초록 ▼

○ 연구결과
1. 상황버섯 균사체 발효주의 바이오매스를 이용하여 작은 규모의 시험 막걸리 생산의 최적화를 확립하였으며, 이후 상황버섯 균사체를 이용한 기능성 전통주의 대량생산 체계를 구축하였다.
2. 상황버섯 균사체 발효 막걸리의 영양, 식품학적 분석
HPLC를 이용하여 개발된 전통주에 함유된 유기산, 아미노산, 비타민 등을 분석하였으며, 저장기간과 저장온도에 따른 이들 유용성분들의 변화가 관찰되었으며, 이로 인해 술맛과 질에 영향을 줄 것이라는 결과를 얻었다.
3. 세포주를 통한 기능성 전통주에 대한 효능 검

○ 연구결과
1. 상황버섯 균사체 발효주의 바이오매스를 이용하여 작은 규모의 시험 막걸리 생산의 최적화를 확립하였으며, 이후 상황버섯 균사체를 이용한 기능성 전통주의 대량생산 체계를 구축하였다.
2. 상황버섯 균사체 발효 막걸리의 영양, 식품학적 분석
HPLC를 이용하여 개발된 전통주에 함유된 유기산, 아미노산, 비타민 등을 분석하였으며, 저장기간과 저장온도에 따른 이들 유용성분들의 변화가 관찰되었으며, 이로 인해 술맛과 질에 영향을 줄 것이라는 결과를 얻었다.
3. 세포주를 통한 기능성 전통주에 대한 효능 검정
Hep G2 세포를 이용하여 염증유발과 관련 있는 유전자들의 발현 양상을 조사한 결과 전통주 추출액과 10 ㎍/㎖의 LPS를 혼합처리 했을 경우, LPS를 단독처리한 군에 비해 추출액 농도가 증가할수록 이 유전자들의 발현이 감소하며 특히 10 ㎎/㎖의 시료를 처리하였을 때 이들 유전자 발현의 억제가 현저하였다. 따라서 기능성 전통주가 LPS에 의해 유도된 염증을 완화 시켜줄것이라고 판단된다.
4. 실험동물모델을 통한 기능성 전통주에 대한 효능 검정
상황버섯발효 전통주 알코올 농도 8% 5 ㎖을 흰쥐에 1일 2회 나누어 14일간 경구 투여하였다. 대조군으로 동일한 농도의 ethanol을 2주간 투여 하여 간의 염증관련 유전자 및 단백질의 발현에 대한 결과, 정상군에 비해 ethanol투여에 의한 발현의 변화는 관찰되지 않으나 전통주투여군의 COX-2, iNOS, TNF-α의 유전자 및 단백질 발현이 감소하였다. 상황버섯 발효 전통주가 간 염증에 효과적일 것이라고 판단된다.

Abstract ▼

Ⅲ. Research Content and Scope
1. Construction for mass production and development of functional traditional wine using Phellinus-mycelia fermentation
1). Analysis of biomass produced from alcohol fermentation
230 ton of materials such as Koji, rice, mycelia, and water produces 150 kg of bio

Ⅲ. Research Content and Scope
1. Construction for mass production and development of functional traditional wine using Phellinus-mycelia fermentation
1). Analysis of biomass produced from alcohol fermentation
230 ton of materials such as Koji, rice, mycelia, and water produces 150 kg of biomass, which is 15% of total input, after alcohol fermentation.
Biomass contains 75% starch and mycelia which can be reusable. Since amount of mycelia is 15% among them it is conceivable that biomass can be reusable to make functional traditional wine.
2). Optimization of biomass with pretreatment for alcohol fermentation
It was investigated whether mycelia in the biomass contain ability to fermentation under the condition of 7 days incubation at 25C. Alcohol amount was 8.0%, and acidity was 17.8%.
Therefore, it was confirmed that mycelia in the biomass was alcohol-fermentable. However, fermentation process was slower possibly by the biomass without glucose hydrolysis. Glucose or steamed rice was additionally added.
Alcohol fermentation after addition of glucose or steamed rice for 6 days at 25℃ produced 8.8% and 9.1% of final alcohol concentration, respectively, which is approximately 1% greater than biomass only. In contrast, pH from glucose- or steamed rice-added fermentation product was decreased to 6.0 and 6.1, respectively.
The results indicated that it is possible for alcohol fermentation with the biomass and mycelia in the biomass has weak fermenting ability and starch hydrolysis and is not enough for alcohol fermentation.
3) Optimization for mycelia-fermented alcohol beverage in small scale.
It was necessary to add Koji as starch hydrolysis and fresh-cultured mycelia other than mycelia in the biomass from the previous fermentation. With them alcohol fermentation for 6 days at 25℃ produced 12.4% of final alcohol concentration, pH4.0, suggesting that production condition is established.
4). Making commercial product of functional alcoholic beverage
Scale-up was carried out based on the condition for small scale. Briefly, rice was absorbed in water, drained, and steamed. Aspergillus kawachii was innoculated and incubated for one day at 35 ~ 40℃ to produce Koji. The first fermentation of alcohol was done with Koji (1,700kg), newly cultured mycelia (65kg), and water (2,600kg). After 24 hr, rice (1,240kg) and water (3,000ℓ) were added. The second addition of the same amounts of rice and water was done at 24 hr post-fermentation. Pressure filtration was necessary to make the final product, 8% alcohol beverage.
2. Analysis of Nutritional Compounds and the physiological activity in Alcohol Product
1). Analysis of Nutritional Compounds
Amounts of organic acids and amino acids are influent to taste and flavor of alcohol beverage. Therefore, amounts of organic acids and amino acids of mycelia-fermented alcohol beverage were analyzed using HPLC. we identified 5 different organic acids (oxalic acid, malonic acid, lactic acid, acetic acid, citric acid). Among these amounts of lactic acid and citric acid were relatively greater than others.
Also, vitamin B1 was detected as a concentration of 3ug/ml of the three-days old product. Storage temperature and period caused change of each compounds. Amounts of lactic acid and citric acid increased to 1.9 fold and 3.7 fold, respectively, when stored at 25℃. Other organic acids showed a similar pattern. Increased amounts of organic acid result in change of taste and flavor of alcohol beverage. Amounts of most amino acids increased when stored at 25℃. In contrast, aspartic aicd and arginine were detected only when stored at 4℃.
2). Analysis of functional activity at cellular level
Alcohol metabolism occurs in the liver tissue. Therefore, a cell line from liver tissue was used for analysis. The expression of inflammation-related proteins in HepG2 cells such as iNOS, COX-2, and TNF-α was examined. The results showed that the treatment of extract of traditional wine inhibited the expression of these proteins even in the presence of LPS.
3). Analysis of the physiological activity with animal model
8 week old male Sprague-Dawley rats were purchased from Samtaco company and fed orally with the mycelia-fermented alcohol beverage for 14 days with twice of 5 ml everyday.
Control group were fed the same protocol except alcohol instead of the mycelia-fermented alcohol beverage. Aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) in blood were analyzed with automatic analysis system (COBAS MIRA, Roche, Germany).
Normal group AST without any feeding was 107.8±3.9 IU/L, while control group was 129.8±9.1 IU/L (P<0.05). Experimental group AST was 115.8±5.8 IU/L, which was regarded as nonsignificant. Normal group ALT was 38.4±1.1 IU/L, while control group was 42.5±2.0(IU/L). Experimental group ALT was 39.8±2.7 IU/L and showed statistically nonsignificant. The expression of inflammatory proteins such as cyclooxygenase (COX)-2, inducible nitric oxide synthase (iNOS), tumor necrosis factor (TNF)-α were decreased in the mycelia-fermented product-treated rat compared with ethanol-treated ones.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 연구개발보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 16
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제 1 절 국내 주류 매출관련분야 환경변화 ... 19
• 제 2 절 국내·외 기술개발현황 ... 20
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제 1 절 연구개발 방법 ... 21
• 1. 알코올 농도측정 ... 21
• 2. 당분석 ... 21
• 3. 주류의 성분분석 ... 21
• 4. 주박을 이용한 절임 시료준비 ... 21
• 5. pH 및 산도 측정 ... 21
• 6. 유기산 분석 ... 22
• 7. 발효시제품으로부터 생리활성 성분 분석을 위한 시료준비 ... 22
• 8. 단백질 농도 측정 ... 22
• 9. HPLC 방법을 사용한 생리활성 성분 분석 ... 22
• 10. 세포 배양 ... 23
• 11. 세포의 성장 ... 23
• 12. 세포의 형태적 관찰 ... 23
• 13. RNA extraction 및 PT-PCR ... 23
• 14. SDS-PAGE 및 Western blot ... 23
• 15. 동물모델에서 기능성 검정 ... 23
• 16. 술의 소비자 기호도 설문조사 ... 24
• 제 2 절 연구개발 결과 ... 27
• 1. 상황버섯 균사체에 의해 발효된 고기능성 전통주 개발을 위한 시험생산 최적화 ... 27
• 1) 알코올 발효후 생성된 바이오매스(주박)의 특성분석 ... 27
• 2) 바이오매스를 전처리하여 알코올 발효를 위한 주모로서의 최적화 ... 28
• 3) 작은 규모로 시험 막걸리 생산의 최적화 확립 ... 30
• 4) 고기능성 막걸리 대량생산 체계의 구축 및 제품화 ... 32
• 5) 주세법을 참고로한 고기능성 막걸리의 알코올 농도 및 성분분석 ... 34
• 6) 시음회를 통한 관능 설문조사 ... 35
• 7) 막걸리 생산외의 바이오매스를 이용한 발효산물 재활용 탐색 ... 37
• 2. 고기능성 전통식품의 생리활성 검정 및 질환완화 효과 검정 ... 38
• 1) 발효시제품으로부터 생리활성 성분분석을 위한 시료준비 ... 38
• 2) 개발 주류의 단백질 측정 ... 39
• 3) 개발 주류의 유기산 측정 ... 39
• 4) 개발 주류의 비타민 분석 ... 43
• 5) 저장기간 및 저장온도에 따른 유기산 함량의 변화 ... 45
• 6) 비타민 함량의 변화 ... 46
• 7) 아미노산 정성과 변화 ... 46
• 8) 단백질 함량의 변화 ... 47
• 9) Amylase 활성 측정 ... 48
• 10) 세포성장 및 형태 변화에 대한 시료 I의 영향 ... 48
• 11) 세포성장 및 형태 변화에 대한 시료 II의 영향 ... 50
• 12) 염증관련 단백질의 mRNA 발현에 대한 시료 I의 영향 ... 51
• 13) 염증관련 단백질의 mRNA 발현에 대한 시료 II의 영향 ... 51
• 14) 염증관련 단백질의 발현에 대한 시료 I의 영향 ... 52
• 15) 염증관련 단백질의 발현에 대한 시료 II의 영향 ... 53
• 16) 혈청 중 AST 및 ALT 활성 ... 54
• 17) 염증관련 유전자 및 단백질 발현 ... 55
• 18) 조직병리학적 및 glycogen 분포에 대한 검색 ... 55
• 19) 면역조직학적 검색 ... 56
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 58
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 60
• 제 1절 추가연구의 필요성 ... 60
• 1. 추가연구의 필요성 ... 60
• 2. 타 연구에의 응용 ... 60
• 제 6 장 참고문헌 ... 61