Monascus속 곰팡이를 이용한 메주의 재료에 따른 색소함량을 조사하였다. 균의 생육과 색소생성과의 관계는 정의 상관으로 상관계수 r=0.9879를 나타내었다. M. purpureus와 M. pilosus 백미메주의 구성 색소는 각각 9종과 8종으로 구성 되었으며 다같이 황색색소는 1종,나머지는 모두 적색계 색소였다. 구성색소의 합계치는 M. purpureus 백미메주는 그램당 335.25$\mu\textrm{g}$/g, M. pilosus 백미메주는 1428.90$\mu\textrm{g}$이였다. 온도별 색소생성량을 조사한 결과 두 균주 모두 3$0^{\circ}C$가 20 및 40 $^{\circ}C$보다 높았다. 두 균주의 재료별 색소생성량은 백미>발아 현미>통밀>현미>찰현미>발아찰현미 순이였다. 백미메주의 색소함량은 기타 재료들과 M. purpureus로 발효시킨 메주에 비하여 현저하게 높았다. 종배양액은 10% 첨가시에 색소 생성량이 높았으며 분말에 비하여 낟알에서 높았다 콩메주의 제조시 종배양액 첨가는 균의 생육과 색소생성이 원만하지 못했으며, 증자콩에 백미분말 10% 첨가 또는 Monascus 백미 메주분말을 종균으로 10%를 첨가함으로서 각각 메주그램당 23.0$\mu\textrm{g}$ 및 75.0 $\mu\textrm{g}$으로 색소생성 량을 높일 수 있었으나 백미만을 사용한 메주보다는 색소함량이 현저하게 낮았다.
The growth characteristics and production of color pigments by Monascus strains were investigated during liquid culture, and production of monacolin K in red mold rice was carried out by solid state fermentation. Four different Monascus ruber strains were cultured in potato dextrose yeast extract broth (PDYB) media at $25^{\circ}C$ for 15 days. The high producing strain for red pigment was not corresponded to the strain for yellow pigment. Production of red pigment was high in the strain causing the fast pH change in culture broth. Production of monacolin K in red mold rice by solid state fermentation was influenced by a combination of wet cell weight and spore density in inoculum by liquid culture. Most strains showed the high production of monacolin K in red mold rice, when submerged fermentation was carried out for 5 days as inoculum for solid state fermentation. These results suggest that submerged fermentation period of inoculum have an effect on the production of monacolin K in red mold rice by solid state fermentation, and monacolin K in red mold rice could be increased by controlling the condition of submerged fermentation for inoculum.
본 연구는 쌀 배아의 활용을 위한 기초 연구로 배아의 성분 특성을 분석하였으며, 산패되기 쉬운 배아의 저장성을 증진시키는 방편으로 흑미 미강 색소 추출물을 1%와 5%로 첨가하여 색소 안정성과 배아 산패에 대한 항산화 효과를 검정하였다. 배아는 미강에 비해 필수아미노산의 함량이 골고루 많이 분포되어 있어 주요한 아미노산 공급원으로 사용될 수 있는 반면, 지질의 함량이 높아 저장 중 유지의 변패가 우려되었다. 흑미찹쌀 미강 색소 추출물은 $4^{\circ}C$의 온도에서 산성상태를 유지할 경우, 9일간의 저장 후에도 비교적 안정한 것으로 나타났다. 배아는 저장 기간이 길어질수록, 저장 온도가 높을수록 산패의 기준이 되는 산가가 증가하는 경향을 보였다. 또한, 배아에 흑미 미강 색소 추출물을 첨가하였을 때, 첨가량이 증가함에 따라 배아의 산패가 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 흑미 미강 색소 추출물의 배아 유지 산패 저하 효과는 저장 기간이 길수록 더 효과적이었다. 따라서 배아를 이용한 건강 기능성 식품 제조 시에 흑미 미강 색소 추출물을 첨가하게 되면 저장에 따른 배아 유지의 산패를 저하시켜 저장성을 증진시킬 수 있을 것으로 사료된다.
Objective: An experiment was conducted to assess the antioxidant contents and activities of colored rice grains and to evaluate their nutritive characteristics in terms of chemical composition and in situ ruminal degradation. Methods: Ten cultivars of colored rice grains (Oryza sativa L.) collected from several areas of Japan were studied, and control rice without pigment, maize, barley, and wheat grains were used as control grains. Their chemical compositions, pigment, polyphenol contents, total antioxidant capacity (TAC), and degradation characteristics were determined. Results: The starch contents of the colored rice grains were in the range of 73.5% to 79.6%, similar to that of the control rice grain. The black and red rice grains contained anthocyanin (maximum: $5,045.6{\mu}g/g$) and proanthocyanidin (maximum: $3,060.6{\mu}g/g$) at high concentrations as their principal pigments, respectively. There were significantly (p<0.05) positive relationships among the pigment contents, polyphenol content, and TAC values in the colored and control rice grains, indicating that the increase in pigment contents also contributed to the increased polyphenol content and TAC values in the colored rice grains. The dry matter and starch degradation characteristics, as represented by c (fractional degradation rate of slowly degradable fraction) and by the effective degradability, of the colored rice grains and the control rice grain were ranked as follows among commonly used grains: wheat>barley${\geq}rice$>maize. The colored rice grains also included the most-digestible starch, since their potential degradable fraction and actual degradability at 48 h incubation were almost 100%. Conclusion: Colored rice grains have high potential to be used as antioxidant sources in addition to starch sources in ruminants.
This research examines using Rice Husk Ash, $Cr_2O_3$ in producing the pink-red color. It studies the formation of cassiterite and malayaite crystallites, the primary factors in producing the pink-red color, in relation to the application of $Cr_2O_3$ to examine its coloring mechanism. In addition, the research intends to identify the optimum synthesizing temperature and maintaining time for crystallization of malayaite, a stable pink-red colorization factor in high temperature glaze during $Cr_2O_3$-$SnO_2$-CaO-$SiO_2$ family pigment synthesis. The optimum substituting contents is Rice Husk Ash : Quartz = 1 : 2, and the optimum temperature is suggested at $1300^{\circ}C$ for 2 h based on analysis results by XRD, FT-IR, Raman microscope, SEM and UV-vis.
국내 외에서 수집 재배한 24품종 유색미를 순차적인 유기용매 처리에 의해서 지용성 분획과 색소를 함유하는 분획, 색소성분 만의 분획을 얻었고 각 분획이 가지는 항산화성 및 항변이원성을 검정하였다. 유기용매 추출이 진행되어 분획성분의 조성이 간단해질수록 품종마다 차이는 없지만 항산화성은 오히려 약화되는 경향이 있었는데. 특히 LK 1-3-6-12-1-1과 길림흑미의 항산화 활성이 상당히 낮았다. 70%에탄올 추출물에서는 항변이원성을 나타내던 유색미 품종들도 색소분획을 포함하는 분획들에서는 모든 품종에서 오히려 변이원생을 나타내고 있었으며, 특히 wx 124-153-45-7-1-1-1 및 LK 1B-2-1-1 등에서 강한 변이원성이 관찰되었다. 유색미 품종별 색소의 함량은 IR 17491-5-4-3-3>LK 1-3-6-12-1-1>LK ID-2-12-1>RGS No336. Elwee 등의 순서로 나타난다. 유기용매에 의해서 분획되는 성분들의 조성 및 함량이 유색미 품종들과 일반미 품종간에는 상당히 차이가 있음을 알 수 있었으며, 일반미 품종에 비교하면 유색미 품종들의 유기용매에 의해서 용출되는 수된 성분 분사들은 긴 탄화수소를 가진 성분들이었다.
1. 증미(고체) 배양에서는 배양주(Type cultures)보다 분리주가 월등하게 많은 량의 색소를 생성하였다. 2. Lin씨(氏)의 Submerged culture에서는 IAM 8004(Monascus purbigerus)의 경우 carbon source로서 Rice powder 대신에 Wheat bran 1%, Starch 2%와 Corn meal 3%의 것이 색소의 생성량이 많았고, 분리주는 Carbon source를 Rice bran 1%, Starch 2%로 한 것이 가장 좋았다. 3. 사천씨(四川氏) 배지에서는 3%의 탈지대두분을 첨가했을 때 대체적으로 각 균주모두가 더 많은 색소의 생성을 보였다. 4. 추출한 색소액은 pH, 열처리등에 모두 안정하고 각종용매에 대한 추출성도 좋아서 많은 종류의 식품착색에이용될 수 있을 것으로 생각되나 내광성이 약한것이큰결점으로 보인다. 5. 본색소의 안전성은 Mouse의 경우 $LD_{50}$이 체중20g당 0.2359g으로서 안전한 편이며 더구나 시료를 25%의 에틸알코올 추출액으로 투여했기 때문에 에틸알코올의 독성을 감안한다면 색소자체는 극히 안전한 것으로 사려된다. 본연구는 산학협동재단의 학술연구비로서 이루워 진 것이다.
Monascus purpureus KFRI 1134 균주에 대해 UV ($235_{nm}$, 30 second) 조사를 통한 변이주 형성을 유도하여 Monascus sp. MK2-2를 분리하였다. 홍국 천연색소 생산의 최적조건은 rice powder 0.3%와 0.2% yeast extract, 0.3% $NH_4H_2PO_4$의 배지 조성에서 초기 pH 5.0, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 배양기간은 5일이었으며, 홍국 천연색소 생산에 미치는 탄소원의 영향은 wheat flour > rice powder > fructose 순으로 높았다. 질소원은 sodium nitrate > $KNO_3$의 순서로 생성능이 높았으며, C/N ratio가 $17\sim22$일 때 색소의 생성능이 우수하였다. Anti-thrombosis activity 측정결과 Monascus sp. MK2-2 추출물은 aspirin과 유사한 항혈전 기능을 지니고 있음을 알 수 있었다.
The edible natural pigments extracted from plant organs become steadly popular to consumer because of those physiological functions desirable for food preservation and human health in recent years. There are a number of colored rice genotypes from light brown to blackish purple via reddish brown and purple. Some researchers reported their results on extraction recipes and identification of chemical structure of the pigments from the colored rice. The pigments extracted from colored rices can be largely divided into two types of anthocyanin and tannin pigments. Anthocyanin pigments are mainly contained in purple or blackish purple rice while tannin pigments are mainly contained in brown or reddish brown rice. Some brownish purple rices showed two peaks of tannin and anthocyanin pigments simultaneously. Purple rices showed better extraction of pigments in $0.1\%$ HCl-contained $80\%$ methanol or $0.5\%$ malic-acid-contained $80\%$ ethanol, while red rices revealed better extraction of pigments in $0.01\%$ citric-acid-contained $80\%$ ethanol. The anthocyanin pigments are generally unstable to heat, light and acidity of solution. The pigments extracted from colored rice can be preserved stably under the dark and cool(<$5^{\circ}C$) condition and at pH $2.0\~4.0$. The anthocyanin pigments of purple rice are mainly composed by cyanidin-3-glucoside (chrysanthemin). The other pigment fractions in purple rice were identified to peonidin-3-gluco-side, malvidin-3-galactoside(uliginosin) and cyanidin-3-ramnoglucoside(keracyanin). The pericarp coloration of purple rices is controlled by three complimentary genes C (anthocyanin), A(activator) and $Pl^{w}$(purple leaf) genes, while the red rices are expressed by complimentary interaction between Rc(basic substance of pigment) and Rd(distribution of pigment) genes or C and $Pl^{w}$ genes. Recently, the antioxidation and antimutagenic activity in main component of anthocyanin pigments extracted from colored rice were identified. The natural pigments from colored rice can be useful for beverages, cakes, ice scream, cosmetic and so on.
In order to develop the method for mass production of natural food colorant from Monascus anka, optimum cultivation conditions for producing red and yellow pigments by cultiva- ting the mold in a jar fermenter and their color characteristics were investigated. The mold produced red and yellow pigments both intracellularly and extracellularly. These pigments showed unique light absorption characteristics with maximum absorption of 494, 380, 506, and 388 nm for extracellular red pigment (ERP), extracellular yellow pigment (EYP), intracellular red pigment (IRP), and intracellular yellow pigment (IYP), respectively. Optimum conditions for producing red pigments were found to be temperature 30$\circ$C, initial pH 6.0, rice powder 3-5%, peptone 0.05%, magnesium sulfate 0.25%, aeration rate 0.1 vvm. Optimum temperature for producing yellow pigments was around 35$\circ$C which is higher than that of producing red pigments. The initial pH and rice powder concentration for producing yellow pigments were the same as those of producing red pigments. The higher concentration of nitrogen source and inorganic salt, aeration rate, the more the yellow pigments were produced. The optimum agitation speed was 100 - 300 rpm for pigment production.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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