미강으로부터 분리 정제된 피틴산을 식육에 적용하여 식육에서의 항균활성과 항산화능을 조사함으로써 식품보존제로서의 가능성을 확인하였다. 피틴산이 첨가된 Tryptic soy broth에 S. Typhimurium KCCM 11806을 배양하였을 경우 1%(w/v) 피틴산 첨가 시 S. Typhimurium의 생육을 완전히 저해시켰다. E. coli O157:H7에 대한 항균 효과는 1.0%(w/v) 피틴산 첨가 시 약 3.0 log 단위의 생육저해효과를 확인하였다. 신선한 닭고기, 돼지고기, 소고기에 S. Typhimurium을 접종하고 피틴산을 첨가하여 37oC에서 24시간 배양하여 피틴산의 항균효과를 조사한 결과 모든 식육에서 항균효과가 피틴산 농도에 의존적으로 나타났으며 1%(w/v) 피틴산 첨가 시 약 3.0 log 단위의 항균효과를 나타내었다. 생육인 닭고기, 돼지고기, 소고기에 피틴산을 여러 농도로 첨가한 결과 E. coli O157:H7에 대한 항균효과는 모든 생육에서 0.5% 피틴산 첨가 시 약 2.0 log 단위의 생육저해 효과를 보여 주었으며, 가열 처리된 식육에서도 첨가된 피틴산 농도에 의존적으로 유의성 있게 증식을 억제하였다. 생육에 피틴산을 첨가하여 4oC에서 3일간 저장할 경우 저장기간이 증가함에 따라 TBARS(thiobarbituric acid-reactive substances) 값이 증가하였으며 피틴산을 5 mM 첨가하였을 때 TBARS 값이 유의적으로 감소하여 식육에서의 항산화능을 확인하였다.

미생물 발효에 의한 녹차 추출물의 쓴맛 감소와 관능성 개선을 위하여 식품으로부터 분리된 미생물을 이용하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 catechin 성분 분석과 관능검사를 실시하였다. 다양한 발효식품으로부터 분리된 100종의 미생물을 2, 4, 6, 8, 10%(w/v) 녹차 추출물에 배양하였을 때 2%와 4% 녹차 배지에서 최대 생육도을 나타내었다. 녹차 추출물 발효액의 HPLC에 의한 catechin 종류별 분석 결과 epigallocatechin gallate(EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin(EC)는 발효에 의해 함량이 급격히 감소하였고(EGCG : 125.45→65.42 μg/mg, EGC : 85.96→38.03 μg/mg, EC : 25.64→13.84 μg/mg), gallocatechin gallate (GCG)와 gallocatechin(GC)의 함량은 급격하게 증가하였다(GCG : 7.79→85.22 μg/mg, GC : 9.46→64.59 μg/mg). 발효 후 galloyl residue를 가지는 cathechin(EGCG, ECG, GCG, CG)의 함량이 상대적으로 작은 값을 나타낸 유산균 11주를 선정하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 관능검사를 실시한 결과 Lactobacillus plantarum 62901과 Leuconostoc pseudomesenteroides K200132가 전체 기호도 조사에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 기호도가 좋게 나타난 샘플의 맛 패턴 특성을 살펴보면 구수한 향미는 강해지고 상대적으로 풀 비린 향미와 쓴맛이 낮아졌음을 확인할 수 있었다.

탈지미강으로부터 피틴산을 추출 및 정제하기 위한 최적조건을 설정하였다. 탈지미강을 10배수의 0.5% HCl 용액으로 1시간 처리하였을 때 피틴산의 추출효율이 가장 좋았으며 중화제로는 0.5% NaOH 용액이 적합하였다. 피틴산의 정제를 위하여 Diaion HP20 흡착 컬럼을 이용하여 불순물을 제거한 후 여러 가지 이온교환수지를 이용하여 피틴산을 정제하였을 때 Amberlite IRA-416 이온교환수지의 회수율이 가장 높았다. Amberlite IRA-416 이온교환수지를 이용하여 피틴산을 수지에 흡착시킨 다음 0.5% NaOH 용액으로 용출시켰을 경우 89%의 회수율을 나타내었다. 정제된 피틴산의 총단백질 함량은 0.14%(w/w)로 대부분의 단백질이 제거됨을 확인하였다.

목이버섯으로부터 항혈전물질을 추출하여 제품화하기 위한 대량생산공정을 다음과 같이 확립하였다. 즉, 건조된 목이버섯을 분쇄하여 75% ethanol로 추출하여 원심분리한 침전물에 증류수에 첨가한 후 76oC에서 2시간 추출한 후 압착여과하여 여과액을 얻는다. 이를 감압농축한 후 여기에 최종 농도가 80%가 되도록 ethanol을 첨가하여 추출한 침전물을 동결건조한다. 제품의 소비지 기호도 조사를 통해 부재료의 종류와 첨가량을 결정하여 배합비를 목이버섯 추출물 90.5%, 고과당 2.0%, β-cyclodextrin 1.5%, 올리고당 2.0%, 배 농축액 4.0%로 결정하였다. 제품을 포장하여 25, 37, 45oC에서 저장하였을 경우 저장 8주에서도 수분활성도, 수분함량, pH, 산도에 큰 변화가 없었다. 미생물 생균수는 25oC와 37oC에서 저장하였을 경우 저장기간이 지남에 따라 약간 증가한 반면, 45oC에서 저장하였을 경우에는 저장 2개월 후에는 대부분 사멸하였다. 제품을 쥐에 정맥투여하였을 경우 1,000 mg/kg 투여 시 APTT 활성, TT 활성, PT 활성, FIB 활성이 대조구와 비교하여 유의적으로 높았으며 500 mg/kg을 경구투여하였을 경우 항혈소판활성이 아스피린과 동일한 수준을 나타내었다.

본 연구에서는 흑미의 가공부산물인 흑미강으로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80oC), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 흑미강 시료로부터 polyphenols(35.06±1.28 mg QE/g dried material) 및 flavonoids(7.08±0.31 mg QE/g dried material)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190oC, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 polyphenols(2.98±0.74mg QE/g dried material) 및 flavonoids(0.58±0.21mg QE/g dried material) 수율 대비 11.77배와 12.21배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 흑미강 추출물의 항산화 활성은 에탄올 추출물에서 가장 높게 관찰되었다. 그러나 흑미강 시료 1 g 당 획득된 추출물의 건조중량 차이 비교를 통해서 얻어진 건조 흑미강 1 g 당 함유된 항산화 성분의 상대수율(relative yield, %)은 최적조건(190oC, 1,300 psi, 10 min)의 아임계 추출법을 통해 획득된 추출물에서 가장 높았으며, 이것은 에탄올 추출물의 항산화 성분 상대수율에 비해 대략 11.53배 이상 더 높은 것이다. 이상의 결과들은 아임계 추출법이 흑미강으로부터 기능성 polyphenols 및 flavonoids를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 설명하고 있으며, 유기용매 추출법을 포함한 기존의 전통적 추출법에 대한 매우 효과적인 대안임을 제시하고 있다.

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.

파김치에서 분리한 마늘 내성 유산균인 Lactobacillus plantarum TJ-LP-002 균주의 균체생육과 항균활성에 영향을 미치는 배양조건 및 배지조건을 조사하였다. 선정 유산균의 배양 상등액 내에는 acetic acid, citric acid, lactic acid, tartaric acid와 같은 유기산이 존재하였고, 배양 중에 lactic acid와 acetic acid의 생성이 크게 증가하는 것으로 확인되었다. 단백질분해효소를 비롯한 각종 효소 처리에 의해 항균활성이 소실되지 않아, 선정 유산균이 생산하는 항균활성은 단백질성 물질이 아닌 산 생성에 의한 작용일 것으로 판단되었다. 항생제와 생균제의 병용 가능성을 확인하기 위하여 선정 유산균의 항생제 감수성을 조사한 결과, neomycin sulfate, spectinomycin dihydrochloride, lincomycin hydrochloride에 내성을 나타내었고, streptomycin sulfate에는 감수성을 나타내었으며, ampicillin trihydrate, chloramphenicol, erythromycin, tetracycline hydrochloride, kanamycin sulfate에는 중간 내성을 나타내었다. L. plantarum TJ-LP-002는 배양온도 30oC, 초기 pH 7.0, 24시간의 배양 조건에서 최적의 균체생육과 항균활성을 나타내었으며, 탄소원은 glucose 3%(w/v), 질소원은 yeast extract 3%(w/v) 첨가 시에 균체생육과 항균활성이 높게 나타났다. 무기염류는 manganese sulfate와 ammonium citrate가 항균활성에 많은 영향을 주는 것으로 나타났으며, 각 성분을 단독 첨가하는 것보다 혼합 첨가하는 것이 더 우수한 영향을 나타내는 것으로 확인되었다.

마늘의 항균력에 저항성을 갖는 유산균을 분리하기 위해서 마늘 추출물이 첨가된 배지에서 생육하는 112 균주를 김치, 젓갈, 장아찌류로부터 분리하였다. 이 중에서 14균주에 대해서 내산성 및 내담즙성 그리고, 가축 병원성 세균인 Salmonella choleraesuis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Shigella flesneri에 대해 항균력을 조사한 결과, 파김치 유래의 P'GW50-2 균주가 가장 우수한 특성을 지니고 있어 생균제로 이용 가능한 균주로 선발하였다. 선발된 균주는 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석결과 Lactobacillus plantarum으로 동정되었고 L. plantarum TJ-LP-002으로 명명하였다. L. plantarum TJ-LP-002는 Bacillus cereus, S. aureus, Clostridium perfringens와 같은 Gram 양성균과 Aeromonas hydrophila, E. coli, Pseudomonas, Salmonella, Shigella와 같은 Gram 음성균에 대해서 비교적 넓은 항균활성을 나타내었다.

목이버섯으로부터 항혈전활성과 항혈소판응집활성을 지니는 물질을 추출하여 추출물의 혈행개선활성을 조사하였다. 건조 목이버섯을 0.1 N NaOH, methanol, ethanol 등의 용매를 사용하여 추출하여 각 추출물의 항혈전활성을 activated partial thromboplastin time, thrombin time과 prothrombin time 값으로 측정한 결과 methanol 용해성 분획이 각각 100, 124, 54 s로 조사한 분획 중에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 활성 분획을 DEAE-Sepharose CL6B ion exchange column chromatography와 Sephacryl 400-HR gel permeation column chromatography로 정제하였으며 활성물질은 분자량이 150 kDa 이상인 다당류이며 mannose가 주요 구성당으로 되어 있는 xyloglucomannan의 복합다당체인 것으로 확인되었다. 정제된 다당류의 항혈전활성은 thrombin 활성을 저해하기 때문인 것으로 해석되었다.

양파 과육부에 함유되어 있는 유용 성분인 quercetin과 그 배당체를 다양한 착즙 및 추출방법에 따른 수율을 측정, 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 양파과육의 quercetin과 배당체의 최적 추출 조건으로는 50oC에서 60% methanol를 용매로 사용했을 때 15분의 추출시간인 것으로 나왔으며 용매와 시료의 비율이 0.8 mL/g일 때 추출 수율이 가장 좋았다. 초음파를 60분 동안 처리 시 대조군에 비하여 2.06배의 추출 증가 효과를 볼 수 있었으며 microwave는 60초 조사 시에 최대의 추출 증가 효과를 나타내어 microwave를 처리하지 않은 시료와 비교하여 quercetin과 배당체가 2.14배 많이 추출되었다. 효소 처리 시 cellulase 용액과 시료의 비율이 0.5 mL/g일 때 quercetin과 배당체의 수율이 가장 높았으며 1.65 배 더 많이 추출되었고 viscozyme과 시료의 비율이 0.5 mL/g일 때 quercetin과 배당체의 수율이 가장 높았으며 추출증가율은 2.29 배인 것으로 나왔다. 가장 많은 quercetin과 배당체의 추출 수율을 보인 방법은 viscozyme과 시료의 비율이 0.5 mL/g일 때의 0.070±0.002 mg/g인 것으로 나타났다.

추출방법에 따른 기능성 성분을 분석한 결과 양파 착즙액의 경우 100oC에서 열수 추출한 시료에서 총 phenol, flavonoid, quercetin의 함량이 가장 높게 검출되었으며, 에탄올 추출 시 100oC에서 추출한 시료와 거의 유사한 농도의 기능성 성분이 검출되었다. 양파 추출액의 quercetin 함량은 총 flavonoid의 80-90%로 quercetin이 flavonoid의 대부분을 구성하는 것으로 확인되었다. 양파분말의 경우 착즙액과 비교하여 추출된 flavonoid와 quercetin 함량이 약간 높았지만, thiosulfinate는 약 40% 낮은 농도를 나타내어 동결건조 과정이 황화합물의 손실을 초래하는 것으로 나타났다. 양파 껍질은 육질에 비하여 60배 이상 높은 quercetin을 함유하고 있는 것으로 나타났으나, thiosulfinate는 껍질에서 검출되지 않았다. 양파 추출액의 살균조건에 따른 기능성 성분을 분석한 결과 60, 80, 105, 121oC의 열처리는 살균 전과 비교하여 기능성 성분의 함량에 영향을 미치지 않았다. 양파 추출액의 저장동안 총 phenol, flavonoid, quercetin 함량은 저장기간과 온도에 상관없이 안정적으로 유지되었으나, thiosulfinate는 저장 기간이 길어질수록 감소하였고 25oC에 저장한 경우 4oC에서 보다 급격히 감소하는 경향을 나타냈다.

25 종류의 신선 과채류로부터 MRS 한천 고체배지에서 생육하는 1,250주의 유산균을 분리한 후 식중독 세균인 Escherichia coli 0157:H7, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus와 유산균인 Lactobacillus plantarum, L. casei, Lactococcus lactis subsp. lactis에 대한 생육저해활성을 조사하였다. 조사한 1,250 균주 중에서 23 종류의 과채류에 존재하는 607 균주(총 조사균주의 49%)가 E. col 0157:H7, L. monocytogenes 또는 B. cereus에 대한 항균활성을 나타내었다. 이 균주들의 L. plantarum, L. casei, Lactococcus lactis subsp. lactis에 대한 항균활성을 측정한 결과, 7 종류의 과채류에 존재하는 24 균주(총 균주의 3%)가 박테리오신 유사활성을 나타내었으며, 이 균주들의 생리적 형태학적 특징을 조사한 결과 전형적인 유산균의 특징을 지니고 있었다. 24 균주 중에서 3 균주는 nisin을 생산하는 것으로 판단되었으며, RAPD-PCR 분석을 통하여 동일한 과채류에 존재하는 균주들은 유사한 분류학적 특징을 지니고 있는 것으로 확인되었다.

활성 글루텐 첨가가 쌀베이글의 품질 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 쌀가루에 글루텐 첨가량이 증가함에 따라 보수력은 증가한 반면, 알칼리수 흡수율은 감소하였다. Pelshenke값과 침전가는 글루텐의 첨가량이 증가함에 따라서 유의적으로 증가는 하였으나 강력분의 Pelshenke값과 침전가에는 미치지 못하였다. 최고점도와 setback 및 peak height와 peak width는 글루텐의 첨가량이 증가함에 따라서 감소하는 경향을 보였다. 글루텐을 23% 첨가할 경우 베이글의 부피는 글루텐 11% 첨가 후와 비교할 때 2배 이상 증가하였으며 글루텐의 첨가량이 증가할수록 베이글의 경도, 검성 및 씹힘성은 감소하는 경향을 나타내었다. 베이글의 비용적과 물 흡수력, Pelshenke값 및 침전가와는 고도의 정의 상관(r =0.962, r =0.964, r =0.966)을 나타내었다.

양파 착즙액에 팽화 홍삼 추출액의 첨가량을 달리하면서 Pediococcus pentosaceus KC-007을 이용하여 유산발효시킨 후 발효액의 특성과 생리활성을 조사하였다. 양파 착즙액에 팽화 홍삼 추출액을 각각 0.5, 1, 2, 4%(v/v) 첨가한 후 배양시간에 따른 유산균 생균수를 측정한 결과 팽화 홍삼 추출액의 첨가량에 관계없이 발효 24시간에서 가장 높은 생균수를 나타내었다. 발효액의 산도는 팽화홍삼의 첨가량에 관계없이 모든 시료구에서 발효가 진행됨에 따라 증가하였으며 발효액의 pH는 발효 36시간까지 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 발효액의 환원당은 발효 24시간까지는 환원당 함량이 감소하다가 그 이후부터는 유의적인 변화를 나타내지 않았다. 발효액의 전자공여능과 아질산염 소거능은 1%(w/v) 이상의 팽화 홍삼 추출액을 양파 착즙액에 첨가하여 발효하였을 때 가장 높은 수치를 나타내었고 종합적 기호도는 1%(w/v)의 팽화 홍삼 추출액을 첨가하였을 때 가장 좋았으므로 양파 착즙액에 팽화 홍삼 추출액을 첨가하여 발효할 경우에는 팽화 홍삼 추출액을 1%(w/v) 첨가하는 것이 가장 적합한 것으로 확인되었다.

최근 양파를 많이 섭취한 사람들의 경우 암, 심혈관계질환 등 노화관련 질환의 발생률이 현저히 떨어진다는 보고가 잇따르면서 건강기능성 소재로서 양파에 대한 소비자들이 인식이 매우 높아져 있다. 현재 양파의 국내 자급률은 100%에 이르기 때문에 양파를 소재로 한 다양한 기능성식품의 개발은 국내에서 생산되는 농산물을 이용한 건강식품시장의 활성화에 밑거름이 될 것이며, 국내외적으로 우리나라 농산물의 고부가가치화를 추구하는데 크게 기여할 것이다. 따라서 본 연구에서는 우수한 기능성 소재로 입증된 양파를 이용하여 음료의 제조공정 개발 및 최적화시키고자 하였으며, 발효 양파 착즙액에 사과즙, 당, 산, 올리고당 등을 첨가하여 유산 발효 양파음료 시제품을 제조하여 1차, 2차 및 3차 관능평가를 실시한 결과 최종적으로 가장 우수한 배합은 양파 착즙액 27%, 사과즙 27%, 액상 과당 3.8%, β-cyclodextrin 1.86%, 올리고당 0.9%, 사과향 0.2%, 정제수 39.25%였다.