초록 ▼

○ 연구결과
- 울금의 일반성분은 수분이 82.03%, 조지방이 1.26%, 조단백질이2.54%, 조섬유가 2.33%, 회분이 1.82% 각각 함유된 것으로 분석되었다.
- 울금의 총 페놀 함량은 50% ethanol로 추출한 울금추출물이 4.96 ㎎/100 ㎖로 가장 높은 함량을 보였고 30% ethanol 울금추출물과 50% ethanol 울금추출물의 경우는 거의 비슷한 함량이었으나 물추출물에 비하면 더 높은 함량인 4.56 ㎎/100 ㎖와 5.23 ㎎/100 ㎖이 각각 함유된 것으로 분석되었다.
- 울금엑기스의

○ 연구결과
- 울금의 일반성분은 수분이 82.03%, 조지방이 1.26%, 조단백질이2.54%, 조섬유가 2.33%, 회분이 1.82% 각각 함유된 것으로 분석되었다.
- 울금의 총 페놀 함량은 50% ethanol로 추출한 울금추출물이 4.96 ㎎/100 ㎖로 가장 높은 함량을 보였고 30% ethanol 울금추출물과 50% ethanol 울금추출물의 경우는 거의 비슷한 함량이었으나 물추출물에 비하면 더 높은 함량인 4.56 ㎎/100 ㎖와 5.23 ㎎/100 ㎖이 각각 함유된 것으로 분석되었다.
- 울금엑기스의 항균활성은 Salmonella typhimurium KCTC 1925와 Bacillus cereus KCTC 1092에 대하여 대체적으로 높게 나타났다.
- 울금막걸리의 관능평가에서 2.50%의 울금 추출물을 1단 담금 시 첨가하여 제조한 막걸리의 색,향,맛 및 전체적인 기호도가 높은 평가를 받았으며, 울금을 첨가함으로써 강한 신맛과 단맛이 보완되었음을 평가받았다.
- 울금주의 성분별로 면적비를 비교하면 ethanol이 82.26%로 가장 많은 비율을 차지하였으며, 다음으로는 cyclopropane이 8.43%, 1-butanol 4.22%, acetic acid가 1.40%, 1-propanol이 1.28% 및 acetaldehyde가 0.16%로 주요한 성분으로 나타났다.
- 위하여 세포에 300 mM의 에탄올을 처리한 후 4종의 울금 추출물을 처리하였다. 알코올만 처리한 군의 세포 생존율은 46%까지 감소하였으나, CLH의 경우 알코올에 대한 간의 산화적 손상으로부터 높은 보호효과가 있는 것으로 판명되었다.
- 울금 열수추출물 분획물의 알코올성 산화적 손상에 대한 간 보호효과시험을 진행한 결과, CLH-C에서 높은 활성을 나타내었으며 간호보효과를 보였다.
- CYP2E1을 발현시킨 HepG2 세포에서 울금 열수추출물은 알코올에 의해 유도되는 산화적 스트레스에 대한 간보호효과를 보유하고 있으며, 그 효능은 울금추출물에 의해 세포 내 과도하게 존재하는 ROS를 제거되어 항산화 방어기전이 안정화됨으로써 나타나는 것으로 추론된다.
- 동물실험에서는 3주간 마우스에 울금 메탄올추출물을 경구투여한 결과 0.25g/kg/day 를 투여한 군에서 TG가 감소하고, HDL이 증가하며, 체중이 감소하는 결과를 나타내었다.
- 울금 열수추출물(CLH)과 메탄올추출물(CLM)의 아만성 독성검사를 실시한 결과, ～1.0 g/kg/day까지의 양에서 두 군 모두 100%의 생존율을 나타냈다.
- 울금의 부위별 일반성분 중 수분은 줄기가 91.98%로 가장 높았으며, 그 다음 순으로는 뿌리가 89.04%, 잎이 83.35%로 나타났으며 조단백질은 뿌리가 1.72%로 가장 높았으며, 잎이 0.35%, 줄기가 0.29%를 보였다.
- 유기산은 잎과 줄기는 tartaric acid와 oxalic acid 2종이 확인되었으나 뿌리에서는 tartaric acid, oxalic acid, citric acid 및 glutaric acid 등 4종이 검출되었다. Curcumin 함량은 울금의 잎에서 0.28mg%, 줄기가 0.39 mg%, 뿌리에서 108.80 mg%를 보여 뿌리에서 가장 높게 나타났다.
- 가을울금과 봄울금의 수분, 조회분, 조단백 및 조지방 함량은 채취시기가 늦을수록 증가하였고, 가용성무질소분 함량은 채취시기가 늦을수록 감소하는 경향을 보였다.
- 울금에 들어 있는 curcumin성분의 추출조건 확립 및 HPLC에 의한 최적 분석조건과 쓴맛성분 제거방법 등을 검토한 결과, 메탄올에서 흡수파장은 424 nm 부근에서 최대흡광도를 보였으며, HPLC의 최적 분석조건은 UV 424 nm에서 Zorbax eclipse C18 column을 사용하여 분석할 경우, 이동상은 75% MeOH, 유속 0.8 mL/min에서 가장 좋은 분리결과를 보였다.
- 울금 에탄올추출물의 항균활성 물질을 분리 동정하기 위하여 울금을 용매로 분획하여 각 분획물의 항균활성을 시험하였고, 이들 중 ethylacetate 추출물이 가장 항균활성을 높게 나타났으며, silicagel column chromatograph와 TLC를 실시하여 얻은 compound Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 및 Ⅳ를 NMR분석한 결과compound Ⅰ은 curcumin으로, compound Ⅱ는 demethoxyurcumin으로, compound Ⅲ는 bisdemethoxycurcumin으로 동정되었다. 그러나 compoud Ⅳ의 경우 3종류의 curcumin과 일치 하지않고 있으나 항균 활성을 보이는 것으로 보아 cucurmin이 일정 부분 혼합되어 있을것 으로 사료된다.

Abstract ▼

Makgeolli, a Korean traditional rice wine, is brewed using rice, barley, and wheat flour. The effectiveness of Makgeolli containing Curcuma longa L. (turmeric) to improve the quality during fermentation was investigated. For Makgeolli added with turmeric powder, the temperature change was not affect

Makgeolli, a Korean traditional rice wine, is brewed using rice, barley, and wheat flour. The effectiveness of Makgeolli containing Curcuma longa L. (turmeric) to improve the quality during fermentation was investigated. For Makgeolli added with turmeric powder, the temperature change was not affected regardless of addition levels and time of turmeric powder. Temperature reached the highest point after 24-hour fermentation. The pH values of all samples decreased after 24-hour fermentation, and then increased thereafter. The pH values were not significantly different with addition stages of turmeric powder and increased with increasing the addition level of turmeric powder. The change of ethanol content increased until 24-hour fermentation, but decreased after second brewing stage. The Makgeolli added with 0.25% of turmeric powder at the first brewing stage showed the highest ethanol content of 13.2%. The reducing sugar content of all samples decreased at the beginning of fermentation, but sharply increased after second brewing stage and then decreased thereafter. The yeasts of all samples greatly increased after 24-hour fermentation. The Hunter color L*, a* and b* values showed the significant difference between control Makgeolli (traditional Makgeolli without turmeric) and optimized Makgeolli added with turmeric. In sensory evaluation, the optimized Makgeolli added with turmeric extract had higher scores of flavor, taste and overall acceptability compared with control Makgeolli. The sour and sweet taste of control Makgeolli was reduced by addition of turmeric extract. In conclusion, Makgeolli added with 2.50% turmeric extract at the first brewing stage had positive effect on sensory qualities and to yield the high content of ethanol and to improve the flavor and taste. The results of this study suggest that turmeric could be effectively used as a natural additive to improve the sensory qualities and to increase the utilization of turmeric in Makgeolli and foods.
Oxidative stress has been implicated in the pathogenesis of alcoholic liver injury and the induction of cytochrome P4502E1 (CYP2E1) by ethanol appears to be one of the mechamisms through which ethanol generates the oxdative stress. This study was conducted to investigate the hepatoprotective effect of the extracts from Curcuma longa L. against alcohol-induced oxidative stress. The treatment of alcohol with 300 mM for 5 days reduced cell viability to 46%. Curcuma longa L. was extracted by cold water (CLC), hot water (CLH), 80% EtOH (CLE), and MeOH (CLM). When cytotoxicities of the extracts were determined, CLC and CLH showed no cytotoxicity up to 50 ug/mL, while CLE and CLM revealed the cytotoxicity from 50 ug/mL. Of four extracts, the highest protective activity against alcohol-induced oxidative stress in hepatoma cells was observed in CLH. The treatment of CLH also reduced the intracellular ROS compared to the alcohol-treated cells. CLH treatment along with alcohol showed that GSH content and catalase, SOD, GST activities increased as compared to the alcohol-treated cells. From these results, the hot water extract from Curcuma longa L. was confirmed to possess the hepatoprotective capability against the alcohol-induced oxidative stress in HepG2 cells expressing CYP2E1. Since CLH had the high hepatoprotective effect, it was further fractionated by partitioning with chloroform (CLH-C), ethyl acetate (CLH-E) and water (CLH-W). When cytotoxicities of the fractions were determined, three fractions showed no cytotoxicity up to 100 ug/mL. In this stage, CLH-C exhibited the relatively high hepatoprotective effect. Based upon these results, Curcuma longa L. possessed the hepatoprotective capability against the alcohol-induced oxidative stress, and their effects resulted from the stabilization of the intracellular antioxidant defense system. Hot-water extract from Curcuma longa L. also showed the hepatoprotective effects against alcoholic-induced liver damage in the animal model. Taken together, Curcuma longa L. could protect the liver against alcohol-induced oxidative stress by improving antioxidant status in vitro and in vivo.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 16
• 목차 ... 26
• TABLE OF CONTENTS ... 34
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 37
• 제1절 연구개발의 목적 ... 37
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 37
• 제1항 기술적 측면 ... 37
• 제2항 경제ㆍ산업적 측면 ... 39
• 제3항 사회ㆍ문화적 측면 ... 40
• 제3절 연구개발의 범위 ... 41
• 제1항 울금의 생리활성 검색, 식품소재화, 및 기능성 울금막걸리의 개발 ... 41
• 제2항 울금 및 울금소재의 in vitro/in vivo 기능성 및 안전성 평가 ... 42
• 제3항 울금, 울금소재, 울금막걸리의 이화학적 특성 분석 ... 43
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 44
• 제1절 해외의 연구 현황 ... 44
• 제2절 국내의 연구 현황 ... 45
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 47
• 제1절 울금의 생리활성 검색, 식품소재화, 및 기능성 울금막걸리의 개발 ... 47
• 제1항 재료 및 방법 ... 47
• 가. 재료 ... 47
• 나. 실험방법 ... 47
• 1) 울금의 특성 분석 ... 47
• 2) 울금의 항산화활성 측정 ... 48
• 3) 울금엑기스의 제조 및 특성 분석 ... 50
• 4) 울금분말의 제조 및 특성 분석 ... 51
• 5) 울금엑기스의 항균활성 ... 54
• 6) 울금막걸리의 제조 및 공정 ... 55
• 7) 울금막걸리의 특성 측정 ... 58
• 8) 울금막걸리와 일반막걸리의 품질특성 ... 59
• 9) 울금막걸리의 관능평가 ... 60
• 제2항 결 과 ... 60
• 가. 울금의 일반성분 함량 ... 60
• 나. 울금분말(DPC, WPC, EPC)의 일반성분 함량 ... 60
• 다. 울금, 울금엑기스, 및 울금분말의 총 페놀 함량 ... 61
• 1) 울금의 총 페놀 함량 ... 62
• 2) 울금엑기스의 총 페놀 함량 ... 62
• 3) 울금분말의 총 페놀 함량 ... 62
• 라. 울금의 전자공여작용 ... 63
• 마. Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 ... 65
• 바. 울금엑기스의 항균활성 ... 66
• 사. 울금엑기스의 최소저해농도(MIC) ... 67
• 아. 품온의 변화 ... 68
• 자. pH의 변화 ... 70
• 차. 색도의 변화 ... 72
• 카. 알코올 생성량의 변화 ... 74
• 타. 환원당 함량의 변화 ... 76
• 파. 효모수의 변화 ... 77
• 하. 막걸리의 관능평가 ... 79
• 거. 건강지향식품으로서의 울금막걸리 및 시제품 제작 ... 81
• 너. 울금주와 시판 탁주의 품질 특성 비교 ... 81
• 1) 총당 함량 ... 81
• 2) 환원당 함량 ... 82
• 3) Brix 당도 ... 83
• 4) pH 및 총산도 ... 84
• 5) 아마노산질소 함량 ... 86
• 6) 점도 ... 87
• 7) 색차계 색도 ... 88
• 8) 갈변도 ... 91
• 9) 고형물 함량 ... 92
• 10) 유기산 함량 ... 93
• 11) 유리당 함량 ... 94
• 12) 유리아미노산 함량 ... 95
• 13) 무기질 함량 ... 98
• 14) 휘발성 알코올 함량 ... 98
• 더. 개발 울금주 및 전통탁주의 관능평가 변화 ... 101
• 제2절 울금 및 울금소재의 in vitro/in vivo 기능성 및 안전성 평가 ... 102
• 제1항 재료 및 방법 ... 102
• 가. 재료 ... 102
• 나. 실험방법 ... 102
• 1) 시료의 추출 및 수율 측정 ... 103
• 2) 총 플라보노이드 함량 측정 ... 103
• 3) 지질과산화 억제능 측정 ... 104
• 4) ABTS 라디칼 소거활성 측정 ... 104
• 5) Alpha-amylase 억제능 측정 ... 104
• 6) 울금추출물 대상 HepG2/2E1-CPR 세포에서의 cytotoxicity 검토 ... 104
• 7) 울금추출물의 알코올성 산화억제능 검색 ... 105
• 8) 울금 열수추출물의 농도별 산화억제능 검토 ... 105
• 9) 울금 열수추출물의 in vitro 상에서의 산화적 스트레스 억제효과 ... 105
• 10) 울금 열수추출물의 분리 획분별 in vitro 상에서의 산화적 스트레스 억제효과 ... 106
• 11) 울금 및 울금소재의 in vitro 상에서의 비만 억제효과 ... 107
• 12) 울금 메탄올추출물의 in vitro 상에서의 비만 억제효과 ... 109
• 13) 울금 메탄올추출물의 분리 획분별 in vitro 상에서의 비만 억제효과 ... 111
• 14) In vivo 알코올성 산화억제능 측정계 ... 111
• 15) In vivo 비만억제능 측정계 ... 114
• 16) In vivo 운동능력향상능 측정 ... 117
• 17) In vivo 상에서 울금추출물의 독성평가 ... 119
• 18) 울금 지표성분 분석 및 유효성분 추정 ... 120
• 제2항 결 과 ... 121
• 가. 울금추출물의 수율 및 생리활성 측정 ... 121
• 1) 울금 추출물의 수율 ... 121
• 2) 총 플라보노이드 함량 ... 121
• 3) 지질과산화 억제능 ... 122
• 4) ABTS 라디칼 소거능 ... 123
• 5) Alpha-amylase 억제능 ... 123
• 나. 울금추출물 대상 HepG2/2E1 세포계에서의 알코올성 산화억제 효과 측정 ... 124
• 1) 울금추출물 대상 HepG2/2E1 세포에서의 cytotoxicity 검토 ... 124
• 2) 울금추출물의 알코올성 산화억제능 검색 ... 125
• 다. 울금 열수추출물의 농도별 산화억제능 검토 ... 126
• 1) 울금 열수추출물의 농도별 산화억제능 검토 ... 126
• 2) 울금 열수추출물의 HepG2/2E1 cell에서의 morphology 변화 ... 126
• 라. 울금 열수추출물의 in vitro 상에서의 산화적스트레스 억제 효과 측정 ... 127
• 1) 울금 열수추출물의 농도별 glutathione 함량 측정 ... 127
• 2) 울금 열수추출물의 농도별 catalase 활성 측정 ... 128
• 3) 울금 열수추출물의 농도별 glutathione-S-transferase 활성 측정 ... 128
• 4) 울금 열수추출물의 농도별 superoxide dismutase 활성 측정 ... 129
• 5) 울금 열수추출물의 ROS level에 대한 효과 ... 129
• 마. 울금 열수추출물의 분리 획분별 알코올성 산화억제능 검토 ... 130
• 1) 울금 열수추출물의 분리 획분별 알코올성 산화억제능 ... 130
• 2) 울금 열수추출물의 클로로포름 분획의 ROS level에 대한 효과 ... 130
• 바. 울금 및 울금소재의 in vitro 상에서의 비만억제 효과 측정 ... 131
• 1) 3T3-L1 cell을 이용한 울금추출물의 cytotoxicity 검토 ... 131
• 2) In vitro 상에서의 지방분화 억제능 검색 ... 132
• 3) 3T3-L1 cell에서 울금소재의 cytotoxicity 검토 ... 132
• 4) 3T3-L1 cell에서 울금소재의 지방분화 억제능 검토 ... 133
• 5) In vitro 상에서 울금소재의 항비만 기작 검토 ... 134
• 사. 울금 메탄올추출물의 in vitro 상에서의 비만억제 효과 측정 ... 135
• 1) Oil red O 염색 및 정량 ... 135
• 2) Triglyceride 측정 ... 136
• 3) Glucose uptake 측정 ... 136
• 4) Glycerol release 측정 ... 137
• 5) Real-Time Polymerase Chain Reaction(RT-PCR) 측정 ... 137
• 아. 울금 메탄올추출물의 에틸아세테이트 분획의 in vitro 상에서의 비만 억제 효과 측정 ... 138
• 1) Oil red O 염색 및 정량 ... 138
• 2) Triglyceride 측정 ... 139
• 3) Glucose uptake 측정 ... 139
• 4) Glycerol release 측정 ... 140
• 5) Real-Time Polymerase Chain Reaction(RT-PCR) 측정 ... 141
• 자. 울금 추출물의 in vivo 알코올성 산화 억제 효과 측정 ... 142
• 1) 체중변화 및 장기무게 ... 142
• 2) 알코올성 산화억제능 측정 ... 143
• 3) 혈청 지질관련 인자들의 변화검토 ... 145
• 4) 울금추출물의 항산화 효소에 미치는 영향 ... 146
• 5) 울금추출물의 MDA 및 GSH 함량에 미치는 영향 ... 148
• 6) Histological examination ... 150
• 차. 울금 추출물의 in vivo 비만억제 효과 측정 ... 151
• 1) 항비만 활성 측정 마우스의 체중변화 ... 151
• 2) 평균식이섭취량 및 식이효율 ... 152
• 3) 혈청 지질관련 인자들의 변화 검토 ... 152
• 4) 항비만 기작 검토 ... 156
• 카. 울금 추출물의 in vivo 운동능력향상능 측정 ... 156
• 1) 체중변화 ... 156
• 2) 평균식이섭취량 및 식이효율 ... 157
• 3) 지구력 운동력 측정 ... 158
• 4) 조직무게 ... 158
• 5) Hematochemical analysis ... 159
• 6) 산화적 스트레스 관련 기작연구 ... 160
• 타. 울금 추출물의 in vivo 독성평가 ... 162
• 1) 울금 열수추출물의 in vivo 독성평가 ... 162
• 2) 울금 메탄올추출물의 in vivo 독성평가 ... 163
• 파. 울금 지표성분 분석 및 유효성분 추정 ... 163
• 1) HPLC에 의한 분석 ... 163
• 2) Curcumin 함량 계산 ... 164
• 3) 유효성분 추정 ... 164
• 제3절 울금, 울금소재, 울금막걸리의 이화학적 특성 분석 ... 165
• 제1항 재료 및 방법 ... 165
• 가. 재료 ... 165
• 나. 실험방법 ... 165
• 1) 일반성분 분석 ... 165
• 2) 무기질과 중금속 분석 ... 165
• 3) 아미노산 분석 ... 166
• 4) 유리당 및 환원당 분석 ... 166
• 5) 비타민 C와 B1 분석 ... 167
• 6) 비휘발성 유기산 분석 ... 167
• 7) 색차계 색도 측정 ... 168
• 8) 향기성분 분석 ... 168
• 9) Curcumin(색소성분) 분석 ... 168
• 10) 쓴맛성분 관능평가 ... 169
• 11) 울금 용매추출물 제조 ... 170
• 12) 울금 에탄올추출물의 용매분획 ... 172
• 13) 항산화 활성 측정 ... 173
• 14) 항균 활성 측정 ... 174
• 15) 울금의 생리활성 물질의 분리 및 동정 ... 175
• 16) 미생물 균수 측정 ... 178
• 17) 휘발성 알코올 분석 ... 179
• 제2항 결 과 ... 179
• 가. 울금의 부위별 성분 함량 ... 179
• 1) 울금의 부위별 일반성분 조성 ... 179
• 2) 울금의 부위별 무기성분 함량 ... 180
• 3) 울금의 부위별 아미노산 함량 ... 181
• 4) 울금의 부위별 유리당 함량 ... 184
• 5) 울금의 부위별 유기산 함량 ... 184
• 6) 울금의 부위별 curcumin 함량 ... 185
• 나. 울금 품종과 채취시기별 성분 함량 ... 185
• 1) 일반성분 함량 ... 185
• 2) 무기질과 중금속 함량 ... 187
• 3) 아미노산 함량 ... 189
• 4) 유리당 및 환원당 함량 ... 196
• 5) 비타민 함량 ... 198
• 6) 비휘발성 유기산 함량 ... 198
• 7) 색도변화 ... 200
• 8) 향기성분 함량 ... 201
• 9) Curcumin 함량 ... 208
• 10) 가열처리에 따른 쓴맛성분의 변화 ... 211
• 다. 울금 추출방법에 따른 수율 ... 213
• 라. 울금 에탄올추출물의 용매별 분획물 수율 ... 213
• 마. 울금의 항산화 활성 ... 214
• 바. 울금 에탄올추출물의 분획별 항산화 활성 ... 218
• 사. 울금 에탄올추출물의 분획별 항균성 ... 220
• 아. 울금주 막걸리의 온도별 저장성 평가 ... 231
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 249
• 제1절 연구개발 착안점 및 달성도 ... 249
• 제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 251
• 제5장 연구개발결과의 활용 계획 ... 252
• 1. 연구개발결과 ... 252
• 2. 활용계획 ... 254
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 255
• 제7장 참고문헌 ... 257
• 부 록 ... 262
• 1. 발표논문 ... 262
• 2. 특허출원 ... 285
• 끝페이지 ... 286