본 실험에서는 한외여과법(막 분획분자량: 50 kDa, 100 kDa)을 이용하여 미강단백질 농축물을 제조함에 있어서 한외여과의 공정변수(압력, 시간, 부피농축비) 변화에 따른 농축물의 이화학적 조성 및 투과플럭스의 변화를 조사하였다. 이화학적 조성 변화에 있어서 미강 단백질 농축물은 탈지미강과 비교하여 단백질 함량은 약 4배 증가하였으며, 반면 회분 및 피틴산 함량은 다소 감소한 것으로 나타났다. 한외여과 공정에 있어서 공정압력이 증가할수록 투과플럭스는 거의 직선적으로 증가하였고, 공정시간이 증가하고 단백질 농축이 진행됨에 따라 농도분극 현상에 의해 투과플럭스는 감소하였다. 또한, 막의 분획분자량이 클수록 투과플럭스는 상대적으로 높았으며, 분획분자량 100 kDa, 공정압력 2 kgf/cm2에서 최대의 투과플럭스(32 L/m2·h)를 나타내었다. 농축물 중의 단백질 함량은 부피농축비(VCR)가 증가할수록, 막의 분획분자량이 작을수록 높았다. 미강 단백질 추출물을 부피농축비 8(VCR : 8)로 농축할 경우(공정 압력 2.0 kgf/cm2) 한외여과막의 분획분자량이 2배 증가하였을 때(50 kDa→100 kDa) 공정시간은 40% 감소하였으며, 평균 투과플럭스는 약 2배 정도 증가하였다.

본 연구에서는 몇 가지 벼 품종(삼광, 미광, 칠보, 청해진미 및 조운)의 도정 부산물인 미강에 대한 추출 온도에 따른 70% 에탄올 추출물의 항산화 성분(polyphenol, flavonoid)과 항산화 활성(DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능, 환원력)을 비교?분석하여 기능적 가치를 평가함으로써 이용 가능성을 살펴보고자 하였다. 추출 온도에 따른 미강의 항산화 성분을 측정한 결과, 총 polyphenol 함량에서는 추출 온도가 높을수록 다소 증가하는 경향을 나타낸 반면, 총 flavonoid 함량은 추출 온도에 따른 차이는 보이지 않았다. 항산화 활성측정 결과, DPPH radical 소거능을 제외한 총 항산화력(ABTS radical 소거능)과 환원력은 온도가 높아짐에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 조사되어진 품종들의 미강 최적 추출조건은 청해진미로 25℃에서 추출하였을 경우에 가장 우수한 항산화 효과를 얻을 수가 있었다. 이에 본 연구결과를 토대로 최적의 기능성 성분을 활용할 수 있는 추출 온도를 제공함으로써 도정 부산물의 최적 추출조건 및 품종별 쌀의 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

팽이버섯 병재배 배지재료 중에서 영양원으로 필수적인 것은 미강(쌀겨)이다. 그러나 미강은 현미유 생산, 가축사료, 유기농 등 다른 산업분야에 활용하는 양이 점점 많아지고 있어서 충분한 양을 구입하기 어려운 실정이며 가격도 계속 상승하고 있어서 팽이버섯 재배농가에 어려움이 많다. 또한 미강은 저장중에 산패로 인하여 안정생산의 저해요인이 되기도 하기 때문에 장기간 저장해 두고 사용할 수도 없다. 따라서 팽이버섯 병재배용 배지제조시 영양원으로 첨가하는 미강의 사용량을 줄일 수 있는 대체재료를 선발하기 위하여 면실박과 케이폭박을 사용하여 일련의 시험을 수행하였다. 본 시험에서 배지재료의 혼합비율은 <콘코브35+미강35+밀기울7+비트펄프8+면실피 5+건비지4+패화석1>을 기본배지(대조)로 하였다. 기본배지의 콘코브35+미강35에 대하여 면실박으로 대체를 위하여 콘코브40+미강18+면실박12, 콘코브38+미강16+면실박16, 콘코브50+면실박20으로 하였고, 케이폭박으로 대체시험을 위하여 콘코브40+미강18+케이폭박12, 콘코브38+미강16+케이폭박16, 콘코브50+케이폭박20으로 처리하였다. 질소함량이 미강은 2.2~2.5%, 면실박과 케이폭박은 5.0~7.0% 정도로 미강보다 2배 이상인 점을 감안하여 미강을 줄인 양보다 적은 양이 되도록 면실박 또는 케이폭박의 사용량을 조절하였다. 그 결과 콘코브35+미강35(대조), 콘코브50+면실박20, 콘코브50+케이폭박20의 처리 중에서는 팽이버섯 자실체 수량이 각각 170.1g, 148.6g, 161.8g/850ml으로 미강 첨가구에서 수량이 가장 많았다. 그리고 콘코브40+미강18+면실박12와 콘코브38+미강16+면실박16 처리구는 팽이버섯 자실체 수량이 175.7g과 171.8g/850ml으로 미강 사용량을 절반으로 줄이는 효과가 있었다. 면실박을 케이폭박으로 바꾸었을 때는 팽이버섯 수량이 151.6g과 165.9g/850ml으로 대조구보다 낮은 편이었다. 본 시험의 결과는 미강의 사용량을 현행보다 절반 정도까지 줄이고, 줄인 양의 3분의 2만큼을 면실박으로 대체하고 나머지 3분의 1을 콘코브로 채운 배지조합을 선발함으로써 미강의 사용량을 줄일 수 있었다. 비록 면실박의 가격이 미강보다 비싸기는 하지만, 이 배지조합은 미강의 공급이 원활하지 못하는 시기에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

본 실험에서는 초임계 추출법을 이용하여 탈지미강으로부터 얻은 주요한 표면활성 물질 분획(3 fractions: 1-HS, 6-HS 및 18-HS)의 유화성질을 평가하였다. 유화성질의 평가는 표면활성분획을 이용하여 유화액을 제조한 후 이들의 여러 가지 물리화학적 성질(지방구 크기 및 변화, 크리밍 안정도, oil-off, 분산안정성 등)을 조사하였다. 그 결과 각 추출 분획을 이용하여 제조한 유화액은 서로 다른 물리화학적 특성을 나타내었는데, 그중 가장 작은 지방구 크기 특성을 나타낸 1-HS 유화액이 크리밍안정도, oil-off 및 분산안정성 측면에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한 1-HS 추출물의 유화 기능성을 보강하기 위한 co-surfactant 검토 결과, GMS(glyceryl monostearate)를 추가적으로 첨가할 경우 1-HS 유화액의 지방구 크기가 현저하게 작아지는 것을 확인할 수 있었고, 적절한 첨가 농도는 0.05% 이상으로 확인되었다. 결론적으로 본 연구를 통하여 미강 추출물의 우수한 표면활성능을 확인할 수 있었으며, 이 천연의 표면활성물질은 초임계추출법을 이용하면 성공적으로 분리할 수 있는데, 향후 식품유화산업에서 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구와 관련하여 다음의 실험 목표는 이 물질의 구성 성분분석 및 상업화 연구이다.

This study was performed to investigate the effect of rice bran dietary fiber powder on serum lipid levels, bowel function, and mineral absorption in rats. Four weeks old male Sprague Dawley rats(SD rat) were divided into four groups : control group fed 5% cellulose as a fiber source, RB10 fed 5% of cellulose and 10% of rice bran dietary fiber powder, RB20 and RB30. The animals were fed the experimental diets for 4 weeks. Serum lipid levels were not significantly different among the groups. But, fecal total cholesterol(TC), triglycerides(TG), and high density lipoprotein cholesterol(HDL-c) excretion increased in the RB30 group. Fecal weight and fecal water content were higher in the rice bran added groups than those in the control group. Transit time was significantly shorter in the rice bran fiber-added groups than that in the control. Weight of the stomach and large intestine in the RB20 and RB30 groups were significantly greater than those in the other groups. Absorption rates of Ca, Mg, P, and Zn decreased significantly in the RB30 group compared to those in the other groups. A high amount of rice bran increased fecal lipids, including TC, TG and HDL-c. Rice bran increased fecal weight and fecal water content and shortened gastrointestinal transit time. However, a high level of rice bran diet decreased mineral absorption rates.

본 연구에서는 추출시간을 단축시키고자 Ultrasound-Assisted Extraction(UAE)를 이용한 전처리 추출공정을 수행 후 기능성 성분 추출 시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 10-30 mL/g, 추출온도 60-100oC, 추출시간 2-6시간으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 기능성 성분의 추출 시 추출온도에 가장 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 시료에 대한 용매비는 추출온도 다음으로 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다. 총페놀함량의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.43, 추출온도 82.13oC, 추출시간 3.76시간일 때 최대값 176.57 mg GAE/100g을 나타내었고, 총플라보노이드 함량은 18.32 mL/g, 77.51oC, 2.04시간일 때 291.09 mg/100 g으로 최대값을 나타내었다. 전자공여능은 14.37 mL/g, 78.46oC, 2.87시간일 때 94.34%로 최대값을 나타내었다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.71 mL/g, 추출 온도 80.58oC, 추출시간 3.62시간일 때 최대값 265.18 mg/100 g으로 예측되었고, γ-oryzanol은 시료에 대한 용매비 16.39 mL/g, 추출온도 76.45oC, 추출시간 3.41시간에서 최대값 226.46 mg/100 g을 나타났다. α-tocopherol은 시료에 대한 용매비 25 mL/g, 추출온도 79.18oC, 추출 시간 5.73시간일 때 최대값 9.71 mg/100 g을 나타내었다. 흑미 미강의 기능성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 20.35mL/g, 추출 온도 79.4oC, 추출 시간 2.88시간으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.

Rice bran is byproducts of the hulling of rice, an important food resource in Korea. Various studies have been reported immune-enhancing effects of rice bran cultured with Lentinus edodes. In particular black rice bran contains anthocyanin, and the effects of antioxidant have been reported. The objective of the this study was to investigate the possible immuneenhancing effects of black rice bran substance extracted from a submerged culture of Lentinus edodes with black rice bran (crude fermentation-polysaccharide, CFP) and products(crude fermentation-polysaccharide-S. cerevisiae CFP-S, crude fermentationpolysaccharide- L. gasseri, CFP-L) which are of secondary fermentation of by using Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus gasseri in the Blab/c male mice. We found that supplementation of CFP, CFP-S and CFP-L enhanced macrophage and splenocyte proliferation compared to the control group(NC) in mice. Also, we measured the concentration of cytokines(IFN- γ, TNF-α, IL-6) secreted by activated macrophage and splenocyte. The results of the experiment are that supplementation of CFP and CFP-S increased the macrophage and splenocyte proliferation compared to the control group but supplementation of CFP-L decreased the splenoyte proliferation compared to the control group(without mitogen and treated with LPS). When macrophage and splenocyte were stimulated by CFP and CFP-S supplementation, it was increased IFN-γ, TNF-α and IL-6 concentration compared with the control group. These results suggest that the capacity of CFP and CFP-S seem to act as a potent immune modulator causing augmentation of immune cell activity, and enhance the immue function through regulating cytokine production capacity by activated macrophage and splenocyte in mice.

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.

초임계 CO2유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.

알칼리를 이용하여 탈지미강에서 단백질을 추출하기 위해 용출 pH(8, 9, 10, 11, 12) 5개 구간과 등전점 침전 pH(2, 4, 6) 3개 구간을 설정하고 각 pH 구간에서의 회수된 단백질 함량과 갈변, 전기영동 패턴 및 최종 수용성 단백질의 회수율을 비교 확인하였다. 용출 pH가 증가할수록 수용성 단백질의 회수율은 증가하였으나 동시에 갈변현상도 증가하였다. 등전점 침전 pH는 4에서 가장 많은 단백질을 회수할 수 있었다. SDS-PAGE 결과, 사용한 pH에 따라 추출된 단백질의 주요 패턴은 뚜렷한 차이가 없었으나, 높은 알칼리조건이 35 kDa 이하의 단백질 추출에 좀 더 용이하였다. 각 pH 구간별 용출 대비 수용성 단백질 회수율은 평균 31.5% 이었다. 용출 pH 11 및 침전 pH 4 구간에서 46.95%의 가장 높은 회수율을 나타냈으나 갈변이 급격히 증가하였다. 따라서 37.65%의 회수율을 나타낸 용출 pH 10 과 침전 pH 4 구간이 미강 단백질의 최적 추출조건임을 확인하였다.

쌀부산물인 탈지미강을 상업적으로 사용되는 8가지 protease를 최적화된 조건에서 단일 혹은 혼합 처리하여 수용성 단백질을 분리하였다. 이렇게 분리된 단백질을 Lowry, Kjeldahl 그리고 Gravimetric method 등 총 3가지 방법으로 분석을 한 결과 Protamex, Alcalase, Protease N이 가장 높은 분해율을 나타냈다. 3가지 방법에서 모두 Protamex, Alcalase, Protease N이 가장 높은 분해율을 나타내었고, Gravimetric method의 경우 다른 두 분석방법인 Lowry, Kjeldahl method에 비해 더 높은 단백질 함량을 보였다. 또한 위의 단일처리결과를 바탕으로 3가지 protease를 혼합하여 처리하였을 때 단일효소처리에 비해 상승효과가 나타나는 것을 알 수 있었는데, 이것은 protease의 경우 가수분해 할 수 있는 특정 peptide 혹은 amino acid가 있는데 각각의 protease가 분해하지 못하는 peptide 혹은 amino acid를 서로 분해해줌으로써 상승효과가 나타난 것으로 생각된다. 효소처리를 하여 얻어진 단백질의 사이즈를 알아보기 위해 SDS PAGE를 한 결과 어떠한 밴드도 형성이 되지 않았고 이는 분해된 단백질이 marker의 최소 사이즈인 15 kDa보다 작기때문인 것으로 생각된다. 따라서 일반 단백질보다 사이즈가 작은 polypeptide나 amino acid로써 분해된 것을 뜻하고 실제로 섭취하였을 때는 신체에서 생성되는 단백질 분해효소인 trypsin이나 chymotrypsin의 분해 없이도 쉽게 흡수 할 수 있을 것이라 판단된다. 또한 효소의 종류가 많을수록 총 아미노산의 함량이 높아짐으로써 식품첨가물로써 활용도가 높은 단백질가수분해물로 분해되었음을 확인할 수 있었다.

Phenolic acid concentrates of rice bran(RB-ex) and hydroxycinnamic acids were investigated for their anti-hyperglycemic activities through glucose uptake and glucokinase activity using HepG2 cells and stimulatory effects on insulin secretion using HIT-TI5 cells. RB-ex was prepared as an ethylacetate extract after alkaline hydrolysis and hydroxycinnamic acids, found as major compositions of RB-ex, such as ferulic acid(FA), sinapic acid(SA) and p-coumaric acid(p-CA) were investigated to compare with the properties of RB-ex. The properties of glucose uptake in HepG2 cells were examined in the absence of insulin and two different glucose concentrations(5.5 mM and 25 mM). RB-ex and FA showed anti-hyperglycemic activities through the increase of glucose uptake and the stimulation of glucokinase activity in HepG2 cells. RB-ex exhibited higher glucose uptakes with higher glucose concentrations, whereas FA exhibited the same increasing effects on both concentrations of glucose. RB-ex and FA exhibited doubled glucokinase activities relative to control. In the presence of insulin in the 25 mM glucose-containing medium, the levels of glucose uptake were increased in all treatments compared with control. As stimulatory effects of samples on insulin secretion were estimated, RB-ex and FA stimulated insulin secretion at a concentration of 25㎕/㎖ and in particular, FA showed the highest amount of insulin-release in HIT-TI5 cells. Antioxidative effects on BIT-TI5 cells, RB-ex and hydroxycinnamic acids, excluding p-CA, showed inhibitory activities of 78% to 80% at a concentration of 100㎕㎖. On the basis of these results, we conclude that RB-ex and FA could help decrease blood glucose levels and prevent the cell damages via antioxidant activity.

본 연구에서는 미강과 배아로부터의 β-glucan 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 온도(X1), 추출 시간(X2), 추출 온도(X3)를 요인변수(Xn)로 하고 미강 추출물의 전자공여능(Y1), 배아 추출물의 전자공여능(Y2), 미강 추출물의 total phenolics(Y3), 배아 추출물의 total phenolics(Y4), 미강 추출물의 β-glucan 함량(Y5), 배아 추출물의 β-glucan 함량(Y6)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 미강 추출물의 전자공여능도는 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 추출 온도는 60.41oC, 추출 시간은 2.75 min, 에탄올 농도 92.60%로 예측되었으며 이 때 84.02%로 비교적 높은 항산화 활성을 보여주었다. 배아 추출물의 전자공여능도의 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 54.40oC, 추출 시간 2.23 min, 에탄올 농도 87.52%였다. 미강 추출물의 total phenolics는 추출 온도와 에탄올 농도에 영향을 크게 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 40.26oC, 추출 시간 6.69 min, 에탄올 농도 98.56%로 예측되었고 배아 추출물의 total phenolics는 최소점에서 추출 온도 53.67oC, 추출 시간 9.19 min, 에탄올 농도 95.73%에서 최대값을 나타내었다. 미강 추출물의 β-glucan 함량은 안장점일 때 추출 조건이 추출 온도 64.69oC, 추출 시간 7.70 min, 에탄올 농도 96.23%로 나타났다. 배아 추출물의 β-glucan 함량은 추출 시간에 영향을 크게 받았으며 최소점에서 추출 온도 50.03oC, 추출 시간 2.10 min, 에탄올 농도 87.82%에서 미강 추출물에서보다 더 높은 최대값을 나타내었다.

This study was carried out to determine the pesticide residues in rice bran, crude rice bran oil and the oil of various stages of refining process. Each samples were analyzed for 41 pesticide residues by multiclass multiresidue methods with GC-ECD, NPD and identified by GC-MSD. Rice bran were detected cypermethrin, diazinon, dichlofluanid, and its level were ranged from 0.01-0.122 ppm. Crude rice bran oil were detected cypermethrin, diazinon, dichlofluanid, dimethoate, etrimfos, flucythrinate, and its level were ranged from 0.015-0.654 ppm. Crude rice bran oil has the higher level of pesticide residues and more varieties of pesticides than rice bran. But pesticide residues in the crude rice bran oil was found to be almost removed when pigment was decolorized by absorption using active carbon and clealy removed by thermolysis for deodorization.

The objective of this study was to determine effects of soybean oil(SO), cottonseed oil(CO) and ricebran oil(RO) on stability and flavor of yackwa. This study consisted of yackwa fried in 3 differnet oils, then stored for 0, 3, 6 weeks in normal wrap at room temp. or vaccum package at 4℃. The moisture, oil contents, Hunter color values(L, 'a' and 'b'), % free fatty acid(FFA), thiobarbituric acid(TBA) value and sensory scores for color, flavor and acceptability were analyzed. The foam height of the oil after frying was also determined. Yackwa fried in RO was more red('a'=11.43) than yackwa fried in SO(10.64) or CO(10.51). TBA value of yackwa showed no difference among frying oils. Yackwa fried in SO showed better acceptability than those fried in CO. Yackwa fried in RO showed similar acceptability to yackwa fried in SO. The % FFA and TBA value of yackwa averaged across oil and package showed increasing tendency during 6 weeks storage.