간행물
산업식품공학 KCI 등재 Food Engineering Progress
- 발행기관 한국산업식품공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 1226-4768 (Print)2288-1247 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2024
- 주제분류 농수해양 > 식품과학 농수해양 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 574DDC 664
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제14권 제2호 (2010년 5월) 14건
1.
2010.05
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식품 산업 가공 공정에 다양하게 적용되는 진동 선별기(twist screen)의 구조를 변경하고 그 효율을 분석하기 위하여 위와 같은 실험을 실시하였다. 시료 공급 시 스크린 외곽의 프레임을 따라 선별되지 못하고 빠지는 입자를 방지하기 위하여 스크린 프레임에 dam을 설치하였으며, 스크린 중앙에서 공급되는 시료가 진동에 의하여 중앙에서 외곽으로 빠르게 이동하며 입자층을 이루어 선별 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 스크린에 나선형 구조물을 설치하였다.
진동 선별기는 직경 1,200 mm와 직경 1,500 mm를 사용하였으며 스크린은 mesh 24이고 선경 0.12 mm인 표준망을 적용하였고 진동 모터는 60 Hz로 운전하였으며 자기 진동 이송기는 주파수 게이지 8과 10으로 각각 실험한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
진동 선별기 직경 1,200 mm인 경우 일반형은 처리 용량 24 kg/hr, 처리 분율은 4.72%이었고 스크린 프레임에 dam을 설치하고 스크린에 나선형 구조물을 설치한 경우에는 처리 용량이 22.8 kg/hr, 처리 분율 8.05%이었다. 구조물의 설치로 처리 용량은 다소 감소하였으나 처리 분율은 1.7배 증가하여 선별 효율이 상당히 높아졌다는 것을 알 수 있었다.
진동 선별기 직경 1,500 mm의 경우 일반형의 처리용량은 43.32 kg/hr으로 직경 1,200 mm인 경우와 비교하여 처리용량은 1.8배 증가하였으나 처리 분율은 2.37%로 처리용량에 비하여 낮게 나타났다. 처리 1의 입도를 분석한 결과 스크린에 의하여 선별될 세립의 입자가 비선별 처리물에서 발견되고 있다. 스크린의 직경이 넓어져서 처리 용량이 증가하였으나 공급 속도를 높여 공급량이 많아지므로 입자들의 망 접촉 시간이 감소하고 입자의 층 현상이 심화되어 처리 효율이 감소하고 세립의 입자 선별이 완벽하게 이루어지지 않았다는 것을 알 수 있었다.
선별기 직경 1,500 mm에 screen frame dam을 설치한 경우 처리 용량 43.14 kg/hr로 일반형과 비슷하며 처리 분율은 3.25%로 매우 증가되었다. 입자들의 층현상이 심화된 ∅1500에서 스크린의 프레임에 dam을 설치함으로써 스크린 프레임으로 빠져나가 망에 체류 시간이 단축되는 것이 방지되며 프레임을 따라 입자층이 형성되어 스크린과 접촉이 불가능하였던 입자들이 dam에 의하여 스크린 안쪽에서 이동되므로 거의 동일한 처리 용량에서도 처리 효율 증가가 뚜렷하게 구분되었다고 할 수 있다.
Screen frame dam과 나선형 구조물을 모두 설치한 경우 처리 용량은 39.04 kg/hr로 다소 감소되었으나 처리 분율은 6.77%로 직경 1,500 mm의 진동 스크린에서 일반형 구조시보다 3배, frame dam만 설치된 경우보다 2배의 증가를 보였다. 비선별 처리물인 처리 1의 시료를 입도분석한 결과 선별 처리되지 못한 세립의 입자를 전혀 발견할 수 없었다. 이와 같은 결과는 frame dam을 설치하여도 입자들이 빠르게 휩쓸려 스크린의 외곽으로 이동하여 망과 접촉 시간이 단축되며 층을 이루어 입자간의 간섭에 의해 선별 효과가 감소되는 것을 나선형 구조물에 의하여 방지함으로써 체류 시간을 증가시키고 입자층을 분산시켜 선별 효율을 증가시킬 수 있었다.
나선형 구조물 설치시 처리 용량은 다소 감소되는 경향을 보이나 처리 분율이 3배까지 차이를 나타나며 이는 공급 속도가 빠를수록 처리 용량이 많을수록 영향이 크다는 것을 알 수 있었다.
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2.
2010.05
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본 연구에서는 모과내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효과적으로 추출하기 위해서, 모과나무의 익은 열매로 만든 약재인 모과를 사용 하였다. 모과의 기능성 유용성분 용매 추출 공정의 최적 조건을 확립하고자 하였다. 모과를 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다.
중심합성계획법에 따라 시료에 대한 용매비(X1)와 추출온도(X2), 추출시간(X3)을 요인변수로 하고 추출수율(Y1), 총페놀 함량(Y2), 전자공여능(Y3), 갈색도(Y4), 환원당(Y5)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 추출수율은 추출 온도와 추출 시간에 유의하게 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출조건은 시료에 대한 용매비는 26.38 mL/g, 추출온도는 72.82oC, 추출시간은 74.86 min에서 최대값을 나타내었다. 총페놀 함량은 용매비와 시간에 영향을 거의 받지 않았고 추출시간에는 영향을 받았으며, 최대값은 20.70 mg/mL 로 나타났다. 이때의 추출조건은 시료에 대한 용매비는 22.61 mL/g, 추출온도는 84.49oC, 추출시간은 77.25 min으로 나타났다. 전자공여능은 추출온도에 따라 유의하게 영향을 받은 것으로 나타났다. 안장점에서의 추출조건인 시료에 대한 용매비 10.65 mL/g, 추출온도 67.78oC, 추출시간 96.75 min에서 추출수율은 94.12%로 예측되었다. 갈색도에 대한 추출조건은 시료에 대한 용매비 23.77 mL/g, 추출온도 87.27oC, 추출시간 96.68 min 일 때 안장점이 나타났다. 환원당은 시료에 대한 용매비 26.83 mL/g, 추출온도 82.167oC, 추출시간 81.94 min에서 10.55 mg/mL로 최대값을 나타내었고 추출시간에 영향을 받았다.
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3.
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경제적 잠재성이 큰 삼 종자의 식품소재로서의 활용을 모색하고자 삼 종자의 일반성분을 측정하였고 삼 종자 첨가 압출성형펠릿의 호화양상을 분석하기 위하여 페이스트 점도를 측정하였다. 또한 삼 종자 후레이크의 체적밀도, 색도, 압착강도, 수분용해지수와 수분흡착지수, 조직감 유지시간(bowl life) 등의 품질특성을 조사하였다. 압출성형 공정조건은 배럴온도 90, 100, 110oC, 수분함량 35%이었다. 삼 종자의 수분, 조단백질, 조지방, 조회분함량은 각각 5.67±0.02, 25.93±0.16, 28.21±0.56, 7.70±0.08%이었다. 압출성형 펠릿의 페이스트 점도 측정결과 삼 종자 펠릿의 제조에 적합한 압출성형 배럴온도는 100-110oC인 것으로 판단되었다. 삼 종자 후레이크의 체적밀도는 0.24-0.43 g/mL 범위로 배럴온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 명도와 압착강도는 삼 종자 첨가량이 증가함에 따라 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 배럴온도가 90oC에서 110oC로 증가함에 따라 수분용해지수는 감소하는 경향을 나타내었고 수분흡착지수는 증가하는 경향을 나타내었다. 조직감 유지시간은 5.8-15.5분 범위로 삼 종자 첨가량의 증가에 따라 감소하였다. 관능검사 결과 전체적인 기호도는 삼 종자 첨가량 20%일 때 가장 높은 값을 나타내었다.
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4.
2010.05
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본 연구는 일정한 실험조건 하에서 골심지 시료에 따른 골 성형 실험을 행하여 골심지에 의한 하이로골의 발생과 골판지상자의 압축강도의 관계에 대하여 조사하였다. 골판지의 골 높이가 낮은 골(low corrugation)의 비율이 많은 골심지 그레이드는 장력 변동의 저항에도 약하며 골심지의 이탈력에 의한 강탈(stealing)이 일어나기 쉽고, 결과적으로 낮은 골 비율이 높아졌으며, 골심지 두께 편차가 큰 골심지는 골 성형 시에 슬립현상을 발생하기 쉽기 때문에 불규칙한 골을 연속 형성하는 경향이 있었다. 또한 골심지의 그레이드에 따른 하이로골 분포비율의 실험결과 일반적 경향으로는 그레이드가 높은 골심지일수록 낮은 골 비율이 적었다. 골 성형된 골판지 시트의 두께의 경우는 원지 평량과의 상관성은 적고 골심지 두께와 상관하며(y = 3.9732x+4.2712, R2 = 0.8142), 골심지의 밀도에 역상관한다(y = -3.1213x+6.8736, R2 = 0.9919). 하이로골 중에서 낮은 골 분포를 크게 나타낸 골심지 재료의 골판지로 만든 골판지상자의 압축강도가 현저히 낮고 골심지 시료의 그레이드에 따라 13%의 차이가 있었으며 압축강도의 편차도 골심지의 시료에 따라 21%로 크며, 골심지 골은 원지의 두께 및 밀도 등 물리적 특성치의 변동과 관계한다.
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5.
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생강이 가지고 있는 항산화력을 최대화 시키기 위해 다양한 제조 공정에서 흑생강을 제조하였다. 증숙 온도 및 시간에 따른 DPPH radical 소거능을 측정하였고, 이를 반응표면 분석법에 의해 최적화된 제조 공정을 선정하였다. DPPH radical 소거능을 최대화 할 수 있는 최적 점을 설정한 결과 93.2oC에서 6시간의 증숙 공정이 설정되었다. 제조한 흑생강을 음료로 개발하기 위해, 매실 농축액과 꿀을 혼합하여 기능성과 선호도가 높은 음료를 제조하였다. DPPH radical 소거능, 플라보노이드 함량, 관능평가의 canonical 계수를 이용하여 수적 최적화를 통하여 최적 배합비를 구한 결과, 흑생강 추출물 14.2%, 매실농축액 5%, 꿀 10.8%로 나타났고 desirability가 0.615로 설정되었다. 이때의 종속 변수값들은 DPPH radical 소거능 46.0 mg/L, 플라보노이드 함량 29.9 mg/L, 선호도 5.284로 예측되었다.
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6.
2010.05
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The fibrous material fraction as a by-product from the commercial aloe vera gel processing was obtained and freeze dried. The physicochemical characteristics such as the proximate composition, crystalline/surface structures and several physical functionalities including the water holding capacity (WHC), swelling capacity (SW), oil holding capacity (OHC), emulsion/foam properties and viscosity properties of this powdered sample (100 mesh) were investigated and analyzed by comparison with commercial α-cellulose as a reference sample. The total dietary fiber content of powdered sample was very high as much as 87.5%, and the insoluble dietary and soluble dietary fiber content ratios were 77.6 and 22.4%, respectively. The FT-IR spectrum of powdered sample showed a typical polysaccharide property and exhibited a x-ray diffraction pattern for cellulose III and IV like structure. SW (8.24±0.15 mL/g), WHC(6.40±0.19 g water/g solid) and OHC(10.32±0.29 g oil/g solid) of freeze dried aloe cellulose were about 3.3, 1.4 and 2 times higher than those of commercial α-cellulose, respectively. Aloe cellulose (~2%, w/v) alone had no foam capacity while improved the foam stability of protein solution (1% albumin+0.5% CaCl2) by factor of 300%. Emulsion capacity of 2%(w/v) aloe cellulose was about 70% level of 0.5%(w/v) xanthan gum, but its emulsion stability was about 1.2 times higher than that of xanthan gum. Also, aloe cellulose containing CMC (carboxyl methyl
cellulose) of 0.3%(w/v) showed a very good dispersity. Aloe cellulose dispersion of above 1%(w/v) exhibited higher pseudoplasticity and concentration dependence than those of α-cellulose dispersion, indicating the viscosity properties for new potential usage such as an excellent thickening agent.
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7.
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압출성형의 이점을 활용하여 영양적으로 단백질과 식이섬유가 풍부하며 조직감과 항산화 활성이 우수한 에너지바를 제조하기 위해서 탈지 삼종실 압출성형물의 팽화율, 밀도, 파괴력, 겉보기탄성계수, 수분흡착지수와 수분용해지수, 페이스트 점도를 측정하였다. 또한 압출성형물의 항산화활성을 측정하기 위해 DPPH에 의한 전자공여능을 측정하여 비교 분석하였다. 탈지 삼종실 에너지바 제조 후 품질특성 조사를 위해 수분함량, 색도, 관능검사를 측정하였다. 압출성형 공정변수는 수분함량(20, 25%), 배럴온도(110, 130oC)이였으며 수분함량 20%, 배럴온도 130oC에서 팽화율이 가장 높았으며 밀도, 파괴력, 탄성계수가 낮았다. 수분함량이 증가할수록 수분흡착지수가 증가하였으며 수분용해지수는 배럴온도 130oC에서 높은 경향을 나타내었다. 압출성형 탈지 삼종실은 페이스트 점도 값이 낮게 나타났으며 DPPH에 의한 전자공여능 값은 수분함량 20%, 배럴온도 130oC에서 항산화활성이 높게 나타났다. 탈지 삼종실 에너지바 제조 30일 후에 수분함량은 0.60-1.13% 상승하였으며 백색도와 황색도는 감소, 적색도는 증가하는 경향을 보였다. 관능평가 결과 압출성형 변수가 수분함량 20%, 배럴온도 130oC이며 탈지 삼종실이 첨가된 에너지바가 가장 좋게 평가되었다.
결론적으로 압출성형을 이용하여 삼종실을 첨가한 에너지바를 제조할 수 있었으며 중간소재인 압출성형물의 공정 변수는 수분함량 20%, 배럴온도 130oC에서 가장 좋은 조건으로 판단되었다.
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8.
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백설기 원료인 쌀가루에 당 및 식이섬유의 함량이 높은 것으로 알려진 고구마가루를 5, 15, 25%(w/w, dry-weight basis) 비율로 첨가하여 원료 및 제품에서 나타나는 이화학적 품질과 제품의 관능특성, 및 저장성을 관찰하였다. 쌀가루에 대한 고구마가루 첨가량이 증가할수록 제품의 수분결합력, 팽윤도가 증가하였으며 외관에 있어서 적색도 및 황색도가 증가한 반면 전체적인 외관은 다소 어두워졌다. DSC(Differential Scanning Calorimeter)에 의한 열적특성의 분석결과 고구마가루의 H는 28.1 J/g으로서 19.1 J/g인 쌀가루에 비해 2배 정도로 높아 호화경향이 낮은 것으로 조사되었다. DSC thermogram에 나타난 전분의 노화도 경향은 고구마가루 첨가량이 증가할수록 감소하여 고구마가루 첨가량에 비례한 제품의 노화억제효과가 확인되었다. 제품의 경도, 응집성, 탄력성, 씹힘성 등은 고구마가루 첨가에 따라 감소하였으며 또한 경도증가율이 낮아져 고구마가루의 노화지연 효과가 확인되었다. 백설기 내의 고구마가루 첨가는 상대적으로 낮은 저장온도에서 제품의 경도증가를 억제하는 경향이 있었다. 그러나 제품의 경도변화의 폭은 저장온도 보다 고구마가루 첨가의 영향을 더 많이 받는 것을 알 수 있었다. 미생물적 특성에 있어서 제품을 실온에서 3일간 저장 시 고구마가루 첨가량에 따라 총 미생물수가 미첨가구에 비해 최고 1/10정도까지 낮게 유지되었다. 제품의 외관과 색을 제외한 전반적 기호특성은 고구마가루 첨가에 따라 향상되었으며 특히 15% 첨가구가 가장 좋은 평가를 받았다.
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9.
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식이섬유가 풍부한 WWF를 우리 전통 음식인 설기떡에 첨가하여 수분함량, 색, 기계적 조직감 특성, 노화도, 관능적 특성 등 품질 특성을 규명하였으며, 품질과 영양적 가치를 고려한 적절한 첨가 수준을 찾고자 하였다. 시료들 간 유의적인 수분 함량의 차이는 없었으며, 색도 중 L(명도)값은 WWF의 첨가량이 증가할수록 감소하는 값을 나타내었다. TPA 검사에서 hardness는 제조 직후 시료들 간 유의적인 차이가 없었으나, 저장 후에는 WWF의 함량이 많아질수록 그 값이 유의적으로 감소하여, WWF의 첨가가 설기떡의 노화 지연에 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 저장 기간 중 WWF 첨가량이 증가할수록 springiness와 chewiness가 대조군에 비해 낮은 값을 나타내었다. 그 밖의 조직감 특성은 시료 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. Avrami 방정식의 시간상수(1/k)값은 WWF 함량이 증가할수록 증가하여 WWF의 노화지연 효과를 확인하였다. 관능적 품질특성은 맛과 향, 조직감에서 5% 대체군이 전반적으로 높게 평가되었으며 전반적인 기호도까지 고려하면 5% WWF 대체가 맛과 향 및 조직감에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.
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10.
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저염 된장 제조를 위하여 염농도 8-14%로 달리하여 제조한 된장을 20oC에서 16주 동안 발효하여 이화학적 특성의 변화를 조사하였다. 된장의 pH는 발효기간에 따라 전반적으로 감소하였고, 발효 4주 후부터 염농도 8%와 10%의 저염 된장이 염농도 12%와 14%인 고염 된장에 비하여 낮은 pH를 보였다. 적정산도는 제조 직후 1주간 급격히 높아진 후 발효기간이 경과함에 따라 완만히 증가하는 경향을 보였으며, 염함량이 높은 된장일수록 낮은 값을 보였다. 단백질 함량은 염농도에 관계없이 발효기간에 따른 변화 없이 일정한 수준을 유지하였다. 아미노태 질소 함량은 발효기간에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 보였으며, 저염 된장에서 높은 값을 보였다. 휘발성 염기질소는 발효 중반까지 일정한 수준으로 유지되다가 발효 후기에 급격히 증가하였으며, 염농도가 낮을수록 높은 경향을 보였다. 환원당은 발효 중기에 증가하다가 발효 후기에는 감소하였다. 염 함량을 달리하여 제조한 된장의 적정 발효기간은 염농도 8%에서 2-11주, 10%에서 3-12주, 12%에서 6-14주, 14%에서 9-15주로 염 함량에 따라 길어졌다. 된장의 관능적 품질은 낮은 염농도에서 단기간 발효한 된장이 높은 염농도로 장기간 발효한 된장에 비하여 우수하였다.
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11.
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팽화홍삼으로부터 용매추출, 용매분획 및 silica gel column chromatography를 반복하여 두 개의 화합물을 분리하였다. 이들 두 화합물의 결정특성, 녹는점, 비선광도, Infrared spectrum 분석 결과, TLC에서의 Rf값, HPLC에서의 retention time 및 NMR 데이터를 측정하여 고찰한 결과 두 개의 화합물은 20(S)-ginsenoside Rg3와 ginsenoside Rg5임을 확인할 수 있었다. 특히 1H- 및 13C-NMR 데이터를 HSQC 및 HMBC와 같은 2D-NMR 실험을 통하여 더욱 정확하게 동정하였다.
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12.
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본 연구에서는 감귤 과피 가공부산물로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80oC), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 감귤 과피로부터 총 polyphenol(27.25±1.33 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(7.31±0.41 mg QE/g DCP)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190°C, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 총 polyphenol(3.79±0.73 mg QE/g DCP) 및 flavonoid(0.86±0.27 mg QE/g DCP) 수율 대비 7.2배와 8.5배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 감귤 과피 추출물의 항산화 활성은 큰 차이를 나타내지 않았으나, 이러한 결과는 건조 감귤 과피 1 g 당 아임계 추출법(190oC, 1300 psi, 10 min)에 의한 항산화 성분의 상대 수율(relative yield, %)이 다른 추출방법을 통해 획득된 것보다 대략 9.5배 이상 더 높다는 것을 설명하는 결과로, 아임계 추출법이 기존의 전통적 추출법에 비하여 감귤 과피의 기능성 polyphenol 및 flavonoid를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 제시하고 있다.
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13.
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A fiber fraction (Aloe cellulose), the by-product obtained from Aloe vera gel processing was freeze dried and investigated for in vitro glucose/ bile acid retarding effects of powdered sample (100 mesh) comparing with commercial α-cellulose as a reference sample. We also examined the effectiveness of physiological functionality such as the antiobesity and anti-constipation on Sprague-Dawley (SD) rat. The Aloe cellulose powders during in vitro dialysis experiment for 2 hours exhibited the glucose and bile acid retarding index of 20.32-35.2% and 53.13-28.30%, respectively. Especially, freeze dried aloe cellulose showed the 2.5 and 1.2-6 times higher effect on in vitro glucose and bile acid retardation than those of α-cellulose. These relatively good retarding effects on glucose and bile acid diffusion suggest a potential of preventing from diabetes and arteriosclerosis of some extent. Also, the results from animal experiments on SD rats fed a high-fat diet for 4 weeks suggested that Aloe cellulose might be used as a novel dietary fiber showing an effective anti-obesity and anti-constipation effect.
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14.
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본 연구에서는 강원도에 자생하는 오가피(Acanthopanax sessilifloru) 열매(Ogaza)를 80% MeOH 추출하고, 기능성 식품소재로써의 기능성을 규명하였다. 오가자 추출물의 페놀성 화합물은 오가자 1 g 당 56.1±5.2 mg 의 gallic acid로 나타났다. 오가자 추출물 0.25, 0.5, 1, 2 mg/mL은 각각 vitamin C 34.0, 73.0, 194.3, 339.7 μg/mL에 해당하는 항산화 효과를 보였다. 오가자 추출물 1 과 2 mg/mL의 농도에서 LPS로 유도한 TNF-α와 IL-6의 생성량을 각각 22±2, 19±6% 그리고 18±2, 24±3% 억제하였다. 또한, 자외선 조사에 의해 증가한 COX-2 luciferase 활성이 오가자 추출물(0.25, 0.5, 1, 2 mg/mL)에 의해 각각 80±1, 83.±7, 96±4, 98±2% 억제됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 잎 이나 뿌리에 비해 연구 및 활용도가 낮았던 오가피 열매의 항산화 활성 및 항염증 효능을 규명함으로써, 오가자가 고부가가치 기능성식품소재로 활용 될 수 있는 가능성을 제시하였다.
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