• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1151-1156
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• 2014

약용식물은 염증, 감염증, 암과 같은 질병에 광범위하게 사용되고 있으며, 전통적으로 오래 동안 사용되어 왔다. 왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance)는 느릅나무의 한 종으로서 중국, 일본을 비롯해 한국 전역에 분포하고 있으며, 줄기와 뿌리의 껍질을 유백피라 하여 한의학에서 피부염, 유방염, 부종 등에 사용하여 왔다. 이 연구의 목적은 유백피의 열수 추출물(Ulmus cortex water extract, UCWE)이 면역조절 기능을 가지고 있는지를 조사하는 것이다. UCWE 식이농도 30 mg/kg, 100 mg/kg, 300 mg/kg의 3개 군으로 나누어 14일 동안 식이한 후 면역반응을 측정하였다. IL-2, IL-12, IFN-${\gamma}$ 의 혈중 농도가 UCWE를 식이한 군에서 유의적으로 증가하였으며, lymphokine activated killer cells (LAK)을 이용한 세포매개 세포독성 시험에서도 정상군에 비해 UCWE를 식이한 군에서 유의적으로 증가하였다. 그러나, 간, 신장, 비장, 흉선의 무게변화는 UCWE를 식이한 군과 정상군과의 차이가 없었다. 이는 300 mg/kg 고농도의 2주간 식이가 장기에 영향을 거의 미치지 않는다는 것을 암시한다고 생각된다. 따라서, UCWE는 내부 장기에는 영향을 주지 않으며 면역기능을 향상시키는 효과를 가진다고 여겨진다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제56권3호
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• pp.157-163
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• 2013

알로에의 유효성분인 다당의 효율적 생산연구일환으로 수행되었던 aloe callus의 현탁배양과 관련하여, 본 연구에서는 이의 배양생성물(세포외 다당)과 callus의 용매추출물에 대한 항염증 활성을 조사하였다. 세포외 다당(ACP)과 callus (AC)의 물 및 에탄올 추출물의 대식세포(Raw 264.7) 세포생존율을 MTT assay로 조사한 결과, AC-DMSO의 $400{\mu}g/mL$ 첨가구에서 97%로 미미한 증식저해를 보였으나 나머지 시료처리구는 모두 증식 촉진효과를 나타내었다. 또, LPS에 의해 활성화된 Raw 264.7 세포 배양액의 알로에 추출물 처리에 따른 NO 생성 저해효과를 조사한 결과, AC-DW와 AC-DMSO는 오히려 양성대 조구인 LPS 단독보다 더 많은 NO를 생성하였다. 특히, 세포외 다당 분획인 ACP-DW는 NO 생성을 강력히 억제하여 $80-100{\mu}g/mL$의 비교적 낮은 농도의 첨가로 대조구 수준까지 억제하였다. 또, Raw 264.7 세포에 LPS로 자극을 주고 알로에 현탁 배양 생성물의 처리에 따른 COX-2단백질의 발현정도를 조사한 결과, ACP-DW 처리구는 단독으로 COX-2 단백질을 발현시키지 않았으며, LPS 자극에 따른 COX-2의 발현감소는 미미하였다. 아울러, 활성화된 대식세포로부터 생성된 염증 사이토카인인 IL-$1{\beta}$와 TNF-${\alpha}$의 발현량을 RT-PCR로 조사한 결과, ACPDW 처리구에서 TNF-${\alpha}$의 발현이 강력하게 억제되었다. 이상의 결과들은 알로에 현탁배양 유래의 생성물들이 비교적 우수한 항염증활성을 나타냄을 보여주는 결과로, 그동안 삽목번식의 재배방법에 의존하였던 알로에 유효성분의 생산을 대체할 수 있는 효율적이고, 새로운 방법으로서의 알로에 callus의 현탁배양 가능성을 보여주었다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.155-166
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통해 항당뇨 및 면역증강 효능의 세포벽다당체 (IPS) 생산 공정을 개발하기 위한 첫 시도로서, 고생산성 균주를 개발하는 연구를 수행하였다. Inonotus obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포주를 얻기가 힘든 것으로 관찰되었다. 따라서 Inonotus obliquus 균사체로부터 대량의 원형질체 형성 및 재생에 의한 단일 콜로니 획득 방법을 개발함으로써 생산균주를 신속하게 개량하고자 하였다. 개량된 filtration 방법을 적용해서 원형질체를 회수한 결과, 기존의 trapping 방법에 의해 회수한 수보다 약 5배 증가한 $2.3{\times}10^6$ protoplasts/mL의 원형질체를 회수할 수 있었으며, 원형질체 재생률 또한 $10^{-2}{\sim}10^{-3}$로서 비교적 높게 나타났다. 한편 Inonotus obliquus 균사체의 경우 IPS의 함량이 세포 무게 당 거의 일정한 양을 함유하고 있는 것으로 확인되었으므로, IPS의 생산성을 증가시키기 위해서는 최종 액상 생산배양에서의 균체량 증가가 가장 중요한 것으로 판단되었다. IPS 고생산성의 균주를 개발하기 위해, 이미 선별된 고생산성 균주들의 균사체를 다양한 조건으로 UV 처리한 후, 생존한 원형질체로부터 고생산성의 변이주들을 지속적으로 선별한 결과, 16~18 g DCW/L 범의의 높은 균체 생산성을 보이는 우량균주들을 다수 선별할 수 있었다. 특히 고체 성장배지에서 빠른 성장속도를 보여주는 대부분의 균주들이 최종 액상 생산배양에서도 고생산성 및 고안정성을 보여주는 것으로 나타났다. 이 결과로부터 일련의 균주 개발 공정의 초기 단계에 속하는 고체 성장배양에서 성장속도가 낮은 균주들을 미리 제외시킬 경우, 균주선별의 효율성이 매우 높아짐을 확인할 수 있었다. 최종적으로 97%의 치사율을 보이는 UV 변이처리 조건에서 균사체 생산성이 약 22 g/L에 이르며, 생산 안정성도 높은 우량 균주 (OBLQ756-15-5)를 획득할 수 있었는데, 이 균주를 이용하여 현재 IPS 대량 생산을 위한 pilot-scale 발효조 배양공정을 개발 중이다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.142-154
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권6호
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• pp.812-813
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• 1995

Lactococcal cells are nutritionally fastidious and thus, generally cultured either in milk or M17 medium (Terzaghi and Sandine, 1975). In this study, Lactococcus cremoris wild-type (KH) and its less­proteolytic mutant (KHA1) cells were grown on the M17 medium or with modified M17 medium by replicated parallel experiments. The modified M17 medium had the same composition as M17 medium, except that lactose was replaced by glucose. Analyses of culture-broth samples, in which the M17 and the modified M17 media were used, were conducted by high-performance liquid chromatography (HPLC). But, working with these media created noisy problems in analyses of samples. Therefore, a new semi-synthetic medium was developed on the basis of nutritional requirements (Morishita et al., 1981). The composition of the semi-synthetic medium determined on the basis of the nutritional requirements and the composition of milk, is presented in Table 1. The composition of M17 medium is also presented and compared in the table. L. cremoris KH and KHA1 cells were grown again on the new synthetic medium containing glucose or lactose. The broth samples were then drawn and analyzed by HPLC. Clearer separations of fermented products were achieved from the new medium than those with the M17 and the modified M17 media. In comparison with the M17 or the modified M17 media, growth on the new medium was good (Kim et al, 1993). Additional fermentations were also carried out at a controlled pH of 7.0, where enhanced growth of lactococcal cells was obtained. In the fermentations, samples were also analyzed for the concentrations of sugar and lactic acid. The results showed that the new synthetic medium was as good as or better than the M 17 and the modified M 17 media. This is because casein hydrolysate in the synthetic medium provided a ready supply of amino acids and peptides for L. cremoris KH and KHA1 cells. Lactic acid bacteria (LAB) including Lactococcal cells have been known to be an effective means of preserving foods, at the same time as giving particular tastes in fields of dairy products. LAB also have always occupied an important place in the technology of sea products, and marine LAB have known to be present in traditional fermented products (Ohhira et al, 1988). To apply the new synthetic medium to marine LAB, two different LAB were isolated from pickled anchovy and pollacks caviar and were grown on the new media in which various concentrations of NaCl $(3, 5, 7 and 10\%)$ added. They were also grown on the medium solution in natural seawater $(35\%o\;salinity)$ and on the solution of natural seawater itself, too. As seen in Fig. 1, Marine LAB were grown best on the synthetic medium solution in natural seawater and the higher concentrations of NaCl were added to the medium, the longer lag-phase of growth profile appeared. Marine LAB in natural seawater were not grown well. From these results, the synthetic medium seems good to cultivate cells which are essential to get salted fish aged. In this study, it showed that the new synthetic medium provided adequate nutrition for L. cremoris KH and KHA1 cells, which have been used as cheese starters (Stadhouders et al, 1988). Using this new medium, the acid production capability of starter cultures could be also measured quantitatively. Thus, this new medium was inferior to the M17 or the modified M17 medium in culturing the cheese starters and in measuring fermentation characteristics of the starter cells. Moreover, this new medium found to be good for selected and well-identified marine LAB which are used in rapid fermentations of low-salted fish.

• KSBB Journal
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• 제23권2호
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• pp.177-182
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• 2008

본 연구에서는 염생식물의 한 종류인 갯질경을 이용하여 생리활성물질에 의한 항발암성물질의 생성 및 생체방어물질로서의 유용성을 검토하기 위하여 갯질경의 추출물 및 용매별 분획물에서 AGS와 HT-29 인체암세포에 대한 증식억제효과를 검토하였다. 갯질경의 용매 추출물은 시료 처리 농도 증가에 따라 인체 위암 및 결장암세포의 생존율을 농도 의존적으로 감소시키는 경향을 보였다. 시료의 처리농도 $200\;{\mu}g/ml$에서 methanol과 methylene chloride 추출물은 인체 위암세포에 대하여 각각 66%와 71%의 암세포 증식억제율을, 인체 결장암세포에 대하여서는 각각 60%와 84%의 암세포 증식억제율을 보였다. 이러한 암세포 증식억제효과는 methanol 추출물보다는 methylene chloride 추출물에서 높게 나타났으며, AGS 인체 위암세포에서 보다도 HT-29 인체 결장암세포에서 다소 높은 효과를 나타내었다. 갯질경의 조추출물이 인체 암세포에 대하여 높은 증식억제효과를 나타내었으므로, 이들 추출물의 용매분획물을 이용하여 인체 암세포의 성장에 미치는 영향을 살펴 보았다. 그 결과 85%aq. MeOH 분획층에서 가장 높은 암세포 증식 억제효과를 보였으나, $H_2O$ 분획층에서는 50%이하의 낮은 억제율로 거의 효과를 보이지 않았다. AGS 인체 위암세포의 성장억제효과를 관찰한 결과, $200\;{\mu}g/ml$의 처리 농도에서 85% aq. MeOH, n-hexane 및 n-BuOH의 분획물이 약 80% 이상의 높은 증식 억제효과를 나타내었으며, HT-29 인체 결장암세포에 대하여서는 85%aq. MeOH과 n-hexane의 분획물에서 월등히 높은 증식억제효과가 관찰되었는데, 이 억제효과는 인체 위암세포에서 보다도 높은 저해효과를 보여주었다. 이상의 결과로부터 해양생물 중 염생식물의 한 종류인 갯질경의 높은 항암활성효과와 함께 식용 및 약용으로의 가치가 있는 새로운 생리활성물질의 소재군으로서의 가능성을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제20권5호
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• pp.376-382
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• 2005

AVM $B_{1a}$는 Streptomyces avermitilis가 생합성하는 이차대사산물로, 강력한 구충효과를 갖는 polyketide 계열의 물질이다. AVM $B_{1a}$ 생합성의 전구체로 isoleucine이 사용되고 AVM의 생합성 경로가 지방산 합성과 유사하므로, 전구체를 과량생합성하고 polyketide 생합성 경로로 진행되는 탄소원의 흐름이 증가된 변이주를 선별하기 위하여 isoleucine의 아미노산 유사체 (O-methyl threonine)와 지방산 합성 저해물질 (p-fluoro phenoxy acetic acid)에 대한 저항성 변이주를 선별하고자 하였다. 모균주의 AVM $B_{1a}$ 생산성은 약 100 units/L로 매우 낮은 반면, 100 ppm의 pFAC에 대한 저항성 변이주인 PFA-1는 약 4,200 units/1의 AVM $B_{1a}$를 생산하는 것으로 관찰되었다. 이 균주를 모균주로 하여 OMT에 대한 저항성을 지속적으로 증가시킬 경우 AVM $B_{1a}$ 생산성이 2배 더 증가한 약 9,000 units/1의 생합성 능력을 보이는 고생산성 변이주를 개발할 수 있었다. 또한 주목할 만하게도 지방산 저해물질인 PFAC에 대한 변이주의 저항성을 지속적으로 증가시킴으로써 AVM $B_{1a}$ 생산성이 11,000 units/L에 이르는 고역가 변이주를 선별할 수 있었다. 한편 상기의 OMT와 pFAC를 이용한 rational screening 전략을 통해 지속적으로 선별한 변이주들에 대한 AVM $B_{1a}$의 생산성 분포를 histogram을 통해 분석해 본 결과, 초반부에 선별된 돌연변이주들은 AVM $B_{1a}$의 생합성 능력에 있어서 거의 모두가 ($95\%$ 이상) 4,000 units/1 이하의 비교적 낮은 범위에 분포하는 반면, OMT와 pFAC의 농도를 높여가며 유도된 저항성 돌연변이주들의 경우에는 이들 중에 고생산성 균주의 비율이 뚜렷하게 증가 (OMT 에서 $5,000\~7,000$ unit/l 범위에 $71\%$; pFAC에서 $6,000\~7,000$ unit/L 범위에 $47\%$) 하는 것으로 확인되었다. 이로부터 polyketide 생합성 경로와 AVM $B_{1a}$의 생합성 경로의 이해를 통해 수행된 rational screening 전략이 AVM $B_{1a}$ 고생산성 뿐만 아니라 고 안정성의 특성을 갖는 균주를 선별하는데 매우 효율적임을 알 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제28권2호
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• pp.119-126
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• 2012

시멘트 유지 임플란트 지지 수복물은 치과 치료에 일상적으로 사용된다. 임플란트와 지대주 나사연결의 안정적인 견고함과 골유합 임플란트의 높은 생존율로 인해 높은 강도를 가진 시멘트의 사용이 점차 늘어나고 있다. 그러나 CAD/CAM을 이용하여 제작한 금속 코핑의 유지력에 대해 이용할 수 있는 임상 자료가 없다. 네 종류의 시멘트를 이용하여 티타늄 지대주와 CAD/CAM을 이용하여 제작한 금속 코핑의 유지력을 평가하는 것과 시멘트 유지력에 대한 sandblasting의 효과를 알아보고자 함이다. 40개의 티타늄 지대주 블록(Innovium, 세라젬바이오시스, 대한민국)을 제작하여 네 그룹으로 나누었다. 40개의 금속 코핑을 CAD/CAM을 이용하여 제작하고 금속 코핑의 교합면 상방부에 유지력 테스트를 위해 구멍을 형성하였다. 네 종류의 시멘트는 Fujicem(Fuji, Japan), Maxcem Elite(Kerr, USA), Panavia F2.0(Kurarary, Japan), Superbond C&B(Sunmedical, Japan)이다. 금속 코핑과 티타늄 지대주를 제조사의 지시대로 시멘트 혼합하여 합착하고 100% 습도 하에 37도에서 24시간 동안 보관 후 유지력 테스트하였다. 유지 실패가 발생하는 힘을 newton으로 기록하고 실패의 양상 또한 기록하였다. 유지력의 평균과 표준 편차를 ANOVA와 Paired t-test 로 통계분석하였다. Panavia F2.0이 Fujicem과 Maxcem Elite보다 통계적으로 유의하게 높은 유지력을 보였다(p<0.05). Sandblasting이 모든 시멘트에서 유의하게 유지력을 증가시켰다(p<0.05). 유지력 실패의 양상은 대부분의 시멘트가 금속 코핑 내부에 남아있는 접착성 실패였다. 본 연구의 한계 내에서 Panavia F2.0이 Fujicem이나 Maxcem Elite보다 통계적으로 유의하게 큰 유지력을 보였고(p<0.05), Fujicem과 Maxcem Elite는 유지력의 차이를 보이지 않았다. Sandblasting처리는 모든 실험군에서 유지력의 향상을 보였다. 따라서 임플란트 지대주에 합착된 금속 코핑의 유지력은 표면 거칠기와 시멘트의 종류에 영향을 받는다.

• KSBB Journal
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• 제24권2호
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• pp.156-162
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• 2009

과메기를 표준화하는 일환으로 감압건조기 (vacuum drying)를 사용하여 CA (chitosan-ascorbate)로 표면을 coating한 것과 시중에서 판매되고 있는 일반 과메기와 미생물오염도를 비교분석 하였다. Total aerobacter에서 SCA (CA 처리한 꽁치 과메기)는 1.41, SGRW (ginseng steamed red, wine으로 처리한 꽁치 과메기)에서 1.63, SNT (CA 비처리한 시중판매 과메기) 에서는 1.9 log cycle 오염된 것을 비교하면 SCA가 0.22-0.49 log cycle 항균효과를 보인다. HCA (CA 처리한 청어과메기)에서는 2.27, HDW (심층수로 처리한 청어과메기) 2.32, HNT (비처리한 청어과메기) 2.72로서 오염도를 비교하면 HCA는 0.05-0.45 log cycle을 억제시켰다. GCA (CA 처리한 전어과메기)에서는 0.95, GDW (심층수로 처리한 전어과메기)와 GNT (비처리한 전어과메기)가 1.4의 수치를 나타내어서, GCA는 비처리한 GNT와 비교할 때 0.45 log cycle을 저해시켰다. Coliform과 E. coli에서는 오염미생물이 검출되지 않았다. S. aureus는 SCA 에서 0.47, SGRW 1.15, SNT 1.27로 조사되어 미생물 오염도를 비교하면 SCA는 0.68-0.8 log cycle의 오염미생물을 억제시킨다. HCA는 1.15, HDW 1.11, HNT 1.36과 비교하면 HCA는 오염미생물 0.21 log cycle을 저해시켰다. GCA는 0.47, GDW와 GNT가 1.08과 1.34로 검출되었다. 즉 GCA에서는 오염된 미생물 0.26-0.61 log cycle 오염미생물을 억제시킨다. 수분함량 측정의 결과는 GDW 29%, HCA 31%, HNT 32%로 조사되어서 적당한 수분함량을 보유하고 있으나, SGW, GCA, HDW, SCA는 7-15%가 부족하며, SNT 와 GNT는 과메기 표준수분함량 (30%) 보다 10%가 더 많아서 미생물의 오염과 과산화물 증가 및 산패를 더 빨리 초래 한다. CA를 첨가하였을 때 과산화물은 SCA 41, HCA 45, GCA 49 meq로 조사되었으며, 항균성을 첨가하지 않은 시중과메기 (SNT, HNT, GNT)와 비교할 때 과산화물이 12 meq 더 낮게 조사되었다. SEM 관찰에서는 SCA, HCA가 조직표면이 선명하고 과산화물이 낮게 검출되었으며, 반면 항균성을 처리하지 않은 SGRW, HDW는 과산화물이 많으며 조직표면이 불투명하였다. 관능평가에서는 SCA, SGW 등의 순으로 꽁치 과메기 선호도가 가장 높았으며, 다음으로 청어, 전어 과메기 순으로 조사되었다.