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Kafe 바로가기주관연구기관 | 건국대학교 KonKuk University |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2016-02 |
과제시작연도 | 2015 |
주관부처 | 농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 | TRKO201600003289 |
과제고유번호 | 1395040734 |
사업명 | 농축산물부가가치향상 |
DB 구축일자 | 2016-06-25 |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201600003289 |
Ⅳ. 연구개발결과
○ 식초의 초산발효를 위한 제성(초기 알코올 농도) 조건은 무독화옻식초는 6~7%, 복분자식초는 5~6%으로 나타났다. 발효식초의 현탁입자 분리방법은 응집제인 카제인, 젤라틴, 키토산, 규조토 등을 비교한 결과 규조토가 적합한 것으로 나타났다. 복분자식초의 저장 중갈변 억제를 위한 갈변억제제와 첨가시기를 조사한 결과, 갈변억제제는 vitamin C가 효과가 높았으며, 첨가시기는 알코올발효전보다 초산발효전이 갈변억제 효과가 높은 것으로 나타났다. 살균에 의한 식초의 침전 억제에서 적정 살균 온도는 60℃이며,
Ⅳ. 연구개발결과
○ 식초의 초산발효를 위한 제성(초기 알코올 농도) 조건은 무독화옻식초는 6~7%, 복분자식초는 5~6%으로 나타났다. 발효식초의 현탁입자 분리방법은 응집제인 카제인, 젤라틴, 키토산, 규조토 등을 비교한 결과 규조토가 적합한 것으로 나타났다. 복분자식초의 저장 중갈변 억제를 위한 갈변억제제와 첨가시기를 조사한 결과, 갈변억제제는 vitamin C가 효과가 높았으며, 첨가시기는 알코올발효전보다 초산발효전이 갈변억제 효과가 높은 것으로 나타났다. 살균에 의한 식초의 침전 억제에서 적정 살균 온도는 60℃이며, 식초의 탁한 정도는 균의 살균보다 여과에 의한 효과가 더 높은 것으로 나타났다. Acetobacter pasteurianus, A. malorum, Gluconoacetobacter entanii 3종류의 초산균에 의한 식초의 향기성분 변화와 기호도를 평가하는 결과, 초산발효는 A. pasteurianus가 가장 빨랐으며, 향기성분도 초산균 3종류 다른 것으로 나타났으며, 기호도는 A. malorum이 가장 높은 것으로 나타났다. 다양한 효모에 의한 알코올 발효 후 초산 발효한 결과 효모에 따라 향기 패턴과 유기산 함량, 산도가 달랐으며, 효모에 따른 차별화된 식초 제조 가능성이 있는 것으로 확인하였다. 숙성 용기에 의한 발효식초의 향기성분 변화를 관찰한 결과, 숙성기간이 지남에 따라 식초의 산도 변화는 거의 없는 반면 초산 함량은 감소하였고, 숙성용기가 오크통, 항아리인 경우 향기패턴이 유리와 플라스틱에 비해 달라짐을 확인하였다.
○ 양조식초와 시판식초의 UPLC-Q-TOF-MS, GC-TOF-MS을 통해 대사체를 분석한 결과, 전통 양조 무독성 옻 식초와 복준자 식초가 시판되는 일반 식초와 대사체 적으로 차이를 보였으며, 전통 양조식초에서 복분자가 항산화 효과가 높았다. 복분자 식초에 cyanidin-3-xylosyrutinoside, cyanidin-3-glycoside, quercetin이 항산화 활성에 관여하는 산물임을 확인하였다. 이를 SCI 논문으로 게재하였다. (Jang et al. 2015)
○ 복분자 및 옻 전통발효 식초가 비만 유도쥐에 미치는 효과를 검증해 본 결과 실험동물의 혈 중 중성지방 분석 결과, 비만군 대비 복분자식초식이군 25.8%, 무독화옻식초식이군 23.8% 유의적인 감소 효과를 나타냈다(p<0.05). 동맥경화지수(AI)는 비만군과 비교하여 복분자 식초군과 옻식초 군 모두 유의한 감소 효과를 나타냈다(p<0.05). 또한, LPL 활성은 비만군과 비교하였을 때 복분자 식초군과 옻식초 군 모두 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 간 TG는 비만군에 비해 복분자 식초군은 25.8%, 옻식초군은 23.8% 감소하였고, TL은 비만군에 비해 복분자 식초군은 46.3%, 옻식초군은 52.1% 감소하였고, 비만군군과 비교시 두군 모두 유의한 차이가 있었다.(p<0.05). 결과적으로 식초의 비만 개선 효과를 확인하였다.
○ 식초 식이를 한 비만 모델 쥐에서의 소변과 혈청 내의 생체 대사체를 분석한 결과, 일반 식이와 비만 식이가 차이를 보였다. 고지방 식이시 glycolysis, gluconeogenesis, lipid metabolism 등이 영향을 받았다. 혈청 및 소면에서 옻 식초 및 카페인 군이 정상군과 유사하게 lysoPC와 glucuronide conjugate에서의 대사체가 변화를 확인 하였다. 결과적으로 식초의 섭취가 고 지방 식이에 의한 비만을 억제하는데 도움을 준다는 것을 확인 했다.
○ 항골다공증 효과를 검증하기 위해 폐경기 골다공증 모델에 복분자 식초를 경구투여 한 결과 혈청 AST, ALT, Triglyceride는 군간의 유의적인 차이는 없었음. HDL Cholesterol은 OVX-HRC군에서 유의적으로 증가하였음(P<0.05). 파골세포 형성에 중요한 cytokine인 RANKL의 값은 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이가 없었으며, 파골세포의 활동을 억제시키는 OPG 또한 유의적인 차이는 없었다. 식초 식이가 골다공증 예방에 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.
○ 식초 식이를 한 폐경기 유도된 골다공증 쥐 모델의 대사를 분석한 결과, 각 그룹 별로 차이가 나는 것을 확인하였다. 골다공증으로 인해 산화적 스트레스나 질병에 관련된 증가된 산물이 식초 식이 시 감소하였다. 또한 콜라겐 및 뼈의 형성에 관련된 대사체가 식초 식이시에 증가 하였다. 따라서 식초의 섭취가 폐경기에 의해 유도된 골다공증 예방에 긍정적효과를 주는 것을 확인하였고 관련된 연구를 SCI 논문에 게재하였다. (Molecule. (2016), 21, 1-19)
○ 골 성장에 미치는 효과를 검증하고자 성장기 암컷 쥐에 식초를 경구투여 한 결과 HRC 군에서 Total fat이 다른 군에 비해 적었지만 유의적인 차이는 없었음. 장기무게는 군 간의 유의적인 차이는 없었다. Caliper를 이용한 femur, tibia 길이를 측정하였을 때, femur의 길이는 군 간의 차이가 없었으며 tibia는 HRC군에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 따라서 식초 식이가 골 성장에 좋은 영향을 주는 것을 확인 하였다.
○ 칼슘 흡수 관련 성장기 쥐의 혈액과 간의 대사체 분석 결과, 일반식이 군과 식이 군 간에 차이가 있었다. 기존에 칼슘 흡수에 도움이 되는 카제인 포스포펩타이드 식이 군과 식초식이 군이 유사한 변화를 보였고, 혈액과 간에서 뼈 성장에 관련이 있는 conjugated linoleic acid와 뼈에서의 칼슘 흡수를 저해하는 oxalic acid가 공통적으로 차이가 있는 것을 확인하였다. 이를 통해 식초 식이가 뼈의 대사에 영향을 주는 것을 확인함.
Setting a initial alcohol concentration for acetic acid fermentation was 6~7% in detoxified Rhus verniciflua vinegar and 5~6% in Rubus coreanus vinegar. The diatomite was suitable for filtration method of vinegar compare with other coagulant. Result of examining the browning inhibitor and addition t
Setting a initial alcohol concentration for acetic acid fermentation was 6~7% in detoxified Rhus verniciflua vinegar and 5~6% in Rubus coreanus vinegar. The diatomite was suitable for filtration method of vinegar compare with other coagulant. Result of examining the browning inhibitor and addition time for browning inhibition during storage Rubus coreanus vinegar, browning inhibitor was higher vitamin C. And the addition time was higher the acetic acid fermentation than alcoholic fermentation. An appropriate sterilization temperature in the precipitation inhibition test of vinegar by sterilization was 60℃. Turbidity of the filtered vinegar was more transparent than the sterilization. Result of examining aroma pattern and sensory evaluation of vinegar with acetic-acid bacteria (Acetobacter pasteurianus, A. malorum, Gluconoacetobacter entanii ), aroma pattern was different and sensory evaluation was high at vinegar by A. malorum. This study results indicated that appropriate strains of acetic-acid bacteria improved the traditional Korean vinegar fermented through the static method. When alcoholic fermentation in a variety of wild yeast, aroma pattern, organic acid contents and titratable acidity were different. These results suggested the wild yeast, as a candidate for fermentation vinegar. When the vinegar aging in various containers, the aroma pattern of aging in oak and pot were different from that of aging in glasses and plastics. Few the acidity of vinegar with different aging in various containers varied. But the acetic acid concentration in vinegar decreased.
This study aimed to investigate the anti-obesity effects or bone-metabolism related effect of Rubus coreanus vinegar (RV) supplementation in 1) a high-fat diet-induced rat model of obesity, 2) growing rats and 3) osteoporosis induced rat model. RV was produced by alcohol fermentation and acetic acid fermentation. For anti-obesity effect experiment, fifty male Sprague-Dawley rats were fed a high-fat diet (HFD) for 12 weeks to induce obesity (40 rats) or a normal chow diet (10 rats). HFD-fed rats were randomly assigned to four groups: HFD plus ultra-pure water (OB), HFD plus 1% acetic acid (OB-AA), HFD plus 1% RV (OB-RC), HFD plus 0.1% caffeine (OB-CF). Food efficiency ratio, abdominal adipose tissue weight, serum levels of total cholesterol, triacylglycerol, coronary artery index, free fatty acids, fecal lipid, and lipoprotein lipase activity were significantly decreased in the RV treatment group. In the anti-osteoporotic effect study, rats were assigned to 4 groups after ovarectomy. Ovarectomized rat with water (OVX-DW), ovarectomy with 2 doses of RC (OVX-LRC(1.3%), OVX-HRC(5.2%)) and ovaretcomy with medication of alendronate (OVX-ALEN). Serum lipid, bone marker was not significantly changed after Rubus coreanus supplementation. The next study was performed to examine the effect on growing rat model. 3 week old rats were provided with either low or high dose of RC vinegar, calcium carbonate(1.2%) or casein phosphopeptide as positive control group. As a result, the length of tibia was increased after RC supplementation without any other biochemical differences. Our results show that RV prevents obesity by enhanced lipid excretion and reduction of lipogenesis, and suggest that RV has potential as a functional anti-obesity food. However, the effect on bone metabolism needs further research.
Our study was aimed to investigate the metabolite profiling and effects of traditional vinegars (Rhus verniciflua and Rubus coreanus(RC) vinegar) supplementation in 1) higt fat diet induced rat model of obesity, 2) growing rats and 3) osteoporosis induced rat model. We also investigated the metabolite difference between commercial and traditional vinegars using MS-based metabolite profiling. Therefore, 11 primary metabolites, including sugars and sugar alcohols, amino acids, and others, were detected as being significantly different between commercial and traditional vinegars using GC-TOF-MS-based nontarget MS profiling. We also identified three secondary metabolites (cyanidin-3-xylosylrutinoside, cyanidin-3-rutinoside and quercetine), which were associated with the antioxidant acticivities of vinegars, by target analysis using UPLC-Q-TOF-MS, As a result, we suggests that MS-based metabolite profiling can be a useful too for evaluating the quality of vinegar.
Another our study examined the investigated the clinical changes induced by a high fat diet and vinegar consumption in a rat model. After being fed vinegar and caffeine, some glucuronide-conjugated compounds, lysoPCs, CEs, DGs, TGs, taurine, and hippuric acid were altered compared to the HFD group. Consequently, vinegar might potentially inhibit HFD-induced obesity and we suggest possible biomarker candidates using MS-based metabolite profiling. In addition, RC vinegar also could be an effective natural alternative for the prevention of postmenopausal osteoporosis. RC vinegar has a positive effect on bone mass, bone resorption and bone strength in experimental rat groups under controlled conditions. We further established that oral administration of RC vinegar decreased the BMD loss, which was accompanied by the reduction in serum ALP and OC levels and a consequent bone volume increase in treated rats (HRV and LRV). So, we provides valuable insight into the RC vinegar-mediated reduction in bone loss and bone turnover rates in ovariectomized rats, mimicking the human postmenopausal conditions.
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