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β-Glucan 추출에 미치는 온도, 용매 농도 및 pH의 영향
이상훈,장귀영,김기종,이미자,김태집,이준수,정헌상,Lee, Sang Hoon,Jang, Gwi Yeong,Kim, Kee Jong,Lee, Mi Ja,Kim, Tae Jip,Lee, Junsoo,Jeong, Heon Sang 한국식품영양학회 2012 韓國食品營養學會誌 Vol.25 No.4
추출조건에 따른 귀리겨 ${\beta}$-glucan의 추출조건을 확립하기 위하여 추출온도($40{\sim}60^{\circ}C$), 추출용매의 에탄올 농도(0~20%) 및 pH(5~9)를 변수로 중심합성계획법으로 설계하여 ${\beta}$-glucan 추출특성을 조사하였다. 추출시간의 증가에 따라 ${\beta}$-glucan의 추출속도는 추출초기에 급격히 증가하였으나, 이후에는 완만하였다. 총괄물질전달계수는 $3.363{\sim}8.552{\times}10^{-6}cm/min$ 범위로 낮은 추출온도에서는 추출용매의 농도가 낮을수록, 높은 추출온도에서는 추출용매의 농도가 높을수록 증가하였지만 pH에 의한 영향은 적은 것으로 나타났다. 추출용매의 pH는 중성일 때보다 산성이나 알칼리성일 때 ${\beta}$-glucan의 추출량이 증가하였다. 추출조건에 따라서 ${\beta}$-glucan 수용액의 점도는 유의적인 차이를 보였으며, 총괄물질전달계수가 높을수록 crude ${\beta}$-glucan 수용액의 점도가 높게 나타났으며, 점도, 추출율 및 총괄물질전달계수의 상관관계를 분석한 결과, 각각의 요인들이 높은 양의 상관관계(p<0.01)를 나타내었다. This study investigated the effects of temperature, solvent concentration, and pH on the ${\beta}$-glucan extraction. Oat bran ${\beta}$-glucan was extracted with different extraction conditions, using various combinations of experiment factors, such as temperature (40, 45, 50, 55, and $60^{\circ}C$), ethanol concentration (0, 5, 10, 15, and 20%), and pH (5, 6, 7, 8, and 9). Under the various extraction conditions, ${\beta}$-glucan extraction rate and overall mass transfer coefficient of oat bran ${\beta}$-glucan, and viscosity of oat bran extracts were investigated. As increasing the extraction time, the extraction rate of ${\beta}$-glucan increased. The overall mass transfer coefficient of ${\beta}$-glucan ranged from $3.36{\times}10^{-6}$ to $8.55{\times}10^{-6}cm/min$, indicating the lowest at the extraction condition of $45^{\circ}C$, 15% and pH 8, and the highest at $50^{\circ}C$, 0% and pH 7. It was significantly greater with increasing extraction temperature and decreasing ethanol concentrations of extraction solvent, except for solvent pH. There were positive correlations among the overall mass transfer coefficient, the extraction rate of ${\beta}$-glucan, and the viscosity of extract.
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박희정,김윤배,강태수,정익수,김광엽,정헌상,Park, Hee-Joeng,Kim, Yun-Bae,Kang, Tae-Su,Jung, Ick-Soo,Kim, Kwang-Yup,Jeong, Heon-Sang 한국식품과학회 2005 한국식품과학회지 Vol.37 No.1
추출조건에 따른 귀리의 crude ${\beta}$-glucan에 대한 면역증진효과을 살펴보기 위해 추출온도, 에탄올 농도 및 pH를 달리하면서 얻은 ${\beta}$-glucan 분획 중 in vitro 실험에서 항암성이 우수하게 나타난 5개 분획인 A분획 ($55^{\circ}C,\;5%,\;pH\;6$) B분획($45^{\circ}C,\;15%,\;pH\;6$), C분획 ($50^{\circ}C,\;20%,\;pH\;7$), D분획 ($50^{\circ}C,\;0%,\;pH\;7$) 및 E 분획($50^{\circ}C,\;10%,\;pH\;9$)를 대상으로 복강 큰 포식세포의 nitric oxide 생성능과 경구투여 후 혈액중의 carbon 탐식효율을 조사하였다. In vitro 실험에서 ${\beta}$-glucan을 $10{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 범위에서 단독으로 또는 $IFN-{\gamma}$와 병행 처리했을 때 모두 대식 세포의 nitric oxide 생성량은 처리 농도에 비례하여 증가하였다. 단독 처리시에는 고용량일 때($1,000{\mu}g/mL$) 모든 분획에서 nitric oxide 생성량이 유의적으로 증가하였다. $IFN-{\gamma}$와 병행 처리시에는 C분획을 제외한 모든 분획의 고농도 처리구에서 유의적으로 증가하였는데, 특히 E분획은 $100{\mu}g/mL$의 낮은 농도에서도 효율적인 증가를 보였다. In vivo 실험에서 100mg/kg의 ${\beta}$-glucan 분획을 7일간 경구투여한 후 carbon 탐식효율을 조사한 결과 B, D 및 E 분획에서 유의적인 효과를 나타내었다. 이상의 결과를 종합해볼 때, ${\beta}$-glucan은 고용량일 때 직접적으로 또는 $IFN-{\gamma}$ 존재시에는 저용량에서도 복강 큰 포식세로를 활성화시킬 뿐 아니라, 탐식효율도 높임으로써 면역기능을 증진 시키는 것으로 나타났고, 그 효과는 crude ${\beta}$-glucan의 추출조건에 따라 달라지는 것을 알 수 있었다. Immunomodulatory activities of crude ${\beta}$-glucans extracted from oat bran under different conditions, fractions A ($55^{\circ}C,\;5%,\;pH\;6$), B ($45^{\circ}C,\;15%,\;pH\;6$), C ($50^{\circ}C,\;20%,\;pH\;7$), D ($50^{\circ}C,\;0%,\;pH\;7$), and E ($50^{\circ}C,\;10%,\;pH\;9$) were investigated. All crude ${\beta}$-glucan fractions stimulated macrophages, producing nitric oxide dose-dependently, and, efficiently promoted nitric oxide production in presence of IFN-${\gamma}$. Except for fraction C, in vivo test indicated fractions B, D, and E (100 mg/kg) substantially enhanced carbon-phagocytic indices of blood macrophages by oral administration of crude ${\beta}$glucan for 7 days prior to carbon injection. These immunomodulatory effects could be determined with extraction conditions of crude ${\beta}$-glucan.
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