초록 ▼

○ 연구결과
: 본 연구는 오이를 효율적으로 활용하기 위해 발효를 통해 오이 식초를 제조하였다. 알코올 발효와 초산 발효로 나누어 발효시키는 2단계 발효를 사용하여 오이 식초의 제조 조건을 최적화하였다. 알코올 발효는 오이를 파쇄하여 사과 농축액으로 당도를 15 °brix로 조절한 후 알코올 균주인 Saccharomyces cerevisiae를 사용해 28℃에서 발효를 하였다. 시간에 따른 알코올 함량 변화 및 당도변화를 측정한 결과 효모 균주를 이용한 오이 착즙액의 발효시간은 6일로 가장 적합 한 것으로 나타났다. 초산 발효

○ 연구결과
: 본 연구는 오이를 효율적으로 활용하기 위해 발효를 통해 오이 식초를 제조하였다. 알코올 발효와 초산 발효로 나누어 발효시키는 2단계 발효를 사용하여 오이 식초의 제조 조건을 최적화하였다. 알코올 발효는 오이를 파쇄하여 사과 농축액으로 당도를 15 °brix로 조절한 후 알코올 균주인 Saccharomyces cerevisiae를 사용해 28℃에서 발효를 하였다. 시간에 따른 알코올 함량 변화 및 당도변화를 측정한 결과 효모 균주를 이용한 오이 착즙액의 발효시간은 6일로 가장 적합 한 것으로 나타났다. 초산 발효는 오이 알코올 발효액을 여과 후, 그 여액을 초산균주인 Acetobacter sp. PA97을 알코올 발효 종료액에 초기산도 1%로 조절한 후 30℃에서 200 rpm으로 발효조에서 발효시켰다. 초산 발효시 시간에 따른 알코올 함량 변화 및 초산함량의 변화를 측정한 결과 12일째 이후로 초산함량이 5.8%로 더 이상 높아지지 않아 초산 발효 시간은 12일로 가장 적합한 것으로 나타났다.
오이 식초 제조 과정 중 유리당 변화를 분석한 결과 glucose, maltose, fructose 및 sucrose으로 확인되었다. glucose가 가장 높은 함량으로 나타났고, 발효시간이 경과됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 유기산을 측정한 결과 발효 초기 착즙액일 때 유기산은 acetic, malic, citric, lactic, succinic 및 oxalic acid가 확인되었다.
Acetic acid와 succinic acid가 가장 높은 함량으로 나타났으며, 발효시간이 경과됨에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 오이 식초의 유리아미노산 함량은 citrulline, valine, aspartic acid, asparagine, ornithine이 비교적 높았으며, 그 외에는 미량의 함량으로 나타났다. 오이 식초의 무기성분 함량은 potassium이 가장 높게 나타났고, 그 외에는 다소 낮은 함량으로 나타났다. 오이 식초의 총 폴리페놀함량은 40.14 mg/mL 이었고, 수소공여능과 ABTS·+ radical 소거능은 68% 와 79% 이였다. 환원력과 β-carotene bleaching 활성에서도 높은 활성을 보였다. 숙취해소 효과를 확인하기 위해 실험동물에게 알코올을 섭취 시킨 후 오이 식초를 기반으로 만든 시제품과 시제품에 첨가물인 SKM, 오이 착즙액, 오이 식초 및 현재 시판되고 있는 숙취해소 음료제품을 실험동물에게 경구 투여하여 혈중 알코올 농도와 아세트알데히드 농도를 측정하였다. 혈중 알코올 농도를 측정한 결과 각 실험군들에서 90분에 알코올농도가 증가되고 180분에 감소하는 경향 나타났다. 시판되고 있는 숙취음료인 A, B, C들에 비해 오이착즙액, 오이 식초, SKM 그리고 시제품에서 감소하는 것으로 나타났다. 그 중에서도 시제품이 가장 혈중 알코올 농도를 감소시켜 숙취해소 효과가 높음을 확인 할 수 있었다. 알코올에 따른 대사산물 중독성물질로써 반응성이 강한 아세트알데히드 농도를 측정한 결과 각 시료 투여군에서 시료를 보충하지않은 알코올 대조군에 비해 감소하였다. 시판되는 숙취음료들인 A, B, C들 보다 오이 착즙액과 오이식초 SKM 그리고 시제품에서 혈중 아세트알데히드 농도가 감소하였다. 그 중에서 시제품이 혈중 아세트알데히드 농도를 가장 낮게 감소시켰다. 따라서 주요 원인으로 알려진 아세트알데히드의 농도를 감소시켜 숙취해소 효과가 높음을 확인 할 수 있었다.오이 발효원액의 숙취효과 검증을 통해 오이를 주원료로 한 숙취음료 시제품의 알코올성 간장해 개선 효능을 검증하고자 in vivo 실험을 통한 간독성지표, 알코올 대사, 지질 함량 및 항산화대사계를 측정하였다. 실험동물의 체중증가량 및 식이섭취량은 실험군간에 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 시제품의 신장무게가 대조군에 비해 낮아진 것을 제외하고는 장기무게 역시 유의적인 변화가 없었다. 혈장 중의 에탄올 함량은 알코올 대조군에 비하여 시제품군은 유의적으로 낮았으며, SKM군은 감소하는 경향을 나타내었다. 혈장 중의 아세트알데히드 함량은 SKM과 시제품군 모두 에탄올대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 간조직 중의 ADH는 실험군간 유의적인 차이가 없었으나, ALDH 활성은 알코올대조군에 비하여 SKM과 시제품 모두 유의적으로 높았다. 반면, CYP2E1의 활성은 알코올대조군에 비하여 SKM군과 시제품군에서 유의적으로 낮았다. 혈장 중의 AST와 ALT활성은 SKM과 시제품 보충 시 알코올대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. SKM과 시제품 보충은 혈장의 총 콜레스테롤 함량과 간조직의 콜레스테롤 함량을 유의적으로 개선하였으며, 간조직의 트리글리세리드 함량은 시제품군에서만 에탄올대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 또한 SKM과 시제품군의 간조직의 지질축적이 에탄올대조군에 비하여 현저히 감소되었다. 간조직의 SOD와 CAT활성은 에탄올대조군에 비하여 SKM군과 시제품군에서 유의적으로 높았으며, GSH-Px 활성은 실험군간 차이가 없었다. SKM과 시제품 보충시 GSH 함량은 에탄올대조군에 비하여 유의적으로 높은 반면, 지질과산화물 함량은 유의적으로 낮았다.

Abstract ▼

To develop surplus cucumber into high value produce, cucumber vinegar was produced under optimal fermentation conditions. The physiochemical component of cucumber vinegar was analyzed while the biological activities, including antioxidative effects and alcohol hangover prevention, were examined both

To develop surplus cucumber into high value produce, cucumber vinegar was produced under optimal fermentation conditions. The physiochemical component of cucumber vinegar was analyzed while the biological activities, including antioxidative effects and alcohol hangover prevention, were examined both in vitro and in vivo. In alcohol fermentation, the optimum conditions for maximum alcohol production were an initial sugar concentration of 15 °brix, a temperature of 28℃, and a fermentation time of 5 days. The optimum conditions for acetic acid fermentation were 12 days of fermentation at 30℃ and 200 rpm with 7% alcohol and 1% initial acidity. The contents of glucose, maltose, and sucrose in cucumber juice were 11194.74, 2629.85, and 2794.04 mg%, respectively. Sugar contents decreased significantly during alcohol fermentation. The concentrations of acetic acid, succinic acid, malonic acid were measured during acetic acid fermentation. The concentrations of succinic acid and acetic acid as the major organic acids increased. The contents of other organic acids such as malonic acid were also higher compared to those in cucumber juice. The content of total amino acids in commercial vinegar was higher than in cucumber vinegar. Amino acids were as follows in order of decreasing content: leucine, valine, and aspartic acids in cucumber vinegar. The contents of total free amino acids in commercial vinegar and cucumber vinegar were 36.1180 mg% and 4.2246 mg%, respectively. Contents of Ca, Fe, K, Mg, Mn, Cu, and Na were 6.586, 0.266, 153.150, 7.010, 0.068, 0.001, and 2.755 mg/100 g, respectively. The total polyphenol content of cucumber vinegar was 40.14 mg/100 ml. DPPH radical and ABTS radical scavenging activities of cucumber vinegar were approximately 68% and 79%, respectively. β-carotene bleaching activity also showed significant antioxidant activities. In studying ethanol-induced hangovers in rat, alcohol and acetaldehyde contents in the cucumber vinegar-treated group were significantly decreased in the blood and liver compared to those of the control group. Therefore, these results indicate that cucumber vinegar may be used as a functional vinegar possessing antioxidant activity as well as preventative effects against alcohol-induced hangover. Further, this study was performed to investigate the effects of hangover drink containing cucumber and SK mixture (SKM group) as well as those of marketing hangover drink (MHD group) supplementation on the alcohol, lipid, and antioxidant contents in ethanol-treated rats. There were no significant differences in food intake, weight gain, or organ weights between the ethanol and pair-fed groups. Among the ethanol-treated groups, the MHD group had a significantly reduced plasma ethanol concentration, whereas that of the SKM group was slightly reduced. The MHD and SKM groups had significantly reduced plasma acetaldehyde concentrations compared to the ethanol-treated groups. Among the ethanol-treated groups, there were no significant differences in hepatic alcohol dehydrogenase (ADH) activity. However, the MHD and SKM groups had significantly increased aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity. However, the MHD and SKM groups had significantly reduced CYP2E1 activity compared to the ethanol-treated groups. MHD and SKM supplementation significantly lowered AST and ALT activities in plasma. MHD and SKM supplementation significantly increased HDL-cholesterol and the HDL-C/total-C ratio in hepatic lipid, whereas the triglyceride ratio was significantly lowered in the MHD group compared to the ethanol-treated groups. Hepatic lipid accumulation was also significantly reduced in the MHD and SKM groups compared to the ethanol-treated groups. In the ethanol-treated groups, MHD and SKM supplementation resulted in significant increases in SOD and CAT activities, and there were no differences in GSH-Px activity in liver. Further, MHD and SKM supplementation resulted in significant increases in GSH ratio, whereas TBARS contents were significantly reduced in liver.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 11
• 목 차 ... 13
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1 절 연구개발 목적 ... 15
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 16
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 17
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 18
• 제 3 장 연구 개발수행 내용 및 결과 ... 20
• 제 1 절 오이 식초의 최적 제조 조건 확립 ... 20
• 1. 재료 및 방법 ... 20
• 2. 결과 및 고찰 ... 27
• 제 2 절 오이 식초의 이화학적 성분분석 ... 31
• 1. 재료 및 방법 ... 31
• 2. 결과 및 고찰 ... 34
• 제 3 절 오이 식초의 항산화 효과 ... 40
• 1. 재료 및 방법 ... 40
• 2. 결과 및 고찰 ... 42
• 제 4 절 오이 식초의 숙취해소 효능 ... 47
• 1. 재료 및 방법 ... 47
• 2. 결과 및 고찰 ... 48
• 제 5 절 오이를 주원료로 한 숙취음료 시제품의 알코올성 간장해 개선 효능 검증 ... 52
• 1. 재료 및 방법 ... 52
• 2. 결과 및 고찰 ... 60
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 70
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 71
• 제 1 절 연구개발 효과 ... 71
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 72
• 제 7 장 참고문헌 ... 73
• 끝페이지 ... 77