초록 ▼

○ 연구결과
국내 18개 주요 수도 품종의 미강 함유 tocopherol 및 tocotrienol 함량의 평균치는 각각 111.4 mg kg^-1, 280.3 mg/kg^-1 이었으며, 질소 시용 및 재배 지역 조건 등에 따른 환경변이가 발견되었음. 미강 함유 vit E의 추출을 위해서는 헥산 추출 crude oil을 원료로 적절한 saponification 및 저온정제를 거쳐 경제성 있는 액상, 분말형 제품의 생산이 가능하였으며, pilot 설비를 제작하여 생산된 시제품은 항산화, 항암,

○ 연구결과
국내 18개 주요 수도 품종의 미강 함유 tocopherol 및 tocotrienol 함량의 평균치는 각각 111.4 mg kg^-1, 280.3 mg/kg^-1 이었으며, 질소 시용 및 재배 지역 조건 등에 따른 환경변이가 발견되었음. 미강 함유 vit E의 추출을 위해서는 헥산 추출 crude oil을 원료로 적절한 saponification 및 저온정제를 거쳐 경제성 있는 액상, 분말형 제품의 생산이 가능하였으며, pilot 설비를 제작하여 생산된 시제품은 항산화, 항암, 간기능 보호, 고지혈증 개선 등 생리활성은 우수한 반면 독성은 없는 것으로 나타났음. 또한 NIRS를 이용함으로써 원료 및 제품 함유 vit E 함량의 신속 편이 분석이 가능하였음

Abstract ▼

III. Major Results and Recommendation
1. Analysis of tocopherol (T) and tocotrienol (T3) content in bran of 18 popular Korean rice varieties showed average 111.4 mg kg^-1and 280.3 mg/kg^-1, respectively and the ascending of each 8 vit E isomers was δ-T＜β-T₃＜β-T＜δ-T<

III. Major Results and Recommendation
1. Analysis of tocopherol (T) and tocotrienol (T3) content in bran of 18 popular Korean rice varieties showed average 111.4 mg kg^-1and 280.3 mg/kg^-1, respectively and the ascending of each 8 vit E isomers was δ-T＜β-T₃＜β-T＜δ-T₃＜γ-T＜α-T＜α-T₃＜γ-T₃. The same rice varieties cultivated at different locations exhibited different level of bran tocopherol and tocotrienol content. Increasing amount of total nitrogen fertilizer application increased tocopherol content, while no changes in tocotrienol could be observed. Storing harvested rice at room temperature significantly decreased rice bran tocopherol. Rice bran and white rice showed highest vit E contents when milled by 6.4 to 9% and 4%, respectively. Soybeans and barley rarely exhibited variety-dependent variations, while corn showed wide variations according to varieties. Kidney bean, evening-promise, sunflower, and perilla seeds contained no tocotrienol, while safflower, adlay, iris, and purple perilla showed tocotrienols in seeds.
2. As the most practical method to concentrate tocopherol and tocotrienol from rice bran, hexane-extracted crude oil was most efficient as a starting material and EtOH was the most alternative solvent. Storing hexane-extracted crude oil at 4℃ and subsequent removing sediments greatly enhanced the efficiency of vit Eisolation. Adding 3% ascorbic acid, 5% NaOH, and 200% EtOH relative crude oil weight and subsequent saponification at 80℃ for 18 min was most practical to collect unsaponifiable matters from crude oil, Subsequent cooling at -20℃ and centrifugation effectively enhanced purity of final products. The powdered formula of final products were made by mixing liquid final products with SiO₂ plus ascorbic acids, and 500 mg of powdered products were further filled into a capsule for PTP packing.
3. The pharmaceutical function of liquid final products were evaluated. Distictive antioxidative effects with enhanced SOD and GPX activity could be observed. The IC50 of final products against liver cancer, HepG2 cells were 149 mg mL^-1, indicating anticancer activity of final products. By animal feeding tests, reduction in blood triglycerol, LDL as well as enhanced HDL concentration could be observed. Blood aspartate transaminase, alanine transaminase, alkaline phosphatase, lactate dehydrogenase were decreased by final products, which indicated the effectiveness of final products in protection of brain and liver tissues. In contrast to these beneficial effects, the final products did not induce any toxicity signs in mortality, incidence of clinical signs, body weight, etc. after a single oral administration, which proved safety of the final products.
4. Non-destructive and rapid determination of tocopherol and tocotrienol contents in both source materials and final products were developed by using an NIRS system. Statistically significant determination coefficients (R²) over 0.95 could be obtained in regression equations relating NIRS spectrum and tocopherol, tocotrienol, and total vit E contents in rice bran, crude oil, brown rice, and final products. These results proved the practicality of adopting NIRS in quality control system.
5. The final products of this report containing tocopherols and tocotrienols from rice bran showed distinctive pharmaceutical activities without any toxic effects. Although sample products in powder form filled in a capsule were prepared in this report, the liquid form final products can be widely used as excellent source materials for functional food stuffs in various forms such as drink, pellet, soft gel capsule, etc. Further researches and efforts to develop various products in different formula for many purposes as well as commercialization of such products seem to be required.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목 차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 14
• 제 2 절 연구 개발의 필요성 및 범위 ... 14
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ... 15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 17
• 제 1절 연구 수행 방법 ... 17
• 1. 벼 품종 및 재배조건에 따른 tocotrienol 함량 변이 구명 ... 17
• 2. 미강중 tocotrienol의 추출, 분리, 정제 기술 및 제품화 기술 개발 ... 20
• 3. NIRS를 이용한 국내산 수도 현미, 미강 및 미강 추출 최종생산물 함유 tocotrienol 신속편이 분석기술 개발 ... 31
• 4. 국내산 수도에서 추출한 최종생산물의 생리활성 및 독성 평가 ... 32
• 제 2절 연구 수행 결과 및 고찰 ... 41
• 1. 벼 품종 및 재배조건에 따른 tocotrienol 함량 변이 구명 ... 41
• 가. 벼 품종별 미강의 tocopherol과 tocotrienol 함량 평가 ... 41
• 나. 벼 재배지역에 따른 미강의 tocopherol 및 tocotrienol 함량 변이 ... 43
• 다. 추청벼의 경기도내 재배지역간 tocopherol 및 tocotrienol 함량 변이 ... 45
• 라. 질소시비량에 따른 미강의 tocopherol 및 tocotrienol 함량 변이 ... 45
• 마. 질소수비 시용시기와 시용량에 따른 tocopherol 및 tocotrienol 변이 ... 48
• 바. 벼 저장기간에 따른 미강의 tocopherol 및 tocotrienol 함량 변이 ... 48
• 사. 도정율에 따른 미강 및 쌀의 tocotrienol 과 tocopherol 함량 ... 48
• 아. 몇 가지 작물 종실의 tocotrienol과 tocopherol 함량 ... 55
• 2. 미강중 tocotrienol의 추출, 분리, 정제 기술 및 제품화 기술 개발 ... 58
• 가. 원료 선정 및 추출 용매별 vit E 추출 효율 비교 ... 58
• 나. Tocopherol 및 tocotrienol 추출 최적화를 위한 saponification 조건 모색 ... 67
• 다. 최종 생산물의 순도 향상 조건 탐색 ... 81
• 라. 최종 생산물의 안정성 평가 ... 83
• 마. 최종 생산물 및 시제품 함유 tocopherol, tocotrienol 함량 ... 86
• 3. NIRS를 이용한 국내산 수도 현미, 미강 및 미강 추출 최종생산물 함유 tocotrienol 신속편이 분석기술 개발 ... 90
• 가. 미강 함유 성분의 NIRS 검량식 작성 ... 90
• 나. 미강유 함유 성분의 NIRS 검량식 작성 ... 94
• 다. 현미 함유 성분의 NIRS 검량식 작성 ... 96
• 라. Pilot에서 추출된 최종생산물의 NIRS 검량식 작성 ... 96
• 마. 요약 ... 103
• 4. 최종생산물의 생리활성 및 독성 평가 ... 104
• 가. 최종 생산물의 항산화력 평가 ... 104
• 나. 최종 생산물의 항암성 평가 ... 107
• 다. 최종 생산물의 고지혈증 억제 효과 평가 ... 110
• 라. 광학현미경적 조직검사 ... 114
• 마. 랫드를 이용한 최종 생산물의 단회 경구투여 독성시험 ... 118
• 5. 경제성 평가 ... 125
• 가. 국내 시장 전망과 원료 수급 현황 ... 125
• 나. 제조원가분석 ... 126
• 다. 수익성 평가 ... 127
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 130
• 제 5 장 연구 개발 결과의 활용계획 ... 132
• 제 1절 연구개발 성과 ... 132
• 1. 개략적 성과 ... 132
• 2. 성과 내용 ... 132
• 제 2절 연구개발의 활용 계획 ... 134
• 제 6 장 참고문헌 ... 135
• 끝페이지 ... 139