• 한국식품영양학회지
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• 제25권4호
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• pp.871-877
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• 2012

추출조건에 따른 귀리겨 ${\beta}$-glucan의 추출조건을 확립하기 위하여 추출온도($40{\sim}60^{\circ}C$), 추출용매의 에탄올 농도(0~20%) 및 pH(5~9)를 변수로 중심합성계획법으로 설계하여 ${\beta}$-glucan 추출특성을 조사하였다. 추출시간의 증가에 따라 ${\beta}$-glucan의 추출속도는 추출초기에 급격히 증가하였으나, 이후에는 완만하였다. 총괄물질전달계수는 $3.363{\sim}8.552{\times}10^{-6}cm/min$ 범위로 낮은 추출온도에서는 추출용매의 농도가 낮을수록, 높은 추출온도에서는 추출용매의 농도가 높을수록 증가하였지만 pH에 의한 영향은 적은 것으로 나타났다. 추출용매의 pH는 중성일 때보다 산성이나 알칼리성일 때 ${\beta}$-glucan의 추출량이 증가하였다. 추출조건에 따라서 ${\beta}$-glucan 수용액의 점도는 유의적인 차이를 보였으며, 총괄물질전달계수가 높을수록 crude ${\beta}$-glucan 수용액의 점도가 높게 나타났으며, 점도, 추출율 및 총괄물질전달계수의 상관관계를 분석한 결과, 각각의 요인들이 높은 양의 상관관계(p<0.01)를 나타내었다.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제3권4호
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• pp.382-386
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• 1998

A soluble dietary fiber, $\beta$-glucan, contained in oat and barley has nutritional benefits such as hypocholesterolemic effects and influences blood glucose regulation. The contents of $\beta$-glucan in both cereals range from 3 to 7% with the exception of a certain barley genotype which contains up to 16% $\beta$-glucan. $\beta$-Glucan is distributed mainly in the cell walls of endosperm and the distal (bran) portion of kernel. Various procedures have been developed for increasing the extraction yield of $\beta$-glucan. Oat gum prepared with weak alkali extractionand alcohol proecipitation following protein removal usually contains 80% $\beta$-glucan.The most commonly used method for $\beta$-glucan quantitiation is an enzymatic procedure combining lichenase plus $\beta$-glucosidase followed by measuring the amount of glucos released by glucose oxidase-peroxidase treatment. The increase in foam-and emulsion-stabilizing capacity of $\beta$-glucan is due to the increase in viscosity of the aqueous phase. Therefore, $\beta$-glucan shows great potentials as a thickener and a stabilizer.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권6호
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• pp.942-947
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• 2006

The effect of oat bran extracts on the formation of aberrant crypt foci (ACF) in the colon induced by 1,2-dimethylhydrazine (DMH) was studied in F344 male rats. Extracts were prepared using various combinations of temperature (40, 45, 50, 55, or 60$^{\circ}C:\;X_1$), ethanol concentration (0,5, 10, 15, or 20%: $X_2$), and pH (5, 6, 7, 8, or 9: $X_3$). Among the various extracts tested, one ethanol extract (EE; $45^{\circ}C$, 15% ethanol at pH 6) and one water extract (WE; $50^{\circ}C$ at pH 5) were selected based on their in vitro antitumor activity. The animals were fed with basal diet alone or basal diet supplemented with 0.25 or 0.5% of EE or WE for 6 weeks. During the initial 2 weeks of the 6-week test period, the rats were subcutaneously injected with DMH (30 mg/kg) 4 times for the induction of ACF. DMH induced an average of 322.7 and 142.9 aberrant crypts (AC) and ACF, respectively. A low dose (0.25%) of EE (containing 38.3% ${\beta}$-glucan) and WE (containing 22.8% ${\beta}$-glucan) greatly reduced the numbers of DMH-induced AC and ACF. Significantly, ACF consisting of more than 3 AC were reduced by half in which the effect of EE, containing a higher concentration of ${\beta}$-glucan, was superior to that of WE. These results demonstrate that oat bran extracts may confer protection against colon carcinogenesis.

• 한국식품과학회지
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• 제37권1호
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• pp.103-107
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• 2005

추출조건에 따른 귀리의 crude ${\beta}$-glucan에 대한 면역증진효과을 살펴보기 위해 추출온도, 에탄올 농도 및 pH를 달리하면서 얻은 ${\beta}$-glucan 분획 중 in vitro 실험에서 항암성이 우수하게 나타난 5개 분획인 A분획 ($55^{\circ}C,\;5%,\;pH\;6$) B분획($45^{\circ}C,\;15%,\;pH\;6$), C분획 ($50^{\circ}C,\;20%,\;pH\;7$), D분획 ($50^{\circ}C,\;0%,\;pH\;7$) 및 E 분획($50^{\circ}C,\;10%,\;pH\;9$)를 대상으로 복강 큰 포식세포의 nitric oxide 생성능과 경구투여 후 혈액중의 carbon 탐식효율을 조사하였다. In vitro 실험에서 ${\beta}$-glucan을 $10{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 범위에서 단독으로 또는 $IFN-{\gamma}$와 병행 처리했을 때 모두 대식 세포의 nitric oxide 생성량은 처리 농도에 비례하여 증가하였다. 단독 처리시에는 고용량일 때($1,000{\mu}g/mL$) 모든 분획에서 nitric oxide 생성량이 유의적으로 증가하였다. $IFN-{\gamma}$와 병행 처리시에는 C분획을 제외한 모든 분획의 고농도 처리구에서 유의적으로 증가하였는데, 특히 E분획은 $100{\mu}g/mL$의 낮은 농도에서도 효율적인 증가를 보였다. In vivo 실험에서 100mg/kg의 ${\beta}$-glucan 분획을 7일간 경구투여한 후 carbon 탐식효율을 조사한 결과 B, D 및 E 분획에서 유의적인 효과를 나타내었다. 이상의 결과를 종합해볼 때, ${\beta}$-glucan은 고용량일 때 직접적으로 또는 $IFN-{\gamma}$ 존재시에는 저용량에서도 복강 큰 포식세로를 활성화시킬 뿐 아니라, 탐식효율도 높임으로써 면역기능을 증진 시키는 것으로 나타났고, 그 효과는 crude ${\beta}$-glucan의 추출조건에 따라 달라지는 것을 알 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2006년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.436-439
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• 2006

• 한국식품저장유통학회지
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• 제10권4호
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• pp.547-553
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• 2003

귀리를 건강 및 기능성 식품소재로서 개발하기 위하여 귀리 겉겨(OBC)로부터 수용성 $\beta$-glucan을 중심합성실험계획에 의해 분리하고, 생물활성(항균, 항산화, 암세포 생육저해능)을 검토하였다 귀리 수용성 $\beta$-glucan 시료는 250, 500$\mu\textrm{g}$/disc농도에서 항균활성을 paper disc method로 검토한 결과 항균력이 없었으며, 5%농도에서 전자공여능(electron donating ability, EDA)으로 측정한 항산화활성도 없었다. 귀리 수용성 $\beta$-glucan의 암세포에 대한 생육저해능은 제 7번 시료(추출온도 45$^{\circ}C$, 에탄올농도 15%, pH 6)가 다른 시료에 비해 유의적으로 높았는데, 1mg/$m\ell$의 시료농도에서 위암(AGS), 간암(Hep3B) 및 폐암세포주(A549)에 대하여 각각 59%, 58% 및 54%의 생육저해능을 보였다 또 제 1번 시료(추출온도 55$^{\circ}C$, 에탄올농도 5%, pH 6)의 경우도 3종의 암세포에 대하여 비교적 높은 생육저해활성을 나타내었다. 반응표면분석 결과, 독립변수들의 값의 변화에 따라 암세포의 생육저해능은 영향을 받았다.

• 한국식품영양학회지
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• 제14권3호
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• pp.233-238
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• 2001

국내산 품종별, 보리, 귀리, 밀, 호미의 식이섬유 함량과 추출물의 점성을 분석하여 생리적 기능성이 높은 식물 소재로서의 활용성을 모색하였다. 평균 총 식이섬유함량은 보리 19.9%, 호밀 18.0%, 밀 15.9%귀리 groat 15.5%,보리쌀 9.7%의 순이었다. 수용성 식이섬유의 함량은 보리 6.6%, 호밀, 6.4%, 보리쌀 5.4%, 구리 .groat 4.9%밀 3.8%의순이었으며 ,밀과 호밀의 제분부산물인 bran은 경제적인 측면에서 활용성이 높은 식이섬유 소재인거승로 확인되었다. $\beta$-glucan 함량은 보리와 귀리에서 4.4.~4.5%로 유사하게 높았으며 호밀과 밀에서는 낮게 나타났다. 총 $\beta$-glucan 에대한 수용성 $\beta$-glucan 의 비율로 나타낸 용해성은 귀리와 보리순으로 높았으며 밀과 호밀에서는 낮은 것으로 나타났다. 식이섬유 추출물의 점도는 호밀, 보리쌀 귀리, groat. 밀의 순으로 높았으며, 맥류 품종의 수용성 식이섬유 함량이 높을수록 점도가 높을경향을 보여주었다. 국내산 맥류의 고점도 식이섬유는 생이기능성이 높은 건강식품소재로서의 활용가치가 클것으로 사료되었다.

• Plant Resources
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• 제4권3호
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• pp.140-146
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• 2001

This study was conducted to investigate the $\beta$-glucan contents and their characteristics of winter cereals according to particle sizes and milling recoveries. Sieved fractions differed in their average contents of $\beta$-glucans, and the coarse fraction had higher contents of $\beta$-glucan than finely milled fractions. In all winter cereals, the $\beta$-glucan contents of raw flours were higher than those of their brans, and the highest $\beta$-glucan contents of every cereals were observed at 100 mesh > or 100-140 mesh fractions except the Chalssalbori fractions which showed the higest $\beta$-glucan contents (12.9%) at 140-200 mesh fraction. As compared with the $\beta$-glucan content of Chalbori among the various milling recoveries, the $\beta$-glucan was distributed more evenly throughout the endosperm but $\beta$-glucan content in bran of Chalbori was only 1.5%. However, $\beta$-glucan content of Chalssalbori (hull-less waxy barley) was the highest in the subaleurone region (8.2%) and declined slightly toward inner layers of grain. This results suggest that $\beta$-glucan distribution between high (Chalbori) and low $\beta$-glucan barley (Chalssalbori) may explain the difference in milling performance of barley. On the other hand, $\beta$-glucan contents of two rye varieties (Chilbohomil, Chunchoohomil) were lower than those of two waxy barley varieties, and the higest $\beta$-glucan contents were observed at the 60% milling recoveries. In all winter cereals, the L-values (lightness) of raw flours were higher than those of brans. And the L-values of barley varieties were higher than those of oat and rye varieties. As the particle sizes and milling recovery ratios were decreased, the L-value were increased. The a-values (redness) in brans of every winter cereals were higher than those of every particle size flours and every milling ratio fractions, and this tendency was observed in the b-values (yellowness) of every particle size of cereal flours. The L and b-value of barley, the b-value of oat, and L, a, b-value of rye have the significant relationship with the $\beta$-glucan contents, respectively. This results represent the fact that $\beta$-glucans affected the color of the flours and pounded grains of winter cereals.

• 한국식품과학회지
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• 제37권5호
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• pp.776-782
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• 2005

생리활성이 우수한 귀리추출물 4개 분획인 A분획($55^{\circ}C$, 15%, pH 6), B분획($45^{\circ}C$, 15%, pH 6), C분획($50^{\circ}C$, 0%, pH 7) 및 D분획($50^{\circ}C$, 10%, pH 5)을 대상으로 산업적인 정제가능성을 조사하기 위하여, 식품용 전분 분해 효소$({\alpha}-amlyase)$를 사용하여 정제하면서 ${\beta}-glucan$의 특성변화를 조사하였다. 추출물 상등액에 $({\alpha}-amlyase)$를 가하고 $95^{\circ}C$에서 1시간 반응하는 과정을 3회 반복하여 각 시료당 3개의 하위분획을 얻었다. 최종 정제 후 81.4-88.2% 순도의 ${\beta}-glucan$을 얻었고, 단백질 및 회분 함량은 각각 4.1-6.3% 및 2.6-6.2% 범위였다. 점도는 정제 후 HMC의 점도와 유사해졌고, 구성당은 glucose만이 정량되었으나 xylose, arabinose 등이 TLC상에 소량 확인되었다. 평균분자량은 $2.0{\times}10^6-5.1{\times}10^6$ 범위에서 약간 감소하였으며. 열분석결과 ${\beta}-glucan$의 피크온도는 약 $130-140^{\circ}C$ 범위에서 정제도에 따라 증가 또는 감소하였으나 엔탈피는 증가하였다. ${\beta}-(1{\rightarrow}3)$에 대한 ${\beta}-(1{\rightarrow}4)$ 결합비는 1:2.20에서 정제 후에는 최대 1:5.50까지 증가였다. 이상의 결과로부터 본 정제조건에 의하여 점도의 변화가 없는 범위에서 ${\beta}-glucan$의 ${\beta}-(1{\rightarrow}3)$ 결합의 분해가 증가하면서 평균 분자량이 감소하는 특성을 가진 80% 이상의 ${\beta}-glucan$분획을 얻을 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권4호
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• pp.484-492
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• 2022

Lichenase is an enzyme mainly implicated in the degradation of polysaccharides in the cell walls of grains. Emerging evidence shows that a highly efficient expression of a thermostable recombinant lichenase holds considerable promise for application in the beer-brewing and animal feed industries. Herein, we cloned a lichenase gene (CelA203) from Bacillus subtilis B110 and expressed it in E. coli. This gene contains an ORF of 729 bp, encoding a protein with 242 amino acids and a calculated molecular mass of 27.3 kDa. According to the zymogram results, purified CelA203 existed in two forms, a monomer, and a tetramer, but only the tetramer had potent enzymatic activity. CelA203 remained stable over a broad pH and temperature range and retained 40% activity at 70℃ for 1 h. The K_m and V_max of CelA203 towards barley β-glucan and lichenan were 3.98 mg/ml, 1017.17 U/mg, and 2.78 mg/ml, 198.24 U/mg, respectively. Furthermore, trisaccharide and tetrasaccharide were the main products obtained from CelA203-mediated hydrolysis of deactivated oat bran. These findings demonstrate a promising role for CelA203 in the production of oligosaccharides in animal feed and brewing industries.