초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 뽕잎의 혐기처리 공법 개발
신속하고 정확한 뽕잎의 GABA측정법을 개발하기 위하여 기존의 비색법을 수정한 방법과 HPLC에 의한 GABA 측정법과 비교한 결과, 비색법에 의하여 뽕잎의 GABA를 측정하였을 때, 재현성과 회수율이 HPLC방법과 거의 유사하고 오히려 HPLC법에 비해 경제적이며 신속하여 향후 GABA측정을 위하여 비색법을 전 실험에 적용하기로 하였다. 뽕잎의 GABA 축적을 위한 혐기처리 공정은 신선뽕잎을 적당한 크기로 세절하고 쵸퍼를 이용하여 쵸핑한 다음 중

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 뽕잎의 혐기처리 공법 개발
신속하고 정확한 뽕잎의 GABA측정법을 개발하기 위하여 기존의 비색법을 수정한 방법과 HPLC에 의한 GABA 측정법과 비교한 결과, 비색법에 의하여 뽕잎의 GABA를 측정하였을 때, 재현성과 회수율이 HPLC방법과 거의 유사하고 오히려 HPLC법에 비해 경제적이며 신속하여 향후 GABA측정을 위하여 비색법을 전 실험에 적용하기로 하였다. 뽕잎의 GABA 축적을 위한 혐기처리 공정은 신선뽕잎을 적당한 크기로 세절하고 쵸퍼를 이용하여 쵸핑한 다음 중량대비 2배의 1% glutamic acid 용액과 함께 콜로이드밀을 이용하여 페이스트화시켰다. 20% 구연산 용액을 이용하여 뽕잎 페이스트의 pH를 5.5로 조정한 다음 적당한 용기 또는 비닐에 넣고 CO2를 충전, 밀봉하여 30℃에서 흔들어 주면서 3시간 반응을 시켰다. 반응이 완료된 것을 85℃정도로 열처리하고 동결 또는 열풍건조한 다음 분쇄하여 GABA 축적 분말을 제조하였다.
2. GABA 축적 뽕잎의 혈압강하 효능 검증
GABA 축적뽕잎의 농도를 달리한 실험식이로 자연발증고혈압쥐(SHR)를 6주간 사육하면서 혈압강하효능을 비교한 결과 뽕잎첨가식이를 급여한 사료는 SHR의 혈압상승을 유의적으로 억제하는 것으로 나타났으나 뽕잎의 GABA축적유무와 뽕잎의 첨가농도에 따른 혈압상승억제효과는 처리구간 차이가 없는 것으로 나타났다. 뽕잎추출물은 내피가 보존된 혈관에 대해 평활근의존적 이완작용이 나타났으며 메탄올추출물이 가장 큰 것으로 나타났다. 뽕잎 용매추출물 중 열수추출물에서는 내피세포 의존적 순간이완작용이 동시에 나타났으며, 이 작용은 혐기처리한 시료가 대조구보다 큰 경향이었다. 뽕잎 열수추출물의 순간혈관이완작용은 L-NNA, methylene blue, atropin 전처리로 대부분 소멸되는 것으로 나타나 이 작용이 혈관내피에서 분비되는 NO에 의한 것임을 확인하였다. 특히, 혐기처리한 뽕잎 물추출물의 경우 농도 1.0, 0.3, 0.1 mg/mL에서 각각 높은 활성(100, 86.3±1.5, 72.3±1%)을 나타났으나 생 뽕잎 물추출물은 농도 1.0 mg/mL에서만 그 활성을 나타내었다.
3. GABA축적 뽕잎의 퇴행성 신경질환보호 효과 검증
GABA 축적 뽕잎의 신경보호 효능을 비교하기 위하여 실험동물을 이용한 퇴행성 신경질환 보호 효과에 미치는 효과를 검색하였다. 그 결과 oxygen-glucose deprivation(OGD)에 의하여 유발된 뇌허혈모델에서의 GABA 축적 뽕잎추출물은 일반뽕잎에 비하여 우수한 세포생존율을 증가시켰고 고농도 처리시에는 거의 정상 대조군 수준으로 세포손상을 회복시켰다. 또한 중대동맥봉합(MCAO) 뇌허혈 모델에서도 역시 같은 경향을 나타내었다. 그러나 scopolamine독성에 의한 인지기능 개선 효과는 GABA 축적 뽕잎과 일반 뽕잎간의 큰 차이가 없었고 그 효과도 거의 나타나지 않았다.
4. GABA 축적 뽕잎을 이용한 대중성 있는 제품 개발
1% Glutamic acid를 이용하여 혐기처리 후 열풍건조한 뽕잎분말을 이용하여 고농도의 GABA를 함유하며 냉수에서의 분산성, 용해성이 우수하고 최종제품의 물성에는 영향을 미치지 않는 식품가공용 중간소재로 활용할 수 있는 냉수가용성 분말을 제조 하였다. 수용성 분말의 경우 GABA 함량이 시료에 비해 2.7배 상승하였고 무기질 중 마그네슘은 2배, 칼륨은 3배 증가하는 것으로 나타났으며 특히 나트륨은 55배 상승하였다. 냉수가용성 분말은 물에서 95%의 용해도를 보였고 분말에 함유된 GABA는 100℃, 2시간의 열처리와 pH 2∼10의 범위에서는 안정한 것으로 나타났다.
GABA를 축적시킨 뽕잎분말을 이용한 청량음료는 분말을 160℃에서 5분간 볶음처리하고 중량대비 200배의 정제수를 가하여 60℃에서 1시간 추출, 여과하여 얻은 추출액을 음료용 추출액으로 사용하였다. 설탕 2.9%, 고과당 6.0%, 구연산 0.025%, 비타민 C 0.02%에 뽕잎 추출액을 가하여 혼합, 용해시킨 다음 향료(No. 3307) 0.2%, 쑥향 0.01%를 첨가, 혼합, 여과한 것을 살균, 냉각하여 제조하였다.
뽕잎 침출차는 분말을 160℃에서 5분간 볶음처리한 다음 1.0%의 분말형 국화향을 첨가, 혼합한 것을 tea bag 당 0.8g씩 포장하여 제조하였다. 뽕잎/현미 혼합침출차는 볶음처리한 분말에 국화향과 셀러리향을 각각 2, 1%씩 첨가, 혼합시킨 것에 볶음처리한 분쇄현미를 4:6으로 혼합한 다음 tea bag 당 0.8 g씩 포장하였다.
선식제품은 ball mill을 이용, 미분말화시킨 GABA 축적 분말 16%에 동결건조한 양배추, 무청, 미나리, 신선초분말 4, 4, 4, 5.6%와 다시마가루 2.4%, 포도당 12%, 식물성 프림 22.4%, 소금 1.6%, 찰옥수수알파전분 8%, 혼합과일분말 20%를 혼합한 것을 과립화하였다.
엑기스형 당절임물은 생 뽕잎 상태로 혐기처리한 원료와 신선 채소혼합물(신선초, 브로콜리, 양배추, 당귀잎, 파슬리, 셀러리, 케일 및 쑥가루, 다시마가루) 및 76 brix 당액(설탕 : 팔라티노스 : 물 = 60 : 20 : 20, v/v)을 사용하였다. 뽕잎, 채소혼합물, 당액을 16.7, 16.7, 66.7%의 비율로 혼합한 다음 포장하여 10℃에서 5주정도 숙성시킨 다음 압착하여 당절임물을 제조하였다. 당절임물은 흐름성 개선을 위해 고속균질기로 처리한 다음 용기에 충전하고 85℃에서 20분간 저온살균하였다.

Abstract ▼

IV. Major Results and Conclusion
1. Developing the optimal anaerobic process for accumulating GABA in mulberry leaves
It was prerequisite in this project to develop a precise and rapid GABA determinating method. When colorimetric method for GABA determination was modified and compared with GA

IV. Major Results and Conclusion
1. Developing the optimal anaerobic process for accumulating GABA in mulberry leaves
It was prerequisite in this project to develop a precise and rapid GABA determinating method. When colorimetric method for GABA determination was modified and compared with GABA analysis on HPLC, both recovery and repeatability were considered to meet minimum requirements. Therefore, colorimetric method was applied to determination of GABA in mulberry leaves through the whole study. To develop an effective anaerobic treatment for accumulating GABA in mulberry leaves, fresh mulberry leaves were sliced into an adequate size, chopped and, with an help of a colloid mill, pasted after adding two volumes of 1% glutamic acid. The pH of the paste was adjusted to 5.5 by adding 20% citric acid, and it was packed in a vinyl pack, filled up with CO2 and sealed.
The packed product was incubated at 30℃ for 3 hr in a shaking incubator. As soon as the incubation was completed, it was heated at 85℃ and freeze dried for producing a GABA accumulated mulberry leaf powder.
2. Investigating antihypertensive activities of GABA accumulated mulberry leaves
Mulberry leaf extracts showed vasorelaxation activities in endothelium-intact rat thoracic aorta and, among the extracts, methanol extract had the strongest relaxant activity. The water-reflux extract of mulberry leaves exhibited endothelium-dependent phasic-relaxation and long-term relaxation at the same time. Generally, anaerobically treated mulberry leaves showed higher in these activities than untreated ones. The relaxant effect was significantly inhibited when it was treated with nitric oxide(NO) synthase inhibitor, L^G-nitro-arginine(L-NNA), soluble guanylate cyclase inhibitor, methylene blue and muscarinic receptor antagonist, atropin. These findings indicated that water-reflux extract of mulberry leaves effectively stimulate the formation of NO in the endothelial cells, which accounts for the endothelium-dependent relaxation and production of cGMP in the rat aorta. Especially, water-reflux extract of mulberry leaves that were anaerobically treated exhibited higher relaxation activities than the water-reflux extract of fresh mulberry leaves showing 100, 86.3±1.5, and 72.3±1% reduction at 1.0, 0.3, and 0.1 mg/ml, respectively. In the case of the water-reflux extract of fresh mulberry leaves, however, relaxation activities were observed at only above 1.0 mg/ml(40±10%). When antihypertensive activities of GABA accumulated leaves were determined through animal experiment by feeding different amounts of GABA accumulated leaves to SHR for 6wks, there were significant antihypertensive effects on SHR of GABA accumulated mulberry leaves fed groups even though no significant difference between fresh and GABA accumulated mulberry leaves fed groups.
3. Neuroprotective effects of GABA accumulated mulberry leaves on anaplastic disease
To the measurement of neuroprotective effects of GABA accumulated mulberry leaves, in vivo studies were used. As the results, GABA accumulated mulberry leaves showed higher cytoprotective activity than normal mulberry leaves in oxygen-glucose deprivation induced neuronal injury. As the sample was treated with higher concentration, the protective effect was getting reached at almost 100%. Moreover, GABA accumulated mulberry leaves also exhibited potent neuroprotection in MCAo ischemic animal model. However, improvement of recognition was not significantly different between GABA accumulated mulberry leaves treated group and normal bulberry leaves treated group
4. Development of nutraceutical food from GABA accumulated mulberry leaves
A powder of GABA accumulated mulberry leaves, as a half-processed food material, was prepared by soaking fresh mulberry leaves with glutamic acids followed by anaerobic treatment and air-drying process. The produced powder was highly soluble and dispersive in a cold water. This water-soluble powder contained GABA 2.7 times higher than fresh mulberry leaves. It was abundant in minerals having twice, three and even fifty five times as much magnesium, potassium and sodium than fresh mulberry leaves, respectively. GABA in this powder was stable at heating at 100℃ for 2 hr and under an extreme pH shift from 2 to 10.
The GABA fortified beverage was processed after roasting GABA accumulated powder at 160。C for 5min followed by addition of distilled water with 200 times the volumes of the powder, extraction at 60℃ for 1hr and filtration. To this extract, 2.9% of sugar, 6.0% of fructose syrup, 0.025% citrate and 0.002% of vitamin C were added and mixed thoroughly. Other ingredients such as 0.2% seasoning(No. 3307) and 0.01% mugwart flavor were finally added to the mixture, and pasteurized, filtered and cooled.
Mulberry leaf tea was produced by roasting mulberry powder at 160℃ for 5min, adding powdered chrys anthmum flavor and packaging 0.8g each in a tea bag. For processing of mulberry leaf & brown rice extract, chrys anthmum flavor, cerely flavor and roasted brown rice powder were added to roasted mulberry leaf powder, and packaged 0.8g each into a tea bag.
Sunsik product was produced by milling and granulating the mixture that was previously prepared by mixing 16% of GABA accumulated fine powder, 4% of freeze dried cabbage, 4% of radish leaf, 4% of dropwort and 5.6% of sinsuncho powder, 2.4% of sea tangle powder, 12% of glucose, 22.4% of non-dairy cream, 1.6% of salt, 8% of alpha-corn starch and 20% of fruit mix powder.
The product of sugar-brined mulberry leaf was processed by mixing anaerobically treated mulberry leaf with fresh vegetable mix and sugar brine soln.(76。Brix, sugar: palatinose: water = 60: 20: 20, v/v) with 16.7: 16.7: 66.7 (w/w/w) ratio. This mixture was, then, packed, fermented for 5wks at 10℃ and pressed to produce a sugar-brined product. Sugar-brined product was homogenized to improve texture of the product, packaged and sterilized at 85℃ for 20min.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 18
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 25
• 제 1 절 연구의 필요성 ... 25
• 제 2 절 연구의 내용 및 범위 ... 29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 제 1 절 국내외 타연구기관이 수행한 연구 내용 ... 30
• 제 2 절 현 기술상태의 문제점 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 32
• 제 1 절 뽕잎의 GABA 축적 혐기처리공법 개발 ... 32
• 1. 재료 ... 32
• 2. 실험방법 및 내용 ... 32
• 가. 뽕잎의 혐기처리 ... 32
• 1) 포장방법별 효과 ... 32
• 2) 잎 형태별 효과 ... 32
• 3) 위조처리별 효과 ... 33
• 4) 혐기, 호기 반복처리 효과 ... 33
• 나. Glutamic acid 처리 뽕잎의 혐기처리 ... 33
• 1) 세절 뽕잎의 혐기처리 ... 33
• 2) 페이스트 뽕잎의 혐기처리 ... 33
• 다. 혐기처리 뽕잎의 이화학적 특성 분석 ... 33
• 1) GABA 측정방법 비교 ... 33
• 2) 폴리페놀화합물 ... 35
• 3) 총플라보노이드 ... 35
• 4) Phytoestrogen ... 35
• 5) 일반성분 ... 36
• 6) 무기질 ... 36
• 3. 결과 및 고찰 ... 38
• 가. GABA 함량 측정방법 비교 ... 38
• 1) 활성탄처리 영향 ... 38
• 2) 비색법과 아미노산 자동분석기의 비교 ... 39
• 나. 뽕잎의 혐기처리 ... 41
• 1) 포장방법별 효과 비교 ... 41
• 2) 뽕잎 형태별 효과 ... 42
• 3) 위조처리별 효과 ... 43
• 4) 혐기, 호기 반복처리 효과 ... 45
• 다. Glutamic acid 처리 뽕잎의 혐기처리 ... 46
• 1) 세절 뽕잎의 혐기처리 ... 46
• 2) 페이스트 뽕잎의 혐기처리 ... 48
• 라. 뽕잎의 GABA 축적을 위한 혐기처리 공정도 및 공정별 특징 ... 53
• 마. GABA 축적 뽕잎의 성분분석 ... 54
• 제 2 절 GABA 축적 뽕잎의 혈압강하 효능 검증 ... 57
• 1. 재료 ... 57
• 2. 실험방법 및 내용 ... 57
• 가. 추출물의 제조 ... 57
• 나. ACE 저해작용 ... 57
• 다. 혈관이완작용 ... 58
• 라. 실험동물을 이용한 혈압강하 효능 검증 ... 58
• 1) 실험동물 및 식이 ... 58
• 2) 식이섭취량, 체중증가량 및 식이효율 ... 60
• 3) 혈압측정 ... 60
• 4) 통계처리 ... 60
• 3. 결과 및 고찰 ... 61
• 가. 뽕잎 용매 추출물의 수율 및 GABA함량 ... 61
• 나. 뽕잎 용매 추출물의 ACE 저해작용 ... 61
• 다. 뽕잎 용매추출물의 혈관이완효과 검색 ... 62
• 1) 추출물의 혈관이완작용 ... 62
• 2) 추출물의 내피세포 의존적 혈관이완작용 및 작용기전 ... 66
• 3) 추출물의 내피세포 의존적 혈관이완작용의 기전 검색 ... 69
• 라. 실험동물을 이용한 GABA축적 뽕잎의 혈압강하 효능 검증 ... 72
• 제 3 절 GABA 축적 뽕잎의 퇴행성 신경질환 보호 효능 검정 ... 74
• 1. 실험방법 및 내용 ... 74
• 가. 추출물의 제조 ... 74
• 나. PC 12 cells의 신경축색돌기 outgrowth에 미치는 효과 ... 74
• 다. H2O2처리에 의해 유도되는 신경세포사에 대한 억제 효과 ... 74
• 라. Oxygen-glucose deprivation(OGD)조건하에서의 신경세포 보호 효과 ... 74
• 마. BV-2 cell에서의 nitric oxide 생성 억제 효과 ... 75
• 바. 중뇌대동맥 폐쇄(MCAO)에 의하여 유발된 뇌허혈 동물 모델에서의 신경보호효과 ... 75
• 1) 실험동물 ... 75
• 2) 수술방법 ... 75
• 3) 약물투여 ... 76
• 4) 뇌조직의 염색 ... 76
• 사. 스코폴라민 유발 수동회피 반응 시험 ... 77
• 1) 실험장치 ... 77
• 2) 실험방법 ... 77
• 2. 결과 및 고찰 ... 78
• 가. PC 12 cells의 신경축색돌기 outgrowth에 미치는 효과 ... 78
• 나. H2O2처리에 의해 유도되는 신경세포사에 대한 억제 효과 ... 78
• 다. Oxygen-glucose deprivation(OGD)조건하에서의 신경세포 보호 효과 ... 79
• 라. BV-2 cell에서의 nitric oxide 생성 억제 효과 ... 80
• 마. 중뇌대동맥 폐쇄(MCAO)에 의하여 유발된 뇌허혈 동물 모델에서의 신경보호효과 ... 81
• 바. Scopolamine 유발 수동회피 반응 시험 ... 82
• 제 4 절 GABA 축적 뽕잎을 이용한 가공제품 개발 ... 84
• 1. 실험방법 및 내용 ... 84
• 가. 냉수가용성 분말소재 제조 ... 84
• 1) 추출물의 제조 ... 84
• 2) 수용성 추출분말의 특성 ... 84
• 가) 수율 ... 84
• 나) 일반성분 ... 84
• 다) GABA 함량 ... 84
• 라) 무기질 ... 84
• 마) 총플라보노이드 ... 85
• 바) 폴리페놀 ... 85
• 3) 수용액의 특성 ... 85
• 가) 색도 ... 85
• 나) 투광도 ... 85
• 다) 용해도 ... 85
• 4) 수용성 분말의 안정성 검토 ... 85
• 가) 열안정성 ... 85
• 나) pH 안정성 ... 86
• 나. 청량음료 개발 ... 86
• 1) 국내외 차류 음료의 특성 ... 86
• 2) 음료용 추출액의 제조 및 뽕잎의 볶음처리 ... 86
• 3) 음료제조 및 기호도 개선 ... 86
• 가) 음료의 제조 ... 86
• 나) 음료의 기호도 개선 ... 87
• 4) 음료의 저장 중 품질 특성 변화 ... 87
• 5) 추출액과 음료의 이화학적 특성 ... 87
• 가) 가용성 고형분 ... 87
• 나) 총당 ... 87
• 다) 환원당 ... 87
• 라) pH ... 88
• 마) 투광도 ... 88
• 바) 색도 ... 88
• 사) 관능검사 ... 88
• 다. 티백형 차 ... 88
• 1) GABA 축적 뽕잎을 이용한 티백형 침출차 제조 ... 88
• 2) GABA 축적 뽕잎을 이용한 뽕잎/현미 혼합 침출차 제조 ... 89
• 3) 저장중 품질 특성 변화 ... 89
• 라. 분말상 선식제품 ... 89
• 1) 재료 ... 89
• 2) 선식제품의 제조 ... 90
• 3) 저장 중 품질 특성 변화 ... 90
• 마. 엑기스형 당절임물 제품 ... 90
• 1) 재료 ... 91
• 2) 당액 및 당절임물의 제조 ... 91
• 3) 당절임 액의 물성 개선 ... 91
• 4) 당절임물 제품의 저장중 품질 특성 변화 ... 92
• 5) 당절임물의 이화학적 특성 ... 92
• 가) 수율 ... 92
• 나) 당도 ... 92
• 다) pH ... 92
• 라) 색도 ... 92
• 마) 미생물학적 특징 ... 92
• 바) 관능검사 ... 93
• 2. 결과 및 고찰 ... 94
• 가. 냉수가용성 분말소재 ... 94
• 나. 청량음료 ... 99
• 1) 국내외 차류 음료의 특성조사 ... 99
• 2) 추출액의 제조 및 특성 ... 100
• 3) 볶음처리 뽕잎분말의 제조 및 추출액의 이화학적 특성 ... 101
• 4) 음료제조 및 품질개선 ... 104
• 5) 음료의 저장중 품질 특성 ... 111
• 다. 티백형 차제품 ... 114
• 1) GABA 축적 뽕잎분말을 이용한 티백형 침출차 ... 114
• 2) GABA 축적 뽕잎을 이용한 뽕잎/현미 혼합 침출차 ... 117
• 3) 혼합 침출차의 저장 중 품질 특성 변화 ... 120
• 라. 선식제품(유형 : 엽록소 함유식품/맥류약엽 가공식품) ... 121
• 1) 분말선식의 제조 ... 122
• 2) 분말선식의 과립화 ... 126
• 3) 저장중 품질 특성 변화 ... 129
• 마. 엑기스형 당절임물 ... 132
• 1) 당액의 제조 ... 132
• 2) 당절임물의 제조 ... 133
• 3) 숙성 중 당절임물의 특성 ... 135
• 4) 당절임물의 물성 개선 및 살균 ... 141
• 5) 당절임물의 저장중 품질 특성 변화 ... 142
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 144
• 1. 목표 달성도 ... 144
• 2. 기여도 ... 144
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 145
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 146
• 제 7 장 참고 문헌 ... 147
• 끝페이지 ... 150