마. Enzymatic digestion of protein in-gel ... 80
• 바. MALDI-TOF analysis and database search ... 80
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 81
• 가. γ-PGA우위 생산변이주의 proteome 분석 ... 81
• 나. levan 생산변이주의 proteome분석 ... 81
• 제7절 γ-PGA우위 및 levan우위 각 biopolymer의 항비만.항당뇨 관련 효능검정 ... 90
• 1. 연구수행방법 ... 90
• 가. 청국장유래 biopolymer, γ-PGA우위 및 levan우위의 각 biopolymer의 물성 및 유동학적 특성조사 ... 90
• 1) Biopolymer의 물성학적 특성 ... 90
• 2) 유동학적 특성 ... 90
• 3) 겉보기점도의 온도와 농도 의존성 조사 ... 91
• 나. 청국장 유래 biopolymer 의 항비만 효능검정 ... 92
• 1) 재료 및 방법 ... 92
• 가) 실험 동물 ... 92
• 나) 실험식이 ... 93
• 다) 실험방법 ... 94
• 다. 청국장 유래 biopolymer의 항고지혈 효능검정 ... 94
• 1) 간조직중의 지질성분 분석 ... 94
• 2) 변중 중성 스테로이드 및 담즙산 함량 측정 ... 95
• 3) 간조직 microsomal HMG-CoA reductase의 활성 측정 ... 95
• 라. 청국장 유래 biopolymer의 항당뇨효능 검정 ... 95
• 1) 실험 동물 ... 95
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 95
• 가. 청국장유래 biopolymer, γ-PGA우위 및 levan우위의 각 biopolymer의 물성 및 유동학적 특성조사 ... 95
• 1) 유동학적 특성 ... 95
• 2) 농도 변화에 따른 유체 흐름 특성 ... 96
• 3) pH변화에 따른 유체 흐름 특성 ... 101
• 4) 온도변화에 따른 유체흐름 특성 ... 106
• 5) 겉보기 점도의 변화 ... 111
• 6) 겉보기 점도의 온도 의존성 ... 112
• 7) 겉보기 점도의 농도의존성 ... 116
• 나. 청국장 유래 biopolymer의 콜레스테롤 저하 효능 ... 120
• 1) 간 지질 성분에 미치는 영향 ... 120
• 2) 간의 HMG Co A reductase activities에 미치는 영향 ... 121
• 3) 분변의 총 중성지질, 담즙산 배설에 미치는 영향 ... 122
• 다. 청국장 유래 Biopolymer의 항고지혈 효능 ... 122
• 1) 체중증가량, 평균식이 섭취량, 식이효율(FER) ... 122
• 2) 혈청 지질농도및 혈청지표에 미치는 영향 ... 123
• 라. 청국장 유래 Biopolymer의 항당뇨 효능 검정 ... 125
• 1) 체중증가량, 평균식이 섭취량, 식이효율(FER) ... 125
• 2) 혈청 지질농도 및 혈청지표에 미치는 영향 ... 127
• 3) 혈중 인지질, glucose, HbAlc, Insulin에 미치는 영향 ... 129
• 4) 간장 및 신장무게에 미치는 영향 ... 130
• 5) 간의 지질조성에 미치는 영향 ... 131
• 3. 요약 ... 133
• 제8절 γ-PGA 우위 biopolymer와 Levan 우위 biopolymer의 콜레스테롤 저하 및 항고지혈 효능 검정 ... 136
• 1. 연구수행방법 ... 136
• 가. γ-PGA 우위 biopolymer와 Levan 우위 biopolymer의 콜레스테롤 저하 및 항고지혈 효능 ... 136
• 1) 실험 동물 ... 136
• 2) 실험식이 ... 136
• 3) 실험방법 ... 138
• 가) 체중 측정 및 실험 식이 섭취량 측정 ... 138
• 나) 장기체취 ... 138
• 다) 혈청의 중성지방, total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol and atherogenic index(AI)측정 ... 138
• 라) 간조직중의 지질성분 분석 ... 138
• 마) 변중 중성 스테로이드 및 담즙산 함량 측정 ... 138
• 바) 간조직 microsomal HMG-CoA reductase의 활성 측정 ... 139
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 139
• 가. 체중증가량, 평균식이 섭취량, 식이효율(FER) ... 139
• 1) 혈중 지질농도 및 혈청지표에 미치는 영향 ... 140
• 2) 간 지질 성분에 미치는 영향 ... 142
• 3) 간의 microsomal HMG-CoA reductase activities에 미치는 영향 ... 143
• 4) 분변의 총 중성스테로이드, 담즙산 배설에 미치는 영향 ... 144
• 나. γ-PGA 및 Levan 우위 biopolymer의 항당뇨 효능 검정 ... 145
• 1) 체중증가량, 평균식이 섭취량, 식이효율(FER) ... 145
• 2) 간 및 신장 무게, GPT, GOP에 미치는 영향 ... 146
• 3) 간의 지질성분에 미치는 영향 ... 146
• 4) 혈청 지질농도 및 혈청지표에 미치는 영향 ... 147
• 5) 혈중 Phospholipid, Glucose, HbAlc, Insulin농도에 미치는 영향 ... 149
• 3. 요약 ... 151
• 제9절 청국장 유래 biopolymer 성분의 피부안정성에 대한 효능효과 시스템 연구 ... 154
• 1. 연구수행 방법 ... 154
• 가. 피부에 대한 친화성 및 기능성 검정 ... 154
• 1) 측정방법 ... 154
• 2) 실험방법 ... 154
• 가) 조건 ... 154
• 나) 측정시료 ... 154
• 다) 판정기준 ... 154
• 나. 피부 유분 및 수분 측정 ... 154
• 1) 측정기기 ... 154
• 2) 실험방법 ... 155
• 가) 조건 ... 155
• 나) 측정시료 ... 155
• 다) 측정횟수 ... 155
• 라) 수분보유량 변화율 계산 ... 155
• 다. 멜라닌, 홍반 측정 및 피부 pH 측정 ... 155
• 1) 측정기기 ... 155
• 2) 실험방법 ... 156
• 가) 조건 ... 156
• 나) 측정시료 ... 156
• 다) 측정횟수 ... 156
• 라. 경표피 수분손실량 및 피부탄력 측정 ... 156
• 1) 측정기기 ... 156
• 2) 실험방법 ... 156
• 가) 조건 ... 156
• 나) 측정시료 ... 156
• 다) 측정횟수 ... 157
• 라) 계산법 ... 157
• 마. 자외선 차단지수 측정 ... 157
• 1) 측정기기 ... 157
• 2) 실험방법 ... 157
• 가) 조건각 ... 157
• 나) 측정방법 ... 157
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 157
• 가. 피부에 대한 친화성 및 기능성 검정 ... 157
• 나. 피부 유분 및 수분 측정 ... 158
• 다. 멜라닌, 홍반 측정 및 피부 pH 측정 ... 159
• 라. 경표피 수분 손실량 및 피부탄력 측정 ... 159
• 마. 자외선 차단지수 측정 ... 161
• 3. 요약 ... 161
• 제10절 γ-PGA 우위 및 levan 우위 biopolymer 성분에 대한 피부 유효성 및 제형화 연구 ... 163
• 1. 연구수행방법 ... 163
• 가. 제품의 유효성 연구 ... 163
• 1) 기초화장품류 ... 163
• 가) 제형화 연구 ... 163
• 나) 제형의 물성(pH, 점도) 평가 ... 163
• 다) 제형 안정성 평가 ... 163
• 2) 색조화장품류 ... 164
• 가) 제형화 연구 ... 164
• 나) 제형의 물성 평가 ... 164
• 다) 제형 안정성 평가 ... 165
• 라) 상태안정성 판단기준 ... 165
• 3) 모발화장품류 ... 165
• 가) 제형화 연구 ... 165
• 나) 제형의 물성(pH, 점도) 평가 ... 166
• 다) 제형 안정성 평가 ... 166
• 나. 제품의 피부 유효성 연구 ... 166
• 1) 기초화장품류 ... 166
• 가) 수분보유능 ... 166
• 나) 경표피 수분 손실량(TEWL) ... 167
• 2) 색조화장품 ... 168
• 3) 모발화장품류 ... 168
• 다. 제품류에 대한 피부 친화력 ... 168
• 2. 연구내용 및 결과 ... 169
• 가. 제품의 유효성 연구 ... 169
• 1) 기초화장품류 ... 169
• 가) 스킨 제형 ... 169
• 나) 로션, 크림제형 ... 170
• 다) 에센스 제형 ... 171
• 2) 색조화장품류 ... 172
• 가) 립스틱 제형 ... 172
• 나) 투웨이케익 제형 ... 173
• 3) 모발화장품류 ... 173
• 나. 제품의 피부 유효성 연구 ... 174
• 1) 기초화장품류 ... 174
• 가) 수분보유능 ... 174
• 다. 유화 및 분산 상태에 따른 안정성 및 제형화 연구 ... 178
• 1) 기초화장품류 ... 178
• 2) 경표피 수분 손실량(TEWL) ... 178
• 3) 색조화장품류 ... 178
• 가) 립스틱 제형 ... 180
• 라. 제품류에 대한 피부 친화력 ... 182
• 3. 시제품화 ... 183
• 가. 기초화장품 4종 (스킨, 로션, 크림, 에센스) ... 183
• 나. 색조화장품 2종 (립스틱, 투웨이케익) ... 183
• 4. 요약 ... 184
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 188
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 193
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 194
• 제7장 참고문헌 ... 195
• 끝페이지 ... 206