Objectives : The various grape extracts derived from grape pulp, seed and skin, containing various types of polyphenols and flavonoids, have been known to have anti-inflammatory, antioxidant and improve cardiovascular condition as well as sun's damaging effects. However, there have been rare reports of various beneficial effects of grape fruit stem extract (GFSE), one of the waste products of grapes. We investigated anti-inflammatory and melanogenesis inhibitory effects of GFSE. Methods : One-hundred gram of grape fruit stem was extracted with 80% ethanol at room temperature for 3 days. After filtration, the ethanol was removed using vacuum evaporator, then lyophilized to obtain the dry extract which was stored at $-20^{\circ}C$ until used. NO levels were measured by using Greiss reagent. Prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) production was measured by ELISA assay. The expression levels of iNOS, COX-2, TRP-1 and TRP-2 were evaluated by western blot analysis. Results : GFSE reduced the level of nitric oxide and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) production in a dose-dependent manner, compared to control. Expressions of cyclooxygenase-2 (COX-2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) protein were also effectively inhibited by the GFSE. In a tyrosinase inhibitory activity, GFSE significantly reduced the tyrosinase activity and melanin content in a dose dependent manner, compared to control. GFSE also decreased the expression of tyrosinase related protein-1 (TRP-1) and tyrosinase related protein-2 (TRP-2), known as a melanocyte-specific gene product involved in melanin synthesis. Conclusions : Therefore, these results indicated that GFSE had powerful anti-inflammatory and anti-melanogenic effects.
폐기물로 버려지는 식품가공 부산물의 부가가치를 높여 포도 유래 기능성 소재를 생산하기 위한 목적으로 포도 송이가지로부터 레스베라트롤의 추출 조건을 최적화하였고 포도 송이가지 추출물(grape fruit stem extract, GFSE)의 생리활성을 평가하였다. 총 폴리페놀 및 레스베라트롤의 추출 조건으로서 추출 용매(메탄올과 에탄올), 시료와 용매의 처리 비율(w/v), 추출 온도 및 추출 시간이 레스베라트롤 추출 수율에 미치는 영향을 실험적으로 검토하고 통계프로그램을 이용하여 유의성을 평가하였다. 포도 송이가지로부터의 레스베라트롤 추출 조건을 최적화 한 결과, 80%의 에탄올에서 1:lO(w/v)의 용매의 비로 $60^{\circ}C$에서 90분을 추출하는 것이 가장 높은 추출수율을 나타냈다. 또한 포도 송이가지 추출물(GFSE)과 다른 항산화 물질의 생리활성 비교분석을 실시하였다. DPPH법에 의한 전지공여능과 SOD 유사활성으로 측정한 항산화 활성분석결과, 포도 송이가지 추출물은 비교물질로 사용된 항산화 물질들에 비해 높은 항산화능을 보였다. 결과적으로 본 연구에서 제조된 포도 송이가지 추출물은 항산화능이 높은 건강기능식품 및 화장품 소재로 주목받고 있는 레스베라트롤 소재로서 사용할 수 있음을 확인하였다.
이전 연구에서 포도 품종별 및 부위별 생리활성 물질을 분석한 결과 MBA 품종의 송이줄기 부위에서 trans-resveratrol 함량이 다른 품종에 비해 수십배 높았다. 이를 바탕으로 포도주 제조 시 버려지는 비가식 부위인 송이줄기를 농도별로 첨가해 발효 중 발효액 및 포도주의 폴리페놀 함량을 조사하였다. 송이줄기 첨가량에 따른 발효액의 발효 중 적색도, 총안토시안 함량, 총폴리페놀 및 탄닌 함량은 발효후기로 갈수록 송이줄기 첨가에 따라 유의적으로 증가하였고, 포도주에서도 같은 경향을 보였다. 반면 포도주의 휘발산 함량은 송이줄기 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 발효액 및 포도주의 폴리페놀 성분을 분석한 결과 catechin(8.16~23.08 mg/L)함량이 가장 높았으며 gallic acid(2.32~3.28 mg/L), trans-resveratrol(1.38~3.27 mg/L)및 ferulic acid(1.51~1.59 mg/L) 순서로 함량이 높았다. MBA 포도주의 항산화활성을 DPPH $IC_{50}$로 측정한 결과 송이줄기 함량에 비례해 활성이 증가하였으며, 송이줄기 5% 첨가한 포도주(12 mg/L)는 ascorbic acid의 DPPH $IC_{50}$(67 mg/L)보다 낮은 농도에서 높은 항산화활성을 나타내었다.
포도의 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 다양하나, 대체적으로 자옥, 피오네, 머스캇함부르크 등의 흑색계 품종에서 가식부인 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었으며 머스카텔루소, 골드핑거, 뉴나이 등의 일부 청색계 품종에서도 레스베라트롤 함량이 비교적 높았다. 그러나 과경과 과축을 포함하면 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종에서 레스베라트롤 함량이 높았으며 이러한 품종은 친환경 재배에 유리할 것으로 생각된다. 레스베라트롤은 주로 과경과 과축에 고농도로 분포하는 반면 과육에서는 거의 검출되지 않았다. 부위별 레스베라트롤의 분포로 볼 때 레스베라트롤은 아마도 과경에서 주로 합성되는 것으로 추측된다.
국내산 주요 포도 품종에 대해서 부위별 레스베라트롤 함량을 HPLC 분석법을 이용하여 측정하였다. 거봉, 캠벨, 세리단 포도의 과육, 과피, 씨, 송이가지에 함유되어 있는 레스베라트롤의 함량은 품종간 차이는 거의 나타나지 않았으나 부위별로 차이가 매우 큰 것으로 나타났다. 송이가지에 함유되어 있는 레스베라트롤의 함량은 과피에 비해 $34{\sim}55$배나 많고 씨에 비해서는 $43{\sim}73$배나 많은 수준이었다. 레스베라트롤을 생산하기 위한 자원으로서 포도를 활용하기 위해서는 송이가지가 적합한 것으로 나타났다.
포도, 와인에 함유되어 있는 레스베라트롤을 정량적으로 분석할 수 있는 HPLC 정량 분석법을 확립하였으며, 국내에서 생산된 13개의 포도 재배 품종의 부위별과 13종류의 와인에 대한 레스베라트를 함량 분석 결과는 다음과 같다. 1. 13 품종의 평균 레스베라트를 함량은 $143.5{\mu}g/g$이었으며, 과피, 과육, 종자, 송이가지는 각각 $0.9{\sim}104.8{\mu}g/g,\;0.1{\sim}0.5{\mu}g/g\;1.7{\sim}173.9{\mu}g/g\;2.9{\sim}247.4{\mu}g/g$의 함량 분포를 나타냈다. 2. 과피, 과육, 종자, 송이가지 부위별 평균 레스베라트롤 함량은 각각 35.0, 0.2, 25.8, $82.5{\mu}g/g$ 이었으며, 과피의 경우 용보 품종이 $104.8{\mu}g/g$,종자의 경우 청수 품종이 $173.9{\mu}g/g$, 송이가지의 경우 델라웨어 품종이 $247.4{\mu}g/g$의 가장 높은 레스베라트를 함량을 나타냈다. 3. 13종류의 와인에 대한 레스베라트롤은 $253.3{\sim}11,271.6{\mu}g/L$의 함량 분포를 나타냈다.
송이다듬기는 포도의 품질을 높이기 위해 송이의 크기를 조절하고 송이모양을 변형시키는 유용한 재배방법이다. 포도 'MBA' 품종의 송이다듬기에 따른 과실 및 포도주의 품질 특성을 확인하기 위해 송이줄기의 곁가지를 제거하였는데, 상위지경부터 4, 5, 6지경을 남기고 절단 한 뒤 관행처리 대조구와 비교하여 수확기에 과방 및 와인의 품질을 조사하였다. 포도송이의 품질은 지경수가 작을수록 당도가 증가하고 총산이 감소하는 양상을 나타내었다. 포도주의 양조특성에 있어서는 송이다듬기 처리가 대조구에 비해 총 안토시아닌, 총 폴리페놀, 탄닌과 같은 성분이 높아져 포도주의 품질이 향상되었으며, 기호성 평가에 있어서도 송이다듬기 처리가 대조구보다 더욱 높은 점수를 나타내었다.
The end-effector is the one of the important factors on development of the cucumber robot to harvester a cucumber. Three end-effectors were designed the single blade end-effector with one blade, the double blade end-effector with two blades and the triple blade end-effector with three blades. Performance tests of the end-effector, the fully integrated system, were conducted to determine the cutting rate by using two different kinds of cucumber. The success rates of cucumber cutting ratio of single end-effector, double end-effector and triple end-effector in laboratory. were 61.7%, 95%, 86.7%, respectively. The cutting rate of single blade or double blade was a little difference with respect to the different diameters of cucumber stem. However, the success cutting rate of the end-effector with triple blade was 61.7% under 29mm diameter of a grabbing stem section. The triple end-effector was not suitable for harvesting a cucumber, but was considered to be suitable for harvesting a grape, an apple and a tomato. The success rate of cucumber cutting ratio of triple end-effectors in greenhouse was 84%. The failure cutting rate was 16% which are due to abnormal shape of cucumber fruit.
생대추의 저장기간을 연장하기 위하여 완숙 생대추를 PE와 밀폐용기를 이용하여 포도줄기추출물 및 발효화분을 처리하고 에틸렌가스제거제를 첨가하여 $0^{\circ}C$에서 저장하면서 장해과 발생율, 경도, 총산도, 가용성 성분의 함량, 비타민 C 함량, 미생물수 및 연화효소 등을 측정한 결과 장해과 발생율은 밀폐용기 처리구가 PE 포장 처리구에 비하여 부패율은 더 적은 것으로 나타났으며, 발효화분과 에틸렌가스 제거제 처리구의 상태가 양호하였다. 경도는 전반적으로 4주차까지는 증가하는 경향을 나타냈으나, 그 후부터는 감소하는 경향을 보였다. 총산도는 각각의 처리구별로 큰 차이는 없었지만 저장기간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 가용성 성분은 초기 당도는 $33.97^{\circ}Bx$로 저장 2주까지는 모든 처리구에서 당도가 약간 증가됨을 보이다 $9{\sim}12$주에서는 감소되는 경향을 나타내었다. 생대추의 vitamin C 함량은 401.97 mg/100 g이었으며, 저장기간에 따른 함량 변화는 대추의 개별특성상 차이가 있지만 대체로 저장기간에 따라 감소되는 경향을 나타내었다. 미생물수는 전체적으로 초기에는 균이 감소하는 경향을 나타냈지만 4주 이상부터는 다시 증가하여 12주까지 계속적으로 유지되는 경향이 나타났고 연화효소는 저장방법에 관계없이 증가하는 경향을 보였으며, 특히 연화가 급격하게 증가하는 저장 $4{\sim}5$주까지는 효소량이 급격하게 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 완숙대추를 이용한 저장은 $8{\sim}9$주까지 가능한 것으로 판단되며, 포도줄기추출물과 에틸렌가스제거제를 동시에 처리할 경우에 좀 더 저장기간을 연장시킬 수 있는 것으로 나타났다.
포도추출물 처리가 생대추의 저장에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 50 및 $70\%$ 숙도의 생대추를 PE와 PET 용기에 넣고 trans-resveratrol 함량이 10, 30 및 50 ppm이 되도록 포도추출물을 처리하여 $0^{\circ}C$에서 저장하면서 에틸렌가스, 부패율 및 이화학적 특성을 측정하였다. 에틸렌가스의 함량은 대부분의 처리구에서 저장 8주까지는 증가하는 경향을 나타내다가 그 이후부터 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 부패과는 대조구의 경우 $6\~8$주차에서 서서히 발생한 반면 숙도 $50\%$, PE 용기 ,10 ppm 처리구의 경우는 저장 14주 이상에서 발생하기 시작하였다. 가용성 고형분은 저장 초기 $23.0\~25.8^{\circ}Brix$ 범위 였으며, 저장기간 중 약간 증가하였다. 경도는 저장 $2\~4$주까지는 소폭 증가한 후 감소하였으며, $70\%$ 숙도의 대추보다 $50\%$ 숙도의 대추가 더 오래 높은 경도를 유지하였다. 총산은 $0.0912\~0.0988\%$ 범위였고, 저장기간 동안 약간 증가하였으며, $50\%$ 숙도의 대추보다 $70\%$ 숙도의 대추가 높은 함량을 보였고 포도추출물의 영 향은 거의 없는 것으로 나타났다. 비타민 C 함량은 저장 전 숙도에 따라 $31.47\~67.78\;mg/100g$ 범위였으며, 저장 $2\~4$주에 가장 높은 함량 $(197.3\~273.4\;mg/100g)$을 보인 후 감소하였으며, $50\%$ 숙도의 대추보다 $70\%$ 숙도의 대추가 높은 함량을 보였다. 본 실험결과 생대추의 저장은 $0^{\circ}C$에서 $10\~12$주까지 가능한 것으로 판단되었으며, 숙도 $70\%$ 대추보다는 숙도 $50\%$ 대추가, PET 용기보다는 PE 용기가 약 2주 정도 저장기간이 길게 나타났다. 또한 포도추출물 처리는 trans-resveratrol 함량 10 ppm 처리구가 가장 양호하게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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