• 상하수도학회지
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• 제10권2호
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• pp.104-116
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• 1996

Anaerobic digestion is generally used for the treatment of volatile organic solids such as manure and sludge from waste water treatment plants. However, the reaction rate of anaerobic process is slow, and thus it requires a large reactor volume. To minimize such a disadvantage, physical and chemical pre-treatment is generally considered. Another method to reduce the reactor size is to adopt different reactor system other than CSTR. In this paper, the effects of heat pre-treatment and reactor configurations on the anaerobic treatability of volatile solids was studied. Carrot, kale, primary sludge, and waste activated sludge was chosen as the test materials, and the BMP method was used to evaluate the maximum methane production and first order rate constants from each sample. After the heat treatment at $130^{\circ}C$ for 30min., the measured increase in SCOD per gram VS was up to 394 mg/L for the waste activated sludge. However, the methane production potential per gram VS was increased for only primary and waste activated sludge by 17-23%, remaining the same for carrot and kale. The overall methane production process for the tested solids can be described by first order reactions. The increased in reaction constant after heat pre-treatment was also more significant for the primary and waste activated sludge than that for carrot and kale. therefore, the heat pre-treatment appeared to be effective for the solids with high protein contents rather than for the solids with high carbohydrate contents. Among the four reactor systems studied, CSTR, PFR, CSTR followed by PFR, and PFR with recycle, CSTR followed by PFR appeared to be the best choice considering methane conversion rate and the operational stability.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.465-469
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• 2006

Two mesophilic trickling bed bioreactors filled with two different types of media, hydrophilic- and hydrophobic-cubes, were designed and tested for hydrogen production via anaerobic fermentation of sucrose. Each reactor consisted of a column packed with polymeric cubes and inoculated with heat-treated sludge obtained from anaerobic digestion tank. A defined medium containing sucrose was fed with changing flow rate into the capped reactor, hydraulic retention time and recycle rate. Hydrogen concentrations in gas-phase were constant, averaging 40% for all conditions tested. Hydrogen production rates increased up to $10.5 L{\cdot};h^{-1}{\cdot}L^{-1}$ of reactor when influent sucrose concentrations and recycle rates were varied. Hydrophobic media provided higher value of hydrogen production rate than hydrophilic media at the same operation conditions. No methane was detected when the reactor was under a normal operation. The major fermentation by-products in the liquid effluent of the both trickling biofilters were acetate and butyrate. The reactor filled with hydrophilic media became clogged with biomass and bio gas, requiring manual cleaning of the system, while no clogging occurred in the reactor with hydrophobic media. In order to make long-term operation of the reactor filled with hydrophilic media feasible, biofilm accumulation inside the media in the reactor with hydrophilic media and biogas produced from the reactor will need to be controlled through some process such as periodical backwashing or gas-purging. These tests using trickling bed biofilter with hydrophobic media demonstrate the feasibility of the process to produce hydrogen gas in a trickle-bed type of reactor. A likely application of this reactor technology could be hydrogen gas recovery from pre-treatment of high carbohydrate-containing wastewaters.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권4호
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• pp.464-469
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• 2000

Experiments were conducted to determine the effects of soybean meal (SBM) as a source of protein and sago meal (SM) as a source of carbohydrate on in situ and in vivo digestibility of dietary components in four male goats (Kambing Katjang) and four male sheep (Malin) weighing 25-35 kg. Rumen volume, as well as rumen fluid dilution rate were also determined. The animals were housed in single pens with individual feeding and drinking troughs and each animal was fitted with a rumen fistula. They were fed two diets : chopped rice straw+200 g soybean meal (SBM), and chopped rice straw+190 g soybean meal+300 g sago meal (SBM+SM). Rice straw was offered ad libitum. The supplements were isonitrogenous (80 g crude protein/animal/d), but the proportions of dry matter (DM), organic matter (OM), crude fibre (CF), neutral detergent fibre (NDF) and acid detergent fibre (ADF) were lower in the SBM supplement (191, 165, 11, 40, 15 g/animal/d for DM, OM, CF, NDF and ADF, respectively) than in the SBM+SM supplement (445, 423, 25, 102, 38 g/animal/d for DM, OM, CF, NDF and ADF, respectively). Two animals from each species were fed either supplement in a cross-over design in two periods. Each period lasted for four weeks. In situ and in vivo digestibility studies were carried out, followed by the determination of rumen volume and rumen fluid dilution rate. The results showed that straw DM and total DM intakes of goats (average of $48.7g/kg\;W^{0.75}$, $72.7g/kg\;W^{0.75}$, respectively) were significantly (p<0.01) higher than sheep (average of $3.56g/kg\;W^{0.75}$, $61.6g/kg\;W^{0.75}$, respectively), but OM, N and GE intakes were not significantly different between the two animal species. When the effect of supplements was compared, animals fed SBM+SM supplement had significantly (p<0.001) higher DM, OM and GE intakes than animals fed SBM supplement. Potential degradabilities of rice straw DM were significantly (p<0.01) higher in goats (average of 48.8%) than in sheep (average of 46.1 %). The supplements had no significant effect on the potential degradabilities of DM, OM and NDF, but they had a significant (p<0.05) effect on the degradation rates of DM and NDF. The addition of sago meal in the diet reduced the degradation rates of DM and NDF of rice straw in the rumen. Potential degradability of DM of soybean meal was not significantly different between animal species as well as between supplements. Sago meal was highly degradable. At 24 h of incubation in the rumen, 90-95% of DM loss was observed. There was a significant interaction between animal species and supplements in the in vivo digestibility of ADF and GE. In animals fed SBM supplement, the in vivo digestibility of ADF was significantly (p<0.05) higher in goats ($50.6{\pm}4.22%$) than in sheep ($44.4{\pm}3.21%$), but digestibility of GE was significantly (p<0.05) higher in sheep ($70.2{\pm}1.93%$) than in goats ($63.0{\pm}3.07%$). The digestibility values of CP and OM were significantly (p<0.05) higher in sheep when compared to goats. Animals fed SBM+SM supplement showed significantly (p<0.05) higher DM and OM digestibility values than animals fed SBM supplement, but digestibility values of CP were significantly (p<0.05) higher in animals fed SBM supplement. Differences in in vivo digestibility values of CF and NDF were not significantly different between animal species or supplements. Water intake, rumen volume ($1/kg\;W^{0.75}$), rumen fluid dilution rate and mean retention time were similar between the two animal species. However, rumen fluid dilution rate and mean retention time was significantly (p<0.01) affected by supplements. Animals fed SBM+SM had faster rumen fluid dilution rate and consequently shorter mean retention time.

• 한국식품과학회지
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• 제30권5호
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• pp.1229-1235
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• 1998

본 실험은 in vitro에서 곡류시료의 전분 가수분해율 및 가수분해지수를 조사하였고 아울러, in vivo에서 정상성인을 대상으로 곡류의 혈당지수를 포도당(GI-glucose)과 쌀밥 (GI-rice)을 기준으로 하여 각각 측정하였다. 이러한 in vitro 및 in vivo 결과의 상관성을 검토해 봄으로써 in vitro에서의 전분 가수분해실험이 인체의 혈당반응을 예측할 수 있는지 알아보았다. In vitro에서 각 시간별로 측정한 전분 가수분해율은 시간대별로 약간의 차이는 있지만 현미찹쌀이 가장 높고 보리가 가장 낮은 경향을 나타냈다. 전분 가수분해지수는 전분 가수분해곡선 면적과 유사한 경향을 보였으며, 보리가 83%로 가장 낮았고 현미찹쌀이 112%로 가장 높았다. 그외는 율무, 차조, 차수수, 메밀, 현미멥쌀, 찹쌀, 멥쌀, 메조의 순으로 전분 가수분해지수는 각각 107, 105, 103, 102, 96, 96, 95, 92%이었다. 한편 곡류의 GI-glucose는 찹쌀군이 110%로 가장 높았고 보리군이 57%로 가장 낮았다. 또한 GI-rice는 차수수군 122%, 율무군 116%, 차조군 115%, 현미찹쌀군 106%, 찹쌀군 102%, 멥쌀군 100%, 현미멥쌀군 90%, 메조군 85%, 메밀군 79%, 보리군 63%로 나타났다. 이상의 in vitro 실험 결과와 in vivo 실험 결과를 통계처리 하였을 때 15, 30, 60, 90 및 120분의 전분 가수분해율, 가수분해곡선 면적 및 가수분해지수는 모두 GI-rice와 유의적인(p<0.05) 상관관계를 볼 수 있었다. 또한 다단계 회귀분석에 의한 회귀방정식에서 GI-rice는 in vitro 실험결과의 변수에 의해 81%의 설명력을 가진 것으로 분석되었다. 따라서 곡류의 in vitro 전분 가수분해율은 곡류 섭취 후의 인체 내 혈당지수인 GI-rice를 반영해주는 것으로 나타났다.은 영향을 주는 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서는 필름용액의 pH를 10.0으로 조절하고 가소제와 가교제를 첨가함으로써 혼합원료 중 유청분말의 비율을 70%까지 사용하여 양호한 기계적 성질을 지닌 생고분자 필름을 제조할 수 있었다.(40.64{\sim}101.30)$, 7-ketocholesterol $(7.16{\sim}33.91)$. 모든 결과에서 처리구에 따른 콜레스테롤 산화물의 전체 발생량은 조사 수준이 증가할수록 유의적으로 증가하였으며(P<0.05), 저장기간이 경과함에 따라 전체 발생량이 유의적으로 증가하였다(P<0.05).를 동시에 일으키는 것으로 사료된다. trans-2-hexanol이 147.33 peak area%인 것과 유사(類似)하게 높았다.tarrow}6$보다 $4{\beta}{\rightarrow}8$의 결합방식이, 그리고 procyanidin 류에서는 gallate를 갖는 물질이 이를 함유하지 많은 물질보다 더욱 높은 ACE의 저해효과를 나타내었으며, 또한 hydroxyl 기가 많을수록 효소 저해효과도 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 chocolate의 주원료인 cacao bean의 polyphenol 성분 또한 녹차 등에서 볼 수 있는 생리활성효과에 손색없는 것으로 판단되고, 이러한 기능성에 기초하여 chocolate, 음료 등의 식품이나 의약품의 기능성 소재로서의 산업적 응용 가능성이 높은 것으로 사료된다.대장균군이 역시 난각에서 가장 높은 빈도로 분리되었고, 난황(Yolk)에서는 극히 낮은 수준의 세균오염도를 보였다. 다양한 동물종유래 S. aureus 균주들의 유전학적 분석목적에 가장 신뢰도 높고 감별능력이 뛰어난 분석기법으로 선발되었다.cid로부터 cyclooxygenase를 통해 일단 생성된 endoperoxide에서 각각의 prostaglandin을

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.91-98
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• 2017

본 연구는 유기성폐자원 (가축분뇨, 음식물류폐기물, 음식물류폐수 등)을 병합 소화하는 시설을 대상으로 적정 설계 기준치를 충족하기 위한 설계 및 운전 기술지침서 마련하고자 현장조사와 정밀모니터링을 실시하였다. 현장조사시 정상적으로 운영 중인 9개의 혐기소화시설과 사육돈 종류에 따른 가축분뇨 발생원 (농가) 14곳을 정밀모니터링 대상으로 선정하였으며 삼성분, 영양성분 (탄수화물, 단백질, 지방), 휘발성지방산, 질소 등에 대한 물리화학적 분석을 실시하였다. 가축분뇨 바이오가스화 시설로 반입되는 유기물의 휘발성고형물 농도는 (Volatile solids, VS) 단독처리시 2.81 %, 음식물류와 병합처리시 5.92 %로 조사되었으며, 유기물분해율은 단독처리 대비 20.5 % 증가된 63.6 %의 제거율을 보였다. 영양물질 결과를 바탕으로 이론적 메탄수율과 실제 현장에서의 메탄수율을 비교한 결과, VS 기준 실제 메탄수율은 이론값 대비 72 %에 해당하는 $0.36Sm^3CH_4/kgVS$로 실측되었다. 농가발생원의 총고형물 농도를 분석한 결과, 자돈 및 이유돈은 5.6 %로 가장 낮았으며 육성돈, 비육돈, 모돈 등은 약 11~13 %로 높은 유기물 함량을 보였다. 또한 가축분뇨에는 모래, 가축털 뭉치 등의 이물질이 존재함으로 혐기소화 과정에서 스크리닝 등의 전처리 과정을 사전에 실시하여야 한다. 음폐수와 가축분뇨의 혼합비율을 달리하여 운전한 연속식 반응기를 통해 병합처리 효과에 따른 적정 혼합비율을 도출하고자 하였다. 연속식 반응기 실험에서 가축분뇨와 음폐수의 혼합비율을 100:0, 80:20, 40:60, 20:80으로 설정하여 진행하였을 때, 60:40~40:60의 범위에서 적정 혐기소화 조건 (100 gTS/L 이하, 알칼리도 1 gCaCO3/L 이상, C/N비 12.0~30.0 등)에 부합하는 실험결과를 도출하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제31권5호
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• pp.738-747
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• 2018

Objective: In a previous study, analysis of Illumina sequenced metagenomic DNA data of bacteria in Vietnamese goats' rumen showed a high diversity of putative lignocellulolytic genes. In this study, taxonomy speculation of microbial community and lignocellulolytic bacteria population in the rumen was conducted to elucidate a role of bacterial structure for effective degradation of plant materials. Methods: The metagenomic data had been subjected into Basic Local Alignment Search Tool (BLASTX) algorithm and the National Center for Biotechnology Information non-redundant sequence database. Here the BLASTX hits were further processed by the Metagenome Analyzer program to statistically analyze the abundance of taxa. Results: Microbial community in the rumen is defined by dominance of Bacteroidetes compared to Firmicutes. The ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes was 0.36:1. An abundance of Synergistetes was uniquely identified in the goat microbiome may be formed by host genotype. With regard to bacterial lignocellulose degraders, the ratio of lignocellulolytic genes affiliated with Firmicutes compared to the genes linked to Bacteroidetes was 0.11:1, in which the genes encoding putative hemicellulases, carbohydrate esterases, polysaccharide lyases originated from Bacteroidetes were 14 to 20 times higher than from Firmicutes. Firmicutes seem to possess more cellulose hydrolysis capacity showing a Firmicutes/Bacteroidetes ratio of 0.35:1. Analysis of lignocellulolytic potential degraders shows that four species belonged to Bacteroidetes phylum, while two species belonged to Firmicutes phylum harbouring at least 12 different catalytic domains for all lignocellulose pretreatment, cellulose, as well as hemicellulose saccharification. Conclusion: Based on these findings, we speculate that increasing the members of Bacteroidetes to keep a low ratio of Firmicutes versus Bacteroidetes in goat rumen has resulted most likely in an increased lignocellulose digestion.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.379-388
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• 2006

Two mesophilic trickling bed bioreactors filled with two different types of media, hydrophilic- and hydrophobic-cubes, were designed and conducted for hydrogen production under the anaerobic fermentation of sucrose. Each bioreactor consisted of the column packed with polymeric cubes and inoculated with heat-treated sludge obtained from anaerobic digestion tank. A defined medium containing sucrose was fed by the different hydraulic retention time(HRT), and recycle rate. Hydrogen concentrations in gas-phase were constant, averaging 40% of biogas throughout the operation. Hydrogen production rate was increased till $10.5\;L{\cdot}h^{-1}{\cdot}L^{-1}$ of bioreactor when influent sucrose concentrations and recycle rates were varied. At the same time, the hydrogen production rate with hydrophobic media application was higher than its hydrophilic media application. No methane was detected when the reactor was under a normal operation. The major fermentation by-products in the liquid effluent of the both trickling biofilters were acetate, butyrate and lactate. In order to run in the long term operation of both reactor filled with hydrophilic and hydrophobic media, biofilm accumulation on hydrophilic media and biogas produced should be controlled through some process such as periodical backwashing or gas-purging. Four sample were collected from each reactor on the opposite hydrogen production rate, and their bacterial communities were compared by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) analysis of PCR products generated using bacterial 16s rRNA gene primers (8f and 926r). It was expressed a marked difference in bacterial communities of both reactors. The trickling bed bioreactor with hydrophobic media demonstrates the feasibility of the process to produce hydrogen gas. A likely application of this reactor technology can be hydrogen gas recovery from pre-treatment of high carbohydrate-containing wastewaters.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.607-616
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• 2003

본 실험은 육계분과 제과부산물로 제조된 TMR(TDN 69%)에 입자도가 각기 다른 여분의 육계분과 볏짚(diet DM의 10% 수준)을 혼합하여 기존의 배합사료와 볏짚 급여 체계(대조구)를 100% 대체하였을 때 면양에 의한 행동 양상, 영양소 섭취량, 체내 소화율, 가소화 영양소 섭취량, 반추위 성상, 혈액 성상 및 체내 질소 출납에 미치는 영향을 평가하고자 실시하였다. 대조구와 비교해서 TMR 급여구들은 일일 섭취시간, 반추시간, 총 저작시간이 감소하였고(P<0.05), 음수시간은 증가하였으며(P<0.05), 사료 DM 섭취량이 비슷한 상황에서 가소화(digestible) DM, OM, fiber 및 총 영양소 섭취량은 낮았으며(P<0.05), EE를 제외한 영양소 소화율 또한 낮았으나(P<0.05), 반추위 발효 성상(pH, VFA 생성량 및 비율, acetate/ propionate 비율, 탄수화물 발효 효율, 반추위 NH3-N)과 혈중 urea-N 농도는 별 차이 없이 정상적이었으며, 특히 사료 단백질의 체내 활용성(소화율 및 축적율)은 양호한 것으로 나타났다. TMR에 입자도가 작은 육계분을 입자도가 큰 볏짚으로 diet DM의 10% 수준을 대체하였을 때, 일일 섭취시간, 반추시간, 총 저작시간은 증가하였으며(P<0.05), 음수시간은 정상에 가깝게 감소하였고(P<0.05), 그 외의 상기한 parameter에는 전혀 영향을 미치지 않았다. 결과적으로 육계분과 제과부산물로서 적정사료 에너지 수준을 고려하여 제조된 TMR은 반추동물의 기존 배합사료-볏짚 급여 체계를 대체할 수 있는 잠재적 가능성을 시사하였으며, 특히 TMR 급여 시 소량의(건물 10% 수준) 볏짚 공급은 면양의 행동 양상을 보다 양호하게 만들었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권1호
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• pp.60-66
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• 1998

10종의 식용 버섯 자실체에 대한 항보체 활성 검색에서 가장 높은 활성을 나타낸 양송이버섯 자실체를 대상으로 항보체 활성물질의 추출조건을 조사하였다. 최적조건으로서 5% urea가 함유된 0.1 N NaOH 용액으로 $65^{\circ}C$에서 2시간동안 양송이버섯 자실체를 추출한 후 methanol 가용획분이 제거된 조다당 획분 AB-0를 얻었다. AB-0는 1 mg/ml에서 90% 이상의 높은 항보체활성을 나타내었으며 마우스에 이식된 sarcoma-180에 대하여 74%의 저지효과를 보였다. AB-0를 acetone 농도에 따른 침전 분획을 실시하여 AB-20, AB-40, AB-60, AB-80, AB-A의 5개의 획분을 얻었다. 이중 가장 높은 항보체활성과 수율을 나타낸 AB-20 획분은 탄수화물 39%, 단백질 46%를 함유하였으며, 구성당은 glucose, arabinose, xylose, galactose, mannose가 6.49 : 1.98 : 1.24 : 1.00 : 0.71의 비율로 존재하였고 구성아미노산은 isoleucine(12.60%), glutamic acid+glutamine(12.45%), valine(11.79%), alanine(11.46%), leucine(10.19%)와 aspartic acid, asparagine(10.56%) 등 이었다. Pronase 처리한 AB-20에서는 78.5%의 항보체활성을 나타내고 대조군에 비해 14.5% 감소하였으나, AB-20의 periodate 산화물에서는 활성이 42.6%로 50% 이상 크게 감소하였다. 따라서 양송이 버섯의 알칼리 추출물중 가장 강한 활성을 보인 AB-20의 주요 활성부위는 다당류이며 단백질도 일부 관여하는 것으로 생각되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권1호
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• pp.103-108
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• 2005

${\alpha}-Amylase$ 저해제는 소장에서 전분의 소화를 저해하여 포도당의 흡수를 지연시킴으로써 혈당 조절 목적으로 이용된다. 따라서 본 연구에서는 ${\alpha}-amylase$ 저해제를 탐색할 목적으로 국내 자생 목본류 약 1400여종의 70% ethanol 추출액을 대상으로 ${\alpha}-amylase$ 저해제 분포를 검색하였다. 수종의 목본류에서 ${\alpha}-amylase$ 저해제가 분포하고 있음이 확인되었으며, 그 중 활성이 비교적 높은 말채나무 기원의 저해제를 대상으로 연구를 진행하였다. 기원별 효소에 따른 저해 활성도를 살펴보면 salivary와 pancreatic ${\alpha}-amylase$, 미생물 기원의 ${\alpha}-glucosidase$에는 탁월한 저해 활성을 보인 반면 돼지 기원의 ${\alpha}-glucosidase$ 저해제에 대해서는 매우 낮은 저해 활성을 보였다. ${\alpha}-Amylase$와 ${\alpha}-glucosidase$의 kinetic을 분석하면 salivary와 pancreatic 두 효소에 모두 경쟁적 저해제로, 효모의 ${\alpha}-glucosidase$에는 비경쟁적과 반경쟁적의 혼합형 저해제로 나타났다. 또한 열과 산성에 대한 안정성을 확인한 결과 비교적 안정적인 것으로 나타났다. 본 추출물의 식이 섭취에 따른 혈당 강하 효과와 체중에 미치는 영향에서는 혈당과 체중 상승을 억제하는 효과가 확인되었고, mRNA수준에서 대퇴근 세포에 있어서 GLUT4의 발현이 증가됨을 확인하였다.