돌기해삼 Apostichopus japonicus는 주요 양식 대상 무척추동물로서 우리나라 연안 해역에 서 식하고 있다. 본 연구는 방류 방법에 따른 단기간의 생리학적 스트레스 정도를 평가하기 위하 여 heat shock protein 90 (HSP90) 유전자의 발현 변화를 실시간 정량적 중합효소연쇄반응법 으로 조사하였다. 어린 돌기해삼을 비닐봉지에 산소 포장하여 30분간 수송하거나 방류 해역의 간조기에 1시간 공기 중에 노출된 실험군의 HSP90 유전자 발현은 대조군의 HSP90 유전자 발현에 비하여 통계학적으로 유의미하게 증가하였다(수송 후 실험군 p=0.001; 간조기 실험군 p=0.032). 어린 돌기해삼을 방류 후 6시간까지 분석한 결과, 선상에서 씨뿌림 방식으로 방류된 6시간째의 개체 및 호스를 통과하여 수중으로 방류된 2~6시간째의 HSP90 유전자 발현율은 대 조군에 비하여 약간 감소하는 경향을 보였다(씨뿌림 실험군 p=0.069; 호스 방류군 p=0.093). 한 편, 잠수부에 의해 수중에서 방류된 어린 돌기해삼은 방류 후 시간이 경과할수록 HSP90 유전 자 발현율은 증가하는 패턴이 관찰되었다(p=0.061). 이상의 결과는 방류된 어린 돌기해삼의 단기간 스트레스 반응 연구와 효과적인 방류 방법의 개발에 HSP90 유전자 발현이 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.

본 연구에서는 해삼속의 폴리페놀과 플라보노이드의 생리활성물질을 추출하기 위한 용매분획의 수율을 확인하고자 연구를 시도하였다. 이미 보고된 사례에서 50%에탄올 추출 용매분획은 해삼 항산화 물질의 높은 수율 결과로 확인되었다. 해삼의 항산화물질 추출량을 결정짓는 것은 추출에 적용된 추출용 매분획의 결과로 확인되었다. 또한 ‘추출용매에 따라 해삼생리활성 항산화물질 추출함량이 크게 차이가 있다.’는 선행연구를 통해 용매분획추출에 관한 필요성의 결과를 얻었다. 50%에탄올 추출 용매분획의 해삼추 출물에 포함된 페놀물질의 높은 항산화성분 추출 결과가 증명되었다. 추출용매분획 연구사례에서 수율이 가장 저조한 아세트산에틸 용매분획은 다른 용매분획에 비해 높은 페놀함량을 수확하여 항산화효과가 확인되었다. 이에, 추출 용매분획물의 적용에 따른 수율변화를 통해 항산화추출물의 높은 수율에 미치는 영향을 확인 하였다. 따라서 본 연구를 통해 50%에탄올 용매의 최적화된 해삼생리활성물질 추출 용매분획으로 검증되었다.

The feasibility of infrared assisted freeze drying (IRAFD) was evaluated for shelf stable sea cucumber to improve the traditional drying methods such as freeze drying (FD), vacuum drying (VD) and hot air drying (AD, 60, 80, 100oC). Infrared (IR) radiant energy was provided to accelerate the drying rate of freeze drying (FD). IRAFD had the most rapid drying rate among IRAFD, FD and VD. IRAFD showed drying time of 13.7 h followed by VD (18.7 h) and FD (24.3 h). In the final moisture content of sea cucumber, it decreased down to 3.25% at IRAFD. However, FD and VD could not reduce down the moisture content of sea cucumber below 7%. Quality attributes of AD sea cucumber were not acceptable with very low restoration rate and excessive hardness. For example, AD 100 had very low weight restoration rate of 23% and hardness of 22 N. IRAFD showed quite high restoration rates (weight: 50%, width: 82%, length: 91%) and acceptable hardness of 3.1 N. IRAFD consumed the minimal electrical energy of 120 kJ as compared to 209 kJ of FD. This study showed the potential application of IRAFD to produce the shelf stable dried sea cucumber with microbial safety.

식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 건조 해삼으로부터 해삼육 슬러리를 제조하고 flavourzyme 프로티아제를 이용하여 단백질 가수분해 최적공정을 수행하였 다. 이어서 생산된 펩타이드의 항산화 특성을 연구하였다. 효소반응 최적공정은 표면반응 분석법을 이 용하여 수행을 하였고 공정의 범위는 반응온도 40-60 ℃, 반응 pH 6-8, 효소의 농도 0.5-1.5%(w/v) 이었다. 해삼의 단백질 최적 효소가수분해 공정조건은 효소 반응온도 48–50 ℃, 반응 pH 7.0–7.2, 효소 의 양은 1.0-1.1%(w/v)에서 결정 되었다. 이때 단백질 가수분해 수율은 43-45%에 도달하였다. 생산된 대부분 가수분해물의 분자량들은 전형적인 펩타이드인 분자량 500-3,500Da로 분포되었다. 펩타이드들 은 항산화 능력은 금속 킬레이션 능력(IC50, 1.25 mg/mL), DPPH 소거능(IC50, 3.40 mg/mL), 슈퍼옥사 이드 라디칼 소거능(IC50, 10.3 mg/mL), 하이드록시 라디칼 소거능(IC50, 22.11 mg/mL) 순서로 저해농 도가 낮음을 보여 주었다. 따라서 해삼 단백질 가수분해물은 건강 기능 식품소재로서 활용할 가치가 높 을 것으로 기대를 한다.

단백질과 사포닌 함량이 높은 해삼 열수 추출물을 첨가한 산성 음료는 응집, 침전 및 해삼 특유의 이취로 인하여 음료 제조에 많은 제한점이 있다. 단백질 클라우드 에멀션 음료 시스템은 고단백질 기능성 음료 제조 및 이취를 차폐할 수 있는 특성이 있고, 증점제로 사용되는 펙틴은 산성 조건에서 단백질과 콤플렉스를 형성함으로써 응집과 침전을 억제할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 클라우드 에멀션 시스템에 해삼 열수 추출물 분말을 첨가하여 모델 음료를 제조하였으며 펙틴의 함량을 조절하면서 pH와 열처리 조건에 따른 모델 음료의 이화학적 특성을 관찰하였다. 해삼 열수 추출물 분말은 고온(121oC), 고압(15 psi) 조건에서 추출한 후 분무 건조하여 확보하였으며 단백질, 다당, 회분, 수분함량은 각각 43.46, 44.97, 5.38, 4.19%이었다. 모델 음료는 올리브유(0.1%), 해삼 열수 추출물 분말(2%), 유청 단백질(2%), 펙틴(0.01-2%)을 혼합한 후 고압 균질기(4500 psi)를 이용하여 균질화하였다. 제조한 클라우드 에멀션 모델 음료는 30oC와 85oC에서 각각 2 또는 30 min 동안 열처리를 하였다. 펙틴, 유청 단백질의 ξ-potential과 입자크기는 pH를 7에서 3으로 감소시킴에 따라서 증가하였다. 펙틴을 0.01%에서 2% 범위로 첨가한 모델 음료의 ξ-potential과 입자크기는 펙틴함량의 증가에 따라서 증가하였다. 저농도의 펙틴(0.01-0.1%)을 첨가한 경우에는 응집과 상분리 현상이 발생하지 않았다. 그러나 고농도 펙틴(0.5-2.0%)의 첨가, pH를 7에서 3으로 감소 및 85oC에서 30 min 동안의 열처리 조건에서는 complex coacervation에 의한 응집과 상분리 현상이 발생하였다.

The objective of this study was to investigate the growth rate and the optimal stocking density of sea cucumbers. Grow-out was studied in situ by conducting a follow-up survey using visible implant elastomer (VIE) tags. The rearing systems were made of polypropylene pipe for the frames and netting. The experiment ran for 70 days near Yeosu, Korea in the water depth of about 7 m. A total of 576 sea cucumbers which have three groups of body sizes (small: 5.15, medium: 12.34 and large: 23.26 g) were used. The five groups of stocking densities (150, 300, 450, 600 and 850 g/m2) in rearing system for sea cucumber were considered. Sea cucumbers were fed a mixed diet (mud, mineral, fish meal, etc.). The feed was supplied to 10% of their body wet weight once every 7 days. The survival rate (73%) of sea cucumber in 850 g/m2 was lower than those of other density groups (150 g/m2: 89%, 300 g/m2: 84%, 450 g/m2: 78% and 600 g/m2: 86%). The survival rate of medium size group was higher than those of small and large groups regardless of the density (P<0.05). Most of density groups have no significant difference except for 850 g/m2 (P>0.05). The growth rate of small size group (0.63% day-1) was higher than those of medium (0.38% day-1) and large (0.34% day-1) group regardless of the density (P<0.05). The threshold water temperature was 11.0°C for sea cucumber growth in winter season.

Quality changes of dried sea cucumber (Stichopusjaponicus) after applying a cyclic rehydration and retorting process were investigated during 4 weeks of storage. The length, volume, and weight of dried sea cucumber increased significantly as the number of rehydration cycles increased. Sea cucumber (SC) was bottled in the glass jar and a retort thermal process (121.1oC, 0.15 MPa) was applied. The total thermal processing time (TTT) was 24 min based on the temperature at the cold point. The size and texture of retorted SC were significantly changed until the first week of storage. However, regardless of the number of rehydration cycles, the size and texture of samples at different rehydration cycles showed no significant difference during the whole storage. The length, volume, weight, rehydration ratio (RR), hardness, and chewiness at the maximum degree of swelling during rehydration of dried SC were estimated as 100.86 mm, 38.62 mL, 41.05 g, 6.39 of RR, 249.19 gf, and 4.05 mJ, respectively.

Sea cucumber, Stichopus japonicas, is widely used in East Asia as a traditional medical component for the treatment of asthma, arthritis, and sinus congestion. The hydrolysate of sea cucumber after treating with a protease is also widely used as an ingredient for the processed food application such as noodles. Tensile force and deformation are important texture properties of noodle. The peptides prepared by hydrolyzing sea cucumber could affect the tensile properties of noodle as well as DPPH radical scavenging. The objectives of this study were to characterize the tensile properties, the texture properties, color, and DPPH radical scavenging of noodle with the hydrolysate of sea cucumber and to determine an optimum formulation of dough with the hydrolysate of sea cucumber for noodle. The hydrolysate of sea cucumber was prepared by hydrolyzing dried sea cucumber powder with distilled water and a protease, Protamex (Novozyme Nordisk, Bagsvaerd, Denmark). Tensile test was used for measuring the breaking strength and the breaking distance of noodle. The tensile properties and antioxidant activity (DPPH radical scavenging) were used as major constraint functions for the optimization. Central composite design was used to determine the experimental points for the optimization. Quadratic models were developed to represent the constraint functions. The optimum ratio was determined to flour: water: the hydrolysate of sea cucumber = 69.27: 22.48: 7.05% (w/w). Increasing the amount of hydrolysate of sea cucumber in the formulation increased the tensile force but no significant difference was observed in the deformation. The hydrolysate of sea cucumber was successfully applied to a noodle formulation without degrading the major quality indices of noodle with enhancing the antioxidant activities.

본 연구에서는 육상양식장에서 배출되는 부산물의 자원화 방안으로 뱀장어 양식장에서 배출되는 고형오 물에 미강, 탈지대두박과 같은 식품 부산물을 첨가하여 유산균, 황국균, 고초균을 단계적으로 접종하여 발 효시킨 발효사료의 성분 변화를 측정하였다. 발효사료의 제조 단계별 수분함량은 유산균을 이용한 1단 발 효물 14.6%, 황국균과 고초균을 이용한 2단, 3단 발효물은 각각 33.0%와 34.0% 였다. pH는 1단 발효물 에서는 유산균에 의한 젖산의 분비로 인해 5.38로 나타났으며 2단, 3단 발효물은 각 5.66과 7.26으로 측 정되어 pH가 상승하는 것으로 나타났다. 피트산의 함량은 1단 발효물은 0.126g/100g, 2단 발효물은 0.004g/100g, 3단 발효물은 0.093g/100g으로 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 질소 함량을 측정한 결 과 아미노태질소 함량은 2단 발효물이 1226.37mg%로 높았고, 3단 발효물에서 710.18mg%로 다소 감소 하였으며, 암모니아태질소 함량은 1단 발효물 0.988mg/kg에서 3단 발효물 1.502mg/kg로 증가되었다. 총질소 함량은 1단 발효물 2.78%와 2단 발효물 4.08% 그리고 3단 발효물 4.85%로 증가되었다. 3가지 미생물로 연속적인 발효가 진행될수록 피트산은 감소하고 단백질 분해율이 높아지는 경향이 나타났고 3 단 발효에 의해 저분자 질소성분 함량이 증가한 것으로 미루어 소화 흡수성이 높은 사료화가 진행됨을 추측할 수 있다.

Sea cucumber (SC) or Stichopus japonicas is widely used in East Asia as a traditional medical component for the treatment of asthma, arthritis, and sinus congestion. The hydrolysate of SC (HSC) after treatment with a protease is also widely used as an ingredient for processed food application such as noodles. Tensile force and deformation are important texture properties of noodle. The peptides prepared by hydrolyzing SC could affect the tensile properties of noodle, as well as DPPH radical scavenging. The objectives of this study were to characterize the tensile properties, the texture properties, color, and DPPH radical scavenging of noodle with HSC and to determine an optimum formulation of dough with HSC for noodle. The HSC was prepared by hydrolyzing dried SC powder with distilled water (DW) and a protease, Protamex (Novozyme Nordisk, Bagsvaerd, Danmark). The tensile properties and antioxidant activity were used as major constraint functions for the optimization. The optimum ratio was determined as flour:water:HSC=69.27:22.48:7.05 (w/w). Increasing the amount of HSC in the formulation increased the tensile force but no significant difference was observed in the deformation.

The sea cucumber, Apostichopus japonicus, is becoming an important aquaculture species in China, Japan and Korea. The purpose of this study is to evaluate the biological performance of a tubular type of subsurface cage for sea cucumber grow-out by in-situ tests. The cage structure was constructed of PP (polypropylene) frames and PP tubes (ø130 mm×24 pieces). A set of tests were conducted at a depth of 15 m near Seosaeng, Ulsan, Korea for 295 days (23 July, 2012 to 13 May, 2013). A total of 155 sea cucumbers were used and fed a mixed diet containing mud, mineral, wheat, fish meal, etc (3% of their body weight). At the end of the experiments, sea cucumber showed a higher survival rate in feed shelter (77.14%) rather than no feed shelter (64.71%). The specific growth rate (SGR) of sea cucumbers in feed condition (0.04% day－1) was higher than that of no feed culture animals (－0.49% day－1) during total experimental periods. The result was able to find a no significance difference in survival rate but a significance difference in SGR under feed and no feed treatments.