• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1078-1084
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• 2020

흰점박이꽃무지는 딱정벌레목 풍뎅이과에 속하는 곤충이며, 현재 국내에서는 식용곤충 자원으로써 단백질 공급원일 뿐만 아니라 간보호 효과와 혈행개선 등에 유용한 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다. 항균 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP)는 미생물에서부터 포유동물에 이르기까지 다양한 종에서 발견되며 생명체의 선천성 면역체계에서 중요한 역할을 한다. 또한 AMPs는 광범위하게 항균활성을 나타내며 면역, 거부 반응, 내성 등의 문제없이 자연적으로 생성된 자연항생제로 알려져 있다. 활성화된 미세아교세포는 tumor necrosis factor-α (TNF-α), nitric oxide (NO) 및 reactive oxygen species (ROS) 등의 염증매개물질들을 다량 분비하는데 이러한 염증매개물질들은 신경세포사멸의 주원인으로 작용하게 된다. 그러므로 본 연구에서는 미세아교세포를 이용하여 흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 Protaetiamycine 6의 신경염증 억제 효과를 조사하였다. 그 결과, Protaetiamycine 6는 LPS에 의해서 증가한 NO 생성을 현저히 억제하였고, iNOS와 COX-2 발현량을 감소시켰으며 LPS에 의해 분비되는 염증성 cytokine의 생성량도 농도의존적으로 감소시켰다. 이러한 결과로 보아 Protaetiamycine 6는 신경염증 및 퇴행성 신경질환의 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.185-192
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• 2021

건선(Psoriasis)은 IL-6, CXCL8, TNF-α 및 IFN-γ뿐만 아니라 Th17 세포에서 분비되는 IL-17A 등 다양한 염증성 사이토카인에 의해 표피의 과증식(hyperkeratosis) 및 만성적 염증(inflammation)이 유발되는 난치성 피부 질환이다. 소목(Caesalpinia sappan L.)의 유효성분으로 알려진 브라질린(brazilin)은 항산화, 항염증 및 피부 장벽 개선 등의 효능이 알려졌다. 특히, tumor necrosis factor (TNF)-α 자극 HaCaT 각질형성세포 모델에서 브라질린의 건선 치료 소재 가능성을 보여주었다. 그러나, 직접적인 건선 유발 인자인 C-C motif chemokine ligand (CCL) 20의 조절은 전혀 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 건선 유사 모델을 활용해 CCL20 발현 조절 여부 및 그 기작에 대해 규명하고자 하였다. IL-17A로 자극된 HaCaT 세포에서 브라질린은 CCL20, CXCL8 발현 및 signal transducer and transcription (STAT)3 인산화를 유의하게 억제하였다. 또한, 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ 3종 사이토카인으로 처리된 조건에서도 STAT3 인산화를 억제하며 염증성 분자(CXCL8, CCL20, IL-1, IL-6, 및 TNF-α)의 발현을 하향 조절하였다. 마지막으로 브라질린은 TNF-α/IL-17A/IFN-γ로 자극된 건선 유사 환경에서 피부 장벽 개선에도 유의적인 영향을 미쳤다. 위 결과들을 통해 우리는 궁극적으로 브라질린이 STAT3 인산화 억제를 통해 CCL20 발현을 하향 조절하며, 건선 유발 사이토카인들의 발현 또한 억제함을 알 수 있었다. 향후, 건선 동물모델 및 임상시험을 통해 브라질린의 건선 개선에 대한 효능이 검증된다면, 건선 환자에게 잠재적인 치료 물질로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.558-569
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• 2020

본 연구는 국내 육계농가의 사육규모 대형화에 따라 정밀축산(PLF)의 관점에서 ICT기반 영상분석기법을 활용하여 사육밀도에 따른 육계의 영역별 머무는 빈도(%)에 대해 평가하고, 일령별 육계의 정상적인 행동패턴을 이해하고자 수행하였다. 경기도 소재 육계농장 내 설치된 시험계사(3.3×2.7 m)에서 Ross308 육계를 공시축으로 이용하였다. 사육 밀도는 각각 9.5 수/㎡ (n=85), 19 수/㎡ (n=170)로 하였으며, 탑뷰(top view) 카메라를 이용해 급이·급수 및 휴식공간 영역별 머무는 빈도(%)를 모니터링 하였다. 사육밀도에 따라 개체 식별된 육계 3수에 대해 일령별(12, 16, 22, 27, 및 29일)로 6시간씩 영상이미지 데이터를 획득하였다. 수집된 영상데이터는 물체 추적(object tracking) 기법으로 초당 30프레임으로 약 64만장의 프레임을 연결하여 누적 이동경로를 기록하여 영역별 머무는 빈도(%)를 수치화하였다. 각 사육밀도에서 영역별 머무는 빈도(%)는 휴식공간, 급이영역, 급수영역 순으로 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.001). 사육밀도(9.5 수/㎡)에서는 57.9, 24.2, 17.9%으로 나타났으며, 사육밀도(19 수/㎡)에서는 73.2, 16.8, 10.0%로 나타났다. 결과적으로 ICT기반 영상분석기법을 활용해 육계의 스트레스를 최소화하는 방법으로 사육밀도에 따른 육계의 영역별 머무는 빈도(%)를 평가할 수 있으며, 향후 본 연구결과는 실시간 모니터링을 통한 ICT기반 사양관리 시스템을 개발하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제31권6호
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• pp.550-558
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• 2021

양성 전립선 비대증(BPH)의 발병은 노화에 따른 남성 호르몬 수치의 변화와 연관된 내분비 기능 저하와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 현재 BPH 치료를 위해 임상적으로 사용되는 약물은 다양한 부작용을 나타내므로 효과적인 대체 식의약 소재의 개발을 시급히 요구된다. 산수유나무의 열매인 산수유(Fructus Corni)는 오랫동안 다양한 질병의 예방 및 치료에 사용되어왔으며 최근 BPH의 진행을 억제할 수 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서는 BPH에 대한 산수유 열수 추출물(CF)의 추가 효능을 평가하기 위해 비거세 및 거세 동물 모델에서 TP에 의한 BPH 유도에 미치는 효과를 조사하였으며, BPH 억제를 위한 양성대조군으로 FINA를 사용하였다. 본 연구의 결과에 의하면 CF 투여는 대조군 및 FINA 처리 그룹에 비하여 비거세 및 거세군 모두에서 전립선의 과도한 발달을 억제하였다. BPH에 대한 CF의 억제 효과는 BPH 유도에 관여하는 testosterone과 DHT의 발현 감소뿐만 아니라 HIF-1α, 5α-reductase type 2, SRC1, AR 및 PSA 발현의 과도한 발현 억제와 관련이 있었다. 또한, 스트레스 호르몬인 cortisol의 혈청 수준은 비거세 및 거세군 모두에서 TP에 의한 BPH 유도 동안 증가하였지만 CF 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 그러나 BPH 유도군에서 insulin 및 IGF-1은 증가되지 않았으며 CF에 의한 효과적인 결과는 나타나지 않았다. 이러한 결과는 AR 신호 전달 경로 활성의 억제를 통해 BPH에 대한 CF의 유익한 효과를 시사하며, 산수유가 BPH의 예방과 치료에 잠재적인 가능성을 가지고 있음을 시사한다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권3호
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• pp.297-305
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• 2022

본 연구에서는 MU-C와 MU-CA에 대해 3T3-L1 세포를 이용하여 지방분화 억제 효과와 고지방식이를 통해 비만을 유도한 마우스에서 항비만 효과를 조사하였다. 3T3-L1 세포를 adipocyte로 분화 시키면서 무청 추출액을 세포에 처리한 후 Oil red O 염색법을 통하여 지방축적을 비교해 본 결과 Control 대비 MU-C와 MU-CA 처리군에서 세포 지방 축적이 현저히 감소 되었으며, MU-C 처리군이 MU-CA 처리군에 비해 유의적으로 억제되었음을 확인하였다. 6주간의 동물실험을 통한 무청 추출액 투여 후 체중 측정 결과 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 체중 증가를 감소시키는 효과는 보였으며, 시료 투여 4주차부터 HFD군에 비해 시료 투여군에서 유의적으로 체중이 감소함을 확인하였다. 또한, MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 지방량이 적음을 확인할 수 있었다. 실험 종료 후 간 무게와 지방무게를 측정한 결과 절대 장기 무게와 상대 장기 무게 모두 MUC군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 무게가 감소하였다. 혈중 TG, TC 함량 측정 및 동맥경화지수와 심장위험도 지수 계산 결과 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 감소 하였으며, 혈청 내 간 기능 효소(ALT, AST) 측정 결과 또한 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 감소하였다. 병리조직학적 분석 결과 HFD군의 경우 지방축적 정도 심하였고, 일부에서 염증과 풍선도를 볼 수 있었다. MU-C군과 MU-CA군에서는 일부 간세포에 염증과 지방이 침착된 것을 확인하였으며, HFD군에 비해 간세포가 균일하게 배열되어 있고 지방 축적 정도는 감소된 모습을 관찰하였다. 지방세포의 경우도 대체적으로 균일한 크기에 지방세포를 가지고 있음이 관찰되었다. HFD군 비해 MU-C군과 MU-CA군 순으로 지방세포의 크기가 유의적으로 감소를 나타내었다. 이러한 실험 결과를 보았을 때 체중 변화, 지방무게, 혈중지질, ALT, AST 수치에서 열수 추출한 MU-C군이 MU-CA군에 비해 유의적으로 감소하여 MU-C군이 항비만 효과에 더 효과적인 물질로 확인된다. 이는 유기산 첨가 시 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유가 분리되어 수용성 식이섬유 보다 불용성 식이섬유의 함유량이 증가에 따른 성분 차이로 판단되며(Kim, 2011), 가수분해를 통한 생리활성 물질의 추출 수율 증가로 인해 MU-C군이 비만 예방 효과에 따른 건강기능식품 소재로 적극 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제32권10호
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• pp.784-791
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• 2022

본 연구는 노니와 해죽순을 혼합 급여하였을 때 흰점박이꽃무지유충(꽃벵이)에 미치는 물리화학적 변화를 관찰하기 위해 수행되었다. 노니와 해죽순을 복합 급여 시 꽃벵이 절식 동안에 사멸율, 수율 등을 개선하는 것으로 나타났다. 건조굼벵이 분말의 처리구에서 pH는 소량 증가하였으며, 명도가 증가되는 반면에, 적색도는 감소되는 것으로 나타났다. 일반성분 분석에서 지방이 약간 증가되었지만, 단백질 및 탄수화물은 유사한 것으로 관찰되었다. 처리구에 미네랄 함량은 전반적으로 상승되었으며, 특히 칼륨이 매우 높게 관찰되었다. 처리구에서 총구조아미노산은 감소된 반면에, 총유리아미노산은 증가되어 상반되는 결과를 보였다. 처리구에 구조아미노산들은 전반적으로 감소되는 경향성을 보였다. 그러나 유리아미노산은 특이적인 경향성을 보이지 않았고, 각 성분별 다른 결과를 보였다. 유리아미노산 중 트립토판, 포스포-세린, 메틸-히스티딘은 높게 증가한 반면에, 트레오닌, 메티오닌, 아스파라긴 등은 높은 감소를 보였다. 처리구에서 총포화지방산은 증가되었지만, 일가 및 다가불포화지방산은 감소되었다. 포화지방산 중에서 Heptadecanoic acid (C17:0)가 특이적으로 증가했다. 다른 한편으로 다가불포화지방산 중에서 오메가-3계열인 cis-5,8,11,14,17-Eicosapentaenoic acid (C20:5n3)가 약간 상승되는 경향성을 보였지만, 오메가-6계열은 감소되었다. 따라서 본 연구에서 미네랄, 총유리아미노산, 오메가-3 계열 지방산 등이 증가되었기 때문에, 노니와 해죽순 복합급여 사료는 기능성 증진 물질 생산을 위한 먹이원으로써 활용가능성이 있는 것으로 제의된다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.923-935
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• 2023

산딸기(RC), 유백피(UM)와 치자(GJ)는 위장장애 개선 및 다양한 효능이 보고된 중요한 민간 의약품 소재이다. 본 연구에서는 안전한 천연물을 이용한 실제적 위장 질환 개선제의 상업화를 위해, 상기 3종 천연물 추출물의 분말을 각각 3:1:2(w/w/w) 비율로 혼합하여 제조한 임상용 복합제제(LS-RUG-com)의 위 질환 억제활성을 평가하였다. HCl/EtOH 유도 위염 모델에서 LS-RUG-com (150 mg/kg)은 76%의 우수한 위염 억제 효능을 보였다(lesion index; HCl/EtOH, 112.37±11.20 mm, RUG-com; 26.32±1.87 mm). 또한 indomethacin 처리에 의한 위궤양 rat model에서 LS-RUG-com (150 mg/kg) 처리 시 90.8%의 위궤양 억제 효능을 보여, 임상에서 사용중인 cimetidine (100 mg/kg) 처리구의 81.1% 억제활성보다 우수한 활성을 보였다(lesion index; indomethacin ; 121.72±3.19 mm, RUG-com ; 12.5±1.16 mm). 역류성 식도염 유발 모델에서는 LS-RUG-com (150 mg/kg) 처리군에서 조직학적으로 omeprazole (150 mg/kg)에 비교되는 우수한 위 및 위 점막 손상 회복 활성을 확인하였으며, 위 내용물의 pH 상승, 위점막 보호의 증가 및 위의 pepsin 생성억제를 확인하였다. 또한, 위 식도 조직에서 TNF-α 및 IL-1β 발현이 유의적으로 감소하여 염증 발생이 억제됨을 확인하였다. 또한 항 Helicobacter pylori 효능도 검증하였다. 본 연구는 LS-RUG-com이 인체의 위 관련 질환을 개선하고, 위 및 위 점막 손상을 예방, 개선할 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권2호
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• pp.272-286
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• 2023

본 연구에서는 스마트팜에서 생산된 새싹마늘의 부위별과 생육기간별의 품질을 비교하였다. 일반성분 함량은 수분과 조회분의 경우 생육기간에 따른 변화를 나타내지 않았으나, 조단백질과 조지방은 생육기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 시료구에서 주요 유리당은 fructose로 나타났으며, 주요 유기산은 oxailc acid와 citric acid로 나타났다. 새싹마늘의 총유리당과 유기산은 생육기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 무기성분은 모든 시료구에서 K와 P가 가장 높은 함량을 나타났으며, 새싹마늘의 생육기간이 길어짐에 따라 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 새싹마늘의 유리아미노산은 생육기간이 길어짐에 따라 새싹마늘의 어린잎(SL)을 제외한 다른 시료구들의 argine은 감소하였으며, glutamic acid는 새싹마늘의 뿌리(SR) 시료구를 제외한 모든 시료구에서 증가하는 경향을 보였다. Alliin은 생육기간이 길어짐에 따라 함량이 감소하는 것으로 나타났고, total thiosulfinate는 일반 마늘 89.24 mmol g^-1, 새싹마늘 71.16-82.36 mmol g^-1으로 나타났다. 총폴리페놀과 플라보노이드 분석 결과 총폴리페놀 함량은 생육기간에 길어짐에 따라 함량이 증가하였으나 플라보노이드는 큰 변화가 나타나지 않았다. 새싹마늘의 DPPH와 ABTS 자유 라디칼 소거 활성 및 SOD 유사 활성은 각각 37.45-65.47%, 59.12-89.81% 및 89.52-98.59%로 일반 마늘 대비 발아에 의해 증가하였으나, 생육기간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구결과 새싹마늘은 일반 마늘 대비 발아에 의해 기능성 성분과 생리활성이 향상되었으며, 최적 생육기간은 20일로 나타났다. 이는 기능성 및 식품 가공 소재 연구의 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-27
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• 2024

산란계는 식단의 건강 증진 성분을 계란에 '생체 축적'이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 오미자 가공 부산물의 분말을 사료에 첨가하여 산란계에 급여가 리그난이 풍부한 기능성 계란의 생산 가능성을 조사하기 위하여 수행하였다. 실험에 사용된 사료는 황옥수수, 쌀겨, 대두박, 어분, 육골분, 가금류분, 프리믹스, CaCO₃ 등이 첨가된 기본 사료에 오미자 가공 부산물 분말을 첨가하여 제형화하였다. 실험의 설계는 대조구와 오미자 가공부산물을 1%, 3%, 5% 및 7% 첨가한 실험군으로 분류하여 완전임의 배치법으로 배치하였다. 계란의 생산성, 평균 무게, 난황과 난백의 리그난 함량은 7일 간격으로 조사하였다. 계란 생산과 평균 계란 무게는 오미자 가공부산물 분말을 사료에 5% 이하로 첨가하여 급여하였을 경우에는 차이가 없었으나, 7%의 고농도로 첨가하여 사료를 급여하였을 경우에는 처리 3주후에는 유의하게 감소하였다. 계란내의 리그난 함량을 조사하기 위하여 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석한 결과, 오미자 가공부산물 분말의 첨가 농도가 높을수록 난황의 gomisin N 과 schisandrin C의 함량을 유의하게 증가시켰으나(p<0.05), 난백에서는 gomisin N은 농도 의존적으로 증가하였으나 schisandrin C는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 오미자 가공 부산물 분말을 사료여 첨가하여 산란계에 급여할 경우에는 계란의 품질을 향상시키고 리그난이 함유된 계란의 생산이 가능한 것으로 나타났다. 결론적으로 오미자 가공 부산물 분말을 5% 이하로 사료에 첨가하여 급여한다면 오미자의 주요 생리활성인 gomisin N 와 schisandrin C가 풍부한 기능성 계란의 생산이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권3호
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• pp.474-485
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• 2024

본 연구는 6개월 미만의 4명의 영아 분변에서 생육이 용이한 우점균을 분리하였고, 이들 중 Lactobacillus속의 유용한 균주를 발굴, 이를 이용하여 발효시켜 제조한 미나리 배양물에 대한 기능적 특성을 살펴보았다. 8주의 분리균주들 중 항생제 내성, 용혈성 등의 안전성을 확인한 후, L. rhamnosus L28과 L. reuteri 11-2 등 2주를 항염증 효능 평가를 위해 선발하였다. 선발한 시험균주 단독과 이들로 미나리를 발효시켜 제조한 미나리발효물 등의 시료들을 각각 처리하여 병원성 세균 4종에 대한 생육 억제능을 살펴본 결과, L. rhamnosus L28 균주 단독처리만으로도 양성대조구인 L. rhamnosus LGG균에 비해 B. cereus와 Sta. aureus 등에 대한 높은 항균활성을 나타내었고, 이 균주를 이용하여 발효시킨 미나리배양물(Oj+L28) 역시도 동일한 병원균들에 대해 25.03±0.00-36.14±0.00 mm의 범위로 억제환을 나타내어 높은 유해균 생육 억제능을 보였다. 또한, LPS로 자극시켜 대식세포 RAW cell에서 분비된 NF-kB/AP-1 전사인자, 활성산소(NO) 및 염증성 매개물질(TNF-α와 IL-6)의 활성 또는 생성량 억제 정도를 살펴본 결과, 양성대조구(LGG) 대비 시험균주 L. rhamnosus L28 단독 처리와 이 균으로 제조한 미나리 발효물(Oj+L28) 처리구는 항염증 효능을 나타내는 모든 지표에서 통계적 유의수준(p<0.05)으로 높은 억제 활성을 나타내었다. 특히, 사이토카인 IL-6 항목에서 L. rhamnosus L28 단독 처리의 억제율이 처리량별로 83, 96 및 99%로 L. reuteri 11-2균주보다 높은 억제 효과를 보였으며, Oj+L28 발효물 역시도 59-72%로 Oj 원액 및 Oj+LGG 배양물보다 낮은 생성량을 보였다. 또한 염증성 매개물질인 TNF-α와 IL-6의 생성량 역시도 L. rhamnosus L28 단독 처리 시 통계적 유의수준(p<0.05)으로 가장 낮은 값을 보여, LPS와 같은 항원 제시에 의해 자극된 면역세포의 기능조절에 도움을 줄 것으로 사료된다. 따라서, 본 연구에서 처음으로 발굴한 L. rhamnosus L28 균주와 이 균주로 발효시켜 제조한 미나리발효물의 높은 항염증 효과를 확인하여, 향후 동물시험 수준의 효능검증 및 기전 구명 등 심화연구를 통해 건강기능성 소재로서의 활용성을 높이고자 한다.