• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.133-141
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• 2016

토란은 풍부한 영양 성분과 다양한 효능을 가지고 있으나 활용도가 높지 않고, 옥살산 등의 독성 성분과 높은 수분 함량을 가지며 갈변 현상이 쉽게 일어나기 때문에 상품화를 위해서는 새로운 가공 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 토란을 증자, 숙성, 건조하는 과정을 통해 차로 음용할 뿐만 아니라 다양한 식품 재료로 활용할 수 있는 새로운 가공 방법을 개발하고자 하였으며, 이를 흑토란이라 명명하였다. 흑토란을 제조하기 위하여 증자($95{\pm}3^{\circ}C-1\;h$) 후 다양한 조건(85, 90, $95^{\circ}C-20$, 40, 60 h)에서 숙성시켰으며, 이를 건조($60^{\circ}C-24h$)하여 분말화하였다. 그 후, 이화학적 특성, 산화방지 활성을 분석하였으며, 반응표면분석을 이용하여 관능적 최적점을 탐색하였다. 토란의 일반성분 분석 결과, 생토란은 87.69%의 수분 함량을 보였고 증자 시 90.70%으로 증가하였다가 흑토란에서 4.87-8.56%로 감소하였다. 흑토란은 생토란과 증자 토란에 비해 탄수화물, 조단백, 조지방, 조회분 함량이 모두 증가하였으며, 조섬유는 생토란에서 0.45%, 흑토란에서 5.23-7.86%의 함량을 나타내었다. 무기질 성분 분석 결과, 모든 시료에서 포타슘 함량이 가장 높았다. 토란의 총당과 함량 결과, 생토란은 112.53 mg/g, 증자 토란은 70.51 mg/g을 나타냈으며, 흑토란은 숙성 시간에 따라 유의적으로 증가하였고 54.94-120.03 mg/g의 함량을 보였다. 환원당은 42.48 mg/g에서 증자 후 12.29 mg/g로 감소하였으며, 흑토란에서 12.73-24.14 mg/g의 함량을 나타내었다. 분말색도는 생토란을 열처리함에 따라 L값이 84.57에서 증자 토란의 71.05, 그리고 흑토란에서 47.91-55.28으로 감소하였으며, a값은 증가하고 b값은 감소하는 경향을 나타내었다. 갈색도는 생토란에서 0.08의 값을 나타냈고, 증자 후 0.02로 감소하였다가 흑토란에서 급격하게 증가하였으며 $90^{\circ}C$에서 40시간 숙성한 토란에서 0.88의 가장 높은 값을 보였다. 옥살산칼슘 함량 측정 결과, 생토란에서 59.07 mg/100 g의 함량을 보였으며, 증자 후 37.20 mg/100 g으로 감소하였고, 숙성 과정을 거치며 시간에 따라 유의적으로 감소하여 $90^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 토란에서 11.46mg/100 g의 가장 낮은 값을 보였다. 흑토란의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 20.61-28.30 mg GAE/g의 값을 나타냈으며, 숙성 온도에 따라서 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 흑토란의 산화방지 활성을 DPPH, ABTS 자유라디칼 소거능 및 FRAP 활성으로 측정하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 모두 숙성 온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 3.67-7.52 mg VCE/g의 값을, ABTS 라디칼 소거능은 9.63-20.32 VCE/g의 값을 나타냈으며, 두 소거능 모두 $95^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 시료에서 가장 높았다. FRAP 활성 또한 유사한 경향을 보였고, 3.43-6.79 mg VCE/g의 값을 나타내었다. 흑토란의 관능 최적 숙성 조건을 탐색하기 위하여 색, 맛, 향, 전체적인 기호도에 대하여 반응표면분석을 실시하였다. 색($R^2=0.8471$), 맛($R^2=0.8244$), 전반적인 기호도($R^2=0.7480$)에 대하여 유의한 반응 표면을 이끌어낼 수 있었으며, 맛과 전반적인 기호도 항목에서 실험 범위 내의 최적점을 이끌어낼 수 있었다(맛: $88.73^{\circ}C$, 39.50시간, 전반적인 기호도: $88.82^{\circ}C$, 42.60시간). 관능 특성간의 상관 분석 결과, 전반적인 기호도에는 색, 맛, 향 모두 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 맛(r=0.884)의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 토란의 숙성 조건에 따른 이화학적 특성 및 산화방지 활성의 차이를 확인하였으며, 관능적으로 최적이 되는 토란의 숙성 조건을 확인하였다. 실험 결과를 종합해 보았을 때, 생토란에 비해 흑토란에서 섬유소 함량의 증가, 옥살산칼슘의 유의적인 감소, 그리고 갈변 반응으로 인한 생리활성 성분의 증가 효과를 기대할 수 있다. 높은 산화방지 효과를 위해서는 높은 온도에서 오랜 시간 숙성이 필요하며, $88.73-88.82^{\circ}C$의 온도에서 39.50-42.60시간 동안 숙성시켰을 시 관능적으로 우수한 흑토란을 생산할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 토란의 이용성을 증대시키며 흑토란 분말의 다양한 식품재료로서의 활용 가능성을 탐색하기 위한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제26권3호
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• pp.260-265
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• 2011

Fe-NTA는 전립선에 산화 스트레스를 일으킨다고 보고되어 있으며, 본 연구자는 랫드에 항산화 효과가 있다고 알려진 차전초잎 추출물(P. asiatica leaf extract, PLE)올 1, 2 또는 4 g/kg body weight (b.w.) 1주일간 경구 투여하고 ferric nitrilotriacetate (Fe-NTA)의 복강 주사로 전립선에 손상을 일으킨 후 차전초가 전립선에서 산화 스트레스를 얼마나 억제하여 주는지를 항산화 바이오 마커들인 reduced glutathione (GSH), glutathione-S-transferase (GST), glutathione reductase (GR) 및 지질과산화물의 척도인 malondialdehyde (MDA)를 통해서 측정하였다. 전립선 기능 이상 시 증가되는 GSH 및 GR은 아무것도 처리하지 않은 대조군(193.84${\pm}$37.78 mmol/g tissue, 31.32${\pm}$3.85)에 비해 Fe-NTA로 산화스트레스를 유발한 그룹에서 101.89${\pm}$24.31, 15.74${\pm}$2.92mmol/g tissue 48%의 감소를 나타낸다. 반면 PLE 1 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 GSH 및 GR 수치가 119.01${\pm}$1.23 mmol/g tissue와 19.24${\pm}$0.53 mmol/g tissue, 2 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 150.80${\pm}$34.11 mmol/g tissue와 19.17${\pm}$3.31 mmol/g tissue 마지막으로 4 g/kg b.w. 투여 그룹에서는 182.99${\pm}$10.89와 26.88${\pm}$4.40 mmol/g tissue로 Fe-NTA만 처리한 그룹에 비해 농도 의존적으로 GSH와 GR 함량이 회복되는 경향을 보이며, 이는 GSH 함량이 농도에 따라 약 l.2, 1.5, 1.8배 증가, GR 함량이 약 1.2, 1.22, 1.7배 증가한 것이다. 이렇듯 정자 보호와 전립선 조직 세포 보호에 관련이 있는 GSH와 GR값이 유의적 차이로 회복되는 결과에 따라 PLE의 전립선 보호 효과를 확인하였다. 또한, 항산화의 또 다른 바이오 마커인 GST 값은 아무것도 처리하지 않은 그룹 96.11${\pm}$6.23 mmol/g tissue에 비해 Fe-NTA 만 처리한 그룹 53.29${\pm}$11.45 mmol/g tissue이 약 45% 정도 감소하였지만, PLE 1, 2 또는 4 g/kg b.w.을 투여 한 그룹에서 각각 65.74${\pm}$9.79 mmol/g tissue, 76.54${\pm}$4.44 mmol/g tissue, 91.66${\pm}$5.53 mmol/g tissue의 값을 나타내며 Fe-NTA에 의해 생성된 산화 스트레스의 자유라디칼을 효과적으로 억제함을 확인하였다. 또한, 전립선에서 철 이온에 의해 유도된 산화스트레스에 의해 발생된 지질과산화물을 측정하였을 때 Fe-NTA에 의해 산화 스트레스만 유발한 그룹은 192.74${\pm}$33.20mmol/g tissue로 대조군 그룹의 75.66${\pm}$14.90 mmol/g tissue 보다 2.55배 높은 MDA를 생성한 것으로 지질과산화가 많이 일어난 것을 확인하였으나, PLE 1, 2 또는 4 g/kg을 투여한 그룹의 MDA의 생성량은 137.84${\pm}$23.29, 125.16${\pm}$16.69, 85.98${\pm}$5.12 mmol/g tissue로 약 29%, 35%, 55% 감소한 것을 확인하였다. 랫드의 전립선에서, 독성을 유발하는 Fe-NTA를 투여 후 PLE를 투여하였을 때 전립선 인지질 막의 손상지표인 MDA의 농도 의존적 감소와 항산화 및 정자 보호의 전립선 기능의 지표인 GSH, GR의 값이 증가하였다. 위의 결과들을 종합하였을 때, 우리는 Fe-NTA가 전립선에서 산회스트레스를 유발하고, 전립선 인지질 막의 손상을 줄 수 있으며, PLE는 이러한 전립선 손상을 항산화 효과를 기본으로 하여 전립선 보호 효과가 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제2권2호
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• pp.5-7
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• 1974

본 논문은 필자가 미국 미쉬간대학에 유학중 실시된 연구로서 동대학 목재가공학과에 설치된 소형 목재인공건조장치를 사용하여 일정한 건조조건(건구 온도 $150^{\circ}F{\risingdotseq}65.5^{\circ}C$, 습구온도 $1250^{\circ}F{\risingdotseq}51.7^{\circ}C$, 관계습도 48%, 평형함수율 6.9%)하에 공기 순환속도를 매분당 250ft., 400ft, 및 650ft.로 변경할 때 얻어지는 건조속도를 측정하고, 시간당 건조율을 산출하여 비교 검토한 것이다. 본 실험에 사용한 수종은 북미산소나무 Northern white pine (Pinus strobus L.)로서 시편의 크기는 길이 60cm, 넓이 12.5mm(5in.), 두께 18.7mm(3/4in.)이며 공시목의 표면은 증발조건을 균일히 하기 위하여 포삭하였으며, 마구리(end grain)에는 end coating 하였다. 또한 공기순환속도 측정은 상기대학에 비치된 velometer를 사용하였다. 1. 목재의 섬유포화점(함수율 30%) 이상에 있어서 공시목의 건조율은 건조실내 공기순환속도의 증가에 따라서 증가된다. 즉 공시목의 건조율 증감은 공기 순환속도에 대략 비례한다. 그러나 섬유포화점 이하에 있어서는 공기순환속도의 증강은 건조율 증감에 거의 영향을 이치지 아니한다(그림 1, 2 참조). 2. 실험한 건조조건하에 있어서는 공시목의 초기 함수율이 높을수록 높은 건조율을 얻을 수 있다. 즉 공시목의 초기 함수율(MC30% 이상)이 동일하지 아니한 경우에도 공기순환속도를 증가하면 건조 최종기에 있어서 비교적 빨리 대체로 같은 함수율의 공시목을 얻을 수 있다(실험한 초기 함수율, 건조조건 및 공기순환 속도등은 심한 건조 결함을 유발하지 아니하였음). 3. 본연구 결과에 의하면 공시목의 건조율은 섬유포화점(대략 MC30%)에 있어서 현저한 변화를 나타내고 있다. 즉 공시목의 함수율에 대한 건조율 곡선은 그림 3으로 표시된 바와 같이 섬유포화점 이상에 있어서는 건조율 곡선은 X축(MC)에 대하여 요(凹)형(concave)을 나타냈는데, 섬유포화점 이하의 함수율 범위 30%에서 20%에 있어서는 건조율 곡선은 X축에 대하여 철(凸)형(convex)을 나타냈으며 함수율 20% 이하에 있어서는 재차 심한 요(凹)형을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이와감은 결과를 요약표시한 원문 그림4에 있어서, 건조율 곡선의 반곡점은 대략 섬유포화점인 MC 30%와 MC 20%에 위치하고 있음을 알 수 있다. 이와같이 섬유 포화점으로 알려져 있는 MC 30%와 20%에 있어서 건조율이 급변하는 반곡점 즉 한계점을 표시하는 것은 다음과 같은 야유에 의한 것으로 고려된다. 즉 세포막에 흡수된 결합수의 증발은 세포강, 세포간격 및 기타의 미세한 공간에 존재하는 자유수의 증발보다 훨씬 곤란하므로, 함수율 30%에서 20%의 범위에 있어서는 철(凸)형을 나타낸다. 즉 함수율 30%에서 20% 의 범위에 있에서 세포막의 모세관 응축수(capillary-condensed water)의 증발은 대략 동일한 감소율을 나타내나, 공시목의 함수율이 20%에 접근됨에 따라서 한층 강한 결합상태하에 있는 수분(표면 결합수 및 그 부근에 있는 수분)이 증발하게 되나, 그와 같은 수분의 증발은 한층 곤란하므로 함수율 20% 이하에 있어서 건조율곡선은 재차 요(凹)형을 표시하는 것으로 사료된다. 이상의 관계를 요약 표시한 원문 그림 4에 있어서, 반곡점을 가지지 아니한 점선 곡선 AC 와 2개의 반곡점을 가지는 실선곡선 BD를 비교하면, BD곡선은 AC곡선보다 함수율범위 30%에서 20%에 있어서 그 건조율은 현저히 감소되고 또한 D점을 반곡점으로 해서 그 건조율은 가일층 감소되고 있음을 알 수 있다. 이상을 요약하면 생재에서 함수율 30%(섬유포화점)까지는 큰 건조율을 표시하니 함수율 범위 30%에서 20%에 있어서는 그 건조율은 점감되고 함수율 20% 이하에 있어서는 그 건조율은 현저히 감소됨을 표시한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권4호
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• pp.360-371
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• 2018

1. Agar diffusion test를 통해 지모 뿌리 추출물의 항균활성 확인 결과 호기성 그람 양성 균주인 S. aureus에서 추출물 및 모든 분획물에서 저해환을 나타내었고, 에틸아세테이트 분획물이 대조군으로 사용된 메틸파라벤보다 더 높은 항균활성을 나타내었다. 2. 최소저해농도(MIC)와 최소사멸농도(MBC/MFC)를 통해 더 정확한 지모 뿌리 추출물의 항균활성을 확인하고자 하였다. 그 결과 곰팡이균인 A. niger를 제외한 모든 균주에서 MIC 농도를 확인하였고, 특히 호기성 그람 양성 균주인 S. aureus와 호기성 그람 음성 균주인 P. aeruginosa 그리고 진균인 C. albicans에서 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획물이 낮은 농도에서 각 균주를 저해하는 것을 확인하였다. 3. DPPH법을 통해 지모 뿌리 추출물의 자유 라디칼 소거활성($FSC_{50}$)을 확인한 결과 가장 높은 활성을 나타낸 것은 에틸아세테이트 분획물($23.19{\mu}g/ml$)이고 아글리콘 분획물($71.06{\mu}g/ml$), 50% 에탄올 추출물($146.2{\mu}g/ml$) 순서로 나타났다. 4. 지모 뿌리 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)을 확인하기 위해 luminol 발광법을 통해 확인하였다. 실험 결과 에틸아세테이트 분획물($1.5{\mu}g/ml$)과 아글리콘 분획물($1.4{\mu}g/ml$)이 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid ($1.3{\mu}g/ml$)과 비슷한 활성을 나타내며 높은 총 항산화능을 나타내었다. 또한 에틸아세테이트 분획물이 50% 에탄올 추출물보다 약 11배 더 높은 활성을 띄는 것을 확인하였다. 5. $^1O_2$으로 유도된 세포 파괴에 대한 세포보호 효과(${\tau}_{50}$)를 확인한 결과 지모 뿌리 추출물과 분획물 모두 농도의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 50% 에탄올 추출물은 $8{\mu}g/ml$의 농도(34.5 min)에서, 에틸아세테이트 분획물은 $4{\mu}g/ml$의 농도(64.4 min)에서, 아글리콘 분획물은 $8{\mu}g/ml$의 농도(215.9 min)에서 가장 높은 보호효과를 나타냄을 확인하였다. 6. 지모 뿌리 추출물의 HaCaT 세포독성평가를 진행한 결과, 본 실험에서는 $0.02-2{\mu}g/ml$로 농도를 설정하여 세포보호실험을 진행하였다. 7. 과산화수소로 유도된 세포 손상에 대한 세포 보호 효과를 확인한 결과, 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획물 및 아글리콘 분획물의 최대 생존율은 각각 86.23, 86.59 및 89.70%를 나타냈으며 과산화수소를 처리한 양성 대조군에 비하여 세포 생존율을 각각 8.07, 8.42 및 11.53% 증가시켰다. 8. HaCaT세포에 UVB를 조사하여 세포 내 ROS 소거활성 평가를 진행한 결과, 자외선으로 유도된 세포 손상에서 아글리콘 분획물은 $2{\mu}g/ml$ 농도에서 UVB를 처리한 양성 대조군 대비 41.77%까지 세포내 ROS를 감소시켰다. 9. 실험을 통해 높은 생리활성을 나타낸 지모 뿌리 에틸아세테이트 분획물을 TLC 및 LS/ESI-MS를 통해 성분분석을 진행하였다. 그 결과 mangiferin, isomangiferin, timosaponin-A-III, nyasol을 확인하였다.본 연구의 결과를 통해 지모 뿌리 추출물의 항균 및 항산화 작용과 더불어 세포보호효과를 통해 천연 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.