• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1003-1012
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• 2018

본 연구는 화장품 소재로써 표고버섯의 기능성을 확인하기 위한 것이다. 이를 위해 우리는 표고버섯 추출물을 사용하여 항산화, 항염증 효과에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 표고버섯을 열수와 70% 에탄올로 추출한 후 농도 (100, 500, 1000) ${\mu}g/ml$ 에 따라 처리하여 항산화 실험인 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능, 2,2'-azino-bis ( 3-ethylbenzothiazoline - 6-sulphonic acid )-diammonium salt (ABTS) 양이온 라디칼 소거능과 Superoxide dismutase (SOD) 유사활성을 평가하였다. 또한 항염증 효과를 평가하기 위해 대식세포(Raw 264.7)를 이용해 샘플의 독성평가와 nitric oxide 생성 저해 활성을 평가하였다. 표고버섯 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, $ABTS^+$ 라디칼 소거능과 SOD유사활성 측정결과 $1,000{\mu}g/ml$ 농도에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. MTT assay를 통한 샘플의 독성평가 결과로는 표고버섯 추출물의 10, 25, $50{\mu}g/ml$의 농도에서 독성이 나타나지 않았다. Nitric oxide 저해 활성 결과에 따르면 표고버섯 추출물의 농도 의존적으로 NO가 저해됨을 보아 항염증 효과가 우수함을 알 수 있다. 표고버섯은 염증성 Cytokine인 $TNF-{\alpha}$, $PGE_2$, $IL-1{\beta}$의 활성을 낮추었으며 Western blot 실험결과 iNOS와 COX-2 단백질의 발현을 최고농도인 $25{\mu}g/ml$ 에서 유의적으로 억제하는 것을 확인하였다. 상기 실험결과로부터 표고버섯의 우수한 항산화, 항염증 효능을 확인하였으며 향후 안전한 천연 화장품 소재로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.199-208
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• 2021

Euonymus porphyreus는 노박덩굴과에 속하는 식물로 동아시아 지역에 널리 분포하며, 식물학상의 특징에 대한 보고는 있으나 항산화능과 항암활성 등에 관한 연구는 아직까지 밝혀진 바가 없다. 이에 본 연구에서는 인체 폐암세포인 A549를 사용하여 E. porphyreus 에탄올 추출물(EEEP)의 항산화 및 항암활성과 그 분자적 기전에 관하여 연구하였다. 먼저 EEEP의 총 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 각각 115.42 mg/g, 23.07 mg/g이었다. EEEP의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, IC50가 11.09 ㎍/ml로 뛰어난 항산화능을 보유한 것을 확인하였다. 또한 EEEP는 농도의존적으로 인체폐암세포주인 A549의 세포 성장을 저해하였으며, 세포 주기 변화를 분석한 결과 A549 세포의 SubG1기 세포비율이 증가하는 것을 확인하였다. Annexin V 염색과 DAPI 염색으로 EEEP 처리에 의해 apoptotic 세포와 apoptotic body가 증가하는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 EEEP에 의해 A549 세포의 apoptosis가 유도되는 것을 시사한다. 또한 관련 단백질들의 발현변화를 분석한 결과, EEEP에 의해 Fas, p53, Bax의 발현이 증가하고 Bcl-2의 발현은 감소하였으며, caspase-8, -9와 caspase-3의 활성화를 통해 PARP가 분해되어 apoptosis가 유도되었음을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 EEEP는 내인성 및 외인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의하여 A549 세포의 증식을 억제하는 항암활성을 보유하였음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.298-304
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• 2021

본 연구에서는 실새풀(Calamagrostis arundinacea)의 열수 추출물(Ca-HW)과 70% 에탄올에 추출된 추출물(Ca-E70)을 이용한 항노화 및 항염증 활성을 조사하였고, 또한 이들의 생리 활성 능력을 무세포와 세포 기반 시스템으로 조사하였다. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical decolorization 방법으로 항산화 활성 평가를 실시한 결과, Ca-HW와 Ca-E70은 각각 27%와 48%의 DPPH 라디칼 소거능으로 항산화 활성을 나타냈다. 각 추출물에서는 RAW 264.7, B16F10 및 CCD986-sk 세포에서 독성, 세포증식 및 증진 효과는 없는 것으로 확인되었다. 멜라닌 생성과 관련 있는 B16F10 세포주에서 100 mg/ml 농도의 Ca-HW와 Ca-E70 처리구는 abutin 처리구에 비해 멜라닌 생성 억제 효과가 높은 것을 확인하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD986-sk를 통한 pro-collagen 생합성에 미치는 Ca-HW와 Ca-E70의 영향을 조사하였더니 각각 24.69%와 12.55%가 증가하는 것으로 나타났다. LPS를 처리하여 염증반응을 유도 한 RAW264.7 세포에서 실새풀 추출물의 효과를 조사하였다. Ca-E70은 LPS에 의한 산화질소의 생성과 전염증성 사이토카인인 IL-6의 생성을 억제함으로써 염증 반응에 관여하는 것으로 보인다. 이러한 결과는 실새풀 추출물이 피부와 관련하여 항노화 및 항염증 능력이 있는 것을 제시한다.

• 한국균학회지
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• 제49권1호
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• pp.87-100
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• 2021

많은 사람들이 다녀가는 도시공원과 해변 환경의 효모 특성을 알아보기 위해 대전광역시 월평공원 갑천 누리길과 내원사 주변의 야생화와 토양 75점에서 모두 88균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다. 또한 전북 부안의 격포해수욕장과 격포항 주변 야생화와 토양 35점에서 30균주의 야생 효모들을 분리하였다. 이들 분리 야생 효모들 중 A. porosum ASCM32-1, A. scarabaeorum WP49-1, C. athensensis WP4-90-3, C. berkhoutiae WP34-2, C. bracarensis WP35-1, Cy. amylophila GP19-1, K. gamospora WP9-1, M. carpophila BN-17-1, T. namnaoensis WP4-89-1, V. taibaiensis WP13-2 등 10종의 국내 미기록종 후보 균주들을 선별하여 균학적 특성을 확인하였다. 이들 미기록 효모들은 주로 구형~타원형으로 모두 출아방식으로 영양 증식을 하였고 V. taibaiensis WP13-2와 K. gamospora WP9-1, C. athensensis WP4-90-3 외 7종의 미기록 효모들은 자낭포자를 형성하지 않은 무포자 효모들이었으며A. porosum ASCM32-1만이 의균사를 생성하였다. 대부분의 균주들은 YPD 배지와 YM 배지에서생육하였고V. taibaiensis WP13-2와K. gamospora WP9-1, T. namnaoensis WP4-89-1 균주들은 15% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 생육하는 호염성 효모들이었고, Cy. amylophila GP19-1 균주는 40℃에서도 생육하였다. C. athensensis WP4-90-3 균주 등 5균주들이 10% 에탄올 내성을 보였고C. athensensis WP4-90-3 균주는 Li²⁺ 등 많은 중금속들에 대해서 내성을 보였다. 국내 미기록 효모들과 비병원성 야생 효모 균주 무세포추출물들의 β-glucuronidase 저해 활성은 C. oleophila WP5-19-1의 무세포 추출물이 49.0%로 가장 높았고 미기록 효모인 K. gamospora WP9-1의 무세포 추출물도 27.7%를 보였다. 호중구 elastase 저해 활성은 W. anomalus HO9-2가 38.4%로 우수하여 건강 소재로 생산에 매우 유용한 균주로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국양봉학회지
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• 제34권3호
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• pp.245-254
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• 2019

꿀벌에 의해 생산되는 프로폴리스는 이미 항균, 항산화, 항염증, 항바이러스 그리고 항종양 등의 기능성으로 중요성이 증가하고 있으며, 인공적으로 생성된 화합물이 아닌 자연에서 얻어진 천연물이라는 점에서 특히 가치가 증가하고 있다. 그 중에서도 인류에게 대표적 난치병 질병 중의 하나인 암에 대한 항종양 특징은 화학적 예방 요법이라는 측면에서 중요성과 활용도가 주목받고 있다. 그러나 프로폴리스가 가지는 항종양 같은 현상적인 효과라던가 프로폴리스 구성 성분의 특징에 대해서만 연구가 이루어지고 있고, 암세포에서 나타나는 구체적인 분자 기전에 대해서는 아직까지도 연구가 미비한 상황이다. 본 연구에서는 암세포에 대해서 프로폴리스가 나타내는 구체적인 분자기전을 제시함으로써 어떤 메커니즘으로 의해 프로폴리스가 항암에 대해 효과를 나타내는지 확인하고자 하였다. 암세포에 대해서 확실한 항암 효과를 보이기 위해서는 프로폴리스의 세포 사멸 농도를 확인하고 그 안에서 이루어지는 단백질 분자의 발현 양상 또는 분자 기능의 활성화 등을 기본적으로 확인해야 한다. 수많은 단백질들이 암세포의 성장 및 분화에 관여하고 있지만 현실적으로 세포 내부의 모든 단백질의 기능을 확인하기엔 불가능하기 때문에 세포의 분열과 사멸에 관련된 기본적인 단백질과 더불어 암에 관련된 단백질의 활성화 등은 반드시 확인해야 한다. 따라서 본 연구에서 제시된 결과를 보면 프로폴리스가 암세포에 대해서 항암 효과를 보이기 위해서는 100 ㎍/mL의 농도에서 비로소 세포 사멸 현상을 나타낼 수가 있으며, 그에 따라 암세포 내부의 수많은 단백질의 변화가 나타남을 알 수 있다. 특히 주목할 점은 국내의 지역에 따라 수집된 프로폴리스의 항암 효과가 암세포 내부에서 작용할 때는 큰 차이를 보인다는 것이다. 이것은 매우 중요한 결과로서 각 지역에 식재된 밀원수에 따라 프로폴리스의 구성성분이 달라지는 것이며 그에 따라 프로폴리스의 기능성에 큰 차이를 나타낸다는 의미이다. 이는 프로폴리스가 가지는 기능에서 항암뿐만이 아니라 항염증, 항산화 그리고 항균 작용에서도 지역별로 구성된 식물상에 따라 기능성의 차이가 결정된다는 것이다. 역으로 추적해서 각 지역에서 나타난 프로폴리스의 기능성 차이를 확인하고 해당 지역의 식물상을 분석한다면 질병 또는 특정 기능성을 가진 프로폴리스를 생산할 수 있다는 의미가 될 것이다. 자궁경부암 세포에 대한 프로폴리스의 성장저해 효과는 확인했지만 아직도 확인해야 할 기전은 매우 다양하다. 세포는 내부의 신호 체계가 매우 복잡하고 단일 신호 체계가 아닌 다중 신호 체계를 가지고 있기 때문에, 프로폴리스에서 항암 효과가 나타난다고 하더라도 암세포는 다른 방향으로 anti-apoptitic signal을 생성할 수 있다. 따라서 다양한 신호 체계에 대한 암세포 내 단백질 발현에 대한 변화를 확인해야 하며, 추가로 단백질의 phosphorylation, acetylation, protein folding 그리고 mutation과 같은 기능성을 검증해야 한다. 이런 분석을 통해 프로폴리스의 구체적인 세포 신호 경로를 확인해야만 항암과 관련하여 약물을 제조할 때 손쉽게 표적 특이적인 신약 제조가 이루어질 수 있을 것이다. 특히 암은 조직별로 그 특성을 다르게 가질 수 있기 때문에 조직 특이적인 맞춤형 약제의 생산이 가능할 것이다. 따라서 본 연구에서 제시된 지역별 프로폴리스의 항암 분자 기전 분석에 더하여 해당 지역의 밀원수 분석 및 세포 내 단백질 변화추적을 기반으로 앞으로 더 많은 종류의 암세포 저해 기전을 밝힌다면 대표적 양봉 산물인 프로폴리스를 이용한 특정 암에 대한 효과적인 항암제의 개발이 가능할 것으로 보여진다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권1호
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• pp.15-25
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• 2023

이삭물수세미는 민간에서는 전초를 고름, 염증 등에 약용으로 사용하였으나, 염증에 대한 연구가 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 이삭물수세미 추출물(EMS)의 항산화 효능과 항염증 효능을 분석하였다. 항산화 효능은 DPPH 라디칼 소거능과 환원력을 통해 산화적 스트레스를 통해 염증을 유발시킬 수 있는 ROS (Hong et al., 2020; Snezhkina et al., 2019)를 억제하는지 확인하였고, 항염증 효능은 염증 발현 인자인 LPS를 이용하여 RAW 264.7 대식세포에 염증을 유도한 뒤 pro-inflammatory cytokine (TNF-α, IL-1β)과 염증 매개체(NO, PGE₂)의 억제 및 TLR4/Myd88/NF-κB signaling pathway 발현 억제를 통해 확인하였다. 연구 결과, 항산화 효능에 있어서는 DPPH 라디칼 소거능과 Fe³⁺를 Fe²⁺로 환원시키는 환원력이 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. 무독성 상태에서 실험하기 위해 LPS와 EMS를 처리한 RAW 264.7 대식세포에서 90% 이상의 생존율을 나타내는 조건에서 실험을 진행하였다. LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 세포에서 EMS는 염증 매개 인자의 발현 및 생성 억제(iNOS에 의한 NO 생성 및 COX-2에 의한 PGE₂ 생성억제)와 pro-inflammatory cytokine (TNF-α 및 IL-1β)의 생성 또한 억제하였다. 특이적으로 COX-2에 의한 PGE₂ 생성 억제에서는 고농도에서 작용함을 확인하였고, IL-1β에서는 약한 억제력을 보였다. 이후 signaling pathway에서 염증 전사인자 경로를 확인하기 위하여 TLR4/MyD88의 활성을 확인하였고, EMS 처리에 따라 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이에 따라 염증 초기 단계에서 NF-κB p65가 nuclear로 들어가는 것을 억제하는지 확인하기 위해 early time (LPS 처리 후 30, 60 min) 조건으로 nuclear에서 p65 인산화를 확인하였다. 그 결과, LPS 자극으로 인해 증가된 p65 인산화가 EMS에 의해 부분적으로 억제됨을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 EMS가 COX-2에 의한 PGE₂ 생성 억제와 IL-1β의 생성에 있어 낮은 억제력을 가진 반면, iNOS에 의한 NO과 TNF-α 생성 및 TLR4/MyD88 singnaling pathway에 있어 강한 억제력을 가짐을 확인하였다. 결론적으로 EMS가 ROS를 제거하고 TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway를 억제함으로써 염증 인자들의 전사를 억제하고, 염증 인자 부분에서는 iNOS에 의한 NO 생성과 TNF-α 생성을 강하게 억제하여 RAW 264.7 대식세포에서 LPS로 자극된 염증을 억제하는 것으로 판단된다. 또한 TLR4/Myd88/NF-κB signaling pathway를 통한 pro-inflammatory cytokine과 염증 매개체와의 연관성에 대한 기초자료로 활용할 수 있는 근거 자료가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.517-527
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• 2023

본 연구에서는 추출 수율 및 소재의 풍미를 높일 수 있는 EE와 CE를 통해 명일엽과 돌미나리 착즙박 추출물을 제조하여 추출물의 정미 성분인 유리아미노산, 유기산, 당류와 항산화 특성인 DPPH 라디칼 소거능, TPC, TFC를 비교분석하여 명일엽과 돌미나리 착즙박 추출물의 업사이클 가능성을 검토해 보고자 하였다. 유리아미노산의 함량은 명일엽 착즙박은 EE가, 돌미나리 착즙박은 CE가 더 높은 추출 효율을 가졌으며, 착즙 전 원물로 제조한 추출물에 비해 높은 추출 효율을 나타냈다. AKEE의 주요 아미노산은 leucine, alanine, aspartic acid, AKCE의 주요 아미노산은 valine, alanine, aspartic acid 이다. OJEE의 주요 아미노산은 leucine, aspartic acid, arginine, OJCE의 주요 아미노산은 valine, aspartic acid, arginine으로 추출물의 특성에 맞게 사용한다면 식품의 풍미 향상과 더불어 기능성 소재로의 활용 가능성을 확인할 수 있었다. 유기산과 당류 함량은 명일엽, 돌미나리 착즙박 공통적으로 CE의 추출 효율이 높았다. 추출방법에 따라 유기산 및 당류의 조성이 상이하기 때문에 신맛과 단맛의 패턴이 다르게 나타나며 산도 조절과 같은 기능적 특성도 예상할 수 있다. DPPH 라디칼 소거능과 TPC 함량은 명일엽, 돌미나리 착즙박 공통적으로 CE의 추출 효율이 높았다. 이는 CE에 사용한 에탄올과 페놀성 화합물이 반응하여 추출 함량이 증대 된 것으로 판단된다. 또한, 폴리페놀 함량이 높아질수록 DPPH라디칼 소거능이 높아지고 있어 양의 상관관계 성립을 예측할 수 있었다. 하지만 착즙 전 원물 추출물 대비 착즙박 추출물의 항산화능은 다소 낮은 수준이므로 사용량에 대한 검토가 필요하다. TFC 함량은 명일엽 착즙박 추출물은 CE 대비 EE 에서 더 높은 추출 효율을 가지지만, 돌미나리 착즙박 추출물에서는 EE와 CE의 통계적 유의성이 없게 나타났다. 이는, 착즙박 추출물에 가해진 효소의 활성 조건이 착즙박의 세포벽 결합 구조를 파괴하여 플라보노이드의 추출을 유도할 때 AKEE에서는 적합하였지만, OJEE에서는 부적합하여 다른 경향의 결과를 나타내는 것으로 유추해 볼 수 있다. 본 연구를 통하여 명일엽과 돌미나리 녹즙 제조 후 생성되는 착즙박을 활용한 추출물의 정미 성분과 항산화 특성을 분석하였고 고부가가치 소재의 이용성 가능성을 확인 할 수 있었다. 연구결과를 바탕으로 실용화를 위한 구체적 연구개발의 확대가 필요할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제20권1호
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• pp.66-80
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• 1977

사과 증류주(apple One spirit) 숙성에 있어서 국산 참나무의 품종이 fine spirit숙성 술통재로서의 적성여부를 검토하는 기초적 연구의 일환으로 본 연구를 실행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 양조 원료를 대체 할 수 있는 과실로서 현재 대량생산 되는 과실의 화학분석 결과는 다음과 같다. 사과 : (Apple) (Malus pumila Miller var domestica Schneider) 중 홍옥(Jonathan)은 총당 13.95%, 총산 0.46%, 휘발산 0.012%, pectin 0.20%, 국광(Ralls)은 총당 13.35%, 총산 0.43%, 휘발산 0.011%, pectin 0.455%이었다. 2. 사과중에는 당분과 산 이외에 cellulose, pectin, hemicellulose 등 때문에 사과즙수을이 떨어짐으로 Aspergillus niger SUAFM-430의 xylanase와 amylase, Aspergillus niger SUAFM-6의 cellulase, pectinase를 사과즙에 처리하여 사과즙의 수율을 향상시켰다. 그리고 이황산 처리로 과즙중 여러 미생물을 살균하고 배양효모로서 발효능이 우수한 sacharomyces cerevisiae var. ellipsoidens Rasse Johannisberg II (SUAFM-1018)을 사용하여 사과주를 양조하였다. 사과주(Apple wine)는 원료에 대한 수율이 $86{\sim}87%$이고 Jonathan, Ralls가 ethanol 13.5%, extract분 5.4%, methanol $0.04{\sim}0.05%$이었다. 3. 사과주의 증류수(fine spirit) 제조는 단식증류법(Pot still)으로 2회 증류로서 실험하였다. 사과(apple) fine spirit는 apple wine mash에 대한 수율이 86.6%이고, 홍옥(Jonathan) fine spirit는 pH 4.1, 국광(Ralls) fine spirit는 pH 4.2이었다. 4. 사과주를 증류하여 제조한 fine spirit를 숙성시키기 위하여 국산 참나무 24품종을 나무의 심재(心材) (Inner part)와 변재(邊材) (Outer part)를 사용하여 fine spirit의 숙성융통제를 선발하는 실험을 하였다. 참나무 24품종과 그의 심재, 변재 별로 참나무의 절편(oaa chip) $(1{\times}1{\times}5cm)$을 만들고 oakchip 2개를 각 fine spirit 300ml씩 들은 640ml용맥주병에 담그고, 6개월간 숙성시키면서 색, 향기, 맛 등을 조사하였다. A. 숙성용술통재 선발의 1차 screen결과로서 색추출속도가 우수한 참나무 품종은 다음 순서와 같다. 갈참나무(심재) Quercus aliena Blume(Inner part), 굴참나무(변재) Q variabilis Blume (Outer part), 갈참나무(변재) Q. aliena Blume (Outer part), 졸참나무(심, 변재) Q. serrata Thumb (Inner & Outer part), 신갈참나무(변, 심재) Q. mongolca Fisher (Outer & Inner part), 상수리 나무(변, 심재) Q. acutissima Carruthers (Outer & Inner part)의 순서등 5품종을 선정하였다. B. 숙성온도별 영향으로서 실온 $24{\sim}25^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$ 별로 각 fine spirit에 oak chip을 넣고 숙성시킨 결과 $45^{\circ}C$에서 숙성시킨 것이 가장 숙성이 촉진 되었고 다음이 $30^{\circ}C$, 다음이 실온에서 한 순서의 경향이었다. C. 투명한 삼각후라스크에 각 fine spirit에 oak chip을 담그고 자외선 조사를 하여 3개월간 숙성 시켰드니 숙성효과가 contral구 보다 거의 2배가 촉진하는 흥미있는 사실을 확인하였다. D. 사과주에서 증류한 fine spirit 300ml에 2개의 oak chip을 담그어 숙성시킴에 있어 oak chip의 여러성분이 fine spirit에 용출되여 나오는 정도가 fine spirit의 pH에 중요한 관계가 있음을 알았다. E. 선정된 5개 품종의 oak chip과 블란서 참나무 술통재(Limousin white oak from France)를 control로 하여 각 사과주를 증류한 fine spirit에 2개의 oak chip($1{\times}1{\times}5cm$)을 담그고 실온, $(24{\sim}25^{\circ}C)$, $30^{\circ}C,\;45^{\circ}C$, 실온에서 자외선조사 하면서 각각 6개월간 매일주일 마다 진탕하면서 숙성시켰다. 6개월간 수성시킨 fine spirit(young brandy)의 관능 검사 결과는 다음과 같다. 불란서 oak chip의 실온 숙성한 fine spirit 하고 비슷한 것은 참갈나무 chip을 넣은 사과의 young bandy($45^{\circ}C$에서 숙성함)이었고 갈참나무 chip을 넣고 실온에서 UV-ray 조사한 사과의 young brandy는 불란서 oak chip의 실온 숙성한 young brandy 보다는 약간 떨어지지만 그런대로 국산 참나무를 각 fine spirit 숙성용으로 이용할 가치가 있음을 알았다.