• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.36-36
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• 2017

Out of twenty common protein amino acids, there are many kinds of non protein amino acids (NPAAs) that exist as secondary metabolites and exert ecological functions in plants. Mimosine (Mim), one of those NPAAs derived from L. leucocephala acts as an iron chelator and reversely block mammalian cell cycle at G1/S phases. Cysteine (Cys) is decisive for protein and glutathione that acts as an indispensable sulfur grantor for methionine and many other sulfur-containing secondary products. Cys biosynthesis includes consecutive two steps using two enzymes-serine acetyl transferase (SAT) and O-acetylserine (thiol)lyase (OASTL) and appeared in plant cytosol, chloroplast, and mitochondria. In the first step, the acetylation of the ${\beta}$-hydroxyl of L-serine by acetyl-CoA in the existence of SAT and finally, OASTL triggers ${\alpha}$, ${\beta}$-elimination of acetate from OAS and bind $H_2S$ to catalyze the synthesis of Cys. Mimosine synthase, one of the isozymes of the OASTLs, is able to synthesize Mim with 3-hydroxy-4-pyridone (3H4P) instead of $H_2S$ for Cys in the last step. Thus, the aim of this study was to clone and characterize the cytosolic (Cy) OASTL gene from L. leucocephala, express the recombinant OASTL in Escherichia coli, purify it, do enzyme kinetic analysis, perform docking dynamics simulation analysis between the receptor and the ligands and compare its performance between Cys and Mim synthesis. Cy-OASTL was obtained through both directional degenerate primers corresponding to conserved amino acid region among plant Cys synthase family and the purified protein was 34.3KDa. After cleaving the GST-tag, Cy-OASTL was observed to form mimosine with 3H4P and OAS. The optimum Cys and Mim reaction pH and temperature were 7.5 and $40^{\circ}C$, and 8.0 and $35^{\circ}C$ respectively. Michaelis constant (Km) values of OAS from Cys were higher than the OAS from Mim. Inter fragment interaction energy (IFIE) of substrate OAS-Cy-OASTL complex model showed that Lys, Thr81, Thr77 and Gln150 demonstrated higher attraction force for Cys but 3H4P-mimosine synthase-OAS intermediate complex showed that Gly230, Tyr227, Ala231, Gly228 and Gly232 might provide higher attraction energy for the Mim. It may be concluded that Cy-OASTL demonstrates a dual role in biosynthesis both Cys and Mim and extending the knowledge on the biochemical regulatory mechanism of mimosine and cysteine.

• 미생물학회지
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• 제42권2호
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• pp.103-110
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• 2006

들잔디(zoysia japonica)에 제초제를 살포 한 다음, 아미노산을 포함한 액비(LFcAA)를 처리한 들잔디 토양의 미생물 군집구조 및 다양성을 비교하기 위하여 16S rDNA서열에 기초한 T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism)분식과 클론의 염기서열 분석을 실시하였다. 제한효소 HaeIII을 이용한 T-RFLP 분석결과 아미노산 액비를 처리한 실험구 KD3과 KD4에서, 32, 38개의 유효한 피크를 가진 T-RFs가 나타났다. 23개를 나타낸 아미노산 무처리구인 KD2가 KD3,4에 비해 미생물군집구조가 단순한 것으로 조사되었다. 네 개의 실험구 KDl (대조구), KD2 (무처리구), KD3 (LFcAA 1X)., KD4 (LFcAA 2X)에서 각각 110개의 클론의 16S rDNA부분 염기서열 분석결과 대부분이 $91{\sim}99%$ 유사도 수준에서 GeneBank에 등록된 염기서열 중 대부분 uncultured bacterium으로 BLAST결과 조사되었다. 이외의 대부분의 클론들은 Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Sphingobacteria, Planctomycetes 그룹들의 클론들이 조사되었고, 특히 LEcAA 2X 처리구인 KD4에서는 KD2에서와는 다르게 Alphaproteobacteria의 Rhizobiales, Shigomonadales,그리고 Caulobacterales목에 속하는 미생물들의 클론이 조사되었으며, Gammaproteobactetia의 Pseudomonas 속의 세균들이 주로 나타났으며, Betaproteobaderia 의 Nitrosomonadales 목의 Nitrosospira 속들이 주로 조사되었다. 이 외에도 Acidobacteria 그룹, Actinobacteria 그룰, Planctomycetacia, Sphingobacteria 그룹들이 다양하게 조사되었다. 이러한 결과는 제초제를 살포한 미생물 군집구조가 LFcAA 첨가로 들잔디의 미생물 군집 구조에 큰 영향을 주고 있음을 시사하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권3호
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• pp.293-302
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• 1988

본 연구는 모과의 비휘발성 성분에 과한 조성을 규명하기 위한 기초 연구 과제로써 행하여졌다. 주요 비휘발성 성분은 유리 아미노산의 경우 valine, asparagin ${\gamma}-aminobutyric\;acid$, aspartic acid 와 serine 이 전체의 72%를 차지하고 arginine, tyrosine, methionine과 tryptophan은 거의 검출되지 않아다. Peptide 구성 아미노산으로는 주로 glutamic acid와 glutamine이었으며 cysteic acid, methione sulfone과 tryptophan은 검출되지 않았다. 핵산관련 물질의 분석 결과 cytosine, UMP, CMP는 소량 존재하셨으며 GMP, IMP, AMP는 검출되지 않았다. 당 분석결과 주성분은 glucose, sorbose, sucrose, fructose였으며 fructose 함량이 가장 높은 것으로 판명되었다. GC 및 GC-MS방법에 의해 총 11성분의 유기산이 동정 되었으며 이들중 tartaric acid및 ${\alpha}-ketoglutaric\;acid$가 주성분이었다. 정량된 총 비타민 C 함량은 386.6 mg%였으며 ascorbic-acid dehydroascorbic acid와 2,3-diketo-L-gulonic acid는 각각 28.8mg%, 154.5mg%, 197.3mg%였다. 무기성분으로는 칼슘과 인이 주요 성분으로 나타났으며 카드뮴, 구리, 납은 소량 존재하였다. 모과의 천연 및 합성 extract에 대한 관능검사의 결과 유리형, 아미노산, 당, 유기산, 비타민 C및 무기질의 맛의 주성분으로 판명되었다. 따라서 모과의 향미 성분 중 비휘발성 성분은 주로 상기 다섯 그룹에 의해서 나타남을 확인하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제16권2호
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• pp.60-77
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• 1973

홍삼(紅蔘)의 갈변(褐變)에 관(關)한 연구(硏究)를 하기 위(爲)하여 이의 갈변(褐變)을 비효소적(非酵素的) 갈변(褐變)으로 단정(斷定)하고 어떤 성분(成分)의 작용(作用)으로 일어나는 갈변(褐變)인가를 추구(追究)하고저 수삼(水蔘), 증삼(蒸蔘), 자연건조홍삼(自然乾燥紅蓼), 인공건조홍삼(人工乾燥紅蔘), 인공건조시(人工乾燥時) 갈변촉진홍삼(褐變促進經蔘)으로 구분(區分)하여 이들의 성분중(成分中) 갈변(褐變)에 관여(關與)하는 화학성분(化學成分)들의 소장(消長)을 정량적(定量的)으로 분석대조(分析對照)하였고 홍삼(紅蔘)의 인공건조시(人工乾燥時) 갈변촉진(褐變促進)에 관(關)한 연구(硏究)에서 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 일반성분(一般成分)은 대체(大體)로 시험구간(試驗區間)에 별차이(別差異)가 없었으며 총당(總糖)과 환원당(還元塘)은 조금 감소(減少)하고 총산(總酸)은 홍삼류(紅蔘類)가 조금 높았고 수추출물(水抽出物)은 홍삼구(紅蔘區)들이 $6{\sim}7%$ 낮았다. 2. 유리(遊離)amino산(酸)으로 Asp., Thr., Ser., Glu., Gly., Ala., Val., Cys., Met., Ileu., Leu., Tyr., Phe., Lys., His.. Arg.의 16종(種)이 검출(檢出) 확인(確認)되었으며 Arg.이 뛰어나게 많이 함유(含有)되어 있고 필수(必須) amino산(酸)이 모두 함유(含有)되며 일반적(一般的)으로 건조중(乾燥中)에 감소(減少)되고 자연건조구(自然乾燥區)가 인공건조구(人工乾燥區) 보다 많은 감소율(減少率)을 보였다. 3. 유리당(遊離糖)으로 fructose, glucose, sucrose의 3종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였고 미확인성분(未確認成分) 4종(種)을 분리(分離)하였으며 함량(含量)에서는 sucrose가 80%이고 홍삼구(紅蔘區)들이 일반적(一般的)으로 함량(含量)이 적었으며 자연건조구(自然乾燥區)가 인공건조구(人工乾燥區) 보다 많은 감소율(減少率)을 보였으며 특(特)히 환원당(還元糖)이 많은 감소(減少)를 보였다. 4. Vitamin C는 증삼시(蒸蔘時)에 거이 파괴(破壞)되고 건조중(乾燥中)에는 별(別)로 변화(變化)가 없었다. 5. 휘발성산(揮發性酸)으로 acetic acid, propionic acid, acrylic acid, iso-butyric acid, n-butyric acid, iso-valeric acid, n-valeric acid, n-caproic acid, iso-heptylicacid, n-heptylic acid 등(等) 11종(種)과 미확인성분(未確認成分) 1종(種)이 검출(檢出) 확인(確認)되었으며 증자시(蒸煮時)에 일부(一部) 휘발감소(揮發減少)를 보였으나 건조중(乾燥中)에는 일반적(一般的)으로 증가(增加)를 보였다. 6. 비휘발성산(非揮發性酸)으로 citric acid, malic acid, succinic acid, ${\alpha}-ketoglutaric$ acid, pyruvic acid, glutaric acid 등(等) 6종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였으며 비휘발성산(非揮發性酸)은 건조중(乾燥中) 감소(減少)되어 홍삼구(紅蔘區)들이 함량(含量)이 적으나 succinic acid만은 증가(增加)하였다. 7. Polyphenol 류(類)로 3-caffeyl quinic acid, 4-caffeyl quinic acid, 5-caffeyl quinic acid의 3종(種)과 미확인성분(未確認成分) 1종(種)을 분리(分離) 동정(同定)하였으며 polyphenol은 건조중(乾燥中) 많은 감소(減少)가 있었으며 특(特)히 자연건조구(自然乾燥區)에서 많은 감소(減少)가 있었다. 8. 홍삼(紅蔘)들의 갈색도(褐色度)는 갈변촉진구(褐變促進區)가 가장 짙고 다음이 자연건조구(自然乾燥區)이며 인삼건조구(人工乾燥區)가 가장 약(弱)한 갈색(褐色)이였다. 9.홍삼제조시(紅蔘製造時) 성분(成分)의 감소량(減少量)이 많은 것은 amino산(酸) 당류(糖類) 및 polyphenol이며 또 이들의 감소량(減少量)에 따라 홍삼(紅蔘)의 갈색(褐色)에 차(差)가 있는 것으로 미루어 홍삼(紅蔘)의 갈변(褐變)은 주(主)로 amino-carbonyl반응(反應)카 polyphenol의 자동산화(自動酸化)에 의(依)한 비효소적(非酵素的) 갈변(褐變)임이 확실(確實)하며 따라서 이들 반응(反應)을 조정(調整)하면 단시간건조(短時間乾燥)하는 인공건조시(人工乾燥時)에도 자연건조시(自然乾燥時)와 같은 갈색도(褐色度)의 홍삼(紅蔘)을 만들 수 있음을 알았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권9호
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• pp.1453-1458
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• 2006

PKR-like endoplasmic reticulum (ER) kinase (PERK) is a type I transmembrane ER-resident protein containing a cytoplasmic catalytic domain with a Ser/Thr kinase activity, which is most closely related to the eukaryotic translation initiation factor-$2{\alpha}$ ($eIF2{\alpha}$) kinase PKR involved in the antiviral defense pathway by interferon. We cloned and expressed the PERK C-terminal kinase domain (cPERK) in Escherichia coli. Like PERK activation in cells under ER stress, wild-type cPERK underwent autophosphorylation when overexpressed in E. coli, whereas the cPERK(K621M) with a methionine substitution for the lysine at amino acid 621 lost the autophosphorylation activity. The activated form cPERK which was purified to near homogeneity, formed an oligomer and was able to trans-phosphorylate specifically its cellular substrate $eIF2{\alpha}$. Two-dimensional phosphoamino acids analysis revealed that phosphorylation of cPERK occurs at the Ser and Thr residues. The functionally active recombinant cPERK, and its inactive mutant should be useful for the analysis of biochemical functions of PERK and for the determination of their three-dimensional structures.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권8호
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• pp.1299-1309
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• 2018

We previously reported on lactophoricin (LPcin), a cationic ${\alpha}-helical$ antimicrobial peptide derived from bovine milk, which has antimicrobial effects on Candida albicans as well as Gram-positive and Gram-negative bacteria. In this study, we designed the LPcin-YK3 peptide, a shorter analog of LPcin, and investigated its antimicrobial activity. This peptide, consisting of 15 amino acids with + 3 net charges, was an effective antimicrobial agent against the on the Gram-positive strain, Staphylococcus aureus (MIC: $0.62{\mu}g/ml$). In addition, the hemolytic activity assay revealed that the peptide was not toxic to mouse and human erythrocytes up to $40{\mu}g/ml$. We also used circular dichroism spectroscopy to confirm that peptide in the presence of lipid has ${\alpha}-helical$ structures and later provide an overview of the relationship between each structure and antimicrobial activity. This peptide is a member of a new class of antimicrobial agents that could potentially overcome the problem of bacterial resistance caused by overuse of conventional antibiotics. Therefore, it could be used as a therapeutic or natural additive, particularly in the cosmetics industry.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권2호
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• pp.163-169
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• 2017

$SIMAPKKK{\alpha}$, a tomato (Solanum lycopersicum) mitogen-activated protein kinase kinase kinase, is a positive regulator of Pto-mediated effector-triggered immunity, which elicits programmed cell death (PCD) in plants. In this study, we examined whether putative phosphorylation sites in the conserved activation segment of the $SIMAPKKK{\alpha}$ kinase domain are critical for eliciting PCD. Three amino acids, $threonine^{353}$, $serine^{360}$ ($Ser^{360}$), or $serine^{364}$ ($Ser^{364}$), in the conserved activation segment of $SIMAPKKK{\alpha}$ kinase domain were substituted to alanine (T353A, S360A, or S364A), and these variants were transiently expressed in tomato and Nicotiana benthamiana plants. Two alanine substitutions, S360A and S364A, completely abolished $SIMAPKKK{\alpha}$ PCD-eliciting activity in both plants, while T353A substitution did not affect its PCD-eliciting activity. $SIMAPKKK{\alpha}$ wild type and variant proteins accumulated to similar levels in plant leaves. However, $SIMAPKKK{\alpha}$ protein with the largest size was missed when either S360A or S364A substitutions were expressed, whereas proteins with the smaller masses were more accumulated than those of full-length of $SIMAPKKK{\alpha}$ and T353A. These results suggest that phosphorylation of $SIMAPKKK{\alpha}$ at $Ser^{360}$ and $Ser^{364}$ is critical for PCD elicitation in plants.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.37-43
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• 2019

The gene encoding an ${\alpha}-{\text\tiny{L}}-arabinofuranosidase$ (BvAF) GH51 from Bacillus velezensis FZB42 was cloned and expressed in Escherichia coli. The corresponding open reading frame consists of 1,491 nucleotides which encode 496 amino acids with the molecular mass of 56.9 kDa. BvAF showed the highest activity against sugar beet (branched) arabinan in 50 mM sodium acetate buffer (pH 6.0) at $45^{\circ}C$. However, it could hardly hydrolyze debranched arabinan and arabinoxylans. The time-course hydrolyses of branched arabinan and arabinooligosaccharides (AOS) revealed that BvAF is a unique exo-hydrolase producing exclusively ${\text\tiny{L}}-arabinose$. BvAF could cleave ${\alpha}-(1,2)-$ and/or ${\alpha}-(1,3)-{\text\tiny{L}}-arabinofuranosidic$ linkages of the branched substrates to produce the debranched forms of arabinan and AOS. Although the excessive amount of BvAF could liberate ${\text\tiny{L}}-arabinose$ from linear AOS, it was extremely lower than that on branched AOS. In conclusion, BvAF is the arabinan-specific exo-acting ${\alpha}-{\text\tiny{L}}-arabinofuranosidase$ possessing high debranching activity towards ${\alpha}-(1,2)-$ and/or ${\alpha}-(1,3)-linked$ branches of arabinan, which can facilitate the successive degradation of arabinan by $endo-{\alpha}-(1,5)-{\text\tiny{L}}-arabinanase$.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제17권4호
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• pp.523-532
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• 2004

An experiment was conducted to investigate the effect of microbial phytase ($Natuphos^{R}$) supplementation in combination with enzyme complex (composed of enzymes targeted to SBM dietary components such as $\alpha$-galactosides and galactomannans; $Endo-Power^{R}$) to diet with low nutrient levels on growth performance and ileal nutrient digestibility of weaned pigs. A total of 210 crossbred weaned pigs (Landrace$\times$Yorkshire$\times$Duroc), 6.68$\pm$0.98 kg of initial body weight, were randomly allotted to five dietary treatments, based on weight and age, according to a randomized complete block design. There were three pens per treatment and 14 pigs per pen. The dietary treatments were 1) CON (Control diet with no phytase and enzyme complex (EC)), 2) LP+EC 100 (Control diet with 0.15% unit lower available phosphorus (aP) level+0.1% phytase (500 FTU/kg diet) and 0.1% enzyme complex), 3) LP+EC 80 (Control diet with 0.15% unit lower aP level+0.08% phytase (400 FTU/kg diet) and 0.08% enzyme complex, 4) LPEA+EC 100 (Control diet with 0.15% unit lower aP and 3% lower ME and amino acid levels (lysine, methionine, threonine and typtophan)+0.1% phytase (500 FTU/kg diet) and 0.1% enzyme complex), 5) LPEA+EC 80 (Control diet with 0.15% unit lower aP and 3% lower ME and amino acid levels+0.08% phytase (400 FTU/ kg diet) and 0.08% enzyme complex). For the determination of ileal nutrients digestibility, a total of 15 T-cannulated pigs (initial body weight; 7.52$\pm$1.24 kg; 3 replicates per treatment) were used in the present study. Piglets were weighted and allotted into same dietary treatments as one in growth trial and phase I experimental diets were provided for ileal digestibility study. There was no significant difference (p>0.05) in average daily gain (ADG) and average daily feed intake (ADFI) among dietary treatments during the whole experimental period (0 to 5 weeks). However, piglets in LP+EC 100 group had a significantly higher gain/feed ratio (G:F) than piglets had in control (p<0.05). Crude protein, energy and phosphorus digestibilities were significantly improved when both of phytase and enzyme complex were supplemented at the revel of 0.1%, respectively to diets with low nutrient level (aP or (and) ME and amino acids) (p<0.05). Piglets in LP+EC 100 and LPEA+EC 100 groups showed significantly higher phosphorus content (%) in bone than that of piglets in control group (p<0.05). Supplementation of both of phytase and enzyme complex at 0.1%, respectively, to diet with low nutrient levels (aP or (and) ME and amino acids) significantly improved total ileal essential amino acid and nonessential amino acid digestibilities compared to control group (p<0.05). In conclusion, the results from the present study suggest that the simultaneous inclusion of phytase and enzyme complex to diets at recommended level is advantageous with respect to improving growth performance and nutrient digestibility of weaned pigs and may contribute to increased economic return when added to corn-soy based weaned pig diets.

• 한국조리학회지
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• 제18권3호
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• pp.163-179
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• 2012

본 연구는 소금의 첨가량을 달리하여 고압 가열 추출 방식으로 아메리칸소스를 제조하여 기계적 특성 및 관능적 특성을 알아보고 이를 통하여 갑각류 소스 제품군의 대량 생산에 보다 실제적인 자료로서의 활용과 외식산업에 전통적인 조리기술을 표준화하여 우수한 품질을 유지하고 기능성을 향상시킬 수 있는 제품 개발에 이용할 수 있도록 하고자 하였다. 소금 첨가량에 따른 아메리칸 소스는 소금이 수분과 회분에는 유의적인 영향을 미치지는 않지만, 색도, pH, 염도에는 영향이 미치며, Na과 K은 소금의 첨가량이 높아짐에 따라 각각의 함량이 증가하였고, Mg과 P은 소금 0.4% 첨가한 J4가 가장 높았지만, 소금 첨가량 증가에 따른 일정한 경향을 나타내지는 않았다. 총 유리아미노산은 J0, J1이 29종, J2는 30종, J3은 31종, J4는 33종 검출되었으며, 검출량은 소금 0.3% 첨가한 J3이 가장 많았으며, 특히 필수 아미노산에는 arginine, 맛난 맛 성분의 아미노산에 대해서는 glutamic acid, alanine, serine, ${\beta}$-alanine, ${\alpha}$-aminoadipic acid, 기타 아미노산은 g-Aminoisobutyric acid의 함량이 가장 높은 함량 수준을 나타내었다. 지질 과산화 측정 및 DPPH 측정 결과로서 소금을 첨가하지 않는 것이 항산화 효과가 높은 것을 알 수 있었다. 관능검사를 실시한 결과 전반적인 품질 평가에 대해서 소금 0.3% 첨가한 J3가 가장 높은 점수를 나타내어 소금의 첨가가 전반적인 품질 평가에 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 이상의 연구 결과를 종합해 보면 항산화적 기능성에 대한 효과는 기대할 수 없지만, 기계적 품질 검사 및 관능검사의 결과를 종합해 보면, 소금 0.3%를 첨가하여 제조한 아메리칸 소스가 품질적으로 가장 최적의 제조 방법으로 보여진다. 이를 통하여 갑각류 소스 제품의 대량 생산에 보다 실제적인 자료로 활용하고, 외식산업에 전통적인 조리 기술을 표준화 및 우수한 품질을 유지하고 기능성을 향상시킬 수 있는 제품 개발에 이용하고자 한다.