I. 제목
우리 농산물 중 건강기능성 식품소재 발굴 및 건강기능식품 원료로 인정을 위한 연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
○ 우리 농산물[생약재, 채소, 버섯, 종실(種實) 등]들은 다양한 건강기능성 소재 원료로 활용될 수 있음에도 불구하고 기능성에 대한 과학적인 연구 및 자료 부족으로 인하여 그의 기능성 인정받지 못하고 있음. 따라서 우리 농산물의 건강기능성을 연구하여 우리 농산물을 건강기능식품 원료로 인정받게 하여야 함
○ 수입 농산물에 대한 우리 농산물의 건강기능적 우수성을 입증하여야 함
○ 농업을 경쟁력 있는 산업으로 육성하기 위하여 국산 농산물로부터 고기능 생리활성물질을 탐색하여 부가가치를 향상시켜야 한다.
○ 우리 농산물[생약재, 채소, 버섯, 종실(種實) 등]의 다양한 건강기능성과 그 가공방법을 체계적으로 연구하여 우리 농산물 및 그 가공물을 건강기능식품 원료로 인정받게 하여야 한다.
○ 농산물 소비촉진과 농가소득 증대를 위하여 국가차원에서 건강기능식품으로 활용 가능한 우리 농산물의 발굴과 그의 과학적 건강기능성 연구가 필요함
○ 국내 건강기능식품 시장규모는 2001년 1조5,000억원에서 2006년 4조원으로 크게 증가할 것으로 예상됨. 또한 건강기능식품의 세계시장 규모도 2000년 1,380억불에서 2005년에는 10배 이상 규모로 급격히 증가할 것으로 예상됨. 따라서 우리 농산물이 건강기능식품 원료로 활용될 수 있다면 우리 농산물 소비촉진과 농가소득 증대에 크게 기여할 수 있음.
○ 식생활 및 경제 여건의 발달로 식품의 영양으로 대표되는 제 1기능에 대한 관심과 맛과 조직감으로 대표되는 제 2기능에 대한 관심이 21세기에는 식품의 제 3기능인 생체조절기능에 대한 전 세계의 관심이 집중되고 있다. 97년 650억불 규모이던 세계 건강기능성식품 시장은 착실한 성장을 거듭해 그 시장이 점차 확산되고 있다. 건강기능식품 시장의 성장속도는 급격할 것으로 예상되어 2005년도에는 현재 시장의 10배 이상 증가되며 한국의 경우 수 조원 이상, 세계적으로 수 백조원 이상으로 예상되고 있다. 이런 경향은 미국식품과학회(IFT)가 최근 미국의 100대 주요 식품기업체의 CEO를 대상으로 현재 연구개발영역에 대한 설문을 실시하여 분석, 발표한 결과로부터 충분히 입증된다. 즉 미국 굴지의 식품산업체 CRO(Chief Research Officers)들의 회사의 연구영역으로 중요하다고 응답한 분야 중 건강식품과 기능성식품이 수위를 차지하고 있었다. 결론적으로 건강기능식품 산업은 전세계적으로 성장기에 있는 유망 산업이라 할 수 있다.
○ 우리 농산물[생약재, 채소, 버섯, 종실(種實) 등]의 다양한 건강기능성과 그 가공방법을 체계적으로 연구하여 우리 농산물 및 그 가공물을 건강기능식품 원료로 인정받게 하면 농촌소득 증대와 식품산업 발전에 크게 기여할 수 있다.
○ 현대 의학은 항생제, vaccine 및 정교한 외과적 수술 면에서 눈부시게 발전하여 인류의 평균 수명 연장에 크게 기여하였다. 반면 산업발달 및 인구증가에 따른 환경오염, 사회적 stress, 인구의 고령화, 농지의 지력(地力) 약화 및 편의·가공 식품 위주의 서구화된 식생활은 비만, 암, 관절염, 당뇨병, 고혈압, 발기부전 등의 만성 성인병의 발생을 크게 증가 시켰다. 여러 선진국의 경우 막대한 연구비를 암, 관절염, 고혈압, 당뇨병, 발기부전, 비만 등과 같은 만성 성인병의 연구에 투자하고 있고 많은 의료비가 지출하고 있지만, 이들 질환의 치료와 예방이 잘 되지 못하고 주로 대중요법에 따른 치료로 인한 과도한 의료비 지출로 의료보험 재정의 악화가 심화되고 있다. 따라서 미국을 비롯한 여러 선진국들은 지금까지 개발된 의약품들에 비하여 비교적 부작용이 적은 생약재 및 건강기능식품소재(nutraceuticals)를 이용한 성인병 치료에 대한 관심이 높아지고 있어 향후 건강기능식품 산업의 규모가 크게 증가할 것임. 우리 사회에는 식약동원(食藥同源)의 전통으로 인하여 식품의 건강기능에 대한 많은 본초학(本草學) 및 민간요법 분야의 정보가 축적되어 있음. 따라서 우리 농산물을 건강기능식품 원료로 활용하기 위한 연구가 절실히 요구되며 개발된 제품의 수출전망도 매우 밝음.
○ 우리 농산물[생약재, 채소, 버섯, 종실(種實) 등]의 다양한 건강기능성과 그 가공방법을 체계적으로 연구하여 우리 농산물 및 그 가공물을 건강기능식품 원료로 인정받게 하면 국민건강 증진과 우리 식문화 발전에 크게 기여할 수 있다.
III. 연구개발 내용 및 범위
○ 기존 문헌, 민간요법 등의 조사를 통한 우리 농산물의 건강기능성과 안전성에 관한 근거 자료 확보
○ 과학적인 연구를 통한 농산물의 건강기능성에 대한 근거 자료 확보
○ 우리 농산물을 건강기능성 원료·성분으로 등록하기 위한 자료 획득 및 8종 이상의 우리 농산물 및 그 가공물을의 건강기능성 원료 및 성분 인정을 위한 한국식품의약품안전청 제출 자료 작성
○ 우리 농산물을 건강기능성식품의 원료로 적극 활용하게 함으로써 외국산 건강기능식품의 수입에 능동적으로 대응하고 국내 건강기능식품산업을 육성.
○ 우리 농산물의 건강기능성과 안전성을 수입 농산물과 비교 연구하여 우리 농산물의 우수성 발굴
IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
가. 생약재 분야
1) 홍화씨의 뼈 보호 효과
- 국산 홍화씨가 수입 홍화씨에 비하여 난소가 절제된 쥐의 뼈 손실을 크게 억제하였다.
- 국산 홍화씨의 총 phenolics 함량이 수입 홍화씨에 비하여 31 % 높았으며, osteoblast-like cell의 증식 효과 역시 국산 홍화씨가 수입 홍화씨에 비하여 14 % 높았다.
- 늑골 골절이 유도된 흰쥐에서 국산 홍화씨의 섭취가 파골세포 수와 요중 deoxypyridinoline 함량을 대조군에 비하여 유의하게 증가시켰다.
- 국산 홍화씨의 섭취가 사람의 골밀도를 유의적으로 증가시켜 우수한 뼈 건강 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.
- 홍화씨를 섭취한 쥐의 혈액검사에서 독성 증상이 나타나지 않았다.
2) 솔잎의 건강기능성
- 국산 솔잎 투여군의 혈장 총항산화력이 대조군보다 34 % 증가하였다.
- 국산 솔잎의 총 엽록소 함량은 2.49 ㎎/g이었다
- 7종의 유해 미생물에 대하여 솔잎은 0.06~0.15 ㎎/㎖의 최소 저해농도를 보였다
- 솔잎은 식이섬유의 함량이 높고 열량이 낮은 다이어트 식품소재의 특성을 보였다.
- 솔잎의 아미노산은 glutamic acid 함량이 가장 높았고, 성인이 필요로 하는 7종의 필수 amino acids를 함유하고 있었다.
- 솔잎의 지방산 중 불포화 지방산의 함량은 64.48%로 매우 높았다.
- 솔잎은 cafeteria diet로 유도된 흰쥐의 비만증을 효과적으로 억제하였다.
- 열처리와 건조가 솔잎의 비만억제 효과를 어느 정도 감소시켰으나 모든 처리구에서 모든 측정치가 비만 대조군에 비하여 작은 값을 나타내어 비만억제 효과가 인정되었다.
- 솔잎의 가용성 몇 불용성 분획이 상승적으로 비만을 억제하였다.
- 솔잎 분말을 15 g씩 28일간 비만인에게 섭취시킨 결과 체중이 평균 3.6 kg 감소하고 체지방 함량이 18 % 감소하여 국산 솔잎이 우수한 체중조절용 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.
- 솔잎을 섭취한 쥐의 혈액검사에서 독성 증상이 나타나지 않았다.
나. 채소류 분야
1) 채소류의 생리활성 성분의 검색 및 유효성분 추출 기술 개발
가) 시판되는 한국산 마늘과 중국산 마늘을 물, 50% 에탄올 및 100% 에탄올 용매로 추출하여 생리활성을 검정하였다. 아질산염 소거작용은 한국산과 중국산 마늘 모두 pH 1.2에서 물로 추출했을 때 가장 높은 값을 나타내었다. 물이나 50% 에탄올에서 추출한 한국산과 중국산 마늘 추출물의 SOD유사활성은 48.43~63.89%로 나타났다. 한국산 마늘의 SOD 유사활성이 중국산 마늘의 SOD 유사활성보다 더 높았다. 특히 물로 추출했을 때 가장 높은 값을 나타내었고, 한국산의 마늘 추출물에서 전자공여능을 측정한 결과는 32.51~43.74%로 중국산의 전자공여능 보다 더 높은 값을 보였다.
나) 시판되는 한국산 생강과 중국산 생강을 물, 50% 에탄올 및 100% 에탄올 용매로 추출하여 아질산염 소거작용, SOD 유사활성, 전자공여능을 측정하였다. 아질산염 소거작용은 한국산과 중국산 생강 모두 pH 1.2에서 50% 에탄올로 추출했을 때 가장 높은 값을 나타내었다. 물이나 50% 에탄올에서 추출한 한국산과 중국산 생강 추출물의 SOD 유사활성은 8.66~35.95%로 나타났다. 한국산 생강의 SOD 유사활성이 중국산 생강의 SOD 유사활성보다 더 높았고, 특히 물로 추출했을 때 가장 높은 값을 나타내었다. 한국산 생강 추출물에서 전자공여능을 측정한 결과 22.23~86.95%로 나타났고 이 값은 중국산의 전자공여능 보다 더 높았다.
2) 채소류의 최적추출조건 설정, 추출공정별 추출물의 특성 비교 및 in vivo에서 채소류의 지질 감소효과
가) 마늘의 최대 기능성 성분을 추출하기 위한 최적의 조건을 찾기 위하여 반응표면분석(response surface methodology)을 이용하였다. 추출조건에 대한 실험계획은 중심합성계획을 사용하였으며 SAS(statistical analysis progarm)을 사용하여 회귀분석에 사용하였다. 실험계획은 에너지 용량별(30~150W), 에탄올 농도별(0~99%), 추출시간별(1~9분)에 따라 -2, -1, 0, 1, 2의 5단계로 부호화하였다. 수율의 최대값은 26.41%이었고 이때의 요인변수 들의 값은 시료에 대한 에너지 용량 146.2w, 에탄올 농도 63.31% 및 추출시간 5.8분 이었다. 전자공여능의 최대값은 72.86%로 나타났으며 이때의 추출조건은 에너지 용량 114.84W, 에탄올 농도 58.51% 및 추출시간 1.42분이었다. 총 폴리페놀 함량의 최대값은 61.56%로 예측되었다. 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 112.43W, 에탄올 농도 5.752% 및 추출시간 6.11분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 149.11W, 58.10% 및 5.06분일 때 tyrosinase 최대값은 42.98%로 나타났다. 아질산염의 최대값은 94.62%로 예측되었다. 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 81.83W, 에탄올 농도 2.65% 및 추출시간 3.83분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 34.23W, 33.11% 및 4.40분일 때 SOD 유사활성은 49.12%로 최대값을 나타내었다. 4차원 반응 표면에 의해 일치하는 최적범위는 에너지 용량, 에탄올 농도, 추출시간이 각각 0~100W, 40~70%, 2~8분으로 나타났다.
나) 양파의 최대 기능성 성분을 추출하기 위한 최적의 조건을 찾기 위하여 반응표면분석(response surface methodology)을 이용하였다. 추출조건에 대한 실험계획은 중심합성계획을 사용하였으며 SAS(statistical analysis program)을 사용하여 회귀분석에 사용하였다. 실험계획은 에너지 용량별(30~150W), 에탄올 농도별(0~99%), 추출시간별(1~9분)에 따라 -2, -1, 0, 1, 2의 5단계로 부호화하였다. 수율의 최대값은 44.02%이었고 이때의 요인변수 들의 값은 시료에 대한 에너지 용량 143.13w, 에탄올 농도 61.77% 및 추출시간 3.39분 이었다. 전자공여능의 최대값은 45.85%로 나타났으며 이때의 추출조건은 에너지 용량 143.55W, 에탄올 농도 27.52% 및 추출시간 4.86이었다. 총 폴리페놀 함량의 최대값은 62.30%로 예측되었다. 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 36.05W, 에탄올 농도 55.60% 및 추출시간 6.69분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 132.49W, 36.47% 및 7.62분일 때 tyrosinase 최대값은 65.40%로 나타났다. 아질산염의 최대값은 81.23%로 예측되었다. 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 109.09W, 에탄올 농도 31.91 및 추출시간 1.49분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 99.41W, 8.471% 및 7.13분일 때 SOD 유사활성은 69.84%로 최대값을 나타내었다. 4차원 반응 표면에 의해 일치하는 최적범위는 에너지 용량, 에탄올 농도, 추출시간이 각각 0~120W, 70~90%, 2~10분으로 나타났다.
다) 생강의 최대 기능성 성분을 추출하기 위한 최적의 조건을 찾기 위하여 반응표면분석(response surface methodology)을 이용하였다. 추출조건에 대한 실험계획은 중심합성계획을 사용하였으며 SAS(statistical analysis progarm)을 사용하여 회귀분석에 사용하였다. 실험계획은 에너지 용량별(30~150W), 에탄올 농도별(0~99%), 추출시간별(1~9분)에 따라 -2, -1, 0, 1, 2의 5단계로 부호화하였다. 수율의 최대값은 38.80%이었고 이때의 요인변수 들의 값은 시료에 대한 에너지 용량 126.68w, 에탄올 농도 53.39% 및 추출시간 8.15분 이었다. 전자공여능의 최대값은 77.92%로 나타났으며 이때의 추출조건은 에너지 용량 58.25W, 에탄올 농도 91.87% 및 추출시간 5.54분이었다. 총 폴리페놀 함량의 최대값은 105.59%로 예측되었다 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 81.82W, 에탄올 농도 99.52% 및 추출시간 5.06분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 110.86W, 71.12% 및 8.34분일 때 아질산염의 최대값은 92.77%로 나타났다. Tyrosinase의 최대값은 79.39%로 예측되었다. 이 예측값을 추출할 수 있는 조건은 시료에 대한 에너지 용량 106.08W, 에탄올 농도 2.06% 및 추출시간 4.61분으로 나타났다. 에너지 용량, 에탄올 농도, 시간이 각각 71.89W, 97.23% 및 5.51분일 때 SOD유사활성은 56.65%로 최대값을 나타내었다. 4차원 반응 표면에 의해 일치하는 최적범위는 에너지 용량, 에탄올 농도, 추출시간이 각각 0~80W, 0~40%, 3~7분으로 나타났다.
라) 동물실험에서 마늘의 지질 감소효과를 확인하기 위하여 대조군, 고지방 식이 대조군, 1% 혼합식이 투여군, 2% 혼합 식이 투여군으로 나누어 4주간 사육하였다. 희생 후 간, 신장, 비장을 적출하였고 혈액을 채취하여 혈장으로 분리하여 각각 분석시료로 사용하였다. 마늘 추출물을 급여한 실험동물의 체중, 식이 효율은 대조군에 비하여 고지방 식이와 1%, 2% 혼합 식이를 급여한 군에서 증가하는 경향을 보여주었다. 혈청분석을 통하여 마늘 추출물이 간 기능에 미치는 영향을 알아본 결과 sGOT, sGPT는 감소하는 경향을 보여 주었고 콜레스테롤, 중성지방, 총지질 등 혈청 지질 수준 역시 마늘 추출물을 급여 시킴으로서 감소하는 경향을 볼 수 있었지만 유의적인 수준은 아니었다. 간의 지질 함량은 마늘 추출물 1%보다 2%에서 더 효과적으로 콜레스테롤과 중성지방이 감소되는 것을 볼 수 있었다. 간 조직의 변화는 고콜레스테롤을 급여하였을 때 간에 지방이 많이 축적되어 지방간이 심하게 진행되었지만 마늘 추출물을 투여하였을 때 크기와 색이 정상군과 유사하게 작아지고 붉은 색으로 회복되었지만 완전하게 대조군의 간처럼 회복되지는 못했다.
마) 동물실험에서 생강의 지질 감소효과를 확인하기 위하여 대조군, 고지방 식이 대조군, 1% 혼합 식이 투여군, 2% 혼합 식이 투여군으로 나누어 4주간 사육하였다. 희생 후 간, 신장, 비장을 적출하였고 혈액을 채취하여 혈장으로 분리하여 각각 분석시료로 사용하였다. 생강 추출물을 급여한 실험동물의 체중, 식이 효율은 대조군에 비하여 고지방 식이와 1%, 2% 혼합 식이를 급여한 군에서 증가하는 경향을 보여주었다. 특히 2% 생강 추출물을 급여한 실험군에서 유의적으로 체중이 증가하였다. 혈청분석을 통하여 생강 추출물이 간 기능에 미치는 영향을 알아본 결과 sGOT, sGPT는 감소하는 경향을 보여 주었고 콜레스테롤, 중성지방, 총지질 등 혈청 지질 수준 역시 생강 추출물을 급여 시킴으로써 감소하는 경향을 볼 수 있었지만 유의적인 수준은 아니었다. 마늘 추출물을 급여하였을 때 간의 지질 함량을 분석한 결과 혈청과 동일하게 마늘 추출물을 급여하였을 때 효과적으로 콜레스테롤과 중성지방이 감소되는 것을 볼 수 있었다. 간 조직의 변화는 고콜레스테롤을 급여하였을 때 간에 지방이 많이 축적되어 지방간이 심하게 진행되었지만 생강 추출물을 투여하였을 때 크기와 색이 정상군과 유사하게 작아지고 붉은 색으로 회복되었지만 완전하게 대조군의 간처럼 회복되지는 못했다.
3) 채소류 추출물의 기능성 소재화 및 가공식품의 개발
본 실험에서는 마늘 추출물과 국내산 생약재를 이용하여 마늘 타블렛과 마늘음료를 제조하고자 하였다. 마늘 타블렛 제품은 구연산 l~2% 중량, 팽이버섯 2~6%중량, 자일리톨 2~4% 중량, 함수포도당 40~62% 중량, 스테아린산 마그네슘 0.5~1.5% 중량, 옥타코사놀 0.2~l% 중량, 비타민 C 0.2~0.5% 중량 및 마늘분말 10~20% 중량의 배합비로 제조하였다. 한편, 마늘음료 제품은 구연산 l~2%중량, 팽이버섯 2~6%중량, 자일리톨 2~4%중량, 스테아린산 마그네슘 0.5~l.5%중량, 옥타코사놀 0.2~1%중량, 비타민 C 0.2~0.5%중량 및 마늘 분말 10~20% 중량을 혼합 후 추출하여 제조하였다.
4) 채소류의 기능성과 안전성에 대한 자료수집 및 건강기능식품 원료 인정을 위한 식약청 제출 자료 작성을 하였다.
5) 본 연구를 통하여 채소류의 생리활성 성분의 검색 및 유효성분의 추출방법, 용매, 온도, 시간에 따라 비교하여 최적 추출조건을 설정하였고, 그에 따른 생리활성 성분을 비교 분석하였다. 또한 in vivo에서 마늘과 생강의 지질감소 효과를 확인하기 위하여 실험 동물을 4주간 사육하였으며, 마늘의 다양한 제품 개발을 위해 국내산 생약재를 선정하여 적절한 농도에서 다양한 종류의 음료와 타블렛 제품을 개발하였다.
마늘, 양파, 생강의 최적 추출조건 즉, 추출방법, 용매, 온도, 시간 등의 조건이나 마늘을 소재로 다양하게 개발된 제품들은 산업체나 농협 등에 기술 이전을 시도할 것이며, 이로 인한 국민의 식생활 개선과 보건 향상에 기여 할 수 있다. 이를 토대로 건강기능식품 원료 인정을 위한 식약청 제출 자료 작성을 하였다.
다. 버섯류 분야
1) 버섯은 원료 및 추출물 모두에서 항균과 항산화 효과가 나타났다.
2) 버섯 추출물의 항균 효과는 느타리와 표고버섯의 에탄올 침전물에서 Eubacterium limosum을 제외한 미생물을 억제하였고 표고버섯보다 느타리가 우수하였으며 Salmonella typhimurium의 억제가 가장 컸다.
3) 버섯 추출물의 prebiotic effect는 Eubacterium limosum과 B. bifidium에서 우수하였고 나머지 균주에게는 약하게 생육 촉진을 하였다.
4) 버섯 추출물의 항산화 효과는 국산 표고버섯의 경우 아세톤 침전물이 가장 높은 활성을 보였으며, 중국산 표고버섯의 경우는 아세톤 침전물과 에탄올 침전물 모두 높은 활성을 나타냈으며, 느타리 버섯의 경우는 물 침전물이 높은 활성을 보였다. 실험한 모든 농도에서 국산 표고버섯이 중국산 표고버섯보다 더 높은 전자공여능을 보였다.
5) 버섯 추출물의 쥐 급여시 몸무게 변화에서는 표고가루를 배합한 사료를 먹인 실험군에서 가장 두드러지게 (6.6) 몸무게 감소율을 보였고, 혈당 변화에서는 각 group별로 큰 차이는 나타나지 않았다. Total cholesterol의 경우에는 control이 가장 낮게 나타나고 표고액을 배합하여 먹인 실험군에서 cholesterol의 level을 가장 많이 낮춰주는 것으로 관찰되었다.
6) 시판버섯 추출물의 SOD활성은 느타리 버섯 추출물, 표고 버섯 추출물, 효모 추출물, 꽃송이 버섯 추출물 순으로 높았다. 전자공여능은 느타리 버섯 추출물, 꽃송이 버섯 추출물 , 효모 추출물, 표고 버섯 추출물 순으로 높았다.
7) 고체 배지에서 시판버섯 추출물의 항균활성에서 느타리와 폴리칸이 Listeria monocytogenes를, 표고는 Escherichia coli 0157 H7과 Listeria monocytogenes를, 꽃송이는 Escherichia coli와 Listeria monocytogenes를 억제하였다.
액체배지에서 Escherichia coli, Eubacterium limosum, Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, Bacteroides uniformis는 표고에 의하여 가장 많이 억제되었으며 폴리칸은 가장 억제가 작았다. Bacteroides fragilis는 느타리가 가장 많이 억제시켰으며, Bifidobaterium longum과 bifidum은 버섯군 간에 큰 차이가 없었다.
8) 본 결과는 구체적인 고시형 항목 기준 인증으로 건강기능성 식품으로 구체적 표시가 가능하며, 버섯 첨가로 개발된 다 기능성 제품의 경우에 항산화와 항균에 대한 표시가 가능할 것이다.
라. 종실류 분야
1) 본 연구는 국산 종실류에 존재하는 건강기능성 성분을 지방, 단백질, 탄수화물 성분으로 나누어 탐색, 분석하여 건강기능성 식품소재로 등재하는 데 그 목적이 있다.
2) 기능성 지방 성분의 효과를 규명하기 위해 검은깨의 항산화능력과 항암능력에 초점을 맞추었다. 국산 검은깨 메탄올 추출물의 유리라디칼 소거능은 검은깨 메탄올 추출물의 농도가 2.5, 5.0, 10.0 ㎎/㎖로 증가할수록 DPPH의 흡광도는 각각 0.076, 0.114, 0.200으로 감소하였다. 검은깨 메탄올 추출물의 유리라디칼 소거능은 0.154±0.032 mmol BHT equivalent/㎎ BSME였으며 추출수율은 2.96%(w/w)였다. 국산 검은깨 메탄올 추출물의 첨가에 의한 결장암 세포의 생존율에 대한 결과는 검은깨 메탄올 추출물의 농도가 4.0, 5.0, 6.7, 10.0, 20.0 ㎎/㎖로 증가할수록 24시간 반응 후의 생존율은 각각 대조구의 98.3±4.0%, 97.9±4.0%, 77.4±4.0%, 67.3±4.0%, 14.4±2.0%였다. 즉 첨가한 검은깨 메탄올 추출물의 농도에 비례하여 생존율이 감소하였다. 또한 검은깨 메탄올 추출물 농도가 6.7-10.0 ㎎/㎖만으로도 충분히 결장암 세포의 사멸을 유도할 수 있었다. 종실류에서 특이한 지방산인 △-5 polyenoic acid계통이 은행유와 측백나무종자유에서 발견되었으며 이들의 기능성 성분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
3) 기능성 단백질 소재를 선정하기 위해 국산 종실류의 효소활성을 확인한 결과, 표고버섯에서 β-glucosidase의 활성이 높은 것으로 확인되었다. β-glucosidase는 아이소플라본의 배당체 형태를 비배당체 형태로 전환시켜 아이소플라본의 체내 흡수율을 높여준다. 황산암모늄 침전법과 Hi trap Q HP anion-exchange column 등을 이용한 chromatography 기술을 이용하여 β-glucosidase를 정제하였다. β-Glucosidase는 표고버섯으로부터 약 21.79배 정제되었으며, 정제된 효소의 비활성도는 105.26 unit/㎎ protein으로 나타났다. 표고버섯에서 유래한 β-glucosidase의 최적 pH를 측정한 결과 pH 7.0에서 가장 높은 효소활성을 나타내었으며, pH 6.0의 저장 환경에서 안정하였다. 최적온도는 60℃로 판명되있으며, 70℃부터는 상대 활성도가 감소하였다. 90℃까지는 열에 대하여 대체적으로 안정하였으며, 또한, 30℃에서 하루가 경과한 후에도 효소활성이 감소하지 않고 안정한 것으로 보아 고온성 효소임을 확인할 수 있었다.
4) 효율적인 β-glucan의 추출을 위해, 널리 이용되는 Wood 등의 방법, Aman 등의 방법, Micheal 등의 방범으로 보리 및 귀리에서 β-glucan을 추출하고 비교 분석하였다. β-Glucan 추출수율은 Aman 등의 방법이 가장 높았으나, 매우 낮은 순도를 나타내는 결점이 확인되었다. 고순도의 β-glucan을 추출하기 위해 Wood와 Micheal의 방법으로 β-glucan을 추출하였다 . Wood 등의 방법이 Micheal 등의 방법보다 수율 및 순도가 더 높으며, 사용되는 효소의 종류와 양이 적어, 다량의 β-glucan을 추출할 때보다 효율적이라고 할 수 있다.