보고서 정보
주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2014-02 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201400011436 |
과제고유번호 |
1395022834 |
사업명 |
지역전략작목산학연협력사업 |
DB 구축일자 |
2014-07-05
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초록
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Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부연구과제 : 참외의 기능성 증진기술 및 소재 개발
현장에서 문제가 되고 있는 비상품과를 활용하고 참외의 이용 및 부가가치를 높이기 위한 연구의 일환으로 참외 종자를 가공 처리하였다. 참외 건강 기능성증진을 위한 가공기술을 확립하고자 온도별, 시간별 조건을 바꾸어 가면서 참외 종자 가공산물을 제조하였다. 볶음온도가 높아질수록 종자 및 주정추출물의 갈변이 진행되었으며, 지방함량은 온도가 높을수록 증가하다 감소하였고, 고형물 수득율은 200℃에서 가장 높았다. 온도 처리 별 pH 변화는 처리 온도
Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부연구과제 : 참외의 기능성 증진기술 및 소재 개발
현장에서 문제가 되고 있는 비상품과를 활용하고 참외의 이용 및 부가가치를 높이기 위한 연구의 일환으로 참외 종자를 가공 처리하였다. 참외 건강 기능성증진을 위한 가공기술을 확립하고자 온도별, 시간별 조건을 바꾸어 가면서 참외 종자 가공산물을 제조하였다. 볶음온도가 높아질수록 종자 및 주정추출물의 갈변이 진행되었으며, 지방함량은 온도가 높을수록 증가하다 감소하였고, 고형물 수득율은 200℃에서 가장 높았다. 온도 처리 별 pH 변화는 처리 온도가 높아질수록 pH가 낮아졌고, 250℃ 부터는 pH가 5.75로 일정하였다. ABTS 방법을 이용하여 항산화 활성을 측정한 결과 볶음 처리 온도가 높아질수록, 또한 시료의 농도가 높아질수록 항산화 활성이 높게 나타났다. 볶음처리 온도가 250 ℃에서 항산화 활성이 가장 높게 나타났고, 300 ℃ 에서는 항산화 활성이 조금 떨어졌다. 참외 종자의 볶음처리에 따른 기능성 증진효과를 검증하기 위하여 대표적인 기능성분인 총페놀 함량을 측정한 결과 볶음처리 온도가 높아질수록 함량이 증가하는 것을 확인하였고, 250 ℃에서 총 페놀 함량이 가장 높게 나타났다. 250 ℃에서 항산화 활성과 기능성분 함량이 가장 높게 나타나 온도를 250 ℃로 고정한 후 시간별로 볶음처리를 하여 가공산물을 제조하였고, 상기한 방법과 동일한 방법으로 주정추출물을 제조하였다. 제조된 가공소재의 물리적 특성 및 기능성 변화에 대한 연구를 계속 수행하여 기능성 증진을 위한 최적 가공처리법을 확립하였다. 참외 종자 및 참외 볶음종자의 기능성 평가 연구 결과 우수한 생리활성을 보여주는 가공 소재 추출물들은 참외종자를 이용한 가공소재개발에 이용될 수 있을 것이다. 참외종자 볶음 온도 및 시간 처리별 다양한 가공 소재를 제조한 후, 가공소재의 다양한 추출물을 제조하여 그 생리활성을 in vitro bioassay를 이용하여 평가하였다. 가장 기능성분 함량이 증가되었던 가공 조건에서 제조된 참외 가공소재의 추출물이 가공처리 하지 않은 참외 종자보다 항당뇨 활성 및 항암활성이 유의적으로 높게 나타났다. 항산화 활성과 해독효소 유도활성을 통한 암예방 활성을 조사한 결과 가공처리 참외종자가 항암활성과 마찬가지로 무처리 참외종자 보다 활성이 높게 나타났다. 항당뇨 활성을 평가하기 위해 key enzyme, α-glucosidase와 α-amylase에 대한 효소 활성 억제능을 조사한 결과 참외 가공소재 뿐만 아니라 무처리 참외 종자의 헥산 추출물에서도 항당뇨 활성이 나타났다. 특히 α-amylase 활성을 강하게 억제하였다. 인체 유래 5종(MCF-7, A549, AGS, HT-29, HepG2) 암 세포주를 이용한 항암 활성 연구에서 참외 볶음 종자 에탄올 추출물이 간암 세포주인 HepG2세포와 유방암 세포주인 MCF-7 세포에서 우수한 항암활성을 보여주었다. 활성이 가장 강하게 나타난 에탄올 추출물에 대하여 에칠아세테이트를 이용한 용매분획법을 실시하여 비극성 분획물인 에칠아세테이트층을 얻었다. 남은 잔사는 다시 부탄올을 이용한 용매분획법을 실시하여 극성 분획물인 부탄올층을 제조하였다. 항암활성을 평가 한 결과 비극성 분획물인 EtOAc 분획물이 극성 분획물인 n-BuOH 분획물 보다 우수한 항암활성을 보여주었고, 모두 에탄올 추출물보다 항암 활성이 크게 증가하였다.
참외종자 기능성 가공소재를 확보하기 위하여 기능성 평가에서 가장 우수한 활성을 보여준 참외 종자를 대량으로 최적가공조건인 250℃, 120분에서 볶음 처리한 후 헥산을 이용한 탈지 과정을 거쳐 헥산 추출물(113 g)과 에탄올 추출물(106 g)을 대량으로 제조하였고, 그 제조공정을 확립하였다. 항당뇨 기능성이 우수한 참외종자 헥산 추출물의 독성을 세포수준에서 조사하기 위하여 in vitro crystal violet assay 및 MTT assay를 실시하였다. 대식세포인 RAW 264.7 세포주를 이용한 실험에서 참외종자의 헥산 추출물은 200 μg/mL 농도에서 세포 독성을 나타내지 않았다. 온도가 증가함에 따라 고농도에서 독성이 증가하는 경향을 보여주었으나 180분간 처리시에도 80% 이상의 세포생존율을 보여주었다. 인체 대장암 세포주인 HT29를 이용하여 세포독성을 평가하고자 MTT assay를 실시하였다. 고농도인 2000 μg/mL 농도에서 볶음 처리하지 않은 참외종자의 헥산 추출물은 80% 이상의 세포생존율을 보여주었고 볶음 처리 온도가 증가함에 따라 세포독성이 증가하였다. 참외 볶음종자 헥산 추출물의 독성을 실험동물 수준에서 조사하기 위하여 랫트에 1000 mg/kg 농도로 복강투여 하였다. 고용량의 추출물을 투여한 경우에도 한 마리도 죽지 않았고 몸무게 등 특이한 사항이 관찰되지 않았다. 참외 볶음종자 추출물이 in vitro 에서 혈당조절능을 보여주어 실험동물을 이용한 in vivo 실험에서도 항당뇨 활성을 보여주는지 알아보고자 동물실험을 수행하였다. 수컷 랫트에 STZ로 당뇨가 유발된 쥐의 경우 몸무게가 유의성 있게 줄어들었지만 당뇨가 유발되지 않은 정상군에서는 몸무게가 증가하였다. STZ로 당뇨가 유발된 쥐에 참외 볶음종자 추출물을 1회 처리한 후 1일후 체중을 측정하였을 경우 STZ로 당뇨 유발군에 비해 당뇨참외 볶음종자 추출물 처리군이 몸무게가 약간 감소하는 경향을 보여주었다. 참외 볶음종자 추출물을 1회만 처리한 경우에도 STZ 당뇨 유발군에 비해 참외 볶음 종자 추출물 처리군이 혈중 글루코즈 농도를 크게 감소시켰다. 혈당조절 기능성이 우수한 참외 볶음종자를 이용하여 참외 종자유 시제품을 제작하였다. 참살이를 위한 기능성 먹거리에 대한 소비자의 요구가 증대하고 당뇨환자가 급증함에 따라 혈당 조절을 타겟으로 한 건강기능성 가공상품으로 상품화가 가능할 것으로 보인다.
2. 제2세부연구과제 : 참외 가공품 및 지역특산음식 개발
가. 참외 쥬스 개발
참외 쥬스를 실온에서 보관하면서 시간 경과에 따라 pH는 3.62에서 3.86으로 변화하였으며, 색도는 명도값은 작아졌고, 황색도는 증가하였으며, 당도는 감소하는 것으로 나타났다. 농축형 참외 쥬스의 최적 배합비는 액상과당(73 〫Brix) 14.0%, 참외 농축액(40 〫 Brix) 1.5%, Vitamin C 0.04%, 구연산 0.02%, 정제수 84.44%로 완성되었다.
나. 참외 김치 개발
참외 김치의 pH 변화는 발효 초기에 pH가 비슷하였으나, 대조구에서는 급격히 pH가 떨어져 과숙 현상을 보였으나, 참외 껍질 첨가구에서는 pH가 유지되었다. 산도 변화는 초기에는 참외 껍질 첨가구에서 다소 높았으나, 발효가 진행되면서 오히려 대조구에 비해 낮은 산도 값이 나타났다. 총균수를 측정한 결과, 참외 껍질 첨가구의 총균수가 대조구에 비해 낮게 관찰되었으며 젖산균도 비슷한 양상을 보였다. 참외 김치의 관능검사 결과, 참외 껍질 20% 첨가구가 가장 높은 선호를 나타내었다.
다. 참외 초콜릿 개발
참외 초콜렛의 색도 측정 결과, 대조구에 비해 참외 분말이나 추출액 첨가량이 증가할수록 명도값은 낮아져 색도가 어두워 지는 것을 알 수 있었으며, 분말 첨가의 경우가 추출액 첨가에 비해 명도값이 더욱 낮은 것으로 나타났다. 관능 검사 결과, 참외 분말 5% 첨가군, 참외 추출액의 경우는 2.5% 첨가하였을 때 높은 선호를 나타내었다.
라. 참외 양갱 개발
참외 양갱의 물성 측정은 대조구에 비해 참외 분말 첨가량이 증가할 수 록 강도와 경도가 낮아지는 것으로 나타났으며, 색도 측정 결과, 대조구에 비해 참외 분말이나 추출액 첨가량이 증가할 수 록 명도값은 낮아져 색도가 어두워 지는 것을 알 수 있었으며, 분말 첨가의 경우가 추출액 첨가에 비해 명도값이 더욱 낮은 것으로 나타났다. 황색도는 참외 분말이나 추출액 함량이 증가할 수 록 높아졌으며, 적색도 값은 뚜렷한 차이가 없었다. 참외 양갱의 관능 검사 결과는 참외 분말 5% 첨가군과 참외 추출액 2.5% 첨가시 높은 선호를 나타내었다.
마. 참외 잼 개발
참외 잼은 설탕을 첨가하여 제조한 경우 올리고당을 첨가하여 제조한 잼에 비해 명도값이 낮아 짙은 색을 보였으며, 당도와 점도가 높은 것으로 나타났으며, 관능 검사 결과, 맛과 향은 올리고당을 첨가한 잼이 기호도가 높았으며, 설탕을 첨가하여 제조한 경우 올리고당을 첨가한 잼에 비해 색도와 조직감은 높은 것으로 나타났고, 전체적인 기호도는 비슷한 경향을 보였다.
바. 참외 퓌레 개발
참외 퓌레는 과당 퓌레 색도는 올리고당 참외 퓌레에 비해 낮은 값을 보여 짙은 색을 보였으며, 황색도 값도 높은 것으로 나타났다. 당도는 올리고당 퓌레가 약간 높았으며, 점도 역시 과당 퓌레에 비해 올리고당 퓨레가 높은 것으로 나타났다. 퓨레의 관능 검사 결과, 색도와 맛, 참외 향, 조직감, 전체적인 기호도 등 모든 측정 항목에서 과당 퓌레가 높은 기호도 값을 보였다.
Abstract
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1. After heat processing, the methanol extracts from oriental melon seeds showed strong antioxidant activity. Heat treatment for oriental melon seeds enhanced antioxidant activity. To develop the processing method for the enhancement of biological activity from oriental melon seeds, roasting tempera
1. After heat processing, the methanol extracts from oriental melon seeds showed strong antioxidant activity. Heat treatment for oriental melon seeds enhanced antioxidant activity. To develop the processing method for the enhancement of biological activity from oriental melon seeds, roasting temperature and time were changed and functional components and antioxidant activity(ABTS & DPPH radical scavenging) were examined. As a result, the antioxidant activity was enhanced potently at the processing condition of 250°C for 120 min and reduced at 300°C for 120 min. Processing method was optimized based on antioxidant activity. The inhibitory activities of various solvent extracts from roasted oriental melon seeds against inflammatory, cancer, and diabetes were examined using various in vitro bioassays. Low phenolic-containing hexane extract exhibited much higher inhibitory activities against α-glucosidase and α-amylase than ethanol extract. The inhibitory effects of the hexane extracts of roasted melon seed on α-glucosidase and α-amylase were examined under different roasting temperatures, and compared with those of the unroasted seeds. The highest hypoglycaemic activity was exerted by the seed roasted at 250°C for 90 min with an inhibition value of 87.7% and 52.3% against α-amylase and α-glucosidase, respectively. To elucidate of the anti-diabetic (α-glucosidase and α-amylase inhibitory) activity of oriental melon seed extract, a GC-MS was performed. Free fatty acids were shown to possess significant hypoglycaemic activity. In addition, in vitro inhibitory effect of oriental melon seeds on NO production was examined. Antiinflammatory effect of oriental melon seeds positively correlated with the LLL content. At a concentration of 200 μg/ml, seed roasted at 250°C for 90 min showed the most powerful anti-inflammatory effect with a NO inhibitory activity of 54.3% in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. Anticancer and chemopreventive effect of oriental melon seeds was also examined using various human cancer cells. The methanol extract showed the potent anticancer effect.
To evaluate the toxicity of oriental melon seeds, in vitro & in vivo experiments were carried out. The change in cytotoxic activity is considered to be correlated to the chemical alteration of constituents by the heat-processing. Trial manufactured goods were made using processed oriental melon seeds which have anti-diabetic activity.
2. Oriental melon juice is stored at room temperature, the pH over time is from 3.62 to 3.86 was changed, the color value of the articulation jyeotgo smaller, the yellowness was increased sugar content is decreased. The optimum mixing ratio oriental melon juice concentrate is a liquid form of fructose (73 〫 Brix) 14.0%, oriental melon concentrate (40 〫 Brix) 1.5%, Vitamin C 0.04%, 0.02% citric acid, purified water 84.44% was completed. Kimchi is a fermented oriental melon initial pH of pH is similar, but the pH of the control away from the rapidly boyeoteu gwasuk phenomenon and, oriental melon rind, the pH was maintained additives furniture. Changes in pH impregnated early oriental melon rind is slightly higher in the household, but rather the fermentation progresses, the pH value is lower than the control group, respectively. Total plate count was measured, oriental melon rind are added Ward total bacterial count of lactic acid bacteria was observed compared to control low showed similar pattern to FIG. Sensory evaluation of kimchi oriental melon, oriental melon rind 20% of households with the highest preference apex, respectively. Measurement results of the chocolate color oriental melon, oriental melon powder or extract compared to control may increase the amount of the low, rock brightness values can be seen that the color was darkening, Extract Powder is added if the value is much lower compared to the brightness, respectively. In sensory evaluation, the addition of 5% powder gun oriental melon, oriental melon extract, 2.5% in the case when added to the highly preferred, respectively. Measurement of the physical properties of oriental melon jelly powder content compared to control oriental melon may increase the strength and hardness of rock was found to be lowered, and the color measurement results, compared to control oriental melon extract powder or rock can increase the amount of color intensity values are low, know that was darkening, powder compared to the case of the addition of the extract showed a lower brightness value. Yellowness oriental melon extract powder and can increase the content of rock been increased, there was no significant difference in redness value. The sensory evaluation of oriental melon jelly oriental melon oriental melon extract powder 5% added group and the addition of 2.5% showed a high preference. Oriental melon jam is prepared by adding sugar oligosaccharides prepared by adding one when compared with measured brightness values showed a low dark color, high sugar content and viscosity showed, sensory evaluation, flavor and aroma of the addition of oligosaccharides acceptability was higher in the jam, sugar and jam production when compared to the addition of oligosaccharides color and texture showed a higher overall acceptability showed a similar trend. Oriental melons oriental melon puree fructose oligosaccharides puree puree is lower than the chroma values for the dark-colored showed a yellowness index value is higher. Oligosaccharide puree is slightly higher sugar content and viscosity are also compared with fructose oligosaccharide puree puree is higher. Puree the sensory evaluation, color and flavor, oriental melon flavor, texture, overall acceptability of all measurement items, such as the preference value from the high fructose showed puree.
목차 Contents
- 표 지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 요 약 문 ... 3
- S U M M A R Y ... 11
- 목 차 ... 14
- 제 1 장 서 론 ... 15
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 17
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
- <제1세부과제 : 참외의 기능성 증진기술 및 소재 개발> ... 19
- <제2세부과제 : 참외 가공품 및 지역특산음식 개발> ... 45
- 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 63
- 제1절 : 목표대비 대외달성도 ... 63
- 제2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 63
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 66
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
- 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 67
- 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 67
- 제 9 장 참고문헌 ... 68
- 끝페이지 ... 73
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