This study was carried out to investigated optimum additive ratio of barley flour for substitution of rice bran atcultivation of winter mushrooms. Mycerial growth was faster according to increase of barley flour ratio than those of controls, butonly some slow at the addition of 10% barley flour. Yields of fruiting body show the highest to 165.4g/850ml of medium whichare the addition 30% of barley flour and not significant difference of yields up to the addition of 70% barley flour. Diameter ofpileus was the highest at the addition of 30% barley flour. Hardness of pileus and stipes were the highest at the addition of 10%barley flour. The L value of stipes were the hight at the addition of barley flour, but the L value of pileus were decreased at theaddition of barley flour, but there was no significant difference in the a-value and the b-value.

The purpose of this study is to investigate the effects of arabinoxylan rice bran and endurance exercise training on TLR4 mediated protein expression in LPS-treated rats. The results showed that TLR4 as an important protein in the inflammatory response against lipopolysaccharide was shown to be significantly lower in both arabinoxylan supplement with exercise group and exercise group, thus the arabinoxylan rice bran had a higher inhibitory activity than arabinoxylan supplement group. However, NF-κB and MyD88 protein expression was not changed in arabinoxylan supplement with exercise training group, whereas NF-κB significantly decreased in 4 weeks of exercise training group. These results suggest that the supplement of arabinoxylan rice bran with exercise is likely to contribute to inflammation response and the arabinoxylan rice bran can be used as a possible safe alternative to the immunotherapeutic intervention.

들기름 및 미강유를 베이스로 개발한 혼합 식용유는 오메가-3 지방산인 리놀렌산 함량이 약 20% 정도로 매우 높다. 이는 기존의 일반 식용유 중 오메가-3 지방 함량이 매우 높은 콩기름과 카놀라유의 리놀렌산 함량이 각각 6% 및 10% 내외인 점을 감안하면, 이들 식용유에 비하여 새로 들기름과 미강유를 혼합한 식용유는 2~3배 높은 비율로 오메가-3 지방산을 제공할 수 있어서, 오메가-3 지방산 섭취가 부족한 현대인의 식단에서 중요한 오메가-3 지방산 급원으로서의 역할을 할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 토코페롤 함량도 약 46.77 ㎎/ 100 g oil 정도인데, 가장 주목할 일은 토코페롤 동족류 중 비타민 E의 활성이 가장 강한 알파-토코페롤(31.71 ㎎/100 g oil)이 가장 많이 존재하여, 총 토코페롤의 64%를 차지하고 있어서 비타민 E로서의 기능이 높다. 혈중 콜레스테롤 함량을 낮추는 기능성이 알려진 파이토스테롤 함량이 들기름과 미강유를 혼합한 식용유에 약 7,200 ppm 함유되어 있어, 일반적인 식용유의 3,000 ppm의 약 2.3배에 달한다. 본 연구에서 개발한 들기름과 미강유를 혼합한 식용유는 일반적인 식용유인 콩기름과 거의 유사한 산화안정성을 갖는 것으로 확인되어, 일반 들기름에 비하여 현저히 높은 산화안정성이 확보되었다.

본 연구는 친환경제제인 미강제제를 처리하였을 때 고추 생육기간에 따른 토양의 이화학적 특성과 밭토양의 미생물 군집을 조사하였으며, 시들음병과 수확량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었다. 제조된 미강제제의 이화학적 특성과 유해성분을 조사한 결과 농촌진흥청에서 제시한 기준인 비료공정규격보다 질소, 인산, 칼륨의 최소함량이 높은 것으로 나타났다. 또한 유해성분 함량도 기준치 이하로 나타났다. 미강제제 처리 후 밭토양의 이화학적 특성은 고추생육이 끝난 시점에도 유효인산의 함량이 대조구에 비하여 높게 유지되는 것으로 나타났다. Phospholipid fatty acid (PLFA) 분석에 의한 토양내의 미생물 군집을 조사한 결과 토양내 미생물 군집변화는 큰 차이가 없었으나 전체적인 미생물 생체량이 높게 나타났다. 미강제제 시용은 고추시들음병 방제에 효과가 있었으며 이로 인해 고추수확량이 약 2.7배 높게 증수되었다.

본 연구는 발효된 대두, 미강, 홍삼 3종을 배합을 하여 시너지 효과를 확인함으로써 개별 시료보다 더욱 더 좋은 혼합물을 만들기 위해서 시행되었다. 3가지 혼합비율 262, 622, 442를 비교하였을 때 442 비율이 항산화활성과 항노화활성이 뛰어난 것으로 나타났다. 또한 442 혼합비율은 개별 재료의 효과와 비교하였을 때 개별 홍삼보다 높은 시너지 효과를 보여 주었다. 그러므로 홍삼을 원료로 하여 화장품을 제조할 때는 홍삼을 단독으로 사용하는 것보다 미강과 대두와 혼합된 442 혼합비율 재료가 항산화활성과 주름개선에 더 높은 활성을 가지는 기능성 화장품의 중요 원료로 선호될 수 있다. 앞으로 이 물질에서 주요한 유효 성분을 분리, 정제하여 항산화 검증과 항노화 검증의 필요성이 있다고 사료된다.

쌀 도정시 발생하는 미강의 부가가치를 높이기 위하여,미강내 생리기능성 물질를 고농도로 농축하기 위한 전처리방법 및 농축조건을 확립하고자 하였다. 미강으로부터 추출한 조미강유중 지방산을 분리하기 위하여 산 또는 효소촉매를 이용하여 지방산 에틸 에스터를 제조하였다. 산 촉매 에스터 반응시 tocopherol류의 함량은 크게 영향을 받지 않았으나, tocotrienol류의 함량은 크게 감소하였고, 특히 γ-tocotrienol은 52% 감소하였다. 효소 촉매 에스터반응시 tocopherol류와 tocotrienol류 모두 크게 변화가 없었으므로 효소촉매를 이용한 에틸 에스터 반응이 생리활성물질농축에는 더 적합하였다. 효소 촉매 반응을 이용하여 생산한 미강유 에틸 에스터를 초임계 이산화탄소를 이용하여분리하고, 생리활성물질을 농축하였다. 온도 조건은 45oC,50oC, 55oC, 압력조건은 9.62MPa, 10.34MPa, 11.03MPa이었다. Tocols는 소량이지만, 1-5번 추출 분획에서 모두검출되었으며, 5번 분획에 가까워질수록 더 많은 양의tocols이 추출되었다. γ-Oryzanol도 매우 소량이기는 하나 1-5번 분획에서 추출되었다. Policosanol과 phytosterol은 1-5번 분획에서 전혀 추출되지 않았다. 특히 초임계 이산화탄소의 밀도와 지방산 에스터와 함께 추출되는 tocols 및 γ-oryzanol의 양은 높은 상관관계를 가지고 있었다(R2tocols=0.9306, R2oryzanol=0.7934). Tocols와 phytosterol은 55oC,9.62MPa에서 농축시 농축률이 가장 높았으며, γ-oryzanol과policosanol은 각 조건별로 농축률에 변화가 없었다. 또한초임계 이산화탄소의 밀도가 클수록 농축속도는 매우 빨랐으나 농축물질의 선택성은 낮았다. 따라서 생리활성물질을농축하는데에는 상대적으로 낮은 밀도의 초임계 이산화탄소를 적용하는 것이 더 효과적이었으며, 이러한 결과는 건강기능식품등에 이용하는 생리활성물질의 농축 및 정제 공정에 효율적으로 적용될 수 있을 것이다.

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.

In order to develop an efficient microbial source of cellulase enzyme system, cellulolytic fungal strain was newly isolated from traditional Korean nuruk samples in the present study. The crude enzyme extract of this fungal strain, avicelase, CMCase and β-glucosidase activities reached the maximal points of 6.73, 3.22, and 5.64 units/mL, respectively and was used for the subsequent enzymatic saccharification on pretreated deproteinised and lipid-extracted rice bran. This strain was identified as Penicillium sp. determined by cellular fatty acid composition analysis. Three different pretreatment conditions were evaluated on the deproteinised and lipid-extracted rice bran at 121oC/1.5 psi for 5 different residence times: one with 0.1 N sulfuric acid, another with 0.1 N sodium hydroxide, and the last with distilled water. The greatest enzymatic saccharification yield increased up to 75.2% from acid-catalyzed autoclaving pretreatment for 30 min. The acid-catalyzed autoclaving pretreatment enhanced the saccharifying ability of the newly isolated cellulolytic fungal strain on the deproteinised and lipid-extracted rice bran.

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.

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.

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.

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.

[Introduction] Matsutake mushroom (Tricholoma matsutake), an ectomycorrhizal fungus has low activity for polysaccharide hydrolyzing enzymes such as amylase, cellulase and hemicellulase. Therefore, only glucose and a few other monoand di-saccharides can be used to grow this fungus. Then, we examined the possibility for the mass production of the mycelia using the saccharified rice bran as growth substrate. [Methods and Results] For the selection of Kouji-mold, 32 strains of Aspergillus spp. were tested. These fungi were cultivated in potato dextrose liquid (PDL) medium added rice bran and amylase activities were assayed. As a result, Kouji-mold from Isesou Mugi Kouji (Asp. oryzae) was selected to use for saccharification of rice bran. When the saccharified rice bran was used as the growth substrate, the mycelical growth was enhanced. In this mushroom, the dry weight mycelia increased at about 3.0 times (control : 50mg, saccharified rice bran : 160mg, 60days, 24℃) by using saccharified rice bran compared with that of the control without saccharified rice bran. From there results, we see that saccharified rice bran is a useful culture material for the mass production of matsutake mycelia. Chemical analysis in saccharified rice bran solution was done with TLC and HPLC. The large amounts of glucose and maltose were detected in the saccharified solution. Now, we are trying to hydrolyze of cellulose and hemicelluloses components in rice bran using Asp. kawachii or Asp. saitoi isolated from Shouchu kouji.

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.