Alcaligenes faecalis AGS3 및 Paenibacillus polymyxa S4 Pectinases에 의해 사과 폐기물에서 생성된 불포화 올리고갈락투론산의 생체 활성 조사

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 15830(2022) 이 기사 인용

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펙틴은 과일의 주요 구조 성분 중 하나이며 α(1-4) 결합을 가진 d-갈락투론산 단위로 만들어진 소화되지 않는 섬유질입니다. 이 연구는 사과 폐기물에서 펙틴의 미생물 분해와 생리 활성 화합물의 생산을 조사합니다. 먼저, 펙틴 분해 박테리아를 분리하고 확인한 다음, 펙틴 분해 활성을 DNS로 평가했습니다. 제품은 TLC 및 LC–MS–ESI로 평가되었습니다. 항산화 효과는 DPPH를 이용하여 조사하였고, 항암효과 및 세포독성은 MTT와 유세포 분석법을 이용하여 분석하였다. 이 연구에서는 두 가지 새로운 박테리아 분리균인 Alcaligenes faecalis AGS3와 Paenibacillus polymyxa S4(펙틴분해 효소 포함)가 도입되었습니다. 구조 분석에 따르면 효소 분해 생성물에는 A. faecalis 및 P. polymyxa S4에 대해 각각 40 mg/mL에서 74% 및 69% RSA를 갖는 불포화 모노, 디, 트리 및 펜타 갈락투론산이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 48시간 후 40 mg/mL의 AGS3 및 S4 제품에 대한 MTT 분석을 통한 MCF-7 세포의 항종양 특성 결과는 각각 7% 및 9% 생존율을 나타냈습니다. 유세포 분석 평가에서 40mg/mL의 AGS3 화합물은 48시간 내에 100% 치명적이었고 S4 분리물은 98%의 사망을 초래했습니다. L-929 세포에 대한 세포독성 평가에서는 살아있는 세포에 대해 유의미한 독성이 나타나지 않았습니다.

지구의 인구가 증가함에 따라 영양 요구를 충족시키기 위한 식량 생산량의 증가는 항상 인류 사회의 주요 관심사 중 하나였습니다. 이러한 생산 증가는 통제되지 않는 도시화, 적절한 폐기물 관리 및 재활용 방법의 부족과 같은 요인과 함께 환경에 폐기물이 축적되어 돌이킬 수 없는 환경 피해를 초래합니다1. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 전 세계 과일과 채소 생산량은 17억 4천만 톤 이상이며, 그 중 10~50%가 다른 나라에서 낭비되고 있습니다. 전 세계 음식물 쓰레기의 가치는 연간 1조 달러로 추산됩니다. 이렇게 많은 양의 음식물 쓰레기를 생산하는 데 사용되는 자원은 연간 4.4기가톤의 온실가스(CO2에 해당)를 배출하며, 음식물 쓰레기는 중국과 미국에 이어 세계에서 세 번째로 큰 온실가스 생산국이 됩니다2.

식량 손실의 정도는 제품 유형, 경제 발전 수준, 해당 지역의 사회적, 문화적 조건에 따라 생산 사슬의 여러 단계에서 다릅니다. FAO 연구에 따르면 과일과 채소의 경우 산업 분야에서 수확, 분류, 등급 지정 단계의 낭비가 두드러집니다. 개발도상국에서는 수확, 분류, 등급 분류 단계에서 식품 손실이 높지만, 가공 단계에서 낭비되는 양(14~21%)은 개발 지역(2% 미만)보다 훨씬 높습니다2,3. 이는 대부분의 과일 제품이 소비되기 전에 가공되기 때문에 가치를 높이는 것 외에도 시중에 판매되는 과일의 품질과 수량도 유지합니다4. 처리 중에 많은 양의 폐기물이 축적되어 환경 오염을 줄이기 위한 처리 비용이 많이 듭니다5,6. 따라서 과일 가공 폐기물은 상당한 양의 음식물 쓰레기를 차지할 뿐만 아니라 심각한 환경 피해를 의미할 뿐만 아니라 높은 가치의 영양소 손실을 의미합니다7. 따라서 폐기물을 부가가치 제품으로 전환하는 것은 식품 공급망의 지속 가능성과 효율성을 향상시키는 데 중요하고 필요합니다8.

수년에 걸쳐 수많은 연구에서 효소, 바이오에탄올, 유기산, 헤테로다당류, 방향족 화합물, 단백질 강화 사료, 프리바이오틱 올리고당, 생리 활성 화합물과 같은 과일 폐기물의 미생물 전환 또는 효소 공정을 통해 부가가치 제품을 생산하고 있습니다. , 조사되었습니다 9. 잔여 과일 섬유의 미생물 처리는 폐기물을 천연의 유익한 올리고머 합성을 위한 단량체로 사용하는 비교적 새로운 접근 방식입니다10.