쌀겨로부터 오리자놀 추출조건의 최적화 및 저장 중 마요네즈의 산화안정성과 품질특성에 미치는 영향

이연형 세종대학교 대학원 2003 국내석사

본 연구에서는 쌀겨에서 추출용매, 추출온도, 추출시간, 용매와 쌀겨간의 비율, wetting time의 조건을 달리하여 oryzanol을 추출하고, 반응표면분석법을 이용하여 최적추출조건을 조사하였다. 또한 추출된 oryzanol의 항산화능을 측정하여 농도별로 마요네즈에 첨가하여 30℃와 45℃에서 저장 중 안정성 변화를 조사하여 oryzanol 첨가가 마요네즈 제품의 품질 및 저장성 향상을 증진시킬 수 있는지 여부를 조사하였다. 쌀겨로부터 oryzanol의 최적추출조건을 결정하기 위해 두가지 방법을 사용하였는데, 즉 각 변수들의 효과를 독립적으로 보는 방법과 변수들의 효과를 종합적으로 보는 방법을 사용하여 실험하였다. 변수들의 효과를 독립적으로 측정한 결과, 추출용매 isopropanol, 추출온도 60℃, 추출시간 30분, 용매와 쌀겨간의 비율 3:1로 추출하였을 때 oryzanol 함량이 가장높게 나왔다. 그러나 wetting time의 경우 oryzanol 함량 변화가 크지 않았다. 한편, isopropanol을 이용하여 반응표면분석법을 이용한 modeling method로 실험한 결과 쌀겨로부터 oryzanol 최적추출조건은 추출온도 70℃, 추출시간 26.5분, 용매와 쌀겨간의 비율 3:1:1이었으며, model식에 이를 대입하여 얻은 oryzanol 함량 예상치는 2297mg이었으며 실제실험치는 2289mg이었다. 추출한 oryzanol의 항산화능을 측정한 결과 합성항산화제인 BHT와 거의 비슷한 항산화능을 가진 것으로 판단되었다. 추출한 oryzanol을 마요네즈에 농도별로 첨가하여 30℃와 45℃에서 저장하면서 저장 중 품질변화와 안정성변화를 조사하였다. 과산화물가는 대조구의 경우 30℃에서 17주째에 급격히 증가하였고, 45℃에서는 7주째에 급격히 증가하여 마요네즈의 산화가 온도의 영향을 많이 받는다는 것을 알수 있었다. Oryzanol과 BHT를 비교하였을 때 oryzanol과 BHT는 항산화능이 비슷한 것으로 보이며 항산화능이 가장 높은 것은 oryzanol을 1000ppm 첨가한 시험구이었고 가장 낮은 것은 oryzanol을 100ppm 첨가한 시험구이었다. TBA가의 경우 마요네즈를 30℃에서 저장하였을 때 대조구는 13주째에 TBA가가 급격히 증가하였고, 45℃에서는 2주이후부터 급격한 증가를 보였다. 과산화물가와 마찬가지로 대조구와 첨가구 사이의 산화정도 차이가 확실하였고, 항산화능이 가장 높은 것은 oryzanol 1000ppm 첨가구이었으며, 가장 낮은 것은 oryzanol 100ppm 첨가구이었다. 마요네즈의 점도는 제조 초기 oryzanol 1000ppm 첨가구의 점도가 72.0×10^(3)cps로 대조구보다 더 높게 나타나 oryzanol을 적정농도이상 첨가할 시 초기점도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 마요네즈를 30℃에서 저장하면서 점도의 변화를 조사한 결과 22주째에 대조구는 약 31%의 점도감소, oryzanol 100ppm 첨가구는 약 35%, oryzanol 500ppm 첨가구는 약 28%, oryzanol 1000ppm 첨가구는 약 25%의 점도가 감소하여 oryzanol 1000ppm 첨가구가 가장 점도 감소율이 작았다. 또한 45℃저장 중 점도 감소율은 대조구가 12주째에 85%의 점도가 감소하여 가장 컸고, 그 다음은 oryzanol 100ppm 첨가구였다. 가장 작은 점도 감소율을 나타낸 것은 oryzanol 1000ppm 첨가구로 12주째에 62%의 점도가 감소하였다. 마요네즈의 유화능과 점도는 서로 밀접한 연관성을 가지고 있어서 점도가 감소함에 따라 유화능도 감소하는 경향이 있다. 30℃에서 대조구가 가장 유화안정성이 낮아서 22주후 약 18%의 기름이 분리되었으며 100ppm의 oryzanol과 BHT 첨가구는 약 14%의 기름이 분리되어 유화가 파괴되었다. oryzanol 500ppm 첨가구는 약 8%, 1000ppm 첨가구는 6%의 유화파괴가 일어나 oryzanol 첨가량이 증가할수록 점도와 마찬가지로 마요네즈의 유화안정성을 높였다. 또한, 45℃에서 저장한 마요네즈의 경우 대조구와 oryzanol, BHT 첨가구 모두 30℃의 경우와는 다르게 온도의 영향으로 유화파괴가 급격히 일어났다. 대조구가 가장 유화안정성이 낮아 12주 저장시 대조구는 약 48% 기름이 분리되어 0주보다 유화능이 1/2로 줄어들었다. 첨가구 중에서는 oryzanol 100ppm 첨가구가 저장 12주 후 가장 많이 유화가 파괴되어 33%의 유화파괴가 일어났지만 oryzanol 첨가량 증가와 비례해서 마요네즈의 유화안정성이 증가하였다. oryzanol 500ppm 첨가구는 22주 후 18%의 기름이 분리되었고, oryzanol 1000ppm 첨가구는 16%의 유화분리가 일어나 가장 유화안정성이 높았다. 30℃저장 중 마요네즈의 색차(ΔE)는 대조구가 가장 많이 변하여 22주째에 3.6을 나타냈고, oryzanol 첨가구가 가장 적게 변하여 22주째에 2.1의 색차를 나타냈다. 이것은 oryzanol 1000ppm 첨가구가 대조구보다 약 1.7배의 색보존 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 oryzanol 첨가농도가 100ppm에서 500ppm, 1000ppm으로 증가함에 따라 대조구보다 약 1.1, 1.3, 1.7배로 색보존 효과가 증가하였다. 45℃의 경우도 30℃와 비슷하게 대조구가 가장 많이 변하여 12주째에 7.6을 나타냈으며, oryzanol 1000ppm 첨가구가 가장 낮아서 12주째에 4.3의 수치를 보였다. 이것은 oryzanol 1000ppm 첨가구가 대조구보다 약 1.8배의 색보존 효과가 있는 것으로 oryzanol 100ppm 첨가구의 약 1.2배, oryzanol 500ppm의 1.6배보다 높은 결과를 보였다. 또한 관능검사 결과 oryzanol를 첨가한 마요네즈와 대조구와의 유의적인 차이를 느끼지 못하는 것으로 나타나 관능적인 변화없이 마요네즈에 oryzanol 첨가가 가능하다고 나타났다. 본 실험의 결과 oryzanol 첨가에 의해 마요네즈 저장 중의 산화안정성, 유화안정성뿐만 아니라 점도가 향상되었으며, 점도감소률도 낮아졌다. 또한 색과 관능적인 변화없이 마요네즈 제조가 가능하였고, 저장 중 마요네즈의 색변화를 감소시켰다. 따라서 oryzanol 500ppm 이상의 첨가로 마요네즈의 저장성을 향상시킬 뿐만 아니라 유화안정성 및 점도를 향상시켜 마요네즈의 품질 개선에도 기여할 것으로 기대한다. A rice bran oil is extracted for edible purpose in countries such as Korea, Japan, China, Pakistan, Taiwan and Thailand. There has been much interest in rice bran oil in recent years, because it contains tocopherols, sterols, and γ-oryzanol. The oryzanol, a mixture of esters of ferulic acid with sterols and triterpene alcohols, has an antioxidant property similar that of vitamin E. Also, it has been suggested to possess the capability of lowing blood and serum cholesterol in humans. The concentration of γ-oryzanol in rice bran oil depends on the extraction conditions. This study was carried out to determine the optimal extraction conditions for oryzanol from rice bran, and to study the effects of addition of oryzanol on the storage stability and quality characteristics of mayonnaise during storage at 30℃ and 45℃. Using the response surface methodology(RSM), the effects of solvent-to-rice bran(2:1, 3:1 and 4:1,w/w), extraction temperature(50℃, 60℃ and 70℃), extraction time(20, 30 and 40 min) and wetting time(20, 30 and 40min) were studied for isopropanol. The optimal extraction conditions for oryzanol from rice bran determined by the modeling method of RSM were consisted of extraction temperature, 70℃; extraction time, 26.5min and solvent-to-rice bran, 3.1:1, w/w. However, wetting time had insignificant effect on the extracted amount of oryzanol. Under these conditions, 2,297mg of oryzanol was extracted. Peroxide values(POV) and TBA values of mayonnaise samples with and without addition of various concentrations of oryzanol or BHT were compared during storage at 30℃ and 45℃. Oxidative stability oryzanol-added mayonnaise was increased with increasing concentration of oryzanol in mayonnaise, but it decreased with an increase in storage temperature. The mayonnaise with addition of 1000ppm oryzanol was more effective in oxidative stability than that of 100 and 500ppm addition. Mayonnaise with 1000ppm addition oryzanol maintained the highest apparent viscosity and emulsion stability during storage. The color changes of mayonnaise during storage at 30℃ and 45℃ showed a decrease in L and b values, an increase in a and ΔE values. The color changes mayonnaise with 1000ppm oryzanol during storage was the least as compared to those of others, which increased during storage. The results of sensory evaluation revealed that the sensory panel did not detect the difference among samples. In short, addtion oryzanol to mayonnaise increased an antioxidant activity and helped to maintain viscosity and emulsion stability of mayonnaise during storage. The effects were noticeable with increasing oryzanol concentration in myonnaise. And addition of oryzanol to mayonnaise decreased the color changes of mayonnaise during storage. Therefore, the results suggested that the use of oryzanol is valuable to retard the oxidation of mayonnaise as a natural antioxidant, and to maintain physical characteristics of mayonnaise during storage.

미강의 지용성 생리활성 물질에 대한 에탄올 추출공정의 최적화

조인희 경북대학교 대학원 2010 국내석사

Rice bran is a part from raw rice that is obtained by removing from the starchy endosperm in the rice milling process. Rice bran includes many functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytic acid, lecitin and inositol. In addition, it contains long-chain alcohols such as octacosanol and squalene. Rice bran has been carried out on the effect on reducing blood cholesterol levels, anti-cacer, anti-inflammation, inhibit lipid oxidation and protection of cell damage by radical scavenging activity. In addition, it is used to a potential antioxidant for food, pharmaceutical and cosmetic industries. Usually, hexane is used as a solvent to extract oil from rice bran. However, hexane is harmful to health and environment. Therefore, recently short-chain alcohols such as ethanol and isopropanol have been used as extraction solvents because of less toxic and safety. As alcohols possess high polarity, alcohols were able to extract more nonglyceride components than hexane. Besides, alcohol-extracted oils on contain more phosphatide and unsaponifiable compouds. The purpose of this study was to determine the optimum ethanol extraction conditions for maximum extraction of functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol and octacosanol from rice bran using response surface methodology(RSM). A central composite design was applied to investigate the effects of the independent variables of solvent ratio(X1), extraction temperature(X2) and extraction time(X3) on the dependent variables such as ferulic acid(Y1), oryzanol(Y2), tocopherol(Y3), tocotrienol(Y4) and octacosanol components(Y5). ANOVA results showed that Coefficients of determination (R-square) of estimated models for dependent variables ranged from 0.8024 to 0.9643. It was found that solvent ratio and extraction temperature were the main effective factors in this extraction process. Particularly, the extraction efficiency of ferulic acid, γ-oryzanol and α-tocopherol components were significantly affected by solvent to sample ratio(p<0.01). In changes extraction temperature, differences were observed for all dependent values except for oryzanol(p<0.05). The maximum ferulic acid components were obtained at 2.22 mL/g (X1), 79.66℃(X2), and 575.24 min(X3) in saddle point. Gamma-oryzanol rarely affected by solvent ratio. The maximum Gamma-oryzanol were 660.39 mg/100g under extraction conditions of 5.10 mL/g, 81.83℃, 587.39 min. The maximum α-tocopherol components were 11.53 mg/100g obtained at 23.92 mL/g, 84.96℃ and 645.45 min in Maximum point. The maximum values of γ-tocotrienol components were 20.03 mg/ 100g obtained at 24.77 mL/g, 80.84℃ and 575.05 min. In addtion, the maximum octacosanol components were 7.75 mg/100g obtained at 15.02 mL/g, 78.71℃ and 590.80 min. As a result, optimum extraction conditions were 7.85 mL/g of solvent ratio, 81.5℃ of extraction temperature and 579 min of extraction time. Predicted values at the optimized conditions were acceptable when compared with experimental values. 미강이란 현미에서 백미로 도정하는 과정에서 생기는 부산물로서 현미의 껍질인 과피, 종피, 호분층을 포함한 겨층과 쌀눈으로 구성된 가루를 말한다. 미강의 기능성분으로 tocopherol과 tocotrienol등의 tocol류, γ-oryzanol 등의 지용성 성분과 ferulic acid, p-coumaric acid, benzoic acid등의 페놀성화합물이 함유되어 있으며, 체내콜레스테롤 대사조절에 도움을 주는 β-sitosterol, stigmasterol 등과 같은 식물성 스테롤도 함유되어 있다. 그 외에도 고급 지방족 alcohol인 octacosanol도 함유되어 있다. 미강의 생리활성 물질이 혈중 콜레스테롤 저하효과, 항암효과, 항염증효과, 지질산화 억제, radicals에 의한 세포손상 보호등의 효과뿐만 아니라 식품, 의학, 화장품에 항산화제로 사용되고 있다고 보고되었다. 미강 추출시 일반적으로 가장 많이 사용하는 용매는 hexane이지만 이는 환경이나 보건적인 측면에서 위험성을 내포하고 있기 때문에 근래에는 추출용매로 ethanol 및 isopropanol 등 short-chain alcohol류를 사용하는 경우가 있다. Short-chain alcohol류는 hexane보다 높은 극성을 가지고 있어서 nonglyceride 물질을 추출하는데 효율적이고 안정성이 높다고 알려져 있고, phosphatide와 비비누화물질이 alcohol을 추출용매로 사용하여 추출된 oil에 일반적으로 좀 더 많이 함유되어 있어 alcohol이 추출에 더 효율적이라고 보고되고 있다. 본 연구에서는 미강의 지용성 생리활성 물질인 ferulic acid, γ-oryzanol, tocopherol, tocotrienol 및 octacosanol 함량을 short-chain alcohol류인 ethanol을 이용하여 시료에 대한 용매비, 추출온도, 추출시간을 달리하여 추출하고자 하였다. 지용성 생리활성 물질 추출시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 5~25 mL/g, 추출온도 60~100℃, 추출시간 480~720 min으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 지용성 생리활성 물질의 추출시 시료에 대한 용매비와 추출온도에 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 특히 ferulic acid, oryzanol 과 tocopherol은 시료에 대한 용매비에 유의하게 영향을 받는 것으로 나타났다(p<0.01). 추출 온도는 oryzanol을 제외한 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다(p<0.05) Ferulic acid와 oryzanol은 시료에 대한 용매비가 감소할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였고, tocopherol과 tocotrienol은 시료에 대한 용매비가 증가할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였다. Octacosanol은 시료에 대한 용매비, 추출 온도, 추출 시간 모두 일정 조건까지 증가하다 감소하였다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 5.22 mL/g, 추출 온도 79.66℃, 추출 시간 575.24 min일 때 최대값 210.47 mg/100g으로 예측되었고 γ-oryzanol은 예측된 정상점은 안장점(saddle point)형태였으며 시료에 대한 용매비 5.10 mL/g, 추출온도 81.83℃, 추출시간 587.39 min에서 최대값 660.39 mg/100g을 나타났다. α-tocopherol은 시료에 대한 용매비 23.92 mL/g, 추출온도 84.96℃, 추출 시간 645.45min일 때 최대값 11.53 mg/100g으로 γ-tocotrienol은 시료에 대한 용매비 24.77 mL/g, 추출온도 80.84℃, 추출시간 575.05min일때 최대값 20.03 mg/100g으로 예측되었다. 그리고 반응표면 분석에 따라 octacosanol 함량의 예측된 최대값은 7.75 mg/100g으로 이때 추출조건은 시료에 대한 용매비 15.02 mL/g, 추출온도 78.71℃, 추출시간 590.80 min이었다. 미강의 지용성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 7.85 mL/g, 추출 온도 81.5℃, 추출 시간 579min으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.

Oryzanol과 Ferulic acid 보충이 지질대사와 제2형 당뇨대사 개선에 미치는 영향

손명진 경북대학교 대학원 2010 국내석사

The incidence of obesity, diabetes is rapidly increasing worldwide and the need for natural drugs against the disease has become stronger. The objective of this study was to investigate the effects of oryzanol and ferulic acid on the lipid metabolism and glucose metabolism of high fat-fed mice. MATERIALS AND METHODS: Male C57BL/6 mice were randomly divided into 4 groups: NC group fed with normal diet (NC group), HF group fed with high fat (17%) diet, HF-O group fed with high fat diet supplemented with 0.5% oryzanol and HF-FA group fed with high fat diet supplemented with 0.5% ferulic acid. All animals were allowed free access to the experimental diets and water for 7 weeks. Experiment I: The concentrations of plasma total cholesterol (TC), triglyceride (TG), HDL-cholesterol (HDL-C) and HDL-C/TC ratio were measured. The activities of hepatic lipid-regulating enzymes, such as malic enzyme (ME), fatty acid synthetase (FAS) and Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), were also determined. The antioxidative state was measured by the detection of SOD, GSH-Px, catalse, glutathione reductase (GR), plasma TBARS, and erythrocyte TBARS Experiment II: The blood glucose, glycogen and insulin levels were measured. The activities of hepatic glucose-regulating enzymes, such as glucokinase (GK), glucose-6-phosphatase (G6Pase) and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), were also determined. RESULTS: The HF mice exhibited increased body weight gain, plasma and hepatic total cholesterol and triglyceride concentrations and lipid peroxidation rate, and reduced high-density lipoprotein cholesterol level. In general, they also showed lower hepatic antioxidant and higher lipid-regulating enzymes activities relative to those of NC group. Addition of oryzanol or ferulic acid in the diet counteracted these high fat-induced hyperlipidemia and oxidative stress via increased fecal lipid excretion and regulation of antioxidant and lipogenic enzyme sactivities. The HF-O and HF-FA groups exhibited significantly lower blood glucose level and G6pase and PEPCK activities and higher glycogen and insulin concentrations and GK activity compared with NC and HF groups. DISCUSSION: Results of this study illustrate that oryzanol and ferulic acid have relatively similar hypolipidemic actions and could be effective in lowering the risk of high fat diet-induced obesity. They also suggested that both oryzanol and ferulic acid could reduce the risk of high fat diet-induced hyperglycemia via regulation of insulin secretion and hepatic glucose-regulating enzyme activities.

가속용매추출기를 이용한 쌀겨내 γ-Oryzanol의 분리 및 정제

강민철 서울産業大學校 産業大學院 2003 국내석사

본 논문에서 가속용매추출기(Accelerated Solvent Extractor, ASE)를 이용하여 쌀겨내 감마-오리자놀(γ-oryzanol)의 최적화 된 추출방법 및 정제를 검토하였다. 감마-오리자놀의 주 성분은 △^(7)-stigmastenyl ferulate, β-sitosterol, stigmasteryl ferulate, cycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl ferulate, △^(7)-campesteny1 ferulate, campesteryl ferulate, △^(7)-sitostenyl ferulate, sitosteryl ferulate, compestanyl ferulate, 및 sitostanyl ferulate 로서, 이들 중 가장 중요한 3가지 성분은 cycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl ferulate 그리고 campesteryl ferulate이다^(1.2). 가속용매추출기를 이용한 최적 추출 조건으로서 추출용매는 ethanol, 온도는 100℃, 압력은 1,500 psi, recycle 횟수는 1회, static time은 2분, 그리고 수분제거를 위한 sodium sulfate의 첨가등을 확인하였다. 최적조건에서 추출한 미강 추출물의 평균 함량은 0.5 ㎎이었고, 감마-오리자놀 함량은 평균 3.8%로 나타났다. 이것을 정제하여 회수율 7%의 순도 99% 감마-오리자놀을 얻었다. In this thesis, we could isolate and purify γ-oryzanol from rice bran using a Accelerated Solvent Extractor and tried to find out the optimum conditions for isolation of γ-oryzanol from rice bran. Ten components of γ-oryzanol were Δ^(7)-stigmastenyl ferulate, β-sitosterol, stigmasteryl ferulate, cycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl fernlate, Δ^(7)-campestenyl ferulate, campesteryl ferulate, Δ^(7)-sitostenyl ferulate, sitosteryl ferulate, compestanyl ferulate, and sitostanyl ferulate. Three of these, cycloartenyl ferulate, 24-methylenecycloartanyl ferulate, and campesteryl ferulate, were major components of γ-oryzanol. The optimum conditions for the extraction and isolation of γ-oryzanol from rice bran using ASE could be determined as the contents of organic solvent of ethanol, temperature of 100˚C, pressure of 1,500 psi, static time of 2 min, humectant of sodium sulfate, and 1 time of recycle, respectively. We could obtain the purified γ-oryzanol with 4% of purity under the optimal extraction-conditions. Finally, γ-oryzanol wth high-purity was able to be isolated from rice bran with 7% of yield.

r-Oryzanol의 CLA 체지방 축적 감소효과 촉진에 관한 연구

변재일 경상대학교 대학원 2009 국내박사

체지방 감소효과를 가진 conjugated linoleic acid (CLA)의 high-fat diet (HFD) 공급에 의한 mouse의 체중 증가 감소효과를, 혈중 cholesterol을 감소시키고 지방의 대사에 영향을 주는 것으로 알려진 γ-oryzanol (OZ)이 촉진하는 효과를 가지고 있는지를 알아보고, 그 작용기작에 대한 연구를 하였다. 7주령 암컷 ICR mouse를 온도, 습도, 불빛이 조절되는 사육장에서 온도 23±2℃, 습도 50±10%, 12시간 불빛조절과 물과 사료를 자유롭게 섭취하도록 하여 1주일간 환경적응 시켰다. 그 후 HFD를 4주간 공급하여 비만을 유도하고, 각 처리구별로 15마리씩 분배하여 한 케이지에 5마리씩 사육하며 매일 200ul/mouse의 시료를 10주동안 경구투여 하였다. 처리구는 Olive (200 ul olive oil), CLA (CLA 30 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ1 (CLA 30 mg+OZ 0.5 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ2 (CLA 30 mg+OZ 1.0 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ3 (CLA 30 mg+OZ 3.0 mg/200 ul olive oil), OZ (OZ 3.0 mg/200 ul olive oil) 처리구로 나누고 HFD를 실험이 끝날 때 까지 계속하여 공급하였다. 체중은 주 2회 측정하여 그 변화를 관찰하고, 사료소비량은 먹이통에 공급한 공급량과 마지막에 남아있는 량으로 구하였다. 처리가 끝난 mouse를 경추탈골법으로 죽이고 복대동맥으로부터 혈액을 채취하고, 생식장기 (gonadal), 후복막 (retro- peritoneal), 장간 (mesenteric)의 지방조직을 분리하여 함께 무게를 측정하였다. 내장과 모든 장기를 제거한 empty carcass (EC)의 무게를 측정하고 갈아서 동결건조 시켜 수분함량을 측정하였다. 복부지방조직으로부터 지방을 추출하고 EC 건조물로부터 지방을 추출하여 EC의 지방함량을 측정하였다. 복부지방과 EC지방의 CLA 함량 및 지방산 조성을 GC를 통해 분석하였다. 채취한 혈액의 혈청을 분리하여 total cholesterol (TC), LDL-cholesterol (LDL-C), triglyceride (TG), HDL-cholesterol (HDL-C)를 측정하고, insulin, leptin 및 glucose의 함량도 측정하였다. 복부지방조직에서는 단백질을 분리하여 lipoprotein lipase (LPL), nuclear factor κB (NFκB) 등의 량을 western blotting 방법으로 측정하였다. 그 결과, 체중 변화곡선에서 CLA 및 CLA-OZ 혼합물 처리구가 Olive 처리구에 비하여 유의성 있게 몸무게의 증가를 감소시켰으며, CLA-OZ 혼합물 처리구가 CLA 처리구에 비해서 유의성은 없었지만 더 많이 감소시켰고, OZ의 혼합농도에 따라서도 유의성은 없었지만 농도 의존적으로 감소효과가 증가되었다. 체중에 대한 복부지방조직의 함량과 EC의 지방함량을 비교해본 결과에서도 CLA-OZ 혼합물이 CLA의 체중 증가 감소효과를 촉진시켰다. CLA의 함량은 복부지방과 EC지방에서 처리구별 유의성을 확인할 수 없었다. 하지만 CLA 이성체 중에서 c9,t11 CLA의 비율이 매우 높았다. 이는 체지방의 감소에 관여하는 CLA 이성체가 t10,c12 CLA라는 것을 나타낸다. 지방산 조성을 확인한 결과 CLA 처리구의 복부지방에서는 C18:1의 함량이 Olive 처리구에 비해 감소하였고 C16:0의 함량이 증가하였으며, OZ의 혼합으로 CLA 처리구에 비해 C18:1의 함량을 증가시켰고, C16:0의 함량을 감소시켰다. EC지방에서는 처리구간에 유의차가 나타나지 않았다. 혈청 중의 TC, LDL-C의 량은 OZ 처리구에서 CLA 처리구에 비해 유의성 없이 낮았다. HDL-C의 량은 모든 처리구에서 유의성이 없이 비슷한 량을 보였다. OZ는 알려진 것과 같이 혈중 cholesterol을 감소시키는 효과를 보였다. 혈청 중의 TG의 함량은 CLA-OZ 혼합물 처리구에서 Olive 처리구에 비해 유의성있게 낮았으며 OZ에 비해서도 낮았다. CLA-OZ 혼합물이 CLA나 OZ 단독으로 보다 혈중 TG의 량을 감소시키는 효과가 크게 나타났다. 혈중 leptin의 함량은 CLA 처리구에서 Olive 처리구보다 유의성있게 낮았고 CLA-OZ 혼합물 처리구에서는 CLA 처리구에 비해서도 유의성있게 낮았다. 이는 지방조직의 량을 측정한 결과와 유사하였다. 혈중 insulin의 량은 CLA 및 CLA-OZ 혼합물 처리구에서 Olive 처리구에 비해 유의성있게 높았다. CLA-OZ 혼합물 처리구에서는 CLA 처리구에 대하여도 유의성있게 높았다. 이런 insulin의 증가가 제2형 당뇨병 (Type 2 diabetes mellitus)이나 인슐린 저항 (insulin resistance)상태에서 나타나는 hyperinsulinemia인지 확인을 위해 glucose의 량을 측정해본 결과, glucose 함량이 정상인 것으로 나타났다. 이 결과에 대한 설명은 아직 명확하지 않다. LPL은 Olive 처리구에 비해 CLA 처리구에서 증가하였지만 CLA-OZ2를 제외한 CLA-OZ 혼합물 처리구와 OZ 처리구에서 Olive 처리구보다 감소하였다. 따라서 OZ가 지방조직에서 지방의 흡수에 관여하는 LPL을 저해하여 lipoprotein에 의해 이송된 지방의 흡수의 감소를 촉진하는 것으로 보인다. NFκB도 Olive 처리구에 비해 CLA 처리구에서 증가하였지만 CLA-OZ2를 제외한 CLA-OZ 혼합물 처리구와 OZ 처리구에서 Olive 처리구보다 감소하였다. OZ가 대사산물인 ferulic acid에 의해 free radical을 제거함으로써 apoptosis 억제 유전자를 조절하는 NFκB의 발현을 저해하여 CLA에 의한 지방조직의 apoptosis 유도를 촉진하는 것으로 판단된다. OZ는 혈중 지질대사 개선, LPL을 저해하여 지방의 흡수 저해, free radical을 제거시켜 지방조직의 NFκB를 저해하여 apoptosis를 유도하는 TNFα recepter를 촉진함으로써 CLA의 체지방 축적 감소효과를 촉진하였다. The synegistic effects of γ-oryzanol (OZ) with conjugated linoleic acid (CLA) on the reduction of body fat were investigated in mice. Female ICR mice, 7 weeks of age, were acclimated for one week. High-fat diet (40% beef tallow) (HFD) was supplied for 4 weeks and randomly divided into 6 treatment groups: Olive oil (200 γl olive oil), CLA (CLA 30 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ1 (CLA 30 mg+OZ 0.5 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ2 (CLA 30 mg+OZ 1.0 mg/200 ul olive oil), CLA-OZ3 (CLA 30 mg+OZ 3.0 mg/200 ul olive oil) and OZ (OZ 3.0 mg/200 ul olive oil). Samples were daily intubated, p.o., for 10 weeks and body weight was measured twice weekly. HFD and water were ad libitum. Ten weeks later, mice were sacrificed by neck dislocation, followed by collecting blood, measuring abdominal adipose tissue weight and empty carcass (EC) weight, which is weight without organs and abdominal adipose tissue. Total fat content was measured in EC. CLA contents and fatty acid composition in total and abdominal fats were analysed by GC. Total cholesterol, triglyceride, LDL-cholesterol, HDL-cholesterol, insulin, leptin in serum were analysed by enzyme method or ELISA. Lipoprotein lipase (LPL) and nuclear factor γB (NFγB) of abdominal adipose tissue were analysed by western blotting. The body weight increases by CLA-OZ mixtures were attenuated, relative to CLA in dose dependent manner, but insignificant (p<0.05). The abdominal adipose tissue weights and EC fat weights of CLA-OZ treatments were lower than that of Olive and CLA treatments with a significant difference by CLA-OZ3 treatment (p<0.05). In lipid compositions, palmitic and oleic acid contents in abdominal fats of CLA-OZ mixture treatments were decreased and increased, respectively, against those of CLA treatment. TG contents in blood serum of CLA-OZ2 treatment was significantly (p<0.05) lower than that of CLA treatment. Insulin contents in blood serum of CLA-OZ mixture treatments, except CLA-OZ2, were significantly (p<0.05) higher than that of CLA treatment. Leptin contents in blood serum of CLA-OZ mixture treatments were significantly (p<0.05) lower than that of CLA treatment. Glucose contents in blood serum of each treatments were normal range, 63~92 mg/dL. LPL expression in adipose tissue of CLA-OZ treatments were inhibited that of CLA treatment. NFγB expression in adipose tissues of CLA-OZ mixture treatments was decreased, relative to that of CLA treatment. These results suggested that OZ enhances the body and abdominal fat-reducing effects of CLA by the improving lipid metabolisms, decreasing seum leptin, and inhibiting LPL and NFkB expression in adipose tissue.

γ-Oryzanol과α-Tocopherol acetate가 마우스에서 四鹽化炭素誘發 肝毒性의 脂質過酸化 抑制作用에 관한 硏究

이국재 中央大學校 1986 국내석사

Assessment of bioactive compounds and physiological activity of rice bran by bioconversion

Gi-Hae Shin 강원대학교 일반대학원 2016 국내석사

This study was to investigate content of bioactive compounds, the antioxidant potential and immuno-stimulating activity on non-fermented and fermented rice brans by 21 cultivars. Total phenolic contents and β-glucan contents were 31.3 to 156.1 mg GAE/g and 0.14 to 0.57% in non-fermented and fermented rice brans, respectively. γ-Oryzanol contents were 120.7 to 304.9 mg/100 g in non-fermented and fermented rice brans. In addition to, this study investigated the method validation for the determination of γ-oryzanol in both rice brans (Oryza sativa cv. Haiami). The specificity, linearity, precision, accuracy, limit of detection (LOD), and limit of quantification (LOQ) were measured by high performance liquid chromatography (HPLC). The coefficient of calibration correlation (R2) for γ-oryzanol was 0.9999. The LOD and LOQ for γ-oryzanol were 1.58 μg/mL and 4.79 μg/mL, respectively. The recovery rate of γ-oryzanol in non-fermented and fermented rice brans was revealed in the high range of 107.1~109.7% and 107.2~111.9%, respectively. The inter-day and intra-day precision of γ-oryzanol in non-fermented and fermented rice brans were 0.44~2.25% and 0.60~2.74% (non-fermented rice bran), 1.49~1.58% and 0.12~2.23% (fermented rice bran), respectively. Moreover, the effects of rice bran on antioxidant and immuno-stimulatory activities were evaluated using various antioxidant models and RAW 264.7 macrophage cells. DPPH radical scavenging activities were 29.2 to 71.3% in non-fermented and fermented rice brans, respectively. Oxygen radical absorbance capacity (ORAC) values were 220.9 to 1101.3 μM TE/g in both rice brans. Among them, fermented rice bran (Haedam) was the highest level of total phenolic content (156.1 mg GAE/g), DPPH radical scavenging (71.3%) and ORAC value (1101.3 μM TE/g), respectively. The correlations among DPPH radical scavenging activity and total phenolic content was the highest level (0.7586). Futhermore, ORAC value and total phenolic content and ORAC value and DPPH radical scavenging activity had a high correlation. In RAW 264.7 macrophage cells, fermented rice bran (O. sativa cv. Wolbaek) significantly upregulated the macrophage functions including nitric oxide (NO), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and prostaglandin E2 (PGE2) productions. Moreover, immuno-stimulating related genes such as inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), tumor necrosis factor-α (TNF-α), membrane cofactor protein-1 (MCP-1) and membrane cofactor protein-2 (MCP-2) were upregulated by fermented rice bran. This study provided the valuable information on bioactive compound and physiological activity in non-fermented and fermented rice brans in various cultivars. 미강은 벼에서 왕겨를 뽑고 난 다음 현미를 백미로 도정하는 공정에서 분리되는 속겨를 말한다. 미강은 단백질과 지질 등의 영양성분을 포함하며, 특히 지질성분에는 비타민과 γ-oryzanol, phytosterol, squalene, γ-aminobutyric acid (GABA), tocopherol 및 tocotrienol 등을 포함한다. 본 연구에서는 품종별 미강 21종을 이용하여 생물전환공정을 통한 생리활성 성분 및 효능의 변화를 관찰하고자 하였다. 이를 위하여 총페놀함량, γ-oryzanol 함량 및 β-glucan 함량을 측정하였으며, 미강의 지표물질인 γ-oryzanol 함량분석의 유용성을 검증하기 위하여 method validation을 진행하였다. 분석법 검증에는 직선성, 정밀성, 정확성, 검출한계, 정량한계 및 회수율을 확인하였다. 또한 원물 및 생물전환 미강의 항산화 능력 (DPPH radical scavenging activity oxygen radical absorbance capacity)을 확인하여 상관관계분석을 진행하였다. 이상의 결과 생물전환된 해담에서 가장 높은 총페놀함량과 DPPH radical scavenging activity 및 ORAC 지수를 확인할 수 있었다. 생물전환된 미강의 면역증강효능을 확인하기 위하여 RAW 264.7 macrophage 세포를 이용하였으며, 특히 생물전환된 월백 (O. sativa cv. Wolbaek)의 경우 면역활성 물질인 nitric oxide와 cytokine (TNF-α, PGE2)의 분비를 농도 유의적으로 증가시켰다. 또한 대조군에 비하여 iNOS, COX-2, TNF-α., MCP-1 및 MCP-2의 유전자 발현을 유의적으로 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여, 품종별 미강 원물과 생물전환공정을 통한 생물전환산물의 유효성분과 효능평가에 대한 기초자료가 되고자 하며, 천연물 유래 항산화 및 면역증강 식품으로써 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

Evaluation of Growth Characteristics and Bioactive Compounds in Pigmented Rice Germplasms

이재성 단국대학교 대학원 2009 국내석사

The objectives of the present study were to evaluate growth characteristics and bioactive compounds in 71 pigmented rice germplasms in order to utilize the preliminary data for the selection and breeding of highly nutritious and functional pigmented rice. 1. Among the twenty eight growth characters, leaf length, leaf width, ligule length, panicle length and panicles per hill showed a higher degree of variance. The heading dates of the pigmented rice germplasms were distributed from Aug. 1 to Sep. 28. Thirty five cultivars that headed or flowered in August were adaptability for cultivation in Korea. The means of culm length (130.4 ㎝) and panicle length (27.9㎝) were significantly higher than Heugjinjubyeo (82.7 ㎝, 21.2 ㎝) but most cultivars have strong (38%) or middle (38%) of culm strength made it possible to produce the stable yield during cultivation. Some cultivars showed unique qualitative characters such as openness of culm angle, purple ligule, auricle, awn and glume colors, poor panicle exsertion and long empty glume. Nine cultivars including Heugjinjubyeo showed purple seed coat color while those of the others (62 cultivars) were red. 2. Methanolic extracts of grain in pigmented rice germplasms showed that the antioxidant activities ranged from 36.7 to 202.5 ㎍/㎖ of IC50 values obtained with DPPH free radical scavenging assay. Forty eight of 71 cultivars showed higher antioxidant activities than that of check cultivar, Heugjinjubyeo (56.3 ㎍/㎖) which value was similar to result (57.4 ㎍/㎖) of another report (Park et al, 2000). DKU0147, DKU0160, DKU0622, and DKU0161 remarkably showed potent activities in the range of 36.7~40.7 ㎍/㎖ as compared to the 38.9 ㎍/㎖ of ascorbic acid. 3. Total phenol content (TPC) of grain in pigmented rice germplasms was determined following the Folin-Ciocalteu method with some modifications. Considerable variations were observed among cultivars for TPC ranged from 51.7 to 201.7 ㎎/100g. Most cultivars (73%) were in the range of 81∼140 ㎎/100g and sixteen cultivars showed high TPC over 141 ㎎/100g. Especially, DKU0622, one of the Korean landraces recorded outstanding TPC (200.9 ㎎/100g), which is similar to that of Heugjinjubyeo (201.7 ㎎/100g). But these values were lower than those of black rice (405.5 ㎎/100g), red rice (565.2 ㎎/100g) and Heugjinjubyeo (659.8㎎/100g)(Seo et al, 2007; Kong et al, 2008). The reason for this may be the modified experiment method for rapid screening of TPC and extracting solvent, pure methanol non-containing HCl used in this research. 4. The total contents and individual components of γ-oryzanol in pigmented rice germplasms were determined by reverse phase HPLC method. The total γ-oryzanol content of cultivars showed high variation ranged from 6.53 to 33.28 ㎎/100g and mean was 16.04 ㎎/100g. Twenty six cultivars showed higher γ-oryzanol content than that of Heugjinjubyeo (17.20 ㎎/100g). Particularly, DKU0267, DKU0272, DKU0161 showed γ-oryzanol contents higher than 30 ㎎/100g. The main components of γ-oryzanol were cycloartenyl ferulate (32 %), 24-methylenecycloartanyl ferulate (28 %), and campesteryl ferulate (22 %). Unexpectedly, in the minor component group, sitosteryl ferulate showed high proportions accounting for 11 %. 5. Significant positive correlations were observed between total phenol content and antioxidant activity, and γ-oryzanol content and antioxidant activity. 6. DKU0161, DKU0165, DKU0202, DKU0244 and DKU0267 were selected as the highly nutritious and functional pigmented rice cultivars according to the following standards; heading date in August, number of panicles per hill around 10~20 no, strong or medium culm strength, high antioxidant activity (<50 ㎍/㎖), high total phenol content (>125 ㎎/100g) and high γ-oryzanol content (>20 ㎎/100g).

한국산 발아 벼의 이화학적 성분변화

김자영 충북대학교 2008 국내석사

This study was investigated to change of chemical and functional components from germinated rough rice for development to the functional foods. Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Goami2, Keunnunbyeo and Heugkwangbyeo rough rice cultivates were soaked in water at 15?C, and the water was changed every 24 hr. After 3 days germination, the chemical components of rough rice analysed. The crude protein, fat and ash contents increased significantly after germination, probably because of the biosynthesis of new compounds during germination. The total dietary fiber content of rough rice increased after germination by 1.6, 1.3, 1.2, 1.9, and 1.1 times in Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Goami2, Keunnunbyeo, and Heugkwangbyeo rough rice cultivates, respectively. The glucose content among free sugars of rough rice was increased from 0.278?0.489 g/100 g to 1.307?2.278 g/100 g after germination. Total free sugars increased by four or nine times after germination. After germination, germinated rice showed noticeable decrease in the contents P, Mg, Na, K, Fe, Zn, Mn, Si, Al and increased in Ca. The ?-tocopherol content increased significantly after germination, as did the ?- and ?-tocotrienol contents. However, ?-and ?-tocotrienols were not detected before or after germination. The ?-oryzanol content in Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Goami2, Keunnunbyeo and Heugkwangbyeo rough rice varieties increased by 1.1, 1.8, 1.1, and 1.2, 1.4 times after germination, respectively. The free amino acids that confer a sweet taste, i.e., threonine, serine, glycine, and alanine, and the flavor enhancers, i.e., taurine, glutamic acid, and aspartic acid, also increased after germination. GABA in Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Goami2, Keunnunbyeo, and Heugkwangbyeo rough rice increased by 2.4, 2.9, 1.7, and 3.4, 6.2 times after germination, respectively. The phytic acid contents of the Ilpumbyeo, Chucheongbyeo, Goami2, Keunnunbyeo and Heugkwangbyeo of before germination were 12.15, 11.37, 6.11, and 9.90, 9.10 mg/g, respectively and their contents of after germination were lowered to 10.44, 8.28, 5.30, and 6.32, 6.21 mg/g, respectively.