초록 ▼

○ 연구결과
- 3종류 강화쑥 추출물은 모두 항산화성을 갖고 있었으며 싸주아리쑥>참쑥>사자발쑥 순으로 강했음. 독성검사에서 참쑥이 다른 2종류의 쑥보다 독성이 낮았기에 이를 항비만검사의 시료로 선정함. 참쑥은 in vitro assay법인 RT-PCR 지방축적관련 유전자 변화 및 지방세포분화억제 효과가 70%이상의 중성지방 축적 억제능이 있었음. in vivo의 경우 대조구의 체중증가율이 48.9%인데 비해, 참쑥 1% 섭취 그룹은 35.0%, 참쑥 3% 그룹은 27.6% 체중증가를 나타내었음.이 밖에 혈중 지질 변화, 지방조

○ 연구결과
- 3종류 강화쑥 추출물은 모두 항산화성을 갖고 있었으며 싸주아리쑥>참쑥>사자발쑥 순으로 강했음. 독성검사에서 참쑥이 다른 2종류의 쑥보다 독성이 낮았기에 이를 항비만검사의 시료로 선정함. 참쑥은 in vitro assay법인 RT-PCR 지방축적관련 유전자 변화 및 지방세포분화억제 효과가 70%이상의 중성지방 축적 억제능이 있었음. in vivo의 경우 대조구의 체중증가율이 48.9%인데 비해, 참쑥 1% 섭취 그룹은 35.0%, 참쑥 3% 그룹은 27.6% 체중증가를 나타내었음.이 밖에 혈중 지질 변화, 지방조직에서의 지방축적관련 유전자 발현 등에서 참쑥 처리군의 항비만효과를 확인할 수 있었음.
- SPME-GC/MS로 분석한 쑥추출물은 주로 terpernoid가 주요 휘발성분이었으며 건조방법 및 처리법에 따라 휘발성분 profile 변화를 확인함. 쑥음료 및 미세캡슐 저장에 의해 쑥 휘발성분 변화를 확인함.
- 쑥 추출물의 미세캡슐화를 위해 이중층 미세캡슐(W/O/W type)을 92.26% 수율로 제조하였고 입자화 시켰음. 미세캡슐은 4℃, 20℃, 40℃에서 10일까지 95% 이상의 안정성을 보인 반면, 60℃에서 안정성이 급격히 감소함. 쑥 추출물 함유 이중층 미세캡슐은 경구 섭취 시, 위에서 상대적으로 안정하고, 장에서 중심물질을 방출함으로써 생체이용률이 높은 것으로 확인됨.
- 소비자조사에서 주부 및 대학생은 쑥추출음료에서 ‘여성병’, ‘피부미용’의 기능성을 기대하는 것으로 조사되었음. 2종류의 쑥음료를 제조 후 저농도 쑥 음료의 종합기호도가 더 높게 나타남.

Abstract ▼

○ The objectives of this study were to evaluate the antioxidant and anti-obesity functionality of mugwort extracts in vitro and in vivo system, to encapsulate mugwort extracts for powderforms, to produce beverage containing mugwort extracts, and to evaluate the sensory properties of mugwort extracts

○ The objectives of this study were to evaluate the antioxidant and anti-obesity functionality of mugwort extracts in vitro and in vivo system, to encapsulate mugwort extracts for powderforms, to produce beverage containing mugwort extracts, and to evaluate the sensory properties of mugwort extracts and beverages.
For the first year of research following results were obtained.
○ Three kinds of mugworts from Ganghwa island including sajuarissuk, sajabalssuk, and chamssuk were selected and tested for their antioxidant and anti-obesity functionality.
Antioxidant activity were in the order of sajuarissuk, sajabalssuk, and chamssuk based on their radical scavenging ability and total phenolic contents. Results of in vitro assay showed that chamssuk had less cell toxicity and good anti-obesity activity using gene expression results of PPARγ, aP2, ACC, and GPDH.
○ Volatile analysis showed that 1,8-cineole, 1-octen-3-ol, terpineol, thujone, camphor, and artemisia ketone from essential oil of mugwort.
○ W/O/W emulsion system was adapted to produce microencapsulation for mugwort extracts and the encapsulation yield was 92.26% and the moisture content of dried microcapsules was 0.86%
○ Five hundred females ranging 20∼30s were recruited and sensory analysis for mugwort and beverages were tested. Beauty on skin and female disease were major interest from mugwort beverages and "cleanness" and "sweetness" were expected attributes.
In the second year of research
○ In vivo study using animal model showed that mugwort extract had significantly reduced the weight gain and amount of diet. Also, weight of liver and adipose tissue was also significantly reduced in model samples with mugwort diet. Glucose level in blood was also improved in model with mugwort diet. The size of adipose tissue in mugwort fed models was smaller and markers for triacylglycerol level were improved.
The results strongly suggested that mugwort had anti-obesity physiological functionality and enhance.
○ Optimum condition for the microencapsulation using response surface methodology(RSM) follows like this : 184.4μmol of the amount of second emulsifier, 0.6 of ([Cm2]]/[Wm2]), and 5,696.9rpm homogenization agitation. The microcapsules were stable upto 95% at whole pH for 30 days and stable at 4℃, 20℃, and 40℃for 10 days upto 95% while the stability at 60℃ decreased to 78.3±0.3%
○ Released volatiles from encapsulated mugwort extract were limonene, aldehydes, and furans.
○ In vitro bioavailability test showed that less than 10% of core materials were released in gastric model systems while more than 70% of core materials were released in intestine models within 2 hours, which indicate the double layers of microcapsules were relatively stable at stomach but dissolved quickly at intestine.
○ Sensory evaluation showed that chamssuk had better preference than sajabalssuk at 80% significant level. Two food beverages using mugwort extracts were produced.
Beverage with lower mugwort extract had higher preference than those with higher mugwort extract. Flavor attributes expected in mugwort beverages were "sweetness"> "mouthfeel" >"color">"sourness">"mugwort taste">"mugwort odor"
○ The results of this study clearly showed that chamssuk extract and chamssuk had antioxidant and anti-obesity activity. Volatile analysis showed that profiles of volatiles were affected by the treatment. Double layer microencapsulation was conducted using RSM and bioavailability of the encapsulated mugwort extract was also tested. Two kinds of beverages were produced and lower contents of mugwort extract was preferred by young females.
○ This study can provoke the usage of mugwort in the industrial level and help to increase the harvest mugwort as one of profitable plants.
○ Food industry can have chance to expand the functional beverage markets with anti-obesity functional mugwort extracts.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목 차 ... 12
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 15
• 1. 연구개발대상 기술의 경제적·산업적 중요성 ... 15
• 가. 쑥의 일반 특징 및 활용 현황 ... 15
• 나. 비만의 문제점과 항비만 현황 ... 15
• (1) 비만의 심각한 사회적 문제점 ... 15
• (2) 항비만 시장 및 특허현황 ... 16
• 다. 국내외 음료시장의 현황 ... 16
• (1) 국내 음료 시장의 현황 ... 16
• (2) 세계 음료 시장의 현황 ... 17
• 2. 국산 쑥을 이용한 기능성 쑥 음료 생산 필요성 ... 17
• 3. 국산 쑥 함유 식음료 시장 개발 및 세계 음료시장 진출화 가능성 ... 18
• 제2절 연구개발의 목적 및 범위 ... 18
• 1. 연구개발의 목적 ... 18
• 가. 쑥 추출물의 비만억제능 및 기능성 탐색 ... 18
• 나. 쑥 추출물의 향미 성분 분석 및 미세캡슐화를 통한 쑥의 식품 소재화 ... 18
• 다. 쑥 추출물 활용 관능성이 개선된 식음료 제품 개발 ... 18
• 2. 연차별 연구개발의 목표 및 범위 ... 19
• 가. 1차년도 ... 19
• 나. 2차년도 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제1절 국내 기술개발 현황 ... 21
• 제2절 국외 기술개발 현황 ... 23
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 24
• 제1절 연구개발수행 내용 ... 24
• 1. 쑥 추출물의 제조 및 비만억제능 및 기능성 탐색 ... 24
• 2. 쑥 추출물의 휘발성분 분석 및 제품 소재화 개발 ... 24
• 3. 쑥 추출물의 미세캡슐화를 통한 쑥 추출물 소재화 ... 24
• 4. 쑥 추출물 이용 관능성 개선 제품 개발 ... 24
• 제2절 연차별 연구개발수행 결과 ... 27
• 1. 1차년도 연구개발수행 결과 ... 27
• 가. 국산 쑥 추출물 제조, 기능성 탐색 및 미세캡슐화 ... 27
• (1) 쑥 추출물의 제조, 비만억제능 및 기능성 탐색 ... 27
• (가) 국산 쑥을 이용한 추출 조건 탐색 ... 27
• (나) 유리라디칼 소거능, 양이온 라디칼 소건능, 총 페놀함량 등의 항산화성 탐색 ... 27
• (다) 세포주를 이용한 항비만성 탐색 ... 33
• (2) 쑥 추출물의 휘발성분 분석 및 미세캡슐화를 통한 쑥의 소재화 ... 39
• (가) 쑥 및 쑥 추출물의 추출방법 확립 및 휘발성 향미성분 분석 ... 39
• (나) 미세캡슐화를 통한 쑥의 소재화 ... 46
• 나. 관능성이 개선된 쑥 음료 개발 ... 54
• (1) 쑥 추출물 활용 식음료 제품컨셉 개발 ... 54
• (가) 쑥 음료 및 비만개선 시장조사 및 국산 쑥을 이용한 기존 제품 분석 ... 54
• (나) 비만개선 혹은 기능성을 지닌 식음료 시장 동향 분석 ... 55
• (다) 쑥 추출물 활용 식음료 제품 컨셉 개발 ... 55
• 2. 2차년도 연구개발수행 결과 ... 64
• 가. 선정된 쑥 추출물의 동물실험을 이용한 비만억제능 탐색 ... 64
• (1) 동물실험 조건확립 ... 64
• (가) 쥐의 종류 및 비만 유도 방법 ... 64
• (2) 동물실험 연구 ... 64
• (가)선별된 쑥 추출물을 이용한 비만 동물 대상 항비만성 연구 ... 64
• 나. 미세캡슐화된 쑥 식품소재의 안정성 ... 76
• (1) 미세캡슐화 수율 극대화를 위한 반응조건 최적화 ... 76
• (가) 쑥 추출물 함유 이중층 미세캡슐 제조 ... 76
• (나) 유효한 반응 변수 선정 및 유의적인 변화 범위 설정을 위한 예비실험 ... 77
• (다) 반응표면분석법을 이용한 이중층 미세캡슐화(W/O/W type) 공정의 최적화 ... 82
• (2) 미세캡슐의 pH 및 저장온도에 따른 안정성 평가 ... 87
• (가) 쑥 추출물 함유 미세캡슐의 pH 및 저장 온도에 따른 저장 안정성 평가 ... 87
• (나) 쑥 추출물 함유 미세캡슐의 저장 온도와 저장 기간에 따른 휘발성분 변화 분석 ... 89
• (3) 미세캡슐의 체내복원성 확인 ... 93
• 다. 쑥 음료의 관능성 개선 및 제품개발 ... 94
• (1) 참쑥, 사자발 쑥 추출물의 향 선호 관능성 검사 ... 94
• (2) 참쑥 추출물 함유 농도에 따른 관능성 검사 ... 97
• (3) 추출물 함유 쑥음료 시제품 개발 ... 104
• (4) 쑥 추출물 이용 식음료 제품의 관능성 검사 ... 106
• 라. 쑥음료 시제품의 휘발성분 분석 ... 124
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 133
• 제1절 연도별 연구목표 및 평가착안점에 입각한 목표달성도 ... 133
• 제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 133
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 135
• 제1절 연구개발 성과 ... 135
• 1. 논문게재 성과 ... 135
• 가. 게재논문 ... 135
• 나. 투고예정 논문 ... 135
• 2. 학술대회 발표 성과 ... 135
• 3. 인력활용/양성 성과 ... 136
• 제2절 연구개발 성과활용 계획 ... 136
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 138
• 제7장 참고문헌 ... 139
• 끝페이지 ... 144