미국 위스콘신 주립대 유재혁 교수팀 식용가능한 '진균독소 분해 제품 개발' 성공

[과학계 굿뉴스]투명한 액체 형태로 적용된 D-Tox는 독성 화학 물질을 무해(無害) 성분으로 분해

박정대 기자 | 기사입력 2021/12/06 [14:07]


인체에 유해한 물질인 진균독(특정 종의 곰팡이에서 생성되는 독성 화합물)이 한국출신 학자의 끈질긴 연구 끝에 의해 식품에서 직접 분해될 수 있게 됐다. 미국 위스콘신 주립대 세균학과 교수인 유재혁 교수는 지난 1985년 서울대학교 미생물학 수업에서 마이코톡신(진군독)을 우연히 접했다고 한다. 가장 문제가 되는 진균독은 주로 “Aspergillus flavus 및 Aspergillus parasiticus” 곰팡이에 의해 생성되는 아플라톡신. 유재혁 교수는 “이 독소는 자연에서 발견할 수 있는 가장 강력한 발암물질로, 흡연의 주요 발암물질인 벤조피렌보다 200배 더 강력하다.”라고 말한다.

 

이 대학의 유재혁 교수와 그의 연구팀은 아플라톡신과 파툴린이라는 또 다른 곰팡이 독소에 오염된 다양한 식품을 안전하게 처리할 수 있는 디톡스라는 제품을 만드는 데 성공했다. 유재혁 교수는 “해당 제품이 미국 식품의약국(FDA)에서 GRAS(일반적으로 안전한 것으로 인정됨)로 지정될 수 있을 것”으로 기대하고 있다. 진균독 분해물질의 상품화에 성공한 것. 다음은 미국의 “NATURAL SELECTIONS=Food Systems, Health and Wellness, Natural Selections” 2021년 가을호에 소개된 내용의 요약이다.

 

▲ 미국 위스콘신 주립대 세균학 교수인 유재혁 박사.     ©브레이크뉴스

 

진균독 분해 제품 개발' 성공(요약문)

 

농업 및 과학 분야를 제외하고 "진균 독소"라는 단어를 듣고 완전히 이해하는 사람은 거의 없다. 그러나 그들은 아마 그래야 합니다. 이 위협은 세계 식량 공급에 대한 가장 큰 위협 중 하나일 수 있다.

 

오늘날 마이코톡신이 더 많은 관심을 받고 있지만 얼마 전까지만 해도 진균독은 심각하게 과소 평가되었다. 1985년 서울대학교 4학년이었던 유재혁 박사(MS 1991, PhD 1995-미국 위스콘신 주립대)는 미생물학 수업에서 마이코톡신(진군독)을 우연히 접했다. 그러나 당시 미생물학과에는 이 곰팡이 독소를 조사하는 사람이 없었기 때문에 그는 식물 병리학 동료에게서 책을 빌려야 했다. 유 교수는 “이 [독소], 특히 아플라톡신에 대해 문제가 얼마나 큰지, 이 독소가 얼마나 나쁜지 알게 된 후 이 문제를 해결하고 싶었다"라고 말한다. 이어 ”그것이 1985년부터 시작된 나의 비전이었다“고 말했다. 교수 경력 22년차에 접어든 이제, 세균학과 교수인 유재혁 교수는 마침내 해결책을 찾았다고 믿고 있다.

 

진균독은 특정 종의 곰팡이에서 생성되는 독성 화합물질(Grow의 2019년 봄 호에서 모두가 진균독에 대해 알아야 할 5가지 사항 참조 Five Things Everyone Should Know about Mycotoxins ). 대략 300가지 이상의 다른 종류의 진균독이 발견되었지만 그 중 일곱가지만이 정기적으로 식품 공급을 오염시킨다. 가장 문제가 되는 진균독은 주로 Aspergillus flavus 및 Aspergillus parasiticus 곰팡이에 의해 생성되는 아플라톡신이다.

 

유 교수는 “이 독소는 자연에서 발견할 수 있는 가장 강력한 발암물질로, 흡연의 주요 발암물질인 벤조피렌보다 200배 더 강력하다”라고 말한다. 일반적으로 아플라톡신과 진균독은 억제된 면역 반응, 자궁 내 발달 문제, 유전적 돌연변이, 암, 심지어 사망을 비롯한 다양한 건강 문제를 유발한다. 어떤 사람이나 동물도 아플라톡신 독성에 면역되지 않는다.

 

진균독소 오염은 피할 수 없으며 거의 모든 곡물 및 식량 작물에 대한 지속적인 위협이다. 아플라톡신은 전 세계 식량 공급의 약 25%를 오염시킬 수 있으며, 이는 지구가 따뜻해 지면서 더 악화되고 있다. 이러한 독소를 섭취하지 않는 가장 좋은 방법은 우유를 포함하여 오염된 음식을 버리는 것이다. 지금까지는.

 

연구 과학자 Ahmad Alshannaq PhD'18 및 식품 과학 Ph.D. 학생 최다솔을 포함하는 유재혁 교수와 그의 팀은 아플라톡신과 파툴린이라는 또 다른 곰팡이 독소에 오염된 다양한 식품을 안전하게 치료할 수 있는 디톡스라는 제품을 만들었다. 투명한 액체 형태로 적용된 D-Tox는 이러한 독성 화학 물질을 무해(無害) 성분으로 분해한다. 디톡스에 끓이면 15~30분이면 아플라톡신과 파툴린이 분해된다. 또한, 곡류 등 식품을 D-Tox에 1~2일 담가두면 독소를 효과적으로 파괴할 수 있다. D-Tox는 식용 가능한 곰팡이 배양액에서 추출하고 철저한 테스트를 통해 독성이 전혀 없는 것으로 나타났기 때문에 유재혁 교수는 해당 제품이 미국 식품의약국(FDA)에서 GRAS(일반적으로 안전한 것으로 인정됨)로 지정될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

세계적으로 유명한 아플라톡신 전문가이자 Rutgers 대학의 식물 병리학 교수인 Joan Bennett은 “아플라톡신은 인간의 건강에 심각한 위험을 초래한다.“라고 말한다. ”수십 년간의 연구에도 불구하고 D-Tox가 개발될 때까지 아플라톡신 오염을 완화하는 방법을 찾는 데 진전이 거의 없었다.“고 덧붙인다. 

 

미국 위스콘신 주립대 세균학 교수인 유재혁 박사.    ©브레이크뉴스

유재혁 교수의 희망은 태블릿을 포함하여 사용하기 쉬운 다양한 형태로 전 세계적으로 D-Tox를 대량 생산 및 배포하는 것.

 

그는 자신의 분사 회사인 SkyAngel Bio와 함께 일할 파트너 및 자금 제공자를 찾고 있다. 

그는 이 제품이 모니터링 되지 않은 수준의 아플라톡신의 유해한 결과에 노출되지 않도록 45억 명 이상의 사람들을 보호할 수 있는 잠재력이 있다고 말한다.

 

미국 위스콘신 주립대 유재혁 교수는 “이것이 인간 식품의 전 세계 아플라톡신 오염 수준을 낮추기 위해 적용할 수 있는 솔루션 중 적어도 하나라고 확신한다. 따라서 사람들이 더 좋고 더 건강한 삶을 누릴 수 있다.”고 강조했다. <이 글은 2021년 가을, Grow에 계제되었다. https://grow.cals.wisc.edu/priority-themes/food-systems-priority-theme/the-promise-of-safe-food-for-billions

 

▲Ahmad Alshannaq(왼쪽)과 Dasol Choi(오른쪽)가 미생물 과학관의 유재혁 연구실에서 Aspergillus flavus를 접종한 옥수수에 D-Tox를 사용하는 방법을 시연하고 있다. CALS에서 개발한 신제품은 전 세계적으로 농작물, 동물 및 인간을 괴롭히는 위험한 곰팡이 독소를 제거하는 데 도움이 될 수 있다고 한다. 사진/마이클 P. 킹.   Ahmad Alshannaq, left, and Dasol Choi demonstrate the use of D-Tox on corn inoculated with Aspergillus flavus in Jae-Hyuk Yu's lab in the Microbial Sciences Building. Photo by Michael P. King  ©브레이크뉴스

 

**아래는 영문기사 전문이다.[Below is the full text of the article.]

 

*Fall 2021

NATURAL SELECTIONS

 

The Promise of Safe Food for Billions

A new product developed at CALS could help eliminate dangerous fungal toxins that afflict crops, animals, and humans worldwide.

-By Jori Skalitzky BSx'22

 

Outside of agricultural and scientific circles, few people would hear the word “mycotoxin” and fully understand the reference. But they probably should. This menace just might be one of the biggest threats to our global food supply.

 

Although mycotoxins are garnering more attention today, not long ago they were severely understudied. As a senior at Seoul National University in 1985, Jae-Hyuk Yu MS’91, PhD’95 stumbled on mycotoxins in a microbiology class. But at the time no one in the microbiology department was investigating these fungal toxins, so he had to borrow books from a colleague in plant pathology.

 

“After I learned about this [toxin], especially aflatoxin, how big the problem is, how bad this toxin can be, I wanted to solve this problem,” Yu says. “That was my vision, starting from 1985.” Now a professor of bacteriology in the 22nd year of his faculty career, Yu believes he has finally come up with a solution.

 

Mycotoxins are toxic chemical compounds produced by certain species of molds (see Five Things Everyone Should Know about Mycotoxins in the spring 2019 issue of Grow). More than 300 different kinds of mycotoxins have been discovered, but only seven of them regularly contaminate food supplies.

 

The most problematic mycotoxins are aflatoxins, mainly produced by the molds Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus. “This toxin is the most potent carcinogen you can find in nature, 200 times more potent than benzo[a]pyrene, the main carcinogen in cigarette smoking,” Yu says. Aflatoxins, and mycotoxins in general, cause a wide variety of health issues, including suppressed immune responses, in utero developmental issues, genetic mutations, cancer, and even death. No humans or animals are immune to aflatoxin toxicity.

 

Mycotoxin contamination is unavoidable and a constant threat to almost all grain and food crops. Aflatoxins can contaminate around 25% of the global food supply, and this will only get worse as the planet warms. The best preventative measure against consuming these toxins has been to dispose of the contaminated food, including milk. Until now.

 

Yu and his team, which includes research scientist Ahmad Alshannaq PhD’18 and food science Ph.D. student Dasol Choi, have created a product called D-Tox that can safely treat various foods contaminated with aflatoxins and another mycotoxin called patulin. Applied in a clear liquid form, D-Tox breaks down these toxic chemicals into non-harmful components. When boiled in D-Tox, aflatoxins and patulin are dismantled in a matter of 15–30 minutes. Food can also be soaked in D-Tox for 1–2 days to effectively destroy the toxins. Since D-Tox is derived from edible fungal cultures, and because thorough testing has shown it to be completely nontoxic, Yu anticipates the product can be designated as GRAS (generally recognized as safe) by the U.S. Food and Drug Administration.

 

“Aflatoxin poses a significant risk to human health,” says Joan Bennett, a world-renowned aflatoxin expert and professor of plant pathology at Rutgers University. “Despite decades of research, there has been little progress on finding ways to mitigate aflatoxin contamination until D-Tox was developed.”

 

Yu’s hope is to mass-produce and distribute D-Tox worldwide in various easy-to-use forms, including a tablet, and he’s looking for partners and funders to work with his spin-off company, SkyAngel Bio. The product, he says, has the potential to protect more than 4.5 billion people from exposure to the harmful consequences of unmonitored levels of aflatoxins.

 

“I’m confident that this is at least one of the solutions that we can apply to reduce global aflatoxin contamination levels in human food,” Yu says, “so people can have a better and healthier life.”

 

This article was posted in Fall 2021, Food Systems, Health and Wellness, Natural Selections and tagged aflatoxin, Ahmad Alshannaq, Bacteriology, D-Tox, Dasol Choi, fungal toxin, Genetics, Jae-Hyuk Yu, Joan Bennett, mycotoxin, patulin.

 

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