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한국응용생명화학회(구 한국농화학회)> Journal of Applied Biological Chemistry> 압출떡의 유통기한 연장을 위한 LED 조사의 Bacillus cereus 억제 효과 및 LED의 배열에 따른 빛의 조사 패턴 시뮬레이션

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압출떡의 유통기한 연장을 위한 LED 조사의 Bacillus cereus 억제 효과 및 LED의 배열에 따른 빛의 조사 패턴 시뮬레이션

Effect of LED light on the inactivation of Bacillus cereus for extending shelf-life of extruded rice cake and simulation of the patterns of LED irradiation by various arrays of LEDs

정화빈 ( Hwabin Jung ) , 육현균 ( Hyun-gyun Yuk ) , 윤원병 ( Won Byong Yoon )
  • : 한국응용생명화학회
  • : Journal of Applied Biological Chemistry 62권2호
  • : 연속간행물
  • : 2019년 06월
  • : 181-186(6pages)
Journal of Applied Biological Chemistry

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목차

서 론
재료 및 방법
결과 및 고찰
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본 연구에서는 460 nm 파장의 청색 가시광선을 압출 떡의 표면에 조사하기 위하여 장치의 최적 디자인을 시뮬레이션을 통하여 확인하고 청색광이 압출 떡의 표면에서 식품 위해균인 B. cereus group에 미치는 영향을 확인하였다. LED 장치에서 광원모듈의 세 가지 배열(centered, cross, evenly spaced) 및 광원과 샘플 표면 사이의 거리(22, 32, 42 mm)에 따른 조사 면적에서 빛의 세기 패턴을 시뮬레이션을 통하여 계산하고, Petri factor를 통하여 균일도를 확인하였다. LED 배열의 균일도는 evenly spaced 배열에서 가장 균일한 패턴을 보였으며, 광원과의 거리가 32 및 42 mm일 경우 Petri factor가 0.9 이상으로 높은 균일도를 나타내었다. 떡볶이 떡에 LED 청색광을 조사한 경우 24 h 후 균 수가 초기 균 수에 비하여 감소하였으며, LED를 조사하지 않은 대조군에서는 초기 균 수가 증가하여 1.21 log CFU/g의 차이를 보였다. LED 조사 시 광원과 샘플의 거리가 증가할수록 Petri factor는 증가하나 감균 효과가 낮아지는 결과를 나타내었다. 따라서 Petri factor가 0.9 이상임을 만족하는 evenly spaced 배열의 32 mm 거리가 떡의 유통기한 연장을 위한 LED 장치의 디자인에 적합함을 확인하였다.
The optimum design of LED device for irradiation of 460 nm blue light on extruded rice cake using simulation and the effect of the blue light on the inactivation of Bacillus cereus (B. cereus) group on the rice cake were investigated. The irradiated light intensity patterns on the surface area of the sample were simulated with three different LED arrays (centered, cross, and evenly spaced) and at various distances (22, 32, 42 mm) between the LED modules and the sample. In addition, the uniformity was calculated as Petri factor. The evenly spaced array resulted the most uniform light intensity pattern in the simulation, and the Petri factor of 32 and 42 mm of the distances showed higher than 0.9, which represents the ideal uniformity of LED device. The bacterial population of the rice cake decreased to less than the initial bacterial population during exposure to LED blue light, whereas the bacterial population of the control sample increased. The bacterial count of the rice cake after blue light irradiation for 24 h was 1.21 log CFU/g lower than the control sample. Petri factor increased with increase of the distance between the light source and sample, however, the reduction rate of B. cereus group decreased. Therefore, the design of LED device, that represented the Petri factor higher than 0.9 and inactivated the population of B. cereus group, with evenly spaced and 32 mm of distance between the light source and sample was suitable for extending shelf-life of rice cake.

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I410-ECN-0102-2019-500-001735420

간행물정보

  • : 농학분야  > 농화학
  • : KCI등재
  • : SCOPUS
  • : 계간
  • : 1976-0442
  • : 2234-7941
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1999-2021
  • : 1417


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64권2호(2021년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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1Neuroprotective effects of Paeonia lactiflora and its active compound paeoniflorin against Aβ25-35-induced neurotoxicity in SH-SY5Y cells

저자 : Mi Na Nam , Ji-hyun Kim , Ah Young Lee , Eun Ju Cho

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 106-113 (8 pages)

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Excessive accumulation of the amyloid beta (Aβ) peptide has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Paeonia lactiflora (PL) has been used in treatments of several conditions such as inflammation, arthritis, and cognitive impairment. The purpose of this study was to investigate the neuroprotective effect and mechanisms of PL and its active compound, paeoniflorin (PF), on Aβ25-35-induced neurotoxicity in SH-SY5Y cells. We evaluated cell viability, lactate dehydrogenase (LDH) release and reactive oxygen species (ROS) production. Furthermore, underlying mechanism of PL and PF on the regulation of amyloidogenic pathway was analyzed by Western blotting. In our results, Aβ25-35-induced neuronal cell loss was observed, whereas treatment with PL (10, 50, and 100 μg/mL) and PF (1, 5, and 10 μg/mL) significantly elevated the cell viability, and decreased LDH release and ROS production. In addition, exposure of SH-SY5Y cells to Aβ25-35 significantly increased the protein levels of amyloid precursor protein (APP)-C-terminal fragment β, β-site APP-cleaving enzyme, and presenilin-1 and -2. However, treatment with PL and PF inhibited the amyloidogenic pathway via the down-regulation of those protein expressions. Taken together, our results indicate that PL, and its active compound PF, could protect SH-SY5Y cells against Aβ25-35-induced cell neurotoxicity by attenuating LDH release and ROS production, and these effects may be attributed to regulation of amyloidogenic pathway-related protein expression. In conclusion, PL and PF could be a potential to prevent neurodegenerative disorders such as AD.

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2상업용 올리브 잎 추출물의 화합물 특성과 이들의 oleuropein 함량 비교분석

저자 : 박미현 ( Mi Hyeon Park ) , 김두영 ( Doo-young Kim ) , 알판대니아르비안토 ( Alfan Danny Arbianto ) , 김정희 ( Jung-hee Kim ) , 이성미 ( Seong Mi Lee ) , 류형원 ( Hyung Won Ryu ) , 오세량 ( Sei-ryang Oh )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 113-142 (30 pages)

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올리브 (Olea europaea L.) 잎은 풍부한 폴리 페놀을 함유하고 있으며, 이는 항산화, 항균, 항 바이러스, 항암 활성을 연관시키고 혈소판 활성화를 억제하는 것으로 보고 되어있다. 올리브 잎은 건강기능성식품 및 기능성 화장품의 원료로 상업적으로 사용되고 있으며, 이러한 건강상의 이점은 올리브 잎의 주요 생리활성 물질인 oleuropein와 관련이 있다. Oleuropein은 항산화, 항노화, 항염증, 항암, 항미생물, 항바이러스, 항죽상동맥혈증, 지질 저하 효과, 혈당 저하 효과, 피부 보호 효과가 보고되어 있다. oleuropein이 올리브 잎의 중요한 화합물 임에도 불구하고 상업용 제품에서 oleuropein 함량을 밝히는 정량적 접근 방법은 아직 없다. 본 연구에서는 UPLC-QTof/MS, PDA, CAD로 개발된 방법을 이용하여 10개의 상업용 올리브 잎 추출물의 성분 및 oleuropein 함량을 분석 하였다. Iridoids (1, 3, 4, 14, and 16-18), coumarin (2), phenylethanoids (5, 9, and 11), flavonoids (6-8, 10, 12, and 13), lignan (15)을 포함한 총 18종의 화합물이 올리브 잎에서 예상되었다. 총 10종의 올리브 잎 추출물 분석은 3종의 제품(A, G, H)에서 제품에서 제시한 oleuropein 함량보다 높게, 5종의 제품(B, E, H, I, J)에서 5-10%의 오차범위로 나타났고 C, D에서 함량 미달로 검출되었다. 본 연구에서 oleuropein의 함량분석이 올리브 잎의 품질 관리에 도움이 될 수 있음을 판단하였다.


Olive (Olea europaea L.) leaves, a raw material for health functional foods and cosmetics have abundant polyphenols including oleuropein (major bioactive compound) with various biological activities: antioxidant, antibacterial, antiviral, anticancer activity, and inhibit platelet activation. Oleuropein has been reported as skin protectant, antioxidant, anti-ageing, anti-cancer, anti-inflammation, anti-atherogenic, anti-viral, and anti-microbial activity. Despite oleuropein is the important compound in olive leaves, there is still no quantitative approach to reveal oleuropein content in commercial products. Therefore, a validated method of analysis has to develop for oleuropein. In this study, the components and oleuropein content in 10 types of products were analyzed using a developed method with ultra-performance liquid chromatography to quadrupole time-of-flight mass spectrometry, charge of aerosol detector, and photodiode array. The total of 18 compounds including iridoids (1, 3, 4, 14, and 16-18), coumarin (2), phenylethanoids (5, 9, and 11), flavonoids (6-8, 10, 12, and 13), lignan (15), were tentatively identified in the leaves extract based high resolution mass spectrometry data, and the content of oleuropein in each product was almost identical between two detection methods. The oleuropein in three commercial product (A, G, H) was contained more over the suggested content, and it of five products (B, E, H, I, J) were analyzed within 5-10% error range. However, the two products (C, D) were found far lower than suggested contents. This study provides that analytical results of oleuropein could be a potential information for the quality control of leaf extract for a manufactured functional food.

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3연잎(Nelumbo nucifera) 추출물의 in vitro 생리활성

저자 : 박은정 ( Eun Jung Park ) , 조혜원 ( Hye Won Cho ) , 박유진 ( Yu Jin Park ) , 인만진 ( Man-jin In ) , 김동청 ( Dong Chung Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 121-125 (5 pages)

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연잎(Nelumbo nucifera)의 60% (v/v) 에탄올 수용액 추출물의 항산화, 혈장 항응고 및 α-glucosidase 저해 효과를 in vitro에서 확인하였다. 연잎 추출물의 수율은 35.3±1.1%이었고, 폴리페놀 화합물 함량은 186.2±5.2 μg gallic acid equivalents/mg으로 나타났다. 연잎 추출물은 농도에 비례하여 유리라디칼, 양이온라디칼 및 아질산염을 효과적으로 소거하였고 뛰어난 환원력을 보유하고 있었다. 또한 연잎 추출물은 농도 의존적으로 우수한 혈장 항응고 및 α-glucosidase 저해 활성을 나타내었다.


Antioxidative, anticoagulant, and α-glucosidase inhibitory effects of 60% (v/v) ethanolic extract from lotus (Nelumbo nucifera) leaves were investigated in vitro. The yield and polyphenol content of the lotus leaves extract were 35.3±1.1% and 186.2±5.2 μg gallic acid equivalents/mg, respectively. The lotus leaves extract effectively scavenged free and cation radicals, and nitrite in a concentration-dependent manner, and possessed potent reducing power. The lotus leaves extract had remarkable anticoagulant and α-glucosidase inhibitory activities as a function of the extract concentration.

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4Variation in essential oil composition and antimicrobial activity among different genotypes of Perilla frutescens var. crispa

저자 : Hyun Ju Ju , Jun-hyoung Bang , Jong-wook Chung , Tae Kyung Hyun

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 127-136 (10 pages)

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Perilla frutescens var. crispa (Pfc), a herb belonging to the mint family (Lamiaceae), has been used for medicinal and aromatic purposes. In the present study, we analyzed the variation in the chemical composition of essential oils (EOs) obtained from five different genotypes of Pfc collected from different regions. Based on principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA), we identified three groups: PA type containing perillaldehyde, PP type containing dillapiole, and 2- acetylfuran type. To assess the correlation between EO components and antimicrobial activities, we compared classification results generated by PCA and HCA based on antimicrobial activity values. The findings suggested that the major compounds obtained from EOs of Pfc are responsible for their antimicrobial activities. Chemotypes of Pfc plants are essentially qualitative traits that are important for breeders. The present findings provide potential information for breeding Pfc as an antimicrobial agent.

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5개복숭아꽃과 매화꽃 추출물의 생물활성

저자 : 김미정 ( Mijung Kim ) , 박세연 ( Seyeon Park )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 133-140 (8 pages)

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본 연구에서는 개복숭아꽃과 흰색, 분홍색 매화 꽃의 항균 활성과 항산화, 미백 효과에 대해 알아보고자 하였다. 먼저, 3종의 꽃추출물들은 4종의 균주 중에 S. aureus에 대해 우수한 항균 활성을 나타냈다. 흰매화 클로로포름층은 0.5 mg/mL 농도에서 S. aureus에 대해 84%의 항균 활성을 보였고 개복숭아꽃과 분홍매화 클로로포름층도 0.5 mg/mL 농도에서 각각 49, 30%의 항균 효과를 나타냈다. 3종의 꽃추출물들은 P. aeruginosa에 대해서도 항균 효과를 보였다. 개복숭아꽃 클로로포름층과 분홍매화 클로로포름층은 0.5 mg/mL 농도에서 각각 36, 30%의 항균활성을 보였다. 이 추출물들은 S. epidermidis와 E. coli에 대해서는 항균 활성을 보이지 않았다. 3종의 꽃추출물들은 HaCaT cell의 생존에 크게 영향을 미치지 않았다. 분홍매화 증류수층은 20, 40 μg/mL 농도에서 항산화 효과를 보였다. 분홍매화 에틸아세테이트층도 40 μg/mL에서 항산화 효과를 보였는데 이는 글루타치온 보다 우수하였다. 꽃추출물들은 B16F10 cell의 생존율에는 영향을 미치지 않았다. 꽃추출물들의 미백 효과는 개복숭아꽃 클로로포름층 40 μg/mL에서 18%가 나타났다. 이러한 결과들을 바탕으로 3종의 꽃추출물들은 항균 활성과 항산화, 미백 효과가 있는 원료로 판단할 수 있었다.


In this study, we investigated the antibacterial, antioxidant, and whitening effects of Prunus persica Batsch var. davidiana Max. (Feral Peach) and Prunus mume (white and pink) flowers. The extracts of the three kinds of flowers showed antibacterial activity against Staphylococcus. aureus. The chloroform fractions of the white Prunus mume, Feral Peach, and pink Prunus mume flowers exhibited antibacterial activities of 84, 49, and 30%, respectively, against Staphylococcus. aureus at a concentration of 0.5 mg/mL. The flower extracts of the three species also exhibited antibacterial effects against Pseudomonas. aeruginosa. The chloroform fractions of the Feral Peach and pink Prunus meme flowers exhibited antibacterial activities of 36 and 30%, respectively, at a concentration of 0.5 mg/mL. These extracts did not exhibit any significant antibacterial activity against Staphylococcus. epidermidis and Escherichia. coli. The extracts of the three kinds of flowers did not significantly affect the survival of HaCaT cells. The distilled water fraction of the pink Prunus mume flower extract exhibited antioxidant effects at concentrations of both 20 and 40 μg/mL. The ethyl acetate fraction of the pink Prunus mume flower extract exhibited an antioxidant activity superior to glutathione at a concentration of 40 μg/mL. The flower extracts did not significantly affect the survival rate of B16F10 cells. The chloroform fraction of the Feral Peach flower exhibited a whitening effect of 18% at a concentration of 40 μg/mL. Based on these results, we conclude that the three kinds of flower extracts are raw materials exhibiting antibacterial, antioxidant, and whitening effects.

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6Metabolic profiling reveals an increase in stress-related metabolites in Arabidopsis thaliana exposed to honeybees

저자 : Seung-a Baek , Kil Won Kim , Ja Ock Kim , Tae Jin Kim , Soon Kil Ahn , Jaehyuk Choi , Jinho Kim , Jaegyoon Ahn , Jae Kwang Kim

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 141-164 (24 pages)

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Insects affect crop harvest yield and quality, making plant response mechanisms to insect herbivores a heavily studied topic. However, analysis of plant responses to honeybees is rare. In this study, comprehensive metabolic profiling of Arabidopsis thaliana exposed to honeybees was performed to investigate which metabolites were changed by the insect. A total of 85 metabolites―including chlorophylls, carotenoids, glucosinolates, policosanols, tocopherols, phytosterols, β-amyrin, amino acids, organic acids, sugars, and starch―were identified using high performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, and gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. The metabolite profiling analysis of Arabidopsis exposed to honeybees showed higher levels of stress-related metabolites. The levels of glucosinolates (glucoraphanin, 4-methoxyglucobrassicin), policosanols (eicosanol, docosanol, tricosanol, tetracosanol), tocopherols (β-tocopherol, γ-tocopherol), putrescine, lysine, and sugars (arabinose, fructose, glucose, mannitol, mannose, raffinose) in Arabidopsis exposed to honeybees were higher than those in unexposed Arabidopsis. Glucosinolates act as defensive compounds against herbivores; policosanols are components of plant waxes; tocopherols act as an antioxidant; and putrescine, lysine, and sugars contribute to stress regulation. Our results suggest that Arabidopsis perceives honeybees as a stress and changes its metabolites to overcome the stress. This is the first step to determining how Arabidopsis reacts to exposure to honeybees.

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7Quantitative analysis of cordycepin in Cordyceps militaris under different extraction methods

저자 : Jungwon Choi , Leo Adrianne Paje , Baekjun Kwon , Jaekyu Noh , Sanghyun Lee

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 153-158 (6 pages)

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Cordyceps militaris (CM) is one of the most important medicinal mushrooms known to possess various biological activities. Cordycepin (CP) is a bioactive compound present in the fruiting bodies of CM and is known to have anti-tumor, anti-metastatic immunomodulatory and anti-inflammatory activities. In this study, we aim to analyze CP quantitatively under various CM extraction conditions. CP was measured using high-performance liquid chromatography, quantified using a reversed phase column using a gradient elution system of water and acetonitrile, and detected with a UV absorbance wavelength of 260 nm. The CP content of CM was the highest in 100% ethanol extract of the fruiting bodies and 60% ethanol extract of the mycelium. This study provides an efficient analysis method to determine the optimal extraction conditions for CP that can be used as a basis for developing functional foods and pharmaceutical products derived from CM.

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8식물에 의한 납, 카드뮴 흡수 기작에 미치는 자유이온 및 유기산-중금속 복합체의 영향

저자 : 이미나 ( Mina Lee ) , 서병환 ( Byounghwan Seo ) , 김권래 ( Kwon-rae Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 159-164 (6 pages)

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토양 중 중금속은 자유이온, 유기산-중금속 복합체를 포함한 다양한 화학종으로 존재한다. 이 중 중금속 자유이온 비율은 식물체의 중금속 흡수와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 중금속 자유이온과 유기산-중금속 복합체 존재 비율이 식물의 납, 카드뮴 흡수에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 수행되었다. 이를 위해 순환식 양액재배 장치에서 28일간 키운 상추를 48시간 동안 납과 카드뮴 용액에 침지시키는 실험을 진행하였다. 침지 전 시트르산, 옥살산, 아세트산, 휴믹산을 이용해 납과 카드뮴 용액의 중금속 자유이온과 유기산-중금속 복합체의 비율이 100:0, 90:10, 70:30, 60:40이 되도록 조절하였다. 침지 후 상추 뿌리와 잎의 납, 카드뮴 농도를 분석한 결과, 용액 중 중금속 자유이온의 비율과 식물이 흡수한 납, 카드뮴 농도는 상관관계를 보이지 않았다. 반면에 처리한 유기산의 종류와 중금속 종류에 따른 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 시트르산은 납 흡수는 증가시켰지만 카드뮴 흡수는 감소시켰다. 시트르산은 다른 유기산보다 상추의 납 흡수율을 높였는데 이는 시트르산이 분자량이 크기 때문에 중금속 이온과 복합체를 형성할 수 있는 용량이 더 크기 때문인 것으로 보인다. 그러므로 본 연구 결과는 식물에 의한 중금속 흡수가 단순히 자유이온의 양에 따라 달라지기 보다는 존재하는 유기산의 분자량에 의한 결합용량 차이가 중금속 종류에 따라 달리 작용하여 결정된다는 것을 보여준다.


Heavy metals exist in soils in various chemical forms including free metal ions and organo-metal complexes. The ratio of free metal ions has been known to be highly associated with the plant absorption of heavy metals. This study aims to understand the effect of free ions and organo-metal complexes on the absorption of lead (Pb) and cadmium (Cd) by plants. For this, lettuce grown in a hydroponic system for 28 days was consequently grown another 48 hours using Pb and Cd solutions. The ratios of free ion to organo-metal complexes in the solutions were adjusted at 100:0, 90:10, 70:30, 60:40 by four different organic acids (citric, oxalic, acetic, and humic acid). After that, the concentration of Pb and Cd in lettuce were analyzed. The Pb and Cd absorption by lettuce was more relied on the types of organic acids treated and the type of metals rather than the ratio of free metal ions. For example, citric acid increased the Pb absorption while it decreased the Cd absorption by lettuce. There was no significant relationship between free metal ion ratios and both Pb and Cd uptake by lettuce. It could be explained that citric acid, a relatively higher molecular weight organic acid, has higher ion binding capacity, so it forms organo-Pb complex easily due to the higher affinity of Pb on the binding site in comparison with Cd. Consequently, this complexation would assist Pb uptake by lettuce.

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9칼슘과 마그네슘이 조절된 해양심층수가 신장세포에서 항산화에 미치는 영향

저자 : 조소민 ( So Min Jo ) , 남자인 ( Jain Nam ) , 박건희 ( Geonhee Park ) , 김병구 ( Byeong Goo Kim ) , 정귀화 ( Gwi-hwa Jeong ) , 허병석 ( Byung Serk Hurh ) , 김지연 ( Ji Yeon Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 165-170 (6 pages)

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본 연구에서는 미네랄이 함유된 해양심층수(DSW)가 신장 기능에 미치는 항산화 효과를 세포 모델을 사용하여 확인하였다. DSW 샘플은 최적의 칼슘/마그네슘 비율을 결정하기 위한 목적으로, 각기 다른 칼슘 및 마그네슘 비율을 가진 4가지 샘플-미량 미네랄(TM), 고 마그네슘(HM), 고 마그네슘 저염(HMLS) 및 고 마그네슘 고 칼슘(HMHC)-로 준비되었다. 신장 세포주 HEK293를 2시간 동안 NaCl로 처리하여 ROS를 유도한 후, 마그네슘과 칼슘 등의 미네랄이 서로 다른 비율로 용해된 물로 처리하여 ROS 농도와 항산화 효소 활성 및 단백질을 측정하였다. 물 샘플 중 HMLS는 ROS에 대한 세포에 가장 많은 보호 효과를 나타냈다. 세포 내 글루타티온 함량은 HMLS 그룹과 HMHC 그룹에서 가장 높았다. 반면, TM과 HMHC는 항산화 유전자의 mRNA 발현에서 대조군과 유사한 경향을 보였다. 이러한 결과는 DSW가 과도한 나트륨 섭취로 인한 신장의 산화 스트레스를 예방하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다. 또한 ROS 농도와 항산화 마커 측정 결과를 종합하여 볼 때 HMLS 와 HMHC가 신장 세포 모델에서 우수한 항산화 효과를 가진 DSW 샘플이라고 판단할 수 있다.


In this study, the antioxidant effects of mineral-containing deep sea water (DSW) on kidney function was confirmed using a cell model. DSW samples were prepared with different mineral concentrations including calcium and magnesium―the main minerals found in DSW―to derive the following sample groups: trace minerals (TM), high magnesium (HM), high magnesium, low salt (HMLS) and high magnesium, high calcium (HMHC). The purpose of this preparation was to determine the optimal calcium/magnesium ratio in DSW. Human embryonic kidney (HEK293) cells were exposed to sodium chloride (NaCl) for 2 h to induce release of reactive oxygen species (ROS). Thereafter, the cells were treated with the respective DSW samples before ROS concentrations, as well as antioxidant enzyme activity and protein levels, were measured. Among the water samples, HMLS showed the most protective effect against ROS, whereas the intracellular glutathione content was highest in cells from the HMLS- and HMHC-treated groups. However, TM-and HMHC-treated cells showed similar tendencies to the control group, in terms of mRNA expression of antioxidant genes. These results suggested that DSW may aid in preventing renal oxidative stress caused by excessive sodium intake. Furthermore, it was determined that HMLS and HMHC water samples displayed good antioxidant effects in the kidney cell model, based on the combined results of ROS concentration and antioxidant marker measurements.

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10알로에 베라 가공 부산물 추출물의 지방세포 분화억제, 미백, 항균 및 항산화 활성

저자 : 이성훈 ( Seong-hun Lee ) , 은창호 ( Chang-ho Eun ) , 백진홍 ( Jin-hong Baek ) , 김인중 ( In-jung Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 171-176 (6 pages)

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알로에는 화장품 및 약용 식물로 널리 사용되고 있는 식물로서 알로에 젤 추출물에서 항산화, 항암, 항 당뇨, 면역, 미백 등 여러 효과가 보고되었지만, 알로에 가공에서 발생하는 부산물을 이용한 연구는 많이 수행되지 않았다. 본 연구에서는 알로에 가공 과정에서 나온 부산물을 이용한 추출물이 기능성 바이오 소재로 활용될 수 있는지를 조사하였다. 먼저 믹서 추출물과 착즙 추출물 모두에서 세포 독성은 보이지 않았다. 3T3-L1 지방세포 분화의 억제는 믹서 추출물에서만 확인되었다. 믹서 추출물의 처리 농도에 따라 히알루론산 축적 및 Tyrosinase억제가 증가하는 것을 확인하였다. 믹서 추출물의 항균 활성은 Porphyromonas gingivalis 균주에서 관찰되었지만, Streptococcus mutans 균주에서는 관찰되지 않았다. DPPH 및 SOD 분석을 통한 항산화 활성은 믹서 추출물의 농도에 따라 증가하였다. 본 연구를 통해 알로에 부산물의 믹서 추출물은 지방 세포 분화억제와 보습, 미백, 항산화 효과가 있음을 확인하였으며, 건강 음료나 미용 마스크 등의 기능성 바이오 소재로 활용이 가능한 것을 시사하고 있다.


Aloe has been widely used as a cosmetic and medicinal plant. Until now, several effects such as antioxidant, anti-cancer, anti-diabetic, immunity and whitening of aloe gel extract have been reported, but research on aloe by-products occurring in food processing has not been actively conducted. In this study, we investigated whether the aloe by-product extract from food processing could be used as a functional biomaterial. Cytotoxicity was not seen in both the mixer and press extracts. Inhibition of 3T3-L1 adipocyte differentiation was detected only in the mixer extract and not in the press. It was confirmed that hyaluronic acid accumulation and tyrosinase inhibition increased according to the treatment concentration of the mixer extract. The antimicrobial activity of the mixer extract was observed in the Porphyromonas gingivalis strain, but not in the Streptococcus mutans strain. Antioxidant activity through DPPH and SOD analysis increased with the concentration of the mixer extract. In summary, it was confirmed that the mixer extract of aloe byproducts has the effect of inhibiting adipocyte differentiation, moisturizing, whitening, and antioxidant, suggesting the possibility of using it as a functional bio-material for health drinks or beauty masks.

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1Bioconversion enhances anti-oxidant and anti-inflammation activities of different parts of the Mulberry Tree (Morus alba L.), especially the leaf (Mori Folium)

저자 : So-hyun Chon , Min-a Kim , Han-saem Lee , Jeong-eun Park , Yu-mi Lim , Eun-jeong Kim , Eun-kyung Son , Sang-jun Kim , Jai-hyun So

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 111-122 (12 pages)

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The mulberry tree (Morus alba L.) has been traditionally used in Chinese medicine to treat inflammatory diseases. We investigated the effects of bioconversion on different components of the mulberry tree, and determined changes in the physiological activities. Ethyl acetate-soluble fractions of five different segments (fruit, Mori Fructus; leaf, Mori Folium; twig, Mori Ramulus; root, Mori Cortex; and mistletoe, Loranthi Ramulus) of the mulberry tree show enhanced anti-oxidant effects in the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, and 2,2'-azinobis-(3-ethylvenzothiazoline-6-sulfonic acid) assays, and enhanced anti-inflammatory effects of lipopolysaccharide (LPS)-stimulated nitric oxide (NO) production in RAW 264.7 macrophages, after being treated with a crude enzyme extract from Aspergillus kawachii, in the following order of activity: Mori Folium>Mori Cortex>Mori Ramulus>Mori Fructus> Loranthi Ramulus. Ethyl acetate- soluble fraction of mulberry leaves (Mori Folium) that underwent bioconversion was most effective, and was devoid of any cytotoxicity. The fraction was also effective against mRNA expression of LPS-induced proinflammatory cytokines, such as inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, and interleukin-6. In addition, the fraction was effective in LPSinduced phosphorylation of mitogen-activated protein kinases and IKK, and IκB degradation, followed by translocation of the nuclear factor-κB from the cytoplasm to the nucleus. Thus, bioconversion increased the anti-oxidative and anti-inflammatory activities of the mulberry leaf.

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2ICR 마우스에서 핑크왐피 추출물의 3주간 반복 투여 독성 연구

저자 : 박주형 ( Ju-hyoung Park ) , 조영락 ( Young-rak Cho ) , 김영민 ( Young Min Kim ) , 강재신 ( Jae-shin Kang ) , 오좌섭 ( Joa Sub Oh ) , 안은경 ( Eun-kyung Ahn )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 123-127 (5 pages)

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핑크왐피는 피부병, 말라리아, 복통, 이질 및 장염 치료를 위한 약용 식물로 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 핑크왐피의 안전성을 확인하기 위하여, 수컷 ICR 마우스를 이용하여 핑크왐피를 3주 반복 경구 투여하여 최대무독성용량을 평가했다. 핑크왐피를 100, 250, 500, 1000, 및 2000 mg/kg으로 투여한 결과, 모든 시험물질 투여군에서 이상이 관찰되지 않았다. 사망률, 임상 증상, 체중 변화, 혈액 학적 검사 및 혈청 생화학 검사에서 유의적인 차이는 없었고, 경미한 변동은 핑크왐피의 투여로 인한 영향이 아닌 정상 범위 내에서의 변화로 간주 되어진다. 결과적으로, 핑크왐피는 모든 시험물질 투여군에서 독성 영향을 미치지 않았으며, 핑크왐피의 최대무독성용량은 2000 mg/kg 이상으로 간주되었다.

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3Marker compounds contents of Salvia miltiorrhiza Radix depending on the cultivation regions

저자 : Gi-un Seong , Mi-yeon Kim , Shin-kyo Chung

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 129-135 (7 pages)

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Salvia miltiorrhiza Radix is cultivated in Korea and China and is traditionally used to treat cardiovascular diseases. In this study, we developed and validated a quantitative analysis method for S. miltiorrhiza Radix using high-performance liquid chromatography (HPLC). Identification was performed using ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. For quantitative analysis, we used seven marker compounds. Separation conditions for HPLC were optimized using an ODS column with gradient conditions of 1% formic acid in distilled water and 1% formic acid in acetonitrile, with a flow rate of 0.8 mL/min and a detection wavelength of 280 nm. This method showed good linearity (R2=0.9998), precision (relative standard deviation ≤3.3%), accuracy (recovery of 94.16-102.89%), limit of detection (7.53 μg/mL), and limit of quantification (23.71 μg/mL). This approach successfully quantified marker compounds in S. miltiorrhiza Radix. The individual marker compounds were identified by comparing the molecular masses and retention times with does standard compounds. Marker compound contents of S. miltiorrhiza Radix were investigated with different cultivation regions. Seven marker compounds were detected and quantified in all samples. Among them, salvianolic acid B showed the highest contents and it ranged from 4.13 to 7.15%. The salvianolic acid B content (7.15%) of marker compound was the highest in Bonghwa, and the tanshinone IIA content (1.90%) was the highest in Pohang. The results of marker compounds and developed method were intended to provide a favorable reference for the study of S. miltiorrhiza Radix from different regions of Korea.

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4금잔화 추출물의 미백활성 및 항균 효과

저자 : 김현수 ( Hyun-soo Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 137-141 (5 pages)

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본 연구에서 금잔화(Calendula arvensis)에 대한 다양한 생리, 화학적 활성을 시험하여 기능성소재 가능성을 검토하였다. 금잔화 추출물은 낮은 세포독성을 나타냈다. 세포독성이 거의 없는 농도에서 금잔화 추출물 처리 시, 산화방지 활성, tyrosinase 활성저해 및 멜라닌 함량 저하를 보여주었다. 금잔화 추출물 농도에 따라 tyrosinase 단백질 발현이 억제되었으며, 이는 금잔화 추출물이 tyrosinase의 활성 및 단백질 발현을 억제시키거나 혹은 멜라노좀 수송 저해 등 다른 요인에 의해 멜라닌 합성을 저해하는 것으로 생각된다. 또한, 금잔화 추출물 처리 시, 항균활성이 나타남을 확인하였다. 따라서 금잔화 추출물은 향후 기능성 소재에 활용할 수 있는 효과적인 물질이 될 수 있다고 판단된다.

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5Anti-oxidant activity of avicularin and isovitexin from Lespedeza cuneata

저자 : Ju Sung Lee , Ah Young Lee , Norman G. Quilantang , Paul John L. Geraldino , Eun Ju Cho , Sanghyun Lee

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 143-147 (5 pages)

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This study evaluated the anti-oxidant activity of avicularin and isovitexin from Lespedeza cuneata using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl (OH) scavenging assays. The results showed that among the four fractions, the highest OH radical scavenging activity was exhibited by the n-butanol fraction. The DPPH radical scavenging activities of avicularin and isovitexin were higher than 50% at a concentration of 100 μg/mL. Moreover, one hundred micrograms per liter of avicularin and isovitexin exhibited effective anti-oxidant activity, with the OH radical scavenging rates being 87.54 and 91.48%, respectively. These results suggest that Lespedeza cuneata would be useful anti-oxidant agents from natural sources.

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6Elicitor-treated extracts of Saururus chinensis inhibit the expression of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2 enzyme expression in Raw cells for suppression of inflammation

저자 : Eun-ho Lee , Hye-jin Park , Dong-hee Kim , Hee-young Jung , In-kyu Kang , Young-je Cho

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 149-155 (7 pages)

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Elicitor treatment was performed to increase the anti-inflammatory activity of useful biological sources. The result showed that elicitor-treated Saururus chinensis leaf extracts positively affected nitric oxide (NO) production, and the expression of inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 compared to extracts not exposed to elicitor treatment. This finding identified elicitor treatment as a suitable strategy for increasing the biological activity of S. chinensis. Therefore, elicitor-treated S. chinensis is useful both as health functional and medicinal materials.

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7Inactivation of the genes involved in histone H3-lysine 4 methylation abates the biosynthesis of pigment azaphilone in Monascus purpureus

저자 : Bijinu Balakrishnan , Yoon Ji Lim , Jae-won Suh , Hyung-jin Kwon

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 157-165 (9 pages)

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Di- and tri-methylation of lysine 4 on histone H3 (H3K4me2 and H3K4me3, respectively) are epigenetic markers of active genes. Complex associated with Set1 (COMPASS) mediates these H3K4 methylations. The involvement of COMPASS activity in secondary metabolite (SM) biosynthesis was first demonstrated with an Aspergillus nidulans cclA knockout mutant. The cclA knockout induced the transcription of two cryptic SM biosynthetic gene clusters, leading to the production of the cognate SM. Monascus spp. are filamentous fungi that have been used for food fermentation in eastern Asia, and the pigment Monascus azaphione (MAz) is their main SM. Monascus highly produces MAz, implying that the cognate biosynthetic genes are highly active in transcription. In the present study, we examined how COMPASS activity modulates MAz biosynthesis by inactivating Monascus purpureus cclA (Mp-cclA) and swd1 (Mp-swd1). For both ΔMp-cclA and ΔMp-swd1, a reduction in MAz production, accompanied by an abated cell growth, was observed. Suppression of MAz production was more effective in an agar culture than in the submerged liquid culture. The fidelity of the ΔMp-swd1 phenotypes was verified by restoring the WT-like phenotypes in a reversion recombinant mutant, namely, trpCp: Mp-swd1, that was generated from the ΔMp-swd1 mutant. Realtime quantitative Polymerase chain reaction analysis indicated that the transcription of MAz biosynthetic genes was repressed in the ΔMp-swd1 mutant. This study demonstrated that MAz biosynthesis is under the control of COMPASS activity and that the extent of this regulation is dependent on growth conditions.

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8Napier grass (Penninsetum purpureum) 에탄올 추출물의 in vitro 항산화 효과

저자 : 권영지 ( Young Ji Kwon ) , 김동청 ( Dong Chung Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 167-172 (6 pages)

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Napier grass (Penninsetum purpureum)의 50% 에탄올 추출물의 수율, 폴리페놀 함량 및 항산화 활성을 확인하였다. Napier grass 추출물의 수율은 6.3±0.35%이었고, 총 페놀성 화합물 함량은 79.6±3.65 μg gallic acid equivalents/mg-추출물로 나타났다. Napier grass 추출물의 유리라디칼과 양이온라디칼 소거능, 환원력, 아질산염 소거능 및 지질과산화 억제능은 모두 추출물의 농도에 비례하여 증가하였다. Napier grass 추출물의 DPPH 유리라디칼에 대한 EC50값은 1,930.0 μg/mL로 유리라디칼에 대한 소거활성이 높지 않았다. Napier grass 추출물의 ABTS 양이온라디칼 소거, 환원력 및 아질산염 소거에 대한 EC50값은 각각 350.0, 840.0 및 1,470.0 μg/mL로 나타나 유리라디칼 소거활성에 비해 높은 항산화 능력을 보유하고 있었다. 특히 Napier grass 추출물은 85.0 μg/mL의 농도에서 과산화물의 생성을 74.6% 억제할 정도로 뛰어난 지질과산화 억제활성을 보여주었다.

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9노루궁뎅이버섯 추출물의 생리활성 및 부패세균에 대한 항균효과

저자 : 김명욱 ( Myung-uk Kim ) , 이은호 ( Eun-ho Lee ) , 정희영 ( Hee-young Jung ) , 이승열 ( Seung-yeol Lee ) , 조영제 ( Young-je Cho )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 173-179 (7 pages)

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노루궁뎅이버섯(Hericium erinaceum) 추출물의 총 페놀성 성분함량은 물 추출물은 0.349±0.004 mg/sample g이었고, 에탄올 추출물은 0.258±0.012 mg/sample g을 나타내었다. 노루궁뎅이버섯은 농도 의존적으로 DPPH 라디칼 소거활성이 있는 것으로 나타났으며, positive control로 사용한 BHA 보다 더 높은 항산화력을 나타내었다. 기능성식품활성에서 노루궁뎅이버섯 에탄올추출물은 50-200 μg/mL 페놀성 성분 농도구간에서 농도 의존적으로 xanthine oxidase 저해효과를 나타내었으며, α-glucosidase 저해 활성은 50 μg/mL 페놀성 성분 농도에서 80% 이상의 높은 저해활성을 나타내었다. 항염증인자로 hyaluronidase 저해활성은 물과 에탄올 추출물 모두 농도의존적으로 저해효과를 나타내었다. 기능성 미용식품활성에서 노루궁뎅이버섯 에탄올추출물의 collagenase 저해활성은 200 μg/mL 페놀성 성분 농도에서 물과 에탄올 추출물에서 각각 65.09%와 58.38%의 높은 저해활성을 나타내었고, tyrosinase 저해활성을 측정한 결과, 물 추출물에서 9.4-58.24%의 농도의존적인 저해효과를 나타내었다. 또한 노루궁뎅이버섯 ethanol 추출물 50-200 μg/mL 페놀성 성분농도구간에서 18.94-100%의 우수한 모공수축 효과가 확인되었다. 식품부패유발미생물에 대한 항균활성을 측정한 결과, 노루궁뎅이버섯 추출물은 2.5 mg/mL 이상의 농도에서 Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis, Vibrio parahaemolyticus 및 Escherichia coli에 대한 높은 항균활성을 나타내었다. 따라서 노루궁뎅이버섯은 건강기능성 식품 및 미용식품원료로 활용이 가능하며 부패균에 대한 천연방부제로 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

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10압출떡의 유통기한 연장을 위한 LED 조사의 Bacillus cereus 억제 효과 및 LED의 배열에 따른 빛의 조사 패턴 시뮬레이션

저자 : 정화빈 ( Hwabin Jung ) , 육현균 ( Hyun-gyun Yuk ) , 윤원병 ( Won Byong Yoon )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 62권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 181-186 (6 pages)

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본 연구에서는 460 nm 파장의 청색 가시광선을 압출 떡의 표면에 조사하기 위하여 장치의 최적 디자인을 시뮬레이션을 통하여 확인하고 청색광이 압출 떡의 표면에서 식품 위해균인 B. cereus group에 미치는 영향을 확인하였다. LED 장치에서 광원모듈의 세 가지 배열(centered, cross, evenly spaced) 및 광원과 샘플 표면 사이의 거리(22, 32, 42 mm)에 따른 조사 면적에서 빛의 세기 패턴을 시뮬레이션을 통하여 계산하고, Petri factor를 통하여 균일도를 확인하였다. LED 배열의 균일도는 evenly spaced 배열에서 가장 균일한 패턴을 보였으며, 광원과의 거리가 32 및 42 mm일 경우 Petri factor가 0.9 이상으로 높은 균일도를 나타내었다. 떡볶이 떡에 LED 청색광을 조사한 경우 24 h 후 균 수가 초기 균 수에 비하여 감소하였으며, LED를 조사하지 않은 대조군에서는 초기 균 수가 증가하여 1.21 log CFU/g의 차이를 보였다. LED 조사 시 광원과 샘플의 거리가 증가할수록 Petri factor는 증가하나 감균 효과가 낮아지는 결과를 나타내었다. 따라서 Petri factor가 0.9 이상임을 만족하는 evenly spaced 배열의 32 mm 거리가 떡의 유통기한 연장을 위한 LED 장치의 디자인에 적합함을 확인하였다.

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