• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.663-672
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• 2016

벌 사상자[Cnidium monnieri (L.) Cusson]는 중국과 한국에 분포하는 일년생 초본으로, 화농성피부염 및 여성의 생식기 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 이 외에도 면역기능개선과 천식 등에 대한 효과는 보고된 바 있으나 아직까지 암과 관련된 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 인간 대장암 세포인 HCT116 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물(CME)의 apoptosis 및 세포주기정지 유도 효과에 대하여 알아보고자 하였으며, 이러한 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로의 조절을 통하여 이루어지는지 확인하고자 하였다. MTT assay와 LDH assay 결과, 벌 사상자 에탄올 추출물에 의하여 HCT116 세포의 세포생존율이 감소하였으며, 세포독성효과가 나타났다. 또한 벌 사상자 에탄올 추출물의 농도의존적으로 apoptotic body의 수와 apoptosis 비율이 증가하였으며, G1기에서 세포주기정지 유도 효과가 관찰되었다. 세포의 성장과 증식 및 분열에 관련된 단백질인 Akt는 mTOR, p53, GSK-3β와 같은 신호단백질들의 발현을 조절하는 것으로 보고되었다. 벌 사상자 에탄올 추출물을 처리하였을 때, Akt와 mTOR 단백질의 인산화가 저해되었으며, 이에 따라 하위 신호조절 단백질인 GSK-3β, Bcl-2 family, Caspase-3, PARP의 발현이 조절되었다. 또한 Akt와 GSK-3β, mTOR 저해제 처리를 통하여 CME에 의한 apoptosis 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로를 통하여 이루어지는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여HCT116 대장암 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물이 암세포의 apoptosis 및 세포주기정지 유도에 효과적임을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권10호
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• pp.1378-1387
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• 2012

추출조건에 따른 생리활성 영향을 검토하기 위하여 차가버섯(Inonotus obliquus)을 물($50^{\circ}C$ reflux, $90^{\circ}C$ 이상 decoction, $12^{\circ}C$ 가압추출)과 에탄올(50, 70과 $90^{\circ}C$ reflux)로 추출한 후 물 추출물을 조다당획분(IO-CP)으로 분획하였을 때 IO-CP(4.8~16.8%)의 수율은 에탄올추출물(IO-E, 1.9~2.7%)보다 높았으며 추출온도 증가에 따라 그 차이는 더 컸다. 가압추출로 조제된 조다당획분(IO-CP-121)은 가장 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량(35.10 mg TAE/g와 18.48 mg QE/g)과 DPPH와 ABTS를 이용한 자유 라디칼소거능(26.08과 27.99 mg AEAC/100 mg)을 나타내었다. IO-CP-D(decoction)와 IO-CP-50(reflux)은 IO-CP-121보다 유의적으로 높은 마이토젠(saline 대조군의 2.10과 1.95배, 100 ${\mu}g/mL$)과 장관면역 활성(6.30과 5.74배)을 보였으나 에탄올추출물 활성은 확인되지 않았다. 또한, 모든 IO-CP는 0.1 mg/mL 농도에서 RAW 264.7 세포주에 대하여 독성을 나타내지 않았으나, IO-CP-121이 LPS-자극 RAW 264.7 세포주에 대하여 가장 유의적으로 염증성 인자인 TNF-${\alpha}$와 nitric oxide(NO) 생성을 억제하였다(29.2와 63.5%). 에탄올추출물도 0.1 mg/mL 농도에서 독성을 보이지 않았으나 TNF-${\alpha}$와 NO의 생성 억제능은 IO-CP-121보다 현저히 낮음을 알수 있었다. 한편, 활성 다당획분을 분리하기 위하여 면역활성 획분인 IO-CP-D를 DEAE-Sepharose CL-6B column에서 비흡착 획분(IO-CP-I)과 7개의 흡착 획분(IO-CP-II~VIII)으로 분획한 결과, IO-CP-II가 가장 우수한 마이토젠과 마크로파지 활성(4.51과 1.64배)을 나타내었다. 이와 같이 분리된 면역활성 획분인 IO-CP-II는 주로 중성당(61.86%)과 함께 소량의 산성당(2.96%)을 포함하고 있는 다당류임이 밝혀졌으며, 주요 구성당으로서 Glc, Gal와 Man(molar ratio of 1.00:0.55:0.31)를 포함하고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 추출조건은 차가버섯 생리활성에 중요하게 작용하고 있으며, decoction 추출방법으로 제조하여 분획한 면역활성 획분으로부터 차가버섯 면역활성은 적어도 중성 다당류가 관여하고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.416-423
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• 2023

무화과는 잎, 뿌리, 줄기, 라텍스 외에 열매 자체에서도 각각 항산화, 미백, 항염증, 항균 효능이 보고된다. 본 연구팀에서는 천연물 기반 화장품 소재 개발을 위해 무화과 열매 l atex에 존재하는 ficin 효소의 피부 활성 뿐만 아니라 열매를 70% 에탄올로 추출한 추출물의 미백 기능에 대해 연구 결과를 도출하여 화장품 원료로 직접 사용하고있다. 그러나 새로운 공융용매 추출법 개발 수요와 이를 활용한 피부 염증 완화 및 건선 조절기능에 대한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 공융용매 추출법을 적용한 무화과 열매 추출 및 분획물들에 피부 염증 조절 및 건선에 대한 유효성 평가를 수행하였다. 먼저, 무화과 열매를 최적의 공융용매 조건으로 추출한 후 n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate. butanol로 분획한 분획물의 피부염증 조절 기능을 비교하였다. 먼저, 분획물의 항산화 활성과 RAW264.7 세포주에서 nitric oxide 생성 억제를 확인하였다. 또한 RT-PCR을 이용해 전염증성 사이토카인 mRNA 발현 조절을 관찰한 결과, 여러 분획물 중 hexane, dichloromethane, ethyl acetate와 같은 비극성 용매에서 TNF-α, IL-1α, IL-1β 등 염증성 사이토카인 mRNA 발현이 억제되었다. 뿐만 아니라 HaCaT 각질형성세포 모델에서 TNF-α 로 염증반응을 유도한 후 분획물의 항염증 활성을 비교한 결과 hexane, dichloromethane, ethyl acetate 분획에서 높은 활성을 확인하였다. 마지막으로 in vitro 인간 건선 세포모델에서 chemokine CC motif ligand 20(CCL20) 발현을 확인한 결과 유의성 있게 mRNA 발현 이 억제되었다. 따라서, 공융용매 추출 후 무화과 열매 분획물 중 hexane, dichloromethane, ethyl acetate 분획에서 높은 항염증 활성 및 CCL20 케모카인 조절 기능이 확인되었다. 이런 결과들은 무화과 열매 추출물의 항염증 활성과 함께 인체적용시험을 통해 피부진정 효과가 검증된다면 향후 뛰어난 피부 진정 천연 화장품 소재로 개발될 가능성이 높다고 사료된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제52권2호
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• pp.115-123
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• 2013

곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 "비티플러스"가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내 비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티포자 밀도가 최소 $5{\times}10^{11}$ spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권8호
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• pp.1172-1179
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• 2015

본 연구는 유근피를 항산화 소재로 사용하기 위한 기초 자료를 제공하고자 에탄올의 농도(0, 40, 80% 에탄올) 및 추출 시간(1, 2, 3시간)이 다른 조건에서 추출하였으며, 이들 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였다. 또한 다양한 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력, ORAC value 등의 항산화 활성을 측정하였으며, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화 활성과의 연관성을 분석하였다. 그 결과 유근피 추출물은 80% 에탄올로 3시간 추출하였을 때 가장 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화 활성을 보였다. 또한 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능, 환원력은 에탄올 함량에 따른 활성 차이는 보였으나 추출시간에 따른 항산화 활성 차이는 보이지 않았다. 하지만 ORAC는 유근피 추출물의 추출시간이 증가함에 따라 함께 증가하였다. 이상의 결과로 볼 때 유근피 추출물은 80% 에탄올을 이용하여 $70^{\circ}C$에서 3시간 추출을 할 때 항산화 활성을 갖는 phenolic 및 flavonoid 계열의 유효성분이 가장 많이 추출되었다. 또한 유근피 80% 에탄올 3시간 추출물은 피부 섬유아세포와 3T3-L1 지방세포에서 세포독성을 나타내지 않았고 피부 섬유아세포에서 산화적 스트레스에 대한 세포 보호 효과를 가졌으며, 3T3-L1 지방세포에서 활성산소종 생성량을 감소하였다. 따라서 높은 항산화력을 가진 유근피 추출물은 천연 항산화제로 충분히 사용 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.339-344
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• 2018

오미자는 전통적인 한약재로서 schizandrin과 gomisin A와 같은 다양한 생리활성물질을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 오미자 박의 에탄올 추출물(PSC)과 schizandrin (SZ) 및 gomisin A (GA)에 의한 항염증 활성 및 그들의 작용기전 연구를 수행하였다. 먼저, PSC는 LPS에 의해 염증이 유도된 RAW264.7 세포에서 세포생존율에는 영향을 미치지 않고 농도의존적으로 nitric oxide (NO) 생성을 감소시켰다. PSC는 염증유발유전자인 iNOS와 COX-2의 발현을 감소시켰으나, $TNF-{\alpha}$의 발현에는 영향을 주지 않았다. 또한 오미자 박의 에탄올 추출물은 p38, ERK1/2 및 JNK의 총 단백질의 발현에는 영향을 주지 않으면서, 그들의 인산화를 감소시켰다. 이러한 결과는 PSC가 MAPK 신호를 저해함으로써 염증 반응을 조절할 수 있음을 시사한다. 또한 SZ와 GA도 LPS에 의해 염증이 유도된 RAW264.7 세포에서 세포 생존율에 영향을 미치지 않으면서 NO 생성을 감소시켰다. SZ은 iNOS 유전자의 발현만을 감소시킨 반면, GA는 iNOS와 COX-2 두 유전자의 발현을 모두 감소시켰다. 종합적으로 이러한 연구결과는 오미자 박 추출물, schizandrin 및 gomisin A에 의해 중재되는 항염증 활성 및 작용기전을 이해하는데 도움을 줄 것이다

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권2호
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• pp.118-124
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• 2009

에스터라제 EM2L8 유전자를 E. coli 균에서 발현하고 에스터라제 활성을 분석한 결과, $40-45^{\circ}C$에서 최적의 효소활성을 보였다. $15^{\circ}C$에서 최대활성의 45% 활성을 보였고 $15-45^{\circ}C$ 사이의 활성화에너지는 4.9 kcal/mol로 계산됨으로써 전형적인 저온 적응효소인 것으로 밝혀졌다. 또한, $4^{\circ}C$에서 장기보관해도 효소활성이 전혀 줄어들지 않음을 통해서 저온에서 안정한 효소임을 알게 되었다. 반응액에 에탄올, 메탄올, 아세톤을 15% 농도까지 첨가해도 효소활성이 줄어들지 않았으며 DMSO의 경우, 40% 농도까지 첨가해도 효소활성이 유지되는 것으로 나타났다. 이 효소 40 U을 Tris-HCl 용액(1.2 mL, pH 9.0)에 넣고 $30^{\circ}C$에서 (R,S)-ECHB(0.5%, 38 mM)의 분해반응을 수행한 결과, 기질이 가수분해되어 CHBacid가 생성되며 기질의 분해속도는 $6.8\;{\mu}mole/h$로 계산되었다. (R)-ECHB 보다 (S)-ECHB 기질을 빠르게 분해하였으며 전환수율이 80%일 때, e.e.s 값이 40%로 측정되었다. 반응액에 DMSO를 10% (v/v) 농도로 각각 첨가한 결과, 기질의 분해 속도는 $10.4\;{\mu}mole/h$로 증가되었다. 하지만 DMSO의 유무와 상관없이 전환수율에 따른 e.e.s 값은 유사하게 나타났다. 결론적으로 이 효소는 저온과 각종 유기용매 하에서도 높은 안정성과 활성을 갖고 있기 때문에 각종 의약품의 유기합성공정에서 효소촉매로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권2호
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• pp.200-207
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• 2015

본 연구에서 우리는 갈색거저리 유충 추출물의 암세포 선택적인 세포독성 활성을 암세포주를 대상으로 하는 in vitro 및 in vivo 실험으로 증명하였다. 먼저 갈색거저리 유충의 에탄올 추출물은 정상세포라 할 수 있는 primary hepatocyte에 대한 독성은 미미하였으나 암세포주들에 대한 세포독성과 함께 다른 정상세포인 primary cardiomyocyte에 대한 독성도 가지고 있었다. 에탄올 추출물을 hexane, butanol, ethyl acetate, 물을 이용하여 liquid-liquid partition으로 추가로 분획, 구성물질들을 분리하였고 이들 분획물 중에서 hexane 분획물은 다양한 암세포들(PC3, 22Rv1, HeLa, PLC/PRF5, HepG2, Hep3B, SK-HEP-1, HCT116, NCI-H460, MDA-MB231, SKOV3)에 대한 독성을 유지하면서 cardiomyocyte에 대한 독성이 상당히 줄어들었다. 0.4 mg/mL 에탄올 추출물이 cardiomyocyte를 대부분 죽이는 독성을 보였으나 동일조건에서 hexane 분획물은 약 20% 정도의 세포독성만을 보여주어 독성이 상당히 감소된 것을 확인하였다. 이렇게 비특이적인 세포독성이 물질분리 및 분획을 함으로써 줄어들 수 있다는 것을 확인하였다. 두 번째로 hexane과 ethyl acetate 분획물들이 아포토시스, 세포괴사, 오토파지와 같은 대표적인 세포죽음 기전들을 활성화시킬 수 있는 것으로 확인하였다. 더불어 hexane 분획물의 세포죽음 유도활성은 현재 임상에서 널리 처방되고 있는 항암물질들과 함께 간암세포주에 처리되었을 때 항암활성을 증대시킬 수 있는 것으로 확인하였다. 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 갈색거저리 유충 추출물들이 단독으로 혹은 다른 세포독성 약물들과 함께 항암활성을 가질 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 hexane 분획물의 항암활성을 in vivo xenograft 실험쥐 모델에서 확인하였는데, 간암세포주인 SK-HEP-1을 이식한 실험쥐에서 hexane 분획물을 15일간 복강주사 하였을 때 종양의 성장을 뚜렷하게 억제하는 것을 확인하였고, 앞선 정상세포에 대한 제한적인 영향과 일치하게 몸무게의 감소 등 부작용이라 할 수 있는 증상은 확인되지 않았다. 이상의 결과들을 종합하면 갈색거저리 유충 추출물의 항암활성을 in vitro와 in vivo에서 확인할 수 있었으며, 새로운 항암활성을 가지는 물질 발굴을 위해 추가적인 분획과 물질 분석이 필요하다고 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권11호
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• pp.1829-1836
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• 2013

찹쌀 첨가량(0, 10, 15, 20%)에 따른 술덧을 제조하여 발효 10일 동안의 알코올 함량, pH 및 총산, 총당 함량, 환원당 함량, 유기산 함량, 유리당 함량 등의 이화학적 특성과 미생물 변화를 알아보고 발효주의 관능적 특성을 조사하였다. 알코올 함량은 발효 1일째 9.1~9.7%에서 발효 종료일 10일째 15.8~17.1%로 증가하였으나 각 실험군 간에 유의적인 차이는 없었다. 총균, 유산균, 효모수는 알코올 생성속도와 비례하여 발효초기에는 증가하면서 발효후기에는 감소하는 경향을 나타내었다. pH는 담금 직후 5.30~5.46에서 발효 1일째 3.89~3.91로 감소한 후, 다시 증가하기 시작하여 발효 종료일인 10일째 모두 4.5 수준이었다. 총산 함량은 발효 3일째 0.14~0.16%에서 발효 5일째 0.18~0.19%로 증가하였다. 이는 지속적인 유산균의 생장으로 인한 젖산의 누적과 효모에 의한 산 생성으로 발효 3~5일째 총산 함량도 증가한 것으로 추측된다. 총효모수는 2단 담금 이후 유의적으로 증가하였다가 발효 과정을 거치면서 발효 종료일(발효 10일째)에 유의적으로 점차 감소하였다. 환원당은 발효 1일째 1.1~1.2%에서 발효 2일째 0.9~1.1%로 유의적으로 감소하였다가 알코올 발효보다 전분분해에 의한 당 생성 속도가 증가하여 발효 종료일인 10일째 2.8~3.3%로 증가하였다. 총당 함량은 발효 초기 당분이 술덧 중에 생육하는 효모나 유산균 등의 발효기질로 이용하여 발효 종료일 10일째에는 감소하였고, 찹쌀 15%첨가군이 유의적으로 가장 높았다. 당화효소인 amylase에 의해 전분질의 분해로 포도당이 비교적 많이 생성되어 술덧의 주요 유리당이었으며, 유기산에서는 succinic acid 함량이 가장 높았다. 발효주의 관능평가에서 찹쌀 15%첨가군은 전반적인 기호도(4.8점)와 목넘김(4.3점)에서 유의적으로 가장 높게 평가되었다. 묘사분석에서는 찹쌀 15%첨가군이 단맛 강도가 8.6으로 유의적으로 가장 높았으며, 이는 찹쌀 15%첨가군의 높은 총당 함량과 관계가 있는 것으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권3호
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• pp.487-496
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• 2013

커피의 생리활성을 증진시키기 위해 고체발효를 이용하여 인도네시아산 Mandheling 커피생두에 3종의 버섯 균사체(Phellinus linteus, PL; Hericium erinaceum, HE; Ganoderma lucidum, GL) 및 2종의 홍국균 균사체(Monascus purpureus, MP; Monascus ruber, MR)를 배양하였다. 균사체-고체발효 커피생두를 로스팅하여 얻은 원두커피는 decoction법에 의한 열수추출물과 reflux에 의한 에탄올추출물로 조제하였는데, 열수추출물(HW, 수율 17.7~25.3%)은 에탄올추출물(EE, 9.5~12.2%)보다 더 높은 수율을 나타내었다. 2종의 홍국균 균사체-고체발효 커피생두로부터 조제된 원두커피 열수추출물(MP-CB-HW, MR-CB-HW)은 비발효 원두커피 또는 3종 버섯 균사체-고체발효 원두커피 열수추출물보다 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 DPPH 자유라디칼 소거능을 나타내었다. 또한, 홍국균 균사체-고체발효 원두커피 중에서도 MR-CB-HW는 가장 높은 마크로파지 활성과 마이토젠 활성을 나타내었다(CB-HW의 1.32배와 1.40배). MP-CB-EE와 MR-CB-EE는 $100{\mu}g/mL$의 시료농도에서 세포에 대한 독성을 나타내지 않으면서도 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포의 산화질소(NO)의 생성을 효과적으로 억제하였다(LPS 처리군의 38.6과 37.0%). 한편, 홍국균 균사체를 이용한 고체발효는 카페인 함량에 영향을 주지 않으면서 클로로겐산을 유의적으로 증가시켰다($76.21{\sim}76.73{\mu}g/mL$). 결론적으로 원두커피의 생리활성은 M. purpureus 또는 M. ruber와 커피생두의 고체발효에 의해서 증진되었으며 이러한 결과는 홍국균-고체발효 원두커피가 기능성 커피음료의 소재로 이용될 가능성을 제시하는 것으로 사료된다.