초록

○ 연구결과
1차년도
제 1 세부과제 : 전통안동식혜의의 생리기능 물질의 생리활성검증 및 항암효과
제 2 세부과제 : 전통안동식혜의 발효에 관여하는 미생물의 분리 및 동정
제 3 세부과제 : 생약재가 첨가된 기능성 전통안동식혜의 제조조건 확립
2차년도
제 4 세부과제 : 생리활성 물질의 superoxide dismutase 활성화 및 항암․암예방효과
제 5 세부과제 : Starter를 이용한 안동식혜 제조
제 6 세부과제 : 생약재가 첨가된 기능성 전통안동식혜의 제조조건 확립

Abstract ▼

Ⅲ. Results of the Project
Section 1. Physiological Activies and Anticancer of Traditional Andong sikhe Extracts
This study was examined enzyme activity, in vitro cancer prevention effect and cancer cell week in order to investigate physiological active and anticancer of traditional Andong sikh

Ⅲ. Results of the Project
Section 1. Physiological Activies and Anticancer of Traditional Andong sikhe Extracts
This study was examined enzyme activity, in vitro cancer prevention effect and cancer cell week in order to investigate physiological active and anticancer of traditional Andong sikhe.
Angiotensin converting enzyme(ACE) inhibition effect, to see inhibition effect of high blood-pressure, itis showed 9.5%, 13.3%, 30.0% and 6.3% in hexane, ethyl acetate, butanol, water layer, respectively.
Tyrosinase inhibition effect of each fraction was approximately 10%, showed lower inhibition, so traditional Andong sikhe was low inhibition activity of tyrosinase
The superoxide dismutase(SOD) it showed a low activity of hexane and water layer, 30% high activity at ethyl acetate and butanol layer.
Electron donating ability(EDA), anti-oxidation and purging active oxygen, was about 27% activity at 1000 ppm only at ethyl acetate layer.
On the basis of the log phase cell concentration, the anti-cancer effect on the human cancer cell, SK-MEL-2(Malignant melanoma), SK-MEL-31(Malignant melanoma), breast cancer(MDA-MB-231), liver cancer(Hep G2), intestine cancer(HT-29)was detected using the traditonal Andong sikhe. The inhibition against SK-MEL-2 (Malignant melanoma), SK-MEL-31 (Malignant melanoma) were increased significantly.
In order to measure cancer prevention effect, quinine reductase(QR), glutathione S-transferase(GST), glutathione(GSH) was determined. The GST active result was 2.5 times from 1ppm to 1000ppm, ginger, pepper etc were 1.6 times.
Section 2. Manufacture of Traditional Andong sikhe with Mixed Fermentation of Lactic Acid Bacteria and Yeast
The aim of this reserch is to select and develop a new lactic acid bacteria and yeast strain for manufacture of Andong sikhe.
The changes in life style today appear many ways. Many housewives turn away from home preparation of the time consuming traditional foods, such as 􀀀􀀀 Andong sikhe􀀀􀀀. The importance, however, of succeeding the traditional cuisines is getting appreiated widely nowdays.
This study aimed to investigate of Andong sikhe by use of pure culture inoculation and the improvement of storage stability by the addition of stabilizers to the product. Microorganisms was selected for the pure culture inoculation in the fermentation. The changes in chemical composition such as total acidity, sugar content, amino acid and various forms of nitrogen during fermentation were determined. The changes in pH of the product, the enzyme activities and the population of lactic acid bacteria and yeast were also followed in the process of fermentation.
Microorganisms were collected to isolated from 4 kinds of traditional Andong sikhe. The optimal growth temperture of sikhe yeast No. SY 5 was 30℃ and this also grew well in Andong sikhe of pH 4.5. SY5 produced CO₂ gas 15% of alcohol in malt extract broth. SY5 was identified as S. cersvisiae by characterization of shape of vegetative reproduction, morphological and cultural characteristics, fermentation and assimilation of carbon sources, and physiological characteristics.
The crude protein content increased up to the 4th day of fermentation but slowly decreased thereafter.
The pH of the product rapidly decreased to 4.02 by the 2nd day of fermentation. The total acidity reached to the 0.43% by the 2nd day of fermentation and kept on increasing slowly during the fermentation. The free sugar consisted of 6 kinds including maltose and one unknown sugar.
The amino form nitrogen increased up to 37.50 mg% at the 2nd day of fermentation and the product tasted best at this time. The ammonia form nitrogen, water soluble and salt soluble protein decreased during fermentation.
Proline and aspartic acid were the two major free amino acids. The free methionine increased while the free lysine decreased in the process of fermentation. The major amino acids of water soluble and salt soluble protein were glutamic acid and aspartic acid. The arginine content of salt soluble protein increased as the fermentation proceeded.
Linoleic, palmitic and oleic acid were the three major fatty acids and occupy 90% or more of the total fatty acids. The activities of acid protease and liguefying amylase reached to the maximum at the 4th day of fermentation while those of saccharogenic amylase and lipase reached to the peak at the 2nd day of fermentation.
Among the stabilizers added to the traditional Andong sikhe the Na-alginate appeared to be the best. When the product was evaluated by the sensory panel, the addition of stabilizers up to 0.1% level actually increased the acceptability of the product, while the concentration of more than 0.2% stabilizers affected the acceptability of the negatively. The viscosity of the product fermented with the CMC and Na-alginate added reached to the maximum on the 2nd day of fermentation, while that of the homogenized Andong sikhe fermented with Carrageenan reached to the peak on the first day of fermentation.
The lactic acid bacterial count reached to 4.7 x 10⁸/mL after 15 days of storage. The use of mixed culture inoculum of Lac. bulgaricus SML 47 and S. cerevisiae SY5 suported the rapid build up of the lactic acid baeteria and consequently the whole process of the fermentation was shortene. The acceptability and product quality were improved by the use of inoculum.
Section 3. Development of the Functional Traditional Andong Sikhe Containing Medicinal Plants Extracts.
This study was carried out to development of extraction technology for functional active components and determination of combination ratio for traditional beverage containing medicinal plants extracts.
The physiological activity of 8 kinds medicinal plants extracts were examined. Total polyphenol content showed highest value in 50% ethanol extracts. Electron donating ability showed highest value in 50% ethanol extracts of Glycyrrhiza uralensis. SOD-like activity showed highest activity in 50% ethanol extracts of Cassia tora L. Medicinal plants extracts showed different nitrite scavenging abilities under different pH conditions. Medicinal plants extracts showed highest value in nitrite scavenging ability at pH 1.2. The maximum nitrite scavenging effect was found at pH 1.2 and decreased as pH increased. Angiotensin-converting enzyme inhibitory activity showed highest value in 50% ethanol extracts.
Each of traditional beverages were made of four type combination ratios that were used of medicinal plants. Combination ratio of A type product on Sikhe was Andong sikhe (6.0%), Eucommia ulmoides ext.(0.06%), and dried ginger ext.(6.7%), and that of B type product was Andong sikhe(6.0%), Schiznadra chinensis ext.(1.0%), dried garlic ext.(0.15%) and Ginseng ext.(0.24%). Combination ratio of A type product on medicinal plants was Lycium chinense ext.(0.9%), Eucommia ulmoides ext.(0.09%), dried ginger ext.(0.06%) and Cassiatora L. ext.(0.16%), and that of B type product was red ginseng conc.(0.6%), Glycyrrhiza uralensis ext.(0.24%), dried garlic ext.(13.72%) and Schiznadra chinensis ext.(0.2%).

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 14
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 29
• 서 론 ... 38
• 제1장 연구 개발 과제의 개요 ... 42
• 제1절 연구 개발의 목적 ... 42
• 제2절 연구 개발의 필요성 ... 42
• 제3절 연구 개발의 범위 ... 45
• 제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 48
• 제1절 국내외 관련 기술의 현황과 문제점 ... 48
• 제2절 앞으로의 전망 ... 49
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 50
• 제1절 전통안동식혜의 생리기능 물질의 생리활성검증 및 항암효과 ... 50
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 50
• 가. 실험재료 ... 50
• 나. 효소저해 활성 측정 ... 50
• 1) Angiotensin converting enzyme(ACE) 저해 ... 50
• 2) Tyrosinase 저해효과 ... 51
• 3) 전자공여능(DPPH) 측정 ... 51
• 4) SOD(Superoxide Dismutase) 유사활성 측정 ... 51
• 다. 암세포주에 대한 항암효과 ... 52
• 1) 세포배양 ... 52
• 2) MTT assay에 의한 항암 효과 측정 ... 52
• 라. 통계 처리 ... 52
• 2. 연구개발 결과 ... 54
• 가. 효소저해 활성 측정 ... 54
• 1) Angiotensin converting enzyme(ACE) 저해 ... 54
• 2) Tyrosinase 저해효과 ... 56
• 3) 전자공여능(DPPH) 측정 ... 60
• 4) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 측정 ... 62
• 나. 암세포주에 대한 항암효과 ... 67
• 1) MTT assay에 의한 항암 효과 측정 ... 67
• 제2절 전통안동식혜의 발효에 관여하는 미생물의 분리 및 동정 ... 70
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 70
• 가. 발효용 전통안동식혜의 제조 ... 70
• 나. 성분 분석 ... 70
• 1) 일반성분 ... 70
• 다. 젖산균의 순수분리 및 동정 ... 70
• 1) 젖산균의 순수분리 및 동정 ... 70
• 라. 효모의 순수분리 및 동정 ... 71
• 1) 분리균의 동정 ... 71
• 2) 성장 특성 ... 71
• 2. 연구개발 결과 ... 74
• 가. 성분분석 ... 74
• 1) 일반성분 ... 74
• 나. 젖산균의 순수분리 및 동정 ... 74
• 1) 순수분리 및 동정 ... 74
• 2) 균수 측정, pH 및 적정산도 ... 75
• 다. 효모의 순수분리 및 동정 ... 82
• 1) 분리균의 동정 ... 82
• 2) 분리균의 특성 ... 86
• 제3절 생약재가 첨가된 기능성 전통안동식혜의 제조 조건 확립 ... 90
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 90
• 가. 실험재료 ... 90
• 나. 생약재 적정 추출조건 설정 ... 90
• 1) 환류냉각 추출 장치 및 추출 조건 ... 90
• 다. 적정 용매 선정 ... 90
• 1) 열수 추출 ... 90
• 2) 50% ethanol 추출 ... 90
• 3) 75% ethanol 추출 ... 91
• 라. 생약재 추출액의 이화학적 분석 ... 91
• 1) 가용성 고형분 측정 ... 91
• 2) 탁도 측정 ... 91
• 3) 색도 측정 ... 91
• 4) 산도 측정 ... 91
• 5) 유리당 함량 측정 ... 92
• 마. 생리활성 성분측정 ... 92
• 1) 총 폴리페놀 함량 측정 ... 92
• 2) 전자공여작용 측정 ... 92
• 3) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 측정 ... 93
• 4) 아질산염 소거작용의 측정 ... 93
• 5) Angiotensin converting enzyme(ACE) 저해 작용 측정 ... 94
• 2. 연구개발 결과 ... 95
• 가. 생약재의 적정 추출조건 설정 ... 95
• 1) 적정 추출 용매비 결정 ... 95
• 2) 적정 추출 용매결정 ... 99
• 가) 열수추출 ... 99
• 나) 50% ethanol ... 99
• 다) 75% ethanol ... 99
• 나. 생약재 추출액의 이화학적 분석 ... 106
• 1) 탁도 ... 106
• 2) 색도 ... 115
• 3) 산도 ... 124
• 4) 유리당 함량 ... 124
• 다. 생리활성 성분 ... 127
• 1) 총 폴리페놀 함량 ... 127
• 2) 전자공여 작용 ... 129
• 3) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 ... 131
• 4) 아질산염 소거작용 ... 133
• 5) Angiotensin converting enzyme(ACE) 저해 작용 ... 142
• 제4절 생리활성 물질의 superoxide dismutase 활성화 및 항암.암예방효과 ... 144
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 144
• 가. 실험재료 ... 144
• 나. 암세포주에 대한 항암효과 ... 144
• 1) 세포배양 ... 144
• 2) MTT assay에 의한 항암효과 측정 ... 144
• 다. In vitro에서 암예방효과에 대한 검색 ... 145
• 1) 항산화 Phase Ⅱ enzymes 활성 측정 ... 145
• 가) Quinone reductase(QR) 활성 측정 ... 145
• 나) Glutathione S- transferase 활성 측정 ... 146
• 다) Glutathione(GSH) 활성 측정 ... 146
• 2. 연구개발 결과 ... 148
• 가. 암세포주에 대한 항암효과 ... 148
• 나. In vitro에서 암예방효과에 대한 검색 ... 152
• 1) 항산화 Phase Ⅱ enzymes 활성 측정 ... 152
• 가) Quinone reductase(QR) 활성 측정 ... 152
• 나) Glutathione S- transferase 활성 측정 ... 154
• 다) Glutathione(GSH) 활성 측정 ... 156
• 제5절 Starter를 이용한 전통안동식혜의 제조 ... 158
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 158
• 가. Starter를 이용한 전통안동식혜 제조 ... 158
• 1) 제법을 달리한 식혜의 발효 ... 158
• 2) 젖산균 및 효모의 단독발효 ... 158
• 3) 젖산균과 효모의 혼합발효 ... 159
• 나. 성분 분석 ... 159
• 1) 일반성분 ... 159
• 2) 알코올 및 유리당 ... 159
• 3) 비휘발성 유기산 ... 160
• 4) 지방산 ... 160
• 5) 단백질 분리 및 정량 ... 161
• 6) 유리 아미노산 ... 161
• 7) 수용성 및 염용해성 단백질의 아미노산 분석 ... 161
• 다. 효소활성 측정 ... 168
• 1) Protease ... 168
• 2) Liquefying amylase ... 168
• 3) Saccharogenic amylase ... 168
• 4) Lipase ... 168
• 라. 저장성 ... 168
• 1) 안정제에 의한 침전억제 효과 ... 168
• 2) 점도 측정 ... 169
• 마. 안동식혜 공정의 표준화 ... 169
• 바. 관능검사 ... 169
• 2. 연구개발 결과 ... 170
• 가. Starter를 이용한 안동식혜 제조 ... 170
• 1) 제법을 달리한 식혜의 발효 ... 170
• 2) 젖산균 및 효모의 단독 발효 ... 175
• 3) 젖산균과 효모의 혼합발효 ... 179
• 4) 젖산균과 젖산균의 혼합발효 ... 183
• 나. 성분 분석 ... 187
• 1) 일반성분 ... 187
• 2) 알코올 및 유리당 ... 190
• 3) 비휘발성 유기산 ... 190
• 4) 지방산 ... 191
• 5) 질소화합물 ... 196
• 6) 유리 아미노산 ... 196
• 7) 수용성 및 염용해성 단백질의 아미노산 분석 ... 196
• 다. 효소활성의 변화 ... 202
• 라. 저장안정성 ... 204
• 1) 안정제에 의한 침전억제 효과 ... 204
• 2) 점도측정 ... 212
• 마. 안동식혜의 공정의 표준화 ... 215
• 바. 관능검사 ... 216
• 제6절 생약재 혼합 전통안동식혜의 개발 ... 220
• 1. 실험방법 및 연구내용 ... 220
• 가. 생약재 추출 ... 220
• 나. 안동식혜 제조 ... 220
• 다. 주재료의 적정 음용 농도의 결정 ... 222
• 1) 생약재 혼합 식혜 ... 222
• 2) 구기자 혼합 음료 ... 222
• 3) 홍삼 혼합 음료 ... 222
• 라. 부재료 종류의 선정 및 배합비 결정 ... 222
• 1) 생약재 혼합 식혜 ... 222
• 가) A type 식혜 ... 223
• 나) B type 식혜 ... 223
• 2) 구기자 혼합 음료 ... 223
• 3) 홍삼 혼합 음료 ... 223
• 마. 당 농도 결정 ... 223
• 1) 생약재 혼합 식혜 ... 223
• 2) 구기자 혼합 음료 ... 223
• 3) 홍삼 혼합 음료 ... 224
• 바. pH 조절 ... 224
• 1) 생약재 혼합 식혜 ... 224
• 2) 구기자 혼합 음료 ... 224
• 3) 홍삼 혼합 음료 ... 224
• 2. 연구개발 결과 ... 225
• 가. 생약재 혼합 식혜 ... 225
• 1) A type 식혜 ... 225
• 가) 주재료의 적정 음용 농도 결정 ... 225
• 나) 부재료 선정 및 음용 농도 결정 ... 227
• (1) 두충 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 227
• (2) 건강 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 229
• (3) 구기자 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 231
• (4) 적정 음용 당 농도 결정 ... 233
• (5) A type 식혜의 최종 배합비 ... 235
• 2) B type 식혜 ... 236
• 가) 주재료의 적정 음용 농도 결정 ... 236
• 나) 부재료 선정 및 적정 음용 농도 결정 ... 238
• (1) 오미자 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 238
• (2) 건마늘 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 240
• (3) 인삼 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 242
• (4) B type 식혜의 적정 당 농도 결정 ... 244
• (5) B type 식혜의 최종 배합비 ... 246
• 나. 구기자 혼합음료의 개발 ... 247
• 1) 주재료의 선정 및 적정 음용 농도 결정 ... 247
• 2) 부재료 종류의 선정 및 배합비 결정 ... 249
• 가) 두충 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 249
• 나) 건강 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 251
• 다) 결명자 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 253
• 라) 구기자 혼합음료의 적정 당 농도 결정 ... 255
• 마) 구기자 혼합음료의 pH 조절을 위한 구연산 첨가량 결정 ... 257
• 바) 구기자 혼합음료의 최종 배합비 ... 259
• 다. 홍삼 혼합음료 개발 ... 260
• 1) 주재료의 선정 및 음용 농도 결정 ... 260
• 2) 부재료 선정 및 적정 음용 농도 결정 ... 262
• 가) 감초 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 262
• 나) 건마늘 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 264
• 다) 오미자 추출액의 적정 음용 농도 결정 ... 266
• 라) 홍삼 혼합음료의 적정 당 농도 결정 ... 268
• 마) 홍삼 혼합음료의 최종 배합비 ... 270
• 제7절 결론 ... 272
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 275
• 제1절 목표달성도 ... 275
• 제2절 관련분야 기여도 ... 277
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 279
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 281
• 제7장 참고문헌 ... 283
• 끝페이지 ... 293