• Animal Bioscience
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• 제35권10호
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• pp.1461-1478
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• 2022

The maintenance of poultry gut health is complex depending on the intricate balance among diet, the commensal microbiota, and the mucosa, including the gut epithelium and the superimposing mucus layer. Changes in microflora composition and abundance can confer beneficial or detrimental effects on fowl. Antibiotics have devastating impacts on altering the landscape of gut microbiota, which further leads to antibiotic resistance or spread the pathogenic populations. By eliciting the landscape of gut microbiota, strategies should be made to break down the regulatory signals of pathogenic bacteria. The optional strategy of conferring dietary fibers (DFs) can be used to counterbalance the gut microbiota. DFs are the non-starch carbohydrates indigestible by host endogenous enzymes but can be fermented by symbiotic microbiota to produce short-chain fatty acids (SCFAs). This is one of the primary modes through which the gut microbiota interacts and communicate with the host. The majority of SCFAs are produced in the large intestine (particularly in the caecum), where they are taken up by the enterocytes or transported through portal vein circulation into the bloodstream. Recent shreds of evidence have elucidated that SCFAs affect the gut and modulate the tissues and organs either by activating G-protein-coupled receptors or affecting epigenetic modifications in the genome through inducing histone acetylase activities and inhibiting histone deacetylases. Thus, in this way, SCFAs vastly influence poultry health by promoting energy regulation, mucosal integrity, immune homeostasis, and immune maturation. In this review article, we will focus on DFs, which directly interact with gut microbes and lead to the production of SCFAs. Further, we will discuss the current molecular mechanisms of how SCFAs are generated, transported, and modulated the pro-and anti-inflammatory immune responses against pathogens and host physiology and gut health.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제48권4호
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• pp.167-174
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• 2023

Background: A nondestructive test is commonly used to inspect the surface defects and internal structure of an object without any physical damage. X-rays generated from an electron accelerator or a tube are one of the methods used for nondestructive testing. The high penetration of X-rays through materials with low atomic numbers makes it difficult to discriminate between these materials using X-ray imaging. The interaction characteristics of neutrons with materials can supplement the limitations of X-ray imaging in material discrimination. Materials and Methods: The radiation image acquisition process for air-cargo security inspection equipment using X-rays and neutrons was simulated using a GEometry ANd Tracking (Geant4) simulation toolkit. Radiation images of phantoms composed of 13 materials were obtained, and the R-value, representing the attenuation ratio of neutrons and gamma rays in a material, was calculated from these images. Results and Discussion: The R-values were calculated from the simulated X-ray and neutron images for each phantom and compared with those obtained in the experiments. The R-values obtained from the experiments were higher than those obtained from the simulations. The difference can be due to the following two causes. The first reason is that there are various facilities or equipment in the experimental environment that scatter neutrons, unlike the simulation. The other is the difference in the neutron signal processing. In the simulation, the neutron signal is the sum of the number of neutrons entering the detector. However, in the experiment, the neutron signal was obtained by superimposing the intensities of the neutron signals. Neutron detectors also detect gamma rays, and the neutron signal cannot be clearly distinguished in the process of separating the two types of radiation. Despite these differences, the two results showed similar trends and the viability of using simulation-based radiation images, particularly in the field of security screening. With further research, the simulation-based radiation images can replace ones from experiments and be used in the related fields. Conclusion: The Korea Atomic Energy Research Institute has developed air-cargo security inspection equipment using neutrons and X-rays. Using this equipment, radiation images and R-values for various materials were obtained. The equipment was reconstructed, and the R-values were obtained for 13 materials using the Geant4 simulation toolkit. The R-values calculated by experiment and simulation show similar trends. Therefore, we confirmed the feasibility of using the simulation-based radiation image.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제29권
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• pp.83-89
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• 2011

쇠비름내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효율적으로 추출하기 위해서, 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 유용 성분 용매 추출 조건을 최적화하였다. 쇠비름을 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 에탄올 농도 ($X_1$), 추출 온도 ($X_2$), 추출 시간 ($X_3$)를 요인변수로 설정하고 총 페놀 함량($Y_1$), 총 플라보노이드 함량($Y_2$), 전자공여능($Y_3$), 갈색도($Y_4$)을 종속 변수로 하였다. 쇠비름의 추출 조건에 따라 총 페놀 함량 측정결과, 총 페놀함량은 추출온도와 추출시간에 영향을 덜 받았고 에탄올 농도에는 영향을 받았고, 에탄올 농도는 46.23%, 추출온도는 $92.36^{\circ}C$, 추출시간은 2.49hr에서 최대값인 32.17mg/mL로 나타났다. 각각의 추출조건에 따른 추출물들의 총 플라 보노이드 함량 변화는 추출시간에 따라 영향을 받았으며, 에탄올 농도는 96.62%, 추출온도 $61.87^{\circ}C$, 추출시간 3.70hr에서 최대값이 58.28mg/mL로 나타났다. 쇠비름 추출물의 최적 추출조건을 contour map을 superimposing하여 예측한 결과, 최적 추출조건은 에탄올농도 70.3%, 추출온도 $62.1^{\circ}C$, 추출시간 3.3hr로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능(EDA)을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 영향을 많이 받았고, 에탄올 농도 52.95%, 추출온도 $52.33^{\circ}C$, 추출시간 4.64hr에서 최대값 74.67mg/mL로 나타났다. 각 추출조건에 따라 갈색도(browning color)를 측정한 결과, 갈색도는 추출시간에는 거의 영향을 받지 않았고, 에탄올 농도와 추출온도에 영향을 받았다. 에탄올 농도 97.75%, 추출온도는 $65.88^{\circ}C$, 추출시간은 2.93hr에서 최대값이 0.80 OD로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.240-245
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• 2005

효소처리조건에 따른 석류추출액의 청징화특성을 조사하기 위하여 효소반응온도($35{\sim}55^{\circ}C$), 시간($30{\sim}70$분) 및 농도($0.02{\sim}0.10%$)를 중심합성계획법에 의한 16개 구간으로 설정하여 탁도, 갈색도, 가용성 고형분 함량, 총당 및 환원당 함량 등을 반응 표면분석법으로 모니터링하였다. 탁도는 주로 효소반응시간에 의하여 영향을 받고 있었으며, 처리온도 $37.99^{\circ}C$, 처리시간 60.90분, 효소농도 0.08%일 때 탁도의 최소값이 0.04(O.D)로 나타났다. 갈색도는 효소농도에 가장 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 처리온도와 처리시간에 대해서는 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 총당의 함량은 처리온도, 처리시간, 효소농도에 대해 모두 영향을 받고 있었으며, 처리온도 $39.28^{\circ}C$, 처리시간 42.04분, 효소농도 0.03%일 때 최대값 8.37%을 나타내었다. 환원당 및 고형분 함량의 경우 효소농도에 가장 많은 영향을 받고 있었으며, 환원당은 처리온도 $42.96^{\circ}C$, 처리시간 46.21분, 효소농도 0.02%일 때 최대값 7.22%를 나타내었고, 고형분 함량은 처리온도 $46.91^{\circ}C$, 처리시간 42.13분, 효소농도 0.02%일 때 최대값 8.13%으로 나타났다. 각 변수에 대한 회귀식을 구한 후 탁도 및 갈색도의 최소값에 대한 최적효소처리조건을 superimposing 한 결과 효소처리 조건은 온도 $45{\sim}50^{\circ}C$, 시간 $50{\sim}60$분 및 농도 $0.06{\sim}0.08%$이었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제16권3호
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• pp.376-384
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• 2009

본 실험은 퉁퉁마디의 에탄올 추출조건에 따른 당도, 수율, 전자공여작용 및 총 페놀화합물 함량에 대해 반응표면 분석법을 이용하여 추출조건을 최적화하였다. 중심합성계획에 따라 용매에 대한 시료비($1{\sim}9\;g$/100 mL), 추출온도($35{\sim}95^{\circ}C$) 및 에탄올 농도($0{\sim}100%$)를 달리하였을 때 반응표면 회귀식의 R2는 당도, 수율, 전자공여작용 및 총 페놀화합물 함량에서 각각 0.7866(p<0.1), 0.8370(p<0.05), 0.9037(p<0.01) 및 0.9263(p<0.01)로 나타났다. 추출조건별 당도, 수율, 전자공여작용 및 총 페놀화합물 함량에 대한 반응표면을 superimposing하여 얻은 최적 추출조건 범위는 용매에 대한 시료비 $3.38{\sim}5.33\;g$/100 mL, 추출온도 $55.87{\sim}76.96^{\circ}C$, 에탄올 농도 $25{\sim}67.31%$로 나타났다. 최적 추출조건범위내의 임의의 조건인 용매에 대한 시료비 5 g/100 mL, 추출온도 $65^{\circ}C$ 및 에탄올 농도 60%를 회귀식에 대입하여 얻은 예측값은 당도 $6.36^{\circ}Brix$, 염도 5.08%, 수율 35.40%, 전자공여작용 61.24% 및 총 페놀성 화합물 917.22 mg/100 g으로 예측되었으며, 실제 실험을 통해 얻어진 값은 당도 $6.50^{\circ}Brix$, 염도 5.10%, 수율 33.84%, 전자공여작용 63.23% 및 총 페놀성 화합물 921.42 mg/100 g으로 매우 유사하게 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권8호
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• pp.1206-1212
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• 2010

송이버섯의 최적 추출조건 예측을 위해 추출온도(60, 70, 80, 90, $100^{\circ}C$), 추출시간(1, 2, 3, 4, 5 hr) 및 시료에 대한 용매비(10, 20, 30, 40, 50 mL/g)를 독립변수로 하여 중심합성계획에 따라 16구간의 열수추출조건을 설정하였다. 각 추출물에 대한 이화학적 특성으로 가용성 고형분 함량, 총 페놀성 화합물 함량, 전자공여능, 아질산염 소거능 및 환원당함량을 조사하였다. 각 특성에 대하여 SAS program을 이용하여 회귀분석 후 최적 추출조건의 예측과 반응표면에 의한 추출특성을 모니터링하였다. 가용성 고형분 함량, 전자공여능 및 아질산염 소거능은 시료에 대한 용매비에 영향을 많이 받고 있는 것으로 나타났으며, 총 페놀성 화합물 및 환원당함량은 추출온도 및 시료에 대한 용매비의 영향을 모두 많이 받고 있는 것으로 나타났다. 송이버섯의 효율적인 추출을 위하여 열수에서 추출특성을 분석한 결과 가용성 고형분 함량의 최적 추출조건은 추출온도 $83.48^{\circ}C$, 추출시간 3.44 hr 및 시료에 대한 용매비는 42.83 mL/g이었으며, 총 페놀성 화합물 함량에 대한 최적추출조건은 추출온도 $78.85^{\circ}C$, 추출시간 3.33 hr 및 시료에 대한 용매비는 34.84 mL/g이었다. 전자공여능에 대한 최적조건은 추출온도 $91.00^{\circ}C$, 추출시간 1.62 hr 및 시료에 대한 용매비는 39.42 mL/g 등으로 각각 나타났다. 각 변수에 대한 회귀식을 도출하여 송이버섯의 이 화학적 특성에 대한 최적추출조건을 중첩(superimposing) 한 결과 추출조건의 범위는 추출온도 $70{\sim}90^{\circ}C$, 추출시간 2~4 hr, 시료에 대한 용매비 30~50 mL/g으로 각각 예측되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제16권1호
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• pp.22-30
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• 2018

본 연구는 표고균사체 발효 적하수오 열수 최적 추출조건 탐색을 목적으로 수행하였으며, 표고균사로 배양된 하수오의 독립변수로는 독립변수(Xi)로서 추출온도(X1), 추출시간(X2) 및 시료에 대한 용매비(X3)에 대한 실험범위를 설정하여 각각을 5단계로 부호화하였고 중심합성계획에 따라 16구로 설정하여 추출하였다. 또한 이들 독립변수에 영향을 받을 종속변수(Yn)로는 고형분 함량(Y1) 및 당도(Y2), TPC (total polyphenol contents, Y3), TFC (total flavonoid contents, Y4), ABTS cation radical scavenging activity (Y5), DPPH radical scavenging activity (Y6)으로 하였다. 고용분 함량 최대값과 최소값은 각각 31.99%와 16.84%로 나타났다. 이를 회귀분석한 결과 고형분 함량에 대한 모델식의 $R^2$은 0.867로 나타났다. 당도는 7번(8 hrs, $85^{\circ}C$, 67 mg/mL)과 15번(6 hrs, $70^{\circ}C$, 100 mg/mL)시험구에서 3.0 brix로 다른 시험구에 비하여 높은 함량을 보였다. 항산화물질인 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 8번 시험구(8 hrs, $85^{\circ}C$, 40 mg/mL)에서 총 폴리페놀 함량이 30.40 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량이 146.50 mg QE/g으로 가장 높게 나타났으며, 16가지 시험구의 항산화 활성도 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량의 결과와 같이 8번 시험구(8 hrs, $85^{\circ}C$, 40 mg/mL)에서 가장 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 참조하여 표고균 사체 발효 적하수오에 대한 열수 추출조건을 최적화할 목적으로 추출온도를 $95^{\circ}C$로 고정하고 용매비와 추출시간에 대한 종속변수들의 contour map을 superimposing하여 추출물의 특성 중 생리활성물질 함량과 생리활성을 만족시켜주는 최적조건은 $91.22^{\circ}C$에서 39.71 mg/mL 용매비와 7.72 추출시간으로 각각 분석되었다. 본 연구는 적하수오에 표고균사체를 배양한 후 생리활성이 우수한 원료를 추출 생산하고자 최적 추출조건을 확립하기 위하여 반응표면분석법을 활용하였다. 향후 생리활성부분에 대한 추가적인 연구가 이루어진다면 더욱 완성도가 높은 표고균사체 발효 적하수오 식품개발에 가능할 것으로 사료된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제18권2호
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• pp.216-224
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• 2002

가공저장하지 않은 단감을 씨와 꼭지만 제거하고 껍질 체로 동결 건조하여 60 mesh 이하로 분쇄하여 감가루를 제조하고, 이를 첨가하여 매작과를 조리하였다. 중심합성 계획법에 따라서 감가루의 첨가량과 튀김 온도 및 시간의 세 가지 변수가 조절되어 매작과가 조리되었으며 각 매작과의 품질 특성은 관능 검사를 통하여 분석하였다. 본 연구에서 첨가한 25% 이내의 감가루 함량일 때, 매작과의 색은 첨가된 감가루 함량보다는 튀김 시간과 온도에 따라서 더 영향을 받았다. 매작과의 품질에 대한 전체적인 선호도와 질감의 관계는 점착성이 적고 바삭함이 클수록 선호도가 높았다. 점착성은 감가루의 함량에 대한 영향이 다른 관능 특성에 비하여 크지만, 감가루의 함량이 많더라도 튀김 시간 및 튀김온도가 높을 때는 점착성이 적었으므로 튀김 시간과 온도를 이용하여 조정 할 수 있다. 바삭함은 선호도에 가장 높은 상관도를 나타내므로 바삭할 수록 품질 선호도가 높은 것을 확인 할 수 있었고 튀김 온도가 가장 중요한 반응 변수이며 튀김 시간과 감가루의 함량은 비슷한 영향을 나타내는 것을 알 수 있다. 단단한 정도 또한 튀김 온도의 영향이 크며 감가루의 함량과 튀김 시간에 따른 뚜렷한 차이가 없었다. 감가루 첨가에 따른 단맛의 상승 효과는 함량이 높을때는 그 효과가 뚜렷이 나타났지만, 첨가량이 적어질수록 감의 첨가량보다는 튀김온도에 따른 영향이 크게 나타나 튀김에 의한 고소한 맛이 단맛의 상승작용을 느끼게 하는 것으로 생각된다. 매작과의 뒷맛 또한 감가루의 첨가량에 따라서 가장 큰 영향을 받지만 높은 온도에서 튀김시간이 길어지면 튀김으로 인한 뒷맛이 강하였다. 감가루를 첨가한 매작과의 선호도는 높은 온도에서 튀길 때는 짧은 시간에 제조하며 낮은 온도에서 튀길 경우는 튀기는 시간이 길수록 선호도가 증가되는 경향으로 튀김 조건에 대한 영향이 크다. 본 실험에서는 실험의 중심점인 감가루 함량 15% 일때 145$^{\circ}C$에서 4분간 튀겼을 때 가장 높은 선호도를 나타냈다. 본 연구의 목적인 감가루의 소비를 위해 함량을 늘일 경우는 최대 20%까지 첨가하면 155$^{\circ}C$에서 3 분간 튀겼을 때 가장 선호도가 높은 감가루 함량이 적은 시료와 선호도의 차이가 같았다. 따라서 감가루 매작과의 관능적 품질 특성을 향상시킬수 있는 최적 조건은 감가루의 함량을 고정하였을때, 색과 바삭거림과 전체적인 선호도가 겹치는 지점인 튀김 온도가 131~14$0^{\circ}C$에서 5~6분간 튀겼을때 가장 적당하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제16권5호
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• pp.734-741
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• 2009

본 실험은 메밀새싹의 추출조건에 따른 수율, 총 페놀, $\alpha$-glucosidase 저해활성능, 및 ACE 저해활성능에 대해 반응표면 분석법을 이용하여 추출조건을 최적화하였다. 중심합성계획에 따라 추출온도($0{\sim}100^{\circ}C$), 추출시간(0~12 hr) 및 에탄올 농도(0~100%)를 달리하였을 때 반응 표면 회귀식의 R2는 수율, 총 페놀, $\alpha$-glucosidase 저해활성능 및 ACE 저해활성능에서 각각 0.9461(p<0.001), 0.8875(p<0.005), 0.9186(p<0.005) 및 0.8667(p<0.005)로 나타내었으며, 추출조건별 총 페놀 함량, $\alpha$-glucosidase 저해활성능 및 ACE 저해활성능에 대한 반응표면을 superimposing하여 얻은 최적 추출조건 범위는 추출온도 $0{\sim}70^{\circ}C$, 추출시간 2~8 hr 및 에탄올 농도 30~80%로 나타내었다. 최적 추출조건 범위내의 임의의 조건인 추출온도 $15^{\circ}C$, 추출시간 5 hr 및 에탄올 농도 50 %를 회귀식에 대입하여 얻은 예측값은 수율 15.18%, 총 페놀 함량 189.27 mg/100 g, $\alpha$-glucosidase 저해활성능 77.44 % 및 ACE 저해활성능 85.24%으로 예측되었으며, 실제 실험을 통해 얻어진 값은 수율 16.18%, 총 페놀 함량 175.57 mg/100 g, $\alpha$-glucosidase 저해활성능 79.17% 및 ACE 저해활성능 81.60%으로 매우 유사하게 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제19권4호
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• pp.560-568
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• 2012

본 연구는 맥문동의 이화학적 특성을 모니터링하고 최적추출조건을 예측하고자 4차원 반응표면분석을 사용하였다. 맥문동의 추출조건에 따른 고형분 함량은 35.06~65.70%의 범위로서, 최적 추출조건이 시료에 대한 용매비 16.86 mL/g, 추출온도 $99.55^{\circ}C$ 및 추출시간 3.20 hr에서 66.02%였다. 총 페놀성 화합물 함량은 0.66~1.24 mg/g의 범위로서, 최적 추출조건이 18.78 mL/g, $97.09^{\circ}C$ 및 3.71 hr이었다. 조사포닌 함량은 2.22~6.21 %의 범위로서 최적추출조건은 시료에 대한 용매비 21.33 mL/g, 추출온도 $95.49^{\circ}C$ 및 추출시간 3.00 hr이었다. 환원당 함량의 범위는 2.34~6.51 %로서, 최대값이 6.75%이며, 추출조건은 22.93mL/g, $89.64^{\circ}C$ 및 3.75 hr이었다. 전자공여작용의 최적조건은 16.74 mL/g, $99.63^{\circ}C$ 및 3.16 hr이었다. 맥문동 유용성분인 고형분 함량, 조사포닌 함량 및 환원당 함량의 반응표면을 superimposing하여 얻은 최적 추출조건의 범위는 시료에 대한 용매비 15~23 mL/g, 추출온도 92~$100^{\circ}C$ 및 추출시간 2.4~5.0 hr로 나타났으며, 예측조건 범위내의 임의의 조건 (20 mL/g, $100^{\circ}C$, 3 hr)에서 고형분 함량 65.75%, 총 페놀성 화합물 함량 1.30 mg/g, 조사포닌 함량 6.33%, 환원당 함량 5.93%, 갈색도 0.11 및 전자공여작용 10.52%로 예측 및 확인되어 추출수율과 기능성 성분이 높은 최적 추출조건을 설정하였다.