초록 ▼

○ 연구결과
• 고추냉이로 부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립하였고 ITC의 항균활성 측정하고 두부, 식빵, 생선 포장에 첨가한 결과 shelf life가 증가하였다. ITC를 캡슐화 하여 제작한 항균 액체비누 시제품 또한 항균 활성의 결과를 보여주었다.
• Gum arabic으로 AIT의 마이크로캡슐 제조하여 84%의 마이크로캡슐 효율을 보였으며 캡슐의 크기를 15um-50um로 조절하였다. 저장실험을 통해서 25℃, 50%상대습도에서 280일 동안 AIT의 1/2이 캡슐에 남

○ 연구결과
• 고추냉이로 부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립하였고 ITC의 항균활성 측정하고 두부, 식빵, 생선 포장에 첨가한 결과 shelf life가 증가하였다. ITC를 캡슐화 하여 제작한 항균 액체비누 시제품 또한 항균 활성의 결과를 보여주었다.
• Gum arabic으로 AIT의 마이크로캡슐 제조하여 84%의 마이크로캡슐 효율을 보였으며 캡슐의 크기를 15um-50um로 조절하였다. 저장실험을 통해서 25℃, 50%상대습도에서 280일 동안 AIT의 1/2이 캡슐에 남아있는 것을 확인하였다.
• 고추냉이 추출물 미세 캡슐 비드를 이용하여 항균 patch를 만들어 김을 저장했을 때 항균력을 보였고 고추냉이 추출물을 이용하여 항균비누, 항균치약, 항균핸드크림의 제품을 개발하였다.

Abstract ▼

Recently, the demand of health functional food is increasing and in food industry, nature functional materials are paid attention and it is a tendency where the demand of that is also increasing rapidly at day. In our country and Japan, as the seasoning which is used commonly, there is a horseradish

Recently, the demand of health functional food is increasing and in food industry, nature functional materials are paid attention and it is a tendency where the demand of that is also increasing rapidly at day. In our country and Japan, as the seasoning which is used commonly, there is a horseradish (Japanese horseradish, Wasabi, Wasabia japonica Matsumura). The unique flavor materials (Allyl isothiocyanate) of horseradish, which stimulate the nose, have the effect on the appetite increasing, vitamin B1 synthesis increasing, beta-amylase activation promotion, anti-oxidation activation, anti-microbial activation. Also horseradish is related to protect from the stomach cancer and stomach ulcer. Because of those properties, it is valuable and important that horseradish would be used for functional foods as well as for natural additives . However, in Korea, presently, the roots of horseradish are only used in partial hotels and japanese restaurants. Because the utilization method for the stem and leave of horseradish was not developed, the stems and leaves of horseradish are discarded so that the it bring out big economic loss. Also, the volatile characteristics of flavors (Allyl isothiocyantes) extracted from horseradish is a big limitation in that horseradish would be applied to functional food industry and natural additives. Therefore, the functional materials (AIT) from stems and leaves of horseradish, which are discarded now, must be largely extracted and then micro-encapsulation for that functional materials(AIT) must be developed. After microencapsulation of functional material(AIT), it can be applied to various food industry. As a result, the value of horseradish will be increased so that the income of horseradish farmers will be increased.
In extraction experiment among this researches, when 200g of powders from horseradish roots and distilled water 550ml were mixed and then the mixture was reacted with enzyme at 40℃, AIT concentration in the mixture was highest. After enzyme reaction, the mixture was extracted for various times at various temperature, and then was centrifuged.
After that, essential oil of bottom layer was separated from centrifuged mixture and then concentration of that was analyzed. As a result, when heating at 120℃ for 120min, the concentration of AIT was highest. In anti-microbial test of ITCs, ITCs had anti-microbial activity for gram-positive bacteria as well as gram-negative bacteria. Especially, it showed strong anti-microbial activity for teeth bacteria, Streptococcus mutans and pathogenic bacteria, O157 and enteritis vibrio bacteria, septicemia vibrio bacteria which has some trouble in fish market. Also, after adding ITCs into soybean curd, shelf life of soybean curd was extended over at least 4days or 6days. In case for adding ITCs into patch, the shelf life of bread and fish, which was packaged by ITCs patch, was extended. Alginate capsule containing ITCs extracted from horseradish had strong anti-microbial activities for septicemia vibrio bacteria rather than pathogenic bacteria. The liquid type-soaps containing ITCs alginate capsules had a strong effect on sterilization for septicemia vibrio bacteria rather than pathogenic bacteria O157. Also, when 1,000 ppm, 1,500 ppm, and 2,000 ppm of ITCs were treated, The strong anti-microbial activity was showed on pimple bacteria, Propionibacterium acnes. Finally, in vitro test, horseradish extracts also had anti-salty activity.
In microencapsulation research of allyl isothiocyanate(AIT), sodium alginate was used as first coating materials. However, the most amounts of AIT were volatilized from capsules, because of high pressure during air-atomizing and weak interaction of AIT and alginate. In order to overcome several problems of alginate microcapsules, Gum arabic(GA) was used as second coating materials of AIT, and by spray-drying, microcapsules were prepared. The ratio of GA and AIT, as well as addition of emulsifiers, had a effect on microencapsulation efficiency and release of AIT from microcapsuels. As a results, when emulsifiers, tween20 0.5% was added at 3:1 of GA:AIT, microencapsulation efficiency is the highest in other capsules. In other words, a large amount of AIT can be entrapped in microcapsules by using small amount of AIT so that it was economically valuable and important. The microcapsules, adding tween 20 0.5% at 3:1 of GA:AIT, can store AIT for the longest time, at 25℃, 50% relative humidity. In other words, the half amount of AIT can be remained for 285.13days in that microcapsules so that the addition oftween 20 0.5% at 3:1 of GA:AIT was the optimum ratio and the microcapsules prepared at this ratio will show the high efficiency and can extend shelf life of AIT. Finally, the half time of each capsules will be useful in food industry.
In the anti-microbial production of AIT microcapsules, when the lavers were packaged by the patch containing AIT, it showed to inhibit the growth of bacteria, compared with that by the patch not containing AIT.
Successfully, The ani-microbial shampoo, were produced by adding AIT microcapsules. From these results, it is possible that AIT microcapsules can be applied to industry.
Through our research, AIT, which has strong anti-microbial activity, can be mass-extracted from horseradish. Also, by using microencapsulation technique of AIT, the shelf life of AIT can be extended so that AIT can be applied to industy.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 17
• 1. 기술적 측면 ... 17
• 2. 경제·산업적 측면 ... 18
• 3. 사회·문화적 측면 ... 18
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 23
• 제1절 고추냉이로부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립과 고추냉이 추출물의 항균 활성 분석 ... 23
• 서론 ... 23
• 재료 및 방법 ... 30
• 1. Horseradish로부터 Isothiocyanates(ITCs)의 최적추출조건 조사 ... 30
• 2. 추출한 ITCs의 항균활성 측정 ... 31
• 3. 추출한 ITCs의 식품의 Shelf-life 연장효과 측정 ... 34
• 4. 추출한 ITCs를 첨가한 항균비누의 살균효과 측정 ... 40
• 5. 추출한 ITCs의 항염활성 측정 ... 43
• 결과 및 고찰 ... 45
• 1. Horseradish로부터 Isothiocyanates(ITCs)의 최적추출조건 조사 ... 45
• 2. ITCs 대량추출을 위한 Pilot system ... 50
• 3. 추출한 ITCs의 항균활성 ... 50
• 4. 추출한 ITCs의 식품의 Shelf-life 연장효과 ... 53
• 5. 추출한 Isothiocyanates를 첨가한 항균비누의 살균효과 ... 72
• 6. 추출한 ITCs의 항염활성 측정 ... 74
• 결론 ... 78
• 제2절 고추냉이 추출물인 Allyl isothiocyanates(AIT)의 마이크로캡슐화 기술개발 및 저장기간 동안 캡슐로부터 방출효과 분석 ... 83
• 서론 ... 83
• 재료 및 방법 ... 88
• 1. 고추냉이 추출물-alginate 마이크로캡슐 제조 및 alginate의 물성 분석 ... 88
• 2. AlT-Gum arabic(GA) 마이크로캡슐 제조 ... 91
• 3. AIT 마이크로캡슐의 효율 분석 및 저장기간동안 방출 실험 ... 93
• 4. AIT 마이크로캡슐의 물리적 특징 측정 ... 96
• 결과 및 고찰 ... 97
• 1. 고추냉이 추출물-alginate 마이크로캡슐 특징 및 alginate의 물성 분석 ... 97
• 2. AIT-Gum arabic(GA) 마이크로캡슐의 최적 조건 ... 106
• 3. AIT-Gum arabic(GA) 마이크로캡슐의 물리적 특징 ... 115
• 4. 저장기간 동안 마이크로캡슐로부터 AIT의 방출 제어 효과 ... 120
• 결론 ... 127
• 제3절 고추냉이 추출물 미세 캡슐 비드를 이용한 김의 저장 및 항균 제품 제작 ... 129
• 서론 ... 129
• 재료 및 방법 ... 132
• 1. AIT추출액을 이용한 항균 Patch 제작 ... 132
• 2. 항균 patch를 이용한 김의 저장 ... 133
• 3. AIT추출액 마이크로캡슐을 이용한 항균 제품제작 ... 134
• 결과 및 고찰 ... 138
• 1. AIT추출액을 이용한 항균 Patch 제작 및 이를 이용한 김의 저장 ... 138
• 2. AIT추출액 마이크로캡슐를을이용한 항균 제품제작 ... 140
• 결론 ... 142
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 143
• 제1절 고추냉이로부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립과 고추냉이 추출물의 항균 활성 분석 (협동과제) ... 144
• 제2절 고추냉이 추출물인 Allyl isothiocyanste(AIT)의 마이크로캡슐화 기술 개발 및 저장기간 동안 캡슐로부터 방출효과 분석 (세부과제) ... 146
• 제3절 고추냉이 추출물 미세 캡슐 비드를 이용한 김의 저장 및 항균 제품 제작 (위탁연구) ... 147
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 149
• 제1절 고추냉이로부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립과 고추냉이 추출물의 항균 활성 분석 (협동과제) ... 149
• 제2절 고추냉이 추출물인 Allyl isothiocyanste(AIT)의 마이크로캡슐화 기술개발 및 저장기간 동안 캡슐로부터 방출효과 분석 (세부과제) ... 149
• 제3절 고추냉이 추출물 미세 캡슐 비드를 이용한 김의 저장 및 항균 제품 제작 (위탁연구) ... 149
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 151
• 제1절 고추냉이로부터 isothiocyanate류 추출을 위한 최적 추출 시스템 및 조건 확립과 고추냉이 추출물의 항균 활성 분석 (협동과제) ... 151
• 제2절 고추냉이 추출물인 Allyl isothiocyanste(AIT)의 마이크로캡슐화 기술개발 및 저장기간 동안 캡슐로부터 방출효과 분석 (세부과제) ... 151
• 제3절 고추냉이 추출물 미세 캡슐 비드를 이용한 김의 저장 및 항균 제품 제작 (위탁연구) ... 151
• 제7장 참고문헌 ... 153
• 끝페이지 ... 161