• 생명과학회지
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• 제31권7호
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• pp.617-625
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• 2021

사과주스 등 가공처리 후에는 사과의 부산물인 사과박이 다량 발생하며 일부는 동물 사료로 사용되지만 대부분이 산업 폐기물로 처리되고 있다. 본 연구에서는 이러한 사과박의 영양성분 및 ursolic acid 함량을 분석하고, 항산화 활성 및 항비만 효과를 측정함으로서 사과박의 기능성을 확인하고자 하였다. 시료로는 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박을 이용하였으며 추출용매로는 증류수, 발효주정, methanol을 사용하여 사과박 추출물을 제조하였다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 일반성분 분석 결과 수분함량은 열풍건조한 사과박에서는 3.2%, 동결건조 한 사과박에서는 8.2%로 건조방법에 따라 다소 차이가 있었지만 그 외 다른 일반성분에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 총 식이섬유 함량은 열풍건조 한 사과박에서 28.5%, 동결건조 한 사과박에서 33.0%로 사과의 식이섬유는 주로 세포벽에 존재하기 때문에 가공과정 후에도 부산물에 다량 존재하여 각종 식이섬유 식품의 제조에 있어 유용하게 사용이 가능하다고 판단되었다. 총 폴리페놀 함량은 열풍건조 한 사과박에서는 methanol 추출물에서 306.7 ㎍/ml로 가장 높은 함량을 나타내었고, 발효주정에서 243.7 ㎍/ml을 나타내었다. 동결건조 한 사과박에서도 마찬가지로 methanol 추출물에서 가장 높은 함량을 나타내었으며 두 시료 모두 증류수 추출물에서 가장 낮은 함량을 나타내어 사과박에서의 페놀 화합물 추출을 위해서 증류수 보다 methanol이나 발효주정과 같은 알코올성 용매를 사용하는 것이 적합한 것으로 판단되었다. 총 플라보노이드 함량은 열풍건조 한 사과박의 methanol 추출물에서 950.1 ㎍/ml, 동결건조 한 사과박의 methanol 추출물에서 925.0 ㎍/ml로 가장 높은 함량을 보였다. 열풍건조 한 사과박의 DPPH radical 소거능은 methanol 추출물에서 73.3%로 가장 높은 값을 나타내었고, 발효주정 추출물에서는 59.4%의 결과값을 나타내었다. 동결건조 한 사과박에서도 methanol 추출물에서 76.1%, 발효주정 추출물에서 66.0%로 열풍건조 한 사과박에서와 비슷한 양상을 보였다. 양성대조구로 사용한 0.1 ㎍/ml ascorbic acid를 시료와 동일한 조건으로 측정하였을 때 79.6%로 본 실험의 methanol 추출물과 비슷한 활성을 나타내었다. ABTS radical 소거능은 두 시료 모두 methanol 추출물에서 열풍건조 한 사과박에서는 0.330 mM Torolox, 동결건조한 사과박에서는 0.314 mM Trolox에 해당하는 항산화능을 나타내어 세 가지 용매 중 가장 활성이 높게 나타났으며 DPPH radical 소거능에서와 마찬가지로 증류수 추출물에서 가장 낮은 활성을 나타내었다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 환원력을 측정한 결과 다른 항산화능 측정 실험과는 달리 증류수 추출물에서도 발효주정추출물과 비슷한 환원력을 나타내었다. 또한 양성대조구로 사용한 0.1 ㎍/ml ascorbic acid는 311.5 ㎍/ml의 환원력을 나타내어 모든 실험군에서 양성대조구보다 더 강한 환원력을 갖는 것으로 나타났다. Ursolic acid는 항산화활성이 뛰어나고 중성지방 감소로 인한 체지방 분해효과가 있는 것으로 알려진 유기산으로 본 실험에서 증류수 추출물에서는 전혀 검출되지 않았으며 두 시료 모두 methanol 추출물에서 열풍건조 한 사과박은 1,753.32 ㎍/ml, 동결건조 한 사과박은 1,407.03 ㎍/ml로 발효주정 추출물에서 보다 더 높은 함량을 나타내었다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 항산화활성을 비교하였을 때 유의적인 차이가 나타나지 않았고, 동결건조는 열풍건조에 비하여 에너지 소비가 많고 비용이 비싸기 때문에 열풍건조가 산업에 적용하기에 더 적합할 것으로 판단되었다. 또한 methanol 추출물에서 가장 높은 항산화활성을 나타내었지만, 발효주정 추출물에서도 높은 활성을 보여 화장품 소재 및 기능성 식품 소재로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제64권2호
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• pp.109-126
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• 2019

새만금 간척지에서 적응 가능한 잡곡자원을 선발하기 위하여 조, 기장, 수수 등 3종의 잡곡 유전자원 84종을 수집하였다. 수집 자원을 간척지에서 재배하면서 적응성을 검정한 결과 수수의 간척지 적응성이 가장 우수하였다. 대표적인 생육 요소인 초장의 간척지/일반지 비율을 측정한 결과 수수가 0.82로 간척지에서도 일반지에 비하여 크게 떨어지지 않는 생육상황을 보이는 것으로 확인되었고 기장은 0.61, 조는 0.51 순이었다. 수수자원 중 우수한 간척지 적응성을 가진 유전자원으로 까만수수, 사탕대죽, 남풍찰 3종이 선발되었다. 사탕대죽은 간척지 수량 229.4 kg/10a로 간척지/일반지 수량 비율이 89.3%이었으며 까만수수는 227.4 kg/10a로 간척지/일반지 수량 비율 87.8%를 나타내었고 남풍찰은 간척지에서의 수량이 일반지 수량의 86.0%인 239.6 kg/10a로 우수한 간척지 적응성 자원으로 선발되었다. 선발자원의 내염성 정도를 구명하기 위하여 포트에서 천일염을 사용하여 염농도를 1.0%까지 처리하고 지상부 및 지하부 생육과 광합성 능력 등을 검정한 결과 사탕대죽, 남풍찰, 까만수수 모두 높은 내염 정도를 가진 것으로 확인되었으며 가장 강한 내염성을 가진 수수 자원은 사탕대죽이었다. 간척지 생산 수수 자원의 기능성 향상을 확인하기 위하여 폴리페놀과 플라보노이드 함량 그리고 유해 활성산소 제거능을 확인하였고 ${\alpha}$-glicosidase 억제 활성을 통하여 항당뇨 활성을 분석하였다. 기능성 분석 항목 모두에서 간척지 재배 생산물의 기능성이 일반지 생산물에 비하여 향상되는 것을 확인되었는데 항산화 성분인 폴리페놀은 간척지 재배 시 함량 증가율 범위가 2%~26%이었으며, 플라보노이드 함량은 8.5%~55.6%로 함량이 증가하였다. DPPH 소거능도 간척지 재배시 16.7%p~47.0%p 증가하여 유해 활성산소 제거능력도 향상되는 것을 알 수 있었다. ${\alpha}$-glicosidase 억제 활성도 선발자원별로 18.4%p~19.9%p 높아서 항당뇨 활성도 간척지 재배에서 증가하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.236-245
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• 2019

열매가 성숙하는 과정은 유전학적으로 프로그램화 되어 있는 과정으로 다른 여러 유전자 발현과 효소의 작용에 의한 생화학적, 생리적 조절의 결과물이다. 이런 일련의 과정에서 과실과 채소에 화학적 조성과 활성 물질에 변화가 나타나는 것을 당연한 결과일 것이다. 해당화의 열매가 성숙하는 과정에서 이들 활성 물질의 변화를 측정하기 위해 우리는 성숙단계 별로 채집 된 열매 시료 추출물에서의 항산화 활성의 차이, 항 elastase 활성 및 polyphenol 화합물의 함량을 분석하였다. 결과적으로 미성숙 단계의 열매 추출물에서 높은 phenolic 화합물과 플라보노이드 함량이 검출되었으며, 그에 따라 높은 radical 소거능, 환원력 및 ORAC 활성을 나타냈다. 또한 elastase 저해 활성에서도 다른 성숙 단계의 추출물에 비해 미성숙 단계의 열매 추출물에서 높은 활성을 나타내는 것으로 조사되었다. 더불어 성숙과정에서 플라보노이드 생합성 과정에 관련된 유전자의 발현이 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 플라보노이드의 함량이 감소하는 것을 설명할 수 있었다. HPLC분석을 통해 다른 성숙 단계의 추출물과 비교하여 미성숙 열매 추출물에서 높은 함량의 myricetin, caffeic acid, chlorogenic acid, syringic acid, р-coumaric acid 등이 검출되었다. 구조 기반의 molecular doking을 사용하며 이들 화합물과 elastase의 결합부위와 패턴을 분석하였으며 이를 통해 chlorogenic acid와 elastase가 강하게 결합하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해서 해당화 열매의 성숙 정도가 이 식물의 약리학적 가치에 영향을 미치는 것을 규명하였고, 미성숙한 해당화 열매는 향후 활성산소 생성에 의해 유발되는 피부 노화 억제 효과뿐 아니라 피부의 탄력성 강화를 위한 기능성 천연소재로서의 가능성을 입증하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.596-606
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• 2019

본 연구에서는 다시마 물 추출액과 유산균(Lactobacillus brevis)으로 발효한 다시마 발효액의 이화학적 특성 및 항산화 활성과 항염증 활성에 대하여 검토하였다. 다시마 물 추출액 및 발효액의 pH는 각각 6.18과 4.16이었고, 당도는 $8.50^{\circ}Brix$와 $7.40^{\circ}Brix$였다. 다시마 물 추출액과 발효액의 주요 유리아미노산은 glutamic acid와 aspartic acid 및 alanine으로 발효에 의해 glutamic acid는 감소한 반면 GABA의 함량은 증가하였다. 다시마 물 추출액 및 발효액의 총 폴리페놀 함량은 각각 $498.29{\mu}g\;GAE/ml$와 $615.77{\mu}g\;GAE/ml$였다. DPPH radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며, 10% 농도에서의 DPPH radical 소거능은 각각 89.89%와 96.94%로 나타났다(p<0.05). 다시마 물 추출액과 발효액의 SOD 활성 또한 농도 의존적으로 증가하였으며, 다시마 발효액의 경우 물 추출액보다 유의적으로 활성이 증가하는 결과가 나타났다(p<0.05). 나아가 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포를 이용하여 항염증 활성을 검토하였다. 다시마 물 추출액과 발효액의 ROS 생성은 1% 농도에서 각각 189.90% 및 174.69%를 나타내었다. 또한, 염증성 cytokines인 $TNF-{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$의 분비량은 다시마 발효액이 물 추출액보다 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다(p<0.05). 이상의 결과에서와 같이 다시마 추출액과 발효액은 높은 항산화 및 항염증 활성이 있는 것으로 나타났으며, 특히 발효에 의해 그 활성이 증가하여 기능성 식품소재로서 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.287-297
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• 2021

산수유 나무는 그 열매인 산수유와 함께 동아시아의 많은 국가에서 식용 및 약용으로 오랫동안 널리 사용되고 있다. 선행 연구들에 의하면 산수유 나무 추출물 및 구성 성분은 다양한 약리학적 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 부위별 추출물에 대한 체계적인 성분 분석은 아직 충분하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 산수유 나무의 각 부위(청산수유, 적산수유, 씨앗, 줄기, 잎, 건피)의 유효 성분 함량을 분석하여 항산화 활성을 검증하였다. 본 연구의 결과에 따르면 조사된 3가지 지표 성분 중 morroniside은 청산수유와 적산수유에 가장 많이 함유하고 있었으며, loganin은 청산수유와 씨앗에 많았다. 잎, 적산수유, 건피의 함량은 비슷한 수준이었다. Cornin은 잎에 가장 많았으며, 청산수유, 적산수유 건피 순이었다. 또한 총 폴리페놀 함량은 적산수유, 청산수유, 잎 순으로 높았으며, 총 플라보노이드 함량은 잎이 가장 높았다. 그리고, DPPH radical 소거능은 잎, 씨앗, 적산수유 추출물 순으로 높은 소거 활성을 나타냈다. 따라서 항산화 활성이 가장 높은 잎 추출물의 항염증 효능을 조사하였으며, 이를 위하여 LPS로 자극된 RAW 264.7 대식세포에서 NO와 같은 염증성 매개 인자와 IL-1β와 IL-6를 포함한 염증성 사이토카인의 생성에 미치는 잎 추출물의 영향을 평가하였다. 본 연구의 결과에 의하면 세포독성이 없는 조건에서 잎 추출물은 LPS에 의하여 증가된 iNOS의 발현과 NO의 생성을 유의적으로 억제하였다. 또한 잎 추출물은 LPS에 의한 IL-1β 및 IL-6의 생성 및 발현을 현저하게 감소시켰다. 따라서 산수유 나무의 잎 추출물은 항산화제와 항염증제의 개발을 위한 천연 재료로서 잠재력이 있음을 시사하며, 관련 기전 연구가 추가로 진행되어야 할 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제35권6호
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• pp.618-629
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• 2020

본 연구에서는 유산균에 의한 검은콩의 최적 발효조건을 확립하고 발효된 검은콩의 품질특성을 평가하였다. 가정에서 제조된 배추김치로부터 분리한 Lactobacillus plantarum SU22는 병원성 세균에 대해 강한 항균 활성을 보였고 생체 아민과 발암성 효소인 β-glucuronidase를 생성하지 않았기 때문에 검은콩 발효의 스타터로 선정되었다. 검은콩은 5 kgf/cm2, 150℃로 조절된 팽화기에서 10분 동안 팽화 처리한 것과 처리하지 않은 것으로 각각 10-30% 혼합액을 만들고 L. plantarum SU22를 1%(v/v) 접종하여 37℃로 48시간 동안 진탕 배양하면서 유산균의 생육특성을 비교하였다. 유산균의 생균수는 L. plantarum SU22로 발효된 팽화 검은콩(20%) 배양액에서 9 Log CFU/mL 이상이었다. 20% 팽화 검은콩 배양액을 alcalase로 가수분해한 후 L. plantarum SU22로 발효하는 것이 최적 조건인 것으로 밝혀졌으며 유산균의 생균수가 10.30 Log CFU/mL까지 증가하였다. 최적 조건에서 총 폴리페놀 함량(94.02 mg GAE/g)과 DPPH 라디칼 소거능(92.50%)이 비 발효 대조군(87.74 mg GAE/g, 83.14%)에 비해 현저하게 증가하였다(P<0.05). 결론적으로 검은콩을 팽화한 후 alcalase 처리와 L. plantarum SU22를 병행하여 발효할 때 바이오제닉 아민이 없는 검은콩 발효액을 효과적으로 제조할 수 있으며, 총 폴리페놀과 DPPH 라디칼 소거능을 유의적으로 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권4호
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• pp.454-462
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• 2021

본 연구에서는 국내산 홍차 3종과 외국산 홍차 7종의 70% 에탄올 추출물의 항산화 효과와 LPS로 유도된 대식세포에서의 항염증 보호 효과를 평가하였다. 국내산 홍차인 보성에서 총 폴리페놀(330.13 mg GAE/g)과 탄닌(285.65 mg TAE/g)의 함량을 보였고, 총 플라보노이드 함량은 제주(590.11 mg CE/g)가 외국산 홍차와 유사하게 높은 함량을 보였다. 테아닌 함량은 국내산 홍차인 하동(651.50 mg%)이 외국산 홍차보다 매우 높은 함량을 나타냈다. 또한, DPPH 라디칼 소거능 활성과 환원력은 25 ㎍/mL 농도에서 보성 홍차에서 높은 활성을 보였다. 25 ㎍/mL 농도에서 ABTS 라디칼 소거능 활성은 제주(63.89%), 보성(59.73%)과 하동(52.76%)에서 높은 라디칼 소거능을 나타냈다. 대식세포에서의 세포보호 효과는 50-100 ㎍/mL 농도의 모든 홍차 추출물에서 높은 세포 생존율을 보였고 200 ㎍/mL 농도에서는 보성이 98.22%로 가장 높은 세포 보호 효과를 보여주었다. 세포 내 NO 생성 억제 활성은 국내산 하동, 제주와 보성 홍차의 모든 농도에서 외국산보다 높은 NO 생성 저해능을 보였다. LPS에 의해 염증이 유발된 대식세포에서의 항산화 효과를 확인하여 50 ㎍/mL의 보성홍차 추출물에서 SOD-1 발현이 LPS 단독 처리군에 비해 1.39배 증가하였다. 또한, GST발현은 LPS 단독 처리군에 비해 보성과 제주 홍차 추출물에서 각각 1.52배와 1.46배 증가되었다. 본 연구에서는 국내산 홍차와 외국산 홍차를 비교 평가한 결과 보성과 제주 홍차 추출물의 항산화 단백질 발현은 폴리페놀이나 플라보노이드 성분과 밀접하게 관여한 것으로 보이며 하동 홍차의 NO 생성 억제 활성은 높은 테아닌 함량에 의한 것으로 판단된다. 본 연구에서 국내산 홍차 추출물인 보성, 제주와 하동 홍차가 항산화 및 항염증 활성이 있는 것으로 보이며 이는 기능성 소재로서의 개발의 가능성이 있다고 보인다.

• 생명과학회지
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• 제33권6호
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• pp.471-480
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• 2023

본 연구에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 생물전환 루모라고사리 추출물(B-RAE)의 항염증 효과 및 작용기전을 연구하였다. B-RAE의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 379.26±7.77 mg/g과 50.85±3.08 mg/g으로 각각 나타났다. B-RAE의 항산화효과를 측정한 결과 DPPH, ABTS, superoxide anion radical을 농도의존적으로 소거하는 것으로 확인되었다. 또한, B-RAE는 세포생존에 영향을 미치지 않으면서 NO 생성을 처리 농도의존적으로 저해하였다. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β, IL-6) 발현에 미치는 영향을 정량적 실시간 PCR로 측정한 결과 전염증성 사이토카인의 mRNA발현량을 LPS 처리군과 비교하여 B-RAE 처리 농도 의존적으로 유의성 있게 감소시키는 것으로 나타났다. 염증 관련 단백질(iNOS, COX-2)의 발현 및 전사인자인 NF-κB와 MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 Western blot분석으로 평가하였다. 그 결과 LPS 처리에 의하여 증가된 iNOS와 COX-2의 발현을 유의적으로 억제하였다. 또한, LPS 처리에 의하여 증가된 NF-κB와 IκB의 인산화가 B-RAE 처리에 의하여 감소되는 것으로 나타났다. MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 측정한 결과 ERK와 p38 MAPK 단백질의 인산화는 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으나 JNK의 인산화는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 B-RAE의 항염증 효과는 높은 항산화 활성, iNOS와 COX-2 발현 억제를 통한 NO 생성 억제, NF-κB경로 저해, MAPK 신호경로 조절 및 전염증성 사이토카인 발현 저해에 의해 가능하다는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1052-1061
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• 2023

본 연구에서는 미생물 발효가 큰느타리버섯 수확후배지를 식이한 흰점박이꽃무지 유충의 항산화 활성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 흰점박이꽃무지 유충을 B. subtili, L. brevis, S. cerevisiae, C. militaris으로 발효한 다음 흰점박이꽃무지 유충 추출물(PLE)과 발효 흰점박이꽃무지 유충 추출물(BPLE, LPLE, SPLE, CPLE)의 항산화 활성을 비교하였다. 추출물 PLE와 BPLE, LPLE, SPLE, CPLE의 총 폴리페놀 함량은 각각 58.07±0.67 mg GAEs/extract g, 83.33±0.98 mg GAEs/extract g, 79.21±1.32 mg GAEs/extract g, 61.02±0.87 mg GAEs/extract g과 57.90±1.02 mg GAEs/extract g이었고, 플라보노이드 함량은 각각 17.35±1.57 mg QEs/extract g과 19.49±0.95 mg QEs/extract g, 16.90±1.57 mg QEs/extract g, 18.12±0.95 mg QEs/extract g, 16.99±0.95 mg QEs/extract g이었다. 추출물 PLE와 BPLE, LPLE, SPLE, CPLE의 DPPH에 의한 라디칼소거 활성은 0.2 mg/ml의 농도에서는 시료 간에 유의적 차이를 나타나지 않았지만, 0.4 mg/ml 이상의 농도에서는 추출물 PLE에 비해 BPLE와 LPLE의 DPPH 라디칼 소거능이 우수하였다. 추출물 환원력도 추출물 PLE에 비해 BPLE와 LPLE이 우수하였으며 0.8 mg/ml 이상의 농도에서는 PLE에 비해 BPLE와 LPLE의 환원력이 2배 이상 높게 나타났다. 추출물 PLE와 BPLE, LPLE, SPLE, CPLE의 ORAC 지수는 각각 61.34±0.97 uM TEs/extract g과 79.77±0.82 uM TEs/extract g, 63.52±0.99 uM TEs/extract g, 65.82±1.72 uM TEs/extract g, 62.13±1.32 uM TEs/extract g로 추출물 PLE에 비해 BPLE의 ORAC 지수가 높게 나타났고, RAW 264.7 세포에 대한 추출물의 세포독성을 확인한 결과 추출물 모두 90% 이상의 세포 생존율을 나타내므로 세포 독성을 나타내지 않는 것으로 판단된다.