5℃의 저장 온도에서 열무김치와 열무물김치의 발효 특성 및 항암효과를 검토하였다. 열무김치는 발효 2-3주일 째에 김치 적숙기의 pH에 도달하였으며, 이 때 산도는 1.04-1.27%의 높은 값을 나타내었다. 열무물김치의 발효는 빠르게 진행되어 발효 9일째에 적숙기 pH 4.3까지 감소하였으며, 이때의 pH와의 관계에서 산도는 0.20%로 낮은 값을 나타내는 특징을 보였다. 열무김치와 열무물김치의 젖산균수의 성장변화는 발효기간 중 서로 다른 양상을 나타내었다 발효기간 중 열무물김치에 비해 열무김치의 젖산균수가 pH 변화에 많은 영향을 받았으며, 열무물김 치는 발효기간 중의 발효초기 pH범위에서부터 높은 Lactobacillus sp.균수를 나타내는 특징을 보였다. 열무와 열무김치 및 열무물김치의 AGS인체 위암세포에 대한 성장 억제 효과는 모든 즙액 시료는 농도 의존적으로 인체 위암 세포의 성장을 억제하는 효과를 나타내었다. 첨가 농도 20μL/assay에서 는 열무 및 열무김치즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성 장 효과를 나타내었지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열무김치와 배추김치의 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 결장암 세포에 대한 성장억제 효과는 전체적으로 열무김치 배추김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타냄을 알 수 있었다.
5℃의 저장 온도에서 열무김치와 열무물김치의 발효 특성 및 항암효과를 검토하였다. 열무김치는 발효 2-3주일 째에 김치 적숙기의 pH에 도달하였으며, 이 때 산도는 1.04-1.27%의 높은 값을 나타내었다. 열무물김치의 발효는 빠르게 진행되어 발효 9일째에 적숙기 pH 4.3까지 감소하였으며, 이때의 pH와의 관계에서 산도는 0.20%로 낮은 값을 나타내는 특징을 보였다. 열무김치와 열무물김치의 젖산균수의 성장변화는 발효기간 중 서로 다른 양상을 나타내었다 발효기간 중 열무물김치에 비해 열무김치의 젖산균수가 pH 변화에 많은 영향을 받았으며, 열무물김 치는 발효기간 중의 발효초기 pH범위에서부터 높은 Lactobacillus sp.균수를 나타내는 특징을 보였다. 열무와 열무김치 및 열무물김치의 AGS인체 위암세포에 대한 성장 억제 효과는 모든 즙액 시료는 농도 의존적으로 인체 위암 세포의 성장을 억제하는 효과를 나타내었다. 첨가 농도 20μL/assay에서 는 열무 및 열무김치즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성 장 효과를 나타내었지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열무김치와 배추김치의 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 결장암 세포에 대한 성장억제 효과는 전체적으로 열무김치 배추김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타냄을 알 수 있었다.
Fermentation properties and in vitro anticancer effect of young radish (YR) kimchi and young radish watery (YRW) kimchi were investigated during fermentation at 5℃. The fermentation of YR kimchi during 2-3 weeks led to the decrease of pH down to pH 4.3, increased acidity, and the highest Leuconostoc...
Fermentation properties and in vitro anticancer effect of young radish (YR) kimchi and young radish watery (YRW) kimchi were investigated during fermentation at 5℃. The fermentation of YR kimchi during 2-3 weeks led to the decrease of pH down to pH 4.3, increased acidity, and the highest Leuconostoc sp. counts. YR kimchi showed the acidity of 1.04-1.27% at the pH 4.3, when the kimchi was ripened properly. The fermentation of YRW kimchi during 9 days led to the decrease of pH down to pH 4.3 and the acidity of 0.20%. Inhibitory effects of the juices of YR, YR kimchi, and YRW kimchi on the growth of AGS human gastric adenocarcinoma cells in MTT assay were increased with the added concentration. The juice of YR kimchi had a higher inhibitory effect on the growth of AGS human gastric adenocarcinoma cells than that of YRW kimchi at same concentration. The juice of YR kimchi showed similar inhibitory effects on the growth of AGS human gastric and HT-29 human colon adenocarcinoma cells in MTT assay to baechu kimchi, which the inhibition rates are more than 50%.
Fermentation properties and in vitro anticancer effect of young radish (YR) kimchi and young radish watery (YRW) kimchi were investigated during fermentation at 5℃. The fermentation of YR kimchi during 2-3 weeks led to the decrease of pH down to pH 4.3, increased acidity, and the highest Leuconostoc sp. counts. YR kimchi showed the acidity of 1.04-1.27% at the pH 4.3, when the kimchi was ripened properly. The fermentation of YRW kimchi during 9 days led to the decrease of pH down to pH 4.3 and the acidity of 0.20%. Inhibitory effects of the juices of YR, YR kimchi, and YRW kimchi on the growth of AGS human gastric adenocarcinoma cells in MTT assay were increased with the added concentration. The juice of YR kimchi had a higher inhibitory effect on the growth of AGS human gastric adenocarcinoma cells than that of YRW kimchi at same concentration. The juice of YR kimchi showed similar inhibitory effects on the growth of AGS human gastric and HT-29 human colon adenocarcinoma cells in MTT assay to baechu kimchi, which the inhibition rates are more than 50%.
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문제 정의
열무김치에는 젓갈을 넣어 국물 없이 담그는 열무김치와 절인 열무에 물을 자작하게 부어 담는 열무 물김치 등이 있으며, 다량의 비타민 및 무기질을 함유하고 있는 열무를 이용한 열무김치의 기능성에 관한 연구는 김치의 개발 및 기능성 식품으로의 개발에 도움이 될 것으로 본다. 따라서 본 연구에서는 발효 과정 중 열무김치 및 열무물김치의 발효 특성의 관찰 및 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 인체 결장암 세포에 대한 in vitro 항암효과를 비교 검토하였다.
제안 방법
5℃의 저장 온도에서 열무김치와 열무물김치의 발효 특성 및 항암효과를 검토하였다. 열무김치는 발효 2~3주일째에 김치 적 숙기의 pH에 도달하였으며, 이때 산도는 1.
Lactobacillus sp.는 Lactobacillus selection medium(LBS medium)에 Pediococcuse] 생육을 억제하기 위하여 acetic acid와 sodium acetate# 첨가한 modified LBS agar medium(m-LBS medium)을 사용하여 30℃에서 3~4일간 평판 배양하여 나타난 colony 수를 계수하였다 (23).
5 g의 비율로 하였다. 모든 재료 및 양념을 혼합한 후 소금으로 최종 염 농도를 2.5%로 조절하여 열무김치 및 열무물김치 를 제조하였다. 제조한 열무김치 및 열무물김치 의 발효 특성 은 5℃에서 각각 5주일과 2주일 동안 발효 시 키면서 관찰하였다.
AGS 위암 세포와 HT-29 결장암 세포는 100 units/mL의 penicillinstreptomycine 10%의 FBS가 함유된 RPMI 1640을 사용하여 37℃, 5% CO2 incubatoi■에서 배양하였다. 배양된 각각의 암세포는 일주일에 2~3회 refeeding하고6~7일 만에 PBS로 세 척한 후 0.05% trypsin-0.02% EDTA로 부착된 세포를 분리하여 원심분리한 후 집적된 암세포에 배지를 넣고 피펫으로 암세포가 골고루 분산되도록 잘 혼합하여 75 mL cell culture flask에 10 m正씩 일정 수(= 2X104 cells/mL) 분할하여 주입하고 계속 6~7일마다 계대 배양하면서 실험에 사용하였다.
배 양기에서 72시간 배양하였다. 여기에 인산생리식 염수에 5mg/mL의 농도로 제조한 3-(4, 5-dimethyl-thiazol)-2, 5_diphenyltetrazo- liumbromide(MTT)용액 20 虬를 첨가하여 동일한 배양조건에서 4시간 동안 더 배양중t였匸이때 생성된 formazan결정 을 DMSO에 녹여서 ELISA reader로 550 nm에서 흡광도를 측정하였다.
열무김치와 열무물김치의 pH와 산도는 각 시료를 녹즙기 (엔젤라이프사)를 사용하여 모은 즙액을 만들어 측정하였다. 열무물김치의 경우, 김치와 물 부분을 함께 분쇄하였다.
4에서는 열무김치의 AGS 인체 위암세포와 HT-29 결장암 세포의 성장 억제 효과를 배추김치에서의 결과와 비교하였다. 이때 비교한 배추김치는 표준화된 방법으로 제조한 배추김치를 이용하였다
배추김치의 항암 기능성에 대한 연구에서는, in uitro상 항돌연변이 실험 및 인체 암세포를 이용한 실험 계에서 검토한 결과는 in vivo 상 동물 발암 실험 계에서 나온 결과 사이에 정의 깊은 상관관계를 나타내었다(26-28). 이에 Fig. 4에서는 열무김치의 AGS 인체 위암세포와 HT-29 결장암 세포의 성장 억제 효과를 배추김치에서의 결과와 비교하였다. 이때 비교한 배추김치는 표준화된 방법으로 제조한 배추김치를 이용하였다
5%로 조절하여 열무김치 및 열무물김치 를 제조하였다. 제조한 열무김치 및 열무물김치 의 발효 특성 은 5℃에서 각각 5주일과 2주일 동안 발효 시 키면서 관찰하였다.
열무김치 및 열무물김 치 는 표준화한 방법에 의해 제조하였다(22). 즉, 열무김치의 재료 및 양념의 배합비는 절인 열무 100 g에 대해 파 8.0 g, 마늘 2.9 g, 생강 1.6 g, 홍고추 7.0 g, 고춧가루 4.2 g, 젓갈 3.7 g의 비율로 하였으며, 열무물김치는 첨가된 물의 양을 기준으로 하여 물 100 mL에 대해 절인 열무 50.6 g, 파 3.3 g, 풋고추 3.3 g, 홍고추 2.4 g, 마늘 3.0 g, 생강 1.5 g, 전분 1.5 g의 비율로 하였다. 모든 재료 및 양념을 혼합한 후 소금으로 최종 염 농도를 2.
대상 데이터
암세포 배양 : AGS 인체 위 암세포(AGS human gastric adenocarcinoma cell)와 HT-29 인체 결장암 zfle-(HT-29 human colon adenocarcinoma cell)는 한국 세 포주 은행 (서울의 대)으로부터 분양받아 배양하면서 실험에 사용하였다.AGS 위암 세포와 HT-29 결장암 세포는 100 units/mL의 penicillinstreptomycine 10%의 FBS가 함유된 RPMI 1640을 사용하여 37℃, 5% CO2 incubatoi■에서 배양하였다.
열무김치 및 열무물김치 제조에 사용된 재료는 일반적으로 구하기 쉬운 것으로 구입하였다. 열무, 파, 마늘, 생강은 담금 당일 부산 부전시장에서 구입하였고, 고춧가루는 영양 태양초, 젓갈은 청정멸치 액젓{(쥐 미원}, 소금은 천일염{編)우 일 염업}을 사용하였다.
열무김치 및 열무물김치 제조에 사용된 재료는 일반적으로 구하기 쉬운 것으로 구입하였다. 열무, 파, 마늘, 생강은 담금 당일 부산 부전시장에서 구입하였고, 고춧가루는 영양 태양초, 젓갈은 청정멸치 액젓{(쥐 미원}, 소금은 천일염{編)우 일 염업}을 사용하였다.
데이터처리
"Means with the different letters in the same column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 결과들의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 행한 후 SAS system (v8.2 SAS Institute Inc., NC, USA)에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계분석을 행하였다.
이론/모형
열무물김치의 경우, 김치와 물 부분을 함께 분쇄하였다. pH는 pH meter(Coming 220, USA)로 실온에서 측정하였고, 산도는 시료를 20배 희석 하여 AOAC방법에 따라 측정 하였는데, 0.1% phenolphthalein 지시약 1 mL를 첨가하여 0.1 N NaOH로 적정 하여 분홍색을 띄 는 점 으로 하였다. 적정 값은 젖산(lactic acid)의 함량 %로 환산하여 나타내었다.
젖산균 수의 측정은 평 판 계수법 (plate count technique)을 이용하여 측정하였다. Leuconostoc sp.
성능/효과
AGS 인체 위암 세포에 대한 열무김치와 배추김치의 즙액 시료의 비교에서 첨가 농도 101iL/assay에서는 각각 28%와 24%의 비슷한 값의 암세포 성장 저해율로 시료 간의 유의적 인 차이는 찾아볼 수 없었지만, 첨가 농도 20 虬/assay에 서는 열무김치 즙액이 배추김치 즙액보다 다소 높은 58%의 위암 세포 성장 억제 효과를 나타내었다. HT-29 결장암 세 포에 대하여서 도 비슷한 암세포 성장 억제 효과를 나타내 었 다.
이 시기부터는 열무김치가 서서히 상해가는 시점으로 볼 수 있으며 시간의 경과와 함께 김치로서의 섭취가 불가능해졌다. 따라서 열무김 치 는 배추김 치 와는 달리 오랜 기간 저장하여 먹는 김치라기보다는 여름철에 단기간에 제조하여 먹는 김치의 특징을 나타냄을 알 수 있었다.
의 균수와 비슷한 수준의 값이었다. 또한, 발효 기간이 증가됨에 따라 서서히 증가하여 pH 4.0 이하의 범위를 나타내는 발효 2주일째에 최대값이 되었으나 발효기 간 중 전체적으로 비슷한 균수를 나타내었다.
Table 1에서는 열무와 열무김치 및 열무물김치의 AGS 인체 위암 세포의 성장 억제 효과를 비교 검토한 결과를 나타내었다. 모든 즙액 시료는 농도 의존적으로 인체 위암 세포의 성장을 억제하는 효과를 나타내었다. 첨가 농도 10 11L/ assay에서 는 모든 즙액 시료가 31% 이 하의 낮은 암세포 성장 저해율로 암세포의 성장 억제 효과를 관찰할 수 없었다.
60%까지 증가하였다. 발효 과정 중 pH와 산도 변화의 결과로부터 열무김치는 발효 과정 중 배추김치에 비해 보다 많은 양의 유기산을 생성 하는 것으로 추측할 수 있다. 열 무김 치 는 발효 가 더욱 진행되어 6~8주일째가 되어도 pH는 4.
0이 하로 떨어졌다. 발효 기간 중 열무물김치의 산도 변화는 pH의 변화에 반대로 발효기 간이 경 과됨 에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 열무물김치는 빠른 발효와 함께 열무김치에 비해 낮은 산도값을 나타내는 특징을 보였다.
33%까지 증가하였다. 발효기 간 중 열무물김치 의 pH 변 화와 산도 변화의 관계에서 최적 적숙기의 산도를 살펴보면, 열무물김치의 pH 4.3에서 0.20%의 산도값을 나타내었다. 이 값은 열무김치에 비해 훨씬 낮은 값임을 알 수 있다.
3 부근에서 배추김치보다 높은 산도를 나타내었다. 배추김치는 먹기 좋을 정도로 적당히 익혔을 때의 pH 4.2~4.5에서 산도는 0.60~0.80%인데 반 해, 열무김치의 산도는 적숙기의 pH인 pH4.2~4.5에서 1.04~1.27%로 배추김치보다 높은 값을 나타내었다. 발효가 진행되어 5주일째에는 pH 4.
HT-29 결장암 세 포에 대하여서 도 비슷한 암세포 성장 억제 효과를 나타내 었 다. 배추김치에 비해 열무김치는 다량의 클로로필을 함유하고 있어 배추김치보다는 높은 항암 효과를 예상하였으나, 서로 비슷한 항암효과를 관찰할 수 있었다. 이는 배추 이외에 함유된 무 등의 부재료의 함량에 의해서도 차이를 보일 수 있으나, 전체적으로 열무김치와 배추김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
발효 과정 중 pH와 산도 변화의 결과로부터 열무김치는 발효 과정 중 배추김치에 비해 보다 많은 양의 유기산을 생성 하는 것으로 추측할 수 있다. 열 무김 치 는 발효 가 더욱 진행되어 6~8주일째가 되어도 pH는 4.0 이하로 감소하지 않고 오히려 서서히 증가하기 시작하였으며 산도도 더 이상 증가하지 않는 경향을 보였다(자료 제시하지 않음). 이 시기부터는 열무김치가 서서히 상해가는 시점으로 볼 수 있으며 시간의 경과와 함께 김치로서의 섭취가 불가능해졌다.
첨가 농도 20 jiL/assay에서 는 열무 및 열무김치 즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성장 효과를 나타내 었 지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열 무김치와 배추김치의 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 결장암 세포에 대한 성장 억제 효과는 전체적으로 열무김치와 배추 김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타냄을 알 수 있었다.
산도의 변화는 발효 시간이 경 과됨 에 따라 증가하는 경향을 보였다. 열무김치의 산도는 김치의 적숙기 pH 4.3 부근에서 배추김치보다 높은 산도를 나타내었다. 배추김치는 먹기 좋을 정도로 적당히 익혔을 때의 pH 4.
발효 기간 중 열무물김치의 산도 변화는 pH의 변화에 반대로 발효기 간이 경 과됨 에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 열무물김치는 빠른 발효와 함께 열무김치에 비해 낮은 산도값을 나타내는 특징을 보였다. 즉 담금 직후 산도 는 0.
열무물김치는 열무김치에서와는 달리 발효가 빠르게 진행됨을 알 수 있었다. 담금 직후 열무물김치의 pH는5.
27%의 높은 값을 나타내었다. 열무물김치의 발효는 빠르게 진행되어 발효 9일째에 적 숙기 pH 4.3까지 감소하였으며, 이때의 pH와의 관계에서 산도는 0.20%로 낮은 값을 나타내는 특징을 보였다. 열무김치와 열무물김치의 젖산균 수의 성장 변화는 발효기 간 중 서로 다른 양상을 나타내었다.
균수를 나타내는 특징을 보였다. 열무와 열무김치 및 열무물김치의 AGS 인체 위암 세포에 대한 성장 억제 효과는, 모든 즙액 시료는 농도 의존적으로 인체 위 암세포의 성장을 억제하는 효과를 나타내었다. 첨가 농도 20 jiL/assay에서 는 열무 및 열무김치 즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성장 효과를 나타내 었 지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다.
첨가 농도 20uL/assay에서는 열무 및 열무김치 즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열무와 열무김치의 즙액 시료는 비슷한 비율의 암세포 성장 저해율을 나타내었으며, 열무김치와 열무물김치의 즙액 시료는 같은 농도에서 약 2배 이상의 암세포 생존 저해율의 차이를 나타내었다. 이러한 차이는 열무물김치와 열무김치 중의 수 분의 차이에 의한 것으로 추측할 수 있을 것이다.
배추김치에 비해 열무김치는 다량의 클로로필을 함유하고 있어 배추김치보다는 높은 항암 효과를 예상하였으나, 서로 비슷한 항암효과를 관찰할 수 있었다. 이는 배추 이외에 함유된 무 등의 부재료의 함량에 의해서도 차이를 보일 수 있으나, 전체적으로 열무김치와 배추김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이는 나박김치를 포함한 물김치류의 발효 과정 중 산도 변화와 비슷한 경향을 나타내고 있다(24, 25). 즉, 물김 치류의 발효 특성 은 첨가된 물의 양에 영향을 받으며, 첨가된 물은 발효의 진행을 빠르게 하는 역할을 하는 것으로 볼 수 있었다. 이는 물이 첨가되어 상대적으로 완충작용을 하는 용질의 농도가 감소하여 산이 조금만 생성되어도 pH의 감소가 크게 나타나는 것으로 사료된다.
즉, 수분을 제외한 건조물의 차이에서 보면 서로 비슷한 암세포 생존 억제 효과를 나타낸다고 볼 수 있을 것이다. 즉, 열무물김치 즙액 시료는 첨가 농도 20 uL/assay까지는 높은 암세포 생존율로 암세포의 성장 억제 효과를 관찰할 수 없었으나, 첨가농도 40 uL/assay에서 50% 이상의 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었다(결과 제시하지 않음).
열무와 열무김치 및 열무물김치의 AGS 인체 위암 세포에 대한 성장 억제 효과는, 모든 즙액 시료는 농도 의존적으로 인체 위 암세포의 성장을 억제하는 효과를 나타내었다. 첨가 농도 20 jiL/assay에서 는 열무 및 열무김치 즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성장 효과를 나타내 었 지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열 무김치와 배추김치의 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 결장암 세포에 대한 성장 억제 효과는 전체적으로 열무김치와 배추 김치는 서로 비슷한 정도의 항암효과를 나타냄을 알 수 있었다.
첨가 농도 10 11L/ assay에서 는 모든 즙액 시료가 31% 이 하의 낮은 암세포 성장 저해율로 암세포의 성장 억제 효과를 관찰할 수 없었다. 첨가 농도 20uL/assay에서는 열무 및 열무김치 즙액 시료는 50% 이상의 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었지만, 열무물김치 즙액은 낮은 성장 저해율을 나타내었다. 열무와 열무김치의 즙액 시료는 비슷한 비율의 암세포 성장 저해율을 나타내었으며, 열무김치와 열무물김치의 즙액 시료는 같은 농도에서 약 2배 이상의 암세포 생존 저해율의 차이를 나타내었다.
후속연구
특히 배추김치의 경우 맛과 기능성을 증진시킨 김치에 대한 연구와 더불어 배추김치 및 첨가된 재료의 항산화, 항비만, 항암, 고혈압 및 동맥경화, 변비 예방 및 정장작용 등 그 기능성에 대한 연구는 여러 실험 계를 통해 확인되어지고 있지만(10-21), 열무김치에 대한 이러한 연구는 미흡한 실정이다. 열무김치에는 젓갈을 넣어 국물 없이 담그는 열무김치와 절인 열무에 물을 자작하게 부어 담는 열무 물김치 등이 있으며, 다량의 비타민 및 무기질을 함유하고 있는 열무를 이용한 열무김치의 기능성에 관한 연구는 김치의 개발 및 기능성 식품으로의 개발에 도움이 될 것으로 본다. 따라서 본 연구에서는 발효 과정 중 열무김치 및 열무물김치의 발효 특성의 관찰 및 AGS 인체 위암 세포와 HT-29 인체 결장암 세포에 대한 in vitro 항암효과를 비교 검토하였다.
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