• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.408-412
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• 2019

본 연구에서는 urea를 이용해 질소 도핑된 카본 펠트 전극을 제조하고 이를 바나듐 레독스 흐름 전지용 전극으로 적용하였다. Urea는 암모니아 보다 취급이 용이할 뿐 아니라 고온 열분해를 통해 $NH_2$ 라디칼이 발생하여 탄소 표면에 질소 작용기를 만들고 이는 바나듐 이온의 산화/환원 반응을 향상시키는 활성점(active site)로 작용한다. Urea로 활성화된 카본 펠트 전극은 $150mA/cm^2$의 전류 밀도에서 14.9 Ah/L의 방전 용량을 보였으며 이는 산소작용기로 활성화된 카본 펠트(OGF) 및 비활성화 카본 펠트(GF)보다 각각 23% 및 187% 더 높았다. 이러한 결과는 urea로 활성화된 카본 펠트 전극이 레독스 흐름 전지용 전극 소재로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.226-226
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• 2021

Tetractycline은 sulfonamides, penicilines 등과 함께 축산계에서 널리 사용되는 대표적인 항생물질의 한 종류이다. 2011년 사료 내 항생제 투여를 금지한 이후 자가치료 및 예방용으로 사용되고 있으며, 가축의 체내로 투여되는 tetracycline는 주로 분뇨에 포함되어 배출되는데, 강우 등 물 순환에 따라 지표수 및 지하수로 이동하여 미생물에 독성을 일으키거나 내성균이 발생하기도 한다. Tetracycline 등의 항생물질 처리 방식으로 흡착 등 다양한 공정이 제시되고 있다. 본 연구에서는 산화제 중 하나인 ferrate(VI)를 이용하여 tetracycline 분해실험을 수행하였다. ferrate(VI)는 염소산화물 및 H₂O₂에 비해 비교적 강한 산화력을 가지며, 처리 후 발생되는 철염(Fe³⁺)은 독성이 없다는 장점이 있다. Ferrate(VI)는 병원균 제거 등에 효과적인 것으로 알려져 있으며, 다양한 난분해성 물질과 항생물질을 성공적으로 분해하여 그 효과를 입증한 바 있다. 본 연구에서는 자체적으로 제조한 potassium ferrate(VI)를 이용하여 다양한 수중 환경에서 tetracycline를 분해하고, 분해특성 및 중간생성물 연구를 수행하였다. Ferrate(VI)는 염기성 환경에서 tetracycline 분해효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 이는 pH에 따른 tetracycline과 ferrate(VI)의 이온화가 가장 큰 원인인 것으로 판단된다. 특히 ferrate(VI)는 pH가 낮을수록 쉽게 환원되는 특징이 있으며, 염기성으로 갈수록 안정화하여 오래 잔류하므로 이러한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 중간생성물 조사 결과, ferrate(VI)와 tetracycline 사이의 분해 메커니즘은 주로 OH 라디칼로 인한 것이 대부분이며, hydroxylation과 amino group에서의 demethylation의 형태로 발생하였다. 이후 추가적인 반응으로 benzene ring이 깨지면서 결과적으로 CO₂ 및 H₂O 등으로 무기물화 되는 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.563-575
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• 2006

Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제23권5호
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• pp.645-653
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• 2013

생(生), 증(蒸), 주증(酒蒸) 건조 맥문동(LTD, LTSD, LTASD)과 생(生), 증(蒸), 주증(酒蒸) 건조 볶음 맥문동 시료(LTDR, LTSDR, LTASDR)의 가용성 고형물, 전당, 환원당과 항산화 효과, 관능평가를 실시한 결과는 다음과 같았다. 가용성 고형분 함량은 건조 후 볶음 처리한 시료(LTDR, LTSDR, LTASDR)가 모든 건조 맥문동 시료(LTD, LTSD, LTASD)보다 많았다. 전당과 환원당은 볶음 유무에 따라서 모든 열처리한 시료가 생건조 시료(LTD)와 비교하여 유의적으로 함량이 많았으며, 환원당은 특히 주증건조 볶음 시료(LTASDR)가 가장 많은 것으로 나타났다. 일정온도에서 환원당의 함량이 증가하는 이유는 열분해로 인한 저분자량의 올리고당이나 덱스트린 등의 환원당 생성량이 소모되는 양보다 현저히 많기 때문이다. 갈변도는 볶음 처리를 함에 따라 모든 볶음 맥문동 시료가 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 특히 주증 건조볶음(LTASDR)의 갈변도가 높았는데, 주증(酒蒸)할 때에 이용된 청주에 함유되어 있는 당이 맥문동에 흡수되었고, 이에 따라 갈변도가 높아졌을 뿐 아니라, 항산화와 관련된 갈색 반응이 더 활발하게 일어나고, Maillard 반응의 중간생성물이 증가되어 여러 가지 항산화 효과가 나타났다. 항산화 활성 실험에서도 모든 건조 맥문동에 비하여 볶음 맥문동 시료의 항산화 활성이 높게 측정되었으며, 특히 주증 건조 볶음 시료(LTASDR)가 DPPH 라디칼 소거능, ABTs 라디칼 소거능, 아질산염 소거능, XOase 저해활성에 있어서 월등히 높은 수치를 나타내었다. 주증건조 볶음 시료(LTASDR)가 생건조 맥문동(LTD)의 열수 추출물에 비하여 항산화 효과가 대체적으로 유의적으로 높게 측정된 결과는 술로 찌고, 볶는 과정 중에 갈변물질이 더 많이 생성되었고, 수용성 성분 추출이 용이하도록 조직이 변화된 결과로 사료된다. 색(color), 향미(flavor), 단맛(sweetness), 구수한 맛(tasty flavor), 전반적인 기호도(overall acceptance)는 전체적으로 볶음 처리를 함에 따라 유의적인 차이로 기호도가 향상되었으며, 볶음 처리한 시료 간에는 유의적인 차이가 없었다. 본 연구를 통해 찌거나 주증 처리하여 볶은 맥문동 시료의 열수 추출물이 생건조 맥문동(LTD)이나 생건조 볶음 맥문동(LTDR)에 비해 항산화성이 높게 측정되었음을 확인하였고, 전체적인 관능평가에 있어서 높은 점수를 받음으로써 기능성이나 맛에 있어서 긍정적인 결과를 얻었다. 그러므로 맥문동을 음료나 약선 등에 활용할 때에 맥문동의 전처리는 건조만하여 추출하기 보다는 찌거나 술을 도포하여 찐 다음 건조하여 볶는 방법이 적합한 것으로 생각된다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제29권6호
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• pp.661-669
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• 2013

마늘을 이용한 청국장의 제조조건을 최적화 하고자 중심합성계획에 따라 마늘의 첨가량($X_1$), 마늘 열처리시간($X_2$) 및 청국장 발효시간($X_3$)을 독립변수로 하고, 점질물 생성량($Y_1$), 산도($Y_2$), 아미노태 질소량($Y_3$), ${\gamma}$-GTP($Y_4$) 및 ABTS 라디칼 소거능($Y_5$)을 종속변수로 하여 반응표면분석을 실시하였다. 점질물 생성량의 정상점은 최대점으로 실제변수인 마늘의 첨가량이 6.53%, 열처리 시간 6.81분, 청국장 발효시간 55.18시간에서 13.02%의 최적 값을 보였다. 산도는 청국장의 발효시간이 길어질수록 증가하였으며, 최소값인 0.50%를 나타내는 마늘 첨가량의 실제변수는 7.75%, 열처리 시간은 3.42분, 청국장 발효는 58.60시간이었다. 아미노태 질소 함량은 80.58~158.82 mg% 범위였는데 정상점은 안장점으로 능선분석을 통해 얻어진 아미노태 질소의 최고값은 156.97 mg%였다. 이 때 마늘 첨가량 및 열처리 시간은 각각 6.21% 및 14.85분, 청국장 발효시간은 58.04시간이었다. ${\gamma}$-GTP 활성은 353.66 mU/mL의 최대값을 가질 때, 마늘 첨가량, 마늘 열처리 시간 및 청국장 발효시간이 각각 5.73%, 6.99분, 57.96시간 이었다. ABTS 라디칼 소거능은 마늘 첨가량과 청국장 발효시간을 낮추고 마늘의 열처리 시간을 높이는 경우 76.43%의 최고값 얻을 수 있었는데, 이에 따른 실제변수의 마늘의 첨가량과 열처리시간은 각각 3.78% 및 14.28분과 청국장 발효시간은 57.99시간이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 마늘이 첨가된 청국장 제조를 위해 마늘은 불린 콩 무게 대비 3.78~7.75%로 첨가하되 3.42~14.85분의 범위에서 스팀가열한 후 사용하며, 55~59시간 정도 발효시키는 것이 적합하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권2호
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• pp.207-215
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• 2014

예로부터 봄에 채취하여 즐겨 섭취하던 달맞이순과 다래순을 전라북도 진안지역에서 건나물 상품으로 구입하여 항산화효과 및 항염증효과를 측정하였다. 달맞이순과 다래순의 총 폴리페놀 함량은 각각 60.4와 33.0 mg tannin acid/g dry wt였으며, 플라보노이드 함량은 각각 31.9와 29.3 mg rutin/g dry wt였다. 항산화효과의 지표로 에탄올 추출 시료의 DPPH 라디칼 소거능과 환원력을 측정한 결과 달맞이순과 다래순의 DPPH 라디칼에 대한 $IC_{50}$은 각각 58.2와 $122.1{\mu}g/mL$였고, 환원력은 $500{\mu}g/mL$의 처리농도에서 각각 52.1과 45.3 ascorbate eq./mL로 2 시료 모두 우수하였지만 상대적으로 달맞이순이 더 우수하였다. 한편 항염증 효과의 지표로 5-LOX와 COX-2 활성에 대한 억제율을 측정하였는데 달맞이순과 다래순 에탄올 추출 시료 $250{\mu}g/mL$ 처리 시 5-LOX 활성 억제율은 각각 29.5%와 11.5%였으며, COX-2 활성 억제율은 각각 79.5%와 39.1%로 달맞이순이 더 우수하였다. 이어서 달맞이순의 항염증효과의 기전을 살펴보기 위하여 에탄올 추출 시료를 세포 독성이 없는 농도 범위에서 RAW 264.7 대식세포에 처리하고 LPS($1{\mu}g/mL$)로 염증반응을 유도한 결과, 처리농도가 높아질수록 NO, PGE2, IL-6 생성량은 점차 감소하였지만 TNF-${\alpha}$의 생성량은 변화가 없었다. 본 실험 결과 달맞이순과 다래순은 나물류 중에서 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 비교적 높은 편으로 항산화효과가 우수하였으며 특히 달맞이순은 항염증효과도 매우 우수한 것으로 나타났다. 따라서 달맞이순의 항염증효과 및 활성 유효성분 분석 등의 심도 있는 후속연구와 함께 다양한 섭취방안을 강구함으로써 중노년기에 증가하기 쉬운 산화적 스트레스와 만성적 염증반응을 억제하여 만성질환을 예방하는 데 기여할 수 있기를 기대한다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.311-318
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• 2015

내분비계교란물질로 알려진 비스페놀 A (bisphenol A, BPA) 수용액의 플라즈마 처리 및 분해 경로에 대해 조사하였다. 플라즈마화된 기체와 BPA 수용액을 효과적으로 접촉시키기 위하여 다공성 세라믹 관내에서 플라즈마를 생성시켜 세라믹 관의 세공을 통해 수중으로 고르게 분산시켰다. 기체의 유량, 인가 전압, 처리시간이 BPA 분해에 미치는 영향을 조사하였으며, 자외선 분광광도계, 이온 크로마토그래피, 기체크로마토그래피-질량분석기를 활용한 분석을 통해 반응 경로를 제시하였다. 기체의 유량이 너무 크거나 작으면 동일한 전력이 공급되더라도 처리효과가 떨어지며 적정한 기체 유량은 $1.0L\;min^{-1}$인 것으로 나타났다. 전압이 높을수록 많은 전력이 공급되므로 BPA를 제거하는 시간이 단축되나, 소모되는 에너지는 전압에 관계없이 유사하였다. 유량 $1.0L\;min^{-1}$과 전압 20 kV 조건에서 초기농도 $10L\;min^{-1}$ (부피 : 1 L)인 BPA가 30 min 이내에 모두 제거되었다. 오존이나 하이드록실 라디칼과 같은 활성성분들에 의해 BPA 구조가 파괴되어 생성되는 중간생성물들은 후속 산화반응을 통해 아세테이트, 포메이트, 옥살레이트와 같은 안정한 물질로 전환됨을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.176-186
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• 2018

김(Porphyra yezoensis, Laver)의 MeOH 추출에 의한 유기용매 별 분획물에서 폴리페놀 함량과 항산화 활성 및 간암세포주 HepG2의 세포증식 억제효과를 확인하였다. $CHCl_3$ 분획물의 폴리페놀 함량은 $10.34{\mu}g/mg$으로 물 분획물의 $13.08{\mu}g/mg$ 보다는 다소 적게 나타났으나, DPPH 자유라디칼 소거에 의한 전자공여능(EDA)에서 나타난 $ED_{50}$은 $16.96{\mu}g/ml$로 가장 높게 나타났다. $CHCl_3$과 EtOAc 분획물은 농도의존적으로 HepG2 세포의 증식을 억제하였으며, 특히 $900{\mu}g/ml$의 $CHCl_3$ 분획물을 24시간 동안 처리하여 90%의 세포증식이 억제되었다. 한편 $CHCl_3$ 분획물이 처리된 HepG2 세포의 유전자 발현 양상을 microarray로 확인하였다. P. yezoensis의 효능과 연관지은 gene ontology 분석으로 비타민 D 합성 과정, 항균작용에 대한 반응 및 영양물질에 대한 반응에 관련된 유의 유전자들을 탐색하였다. 유의 유전자로 IL6R와 CYP1A1를 선정하였고, 이들 유전자의 상위 조절자는 ARNT 유전자가 선정되었다. 또한 50 및 $100{\mu}g/ml$의 $CHCl_3$ 분획물이 처리된 HepG2 세포에서 IL6R와 CYP1A1 단백질의 발현과 상위 조절자인 ARNT의 활성을 Western blotting으로 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권12호
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• pp.1784-1791
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• 2016

한국인이 마늘을 섭취할 때 주로 사용하는 조리방법으로 8종의 마늘을 준비하여 조리 조건이 마늘의 항산화 활성과 이화학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 열처리 강도가 높은 조리법일수록 마늘의 수분 손실이 컸으며, 명도는 낮아지고 황색도는 높아지는 전형적 갈변 현상을 나타내었다. 특히 명도가 가장 낮았던 프라잉과 팬 프라잉으로 조리된 마늘에서는 수용성 고형분 함량 역시 유의적으로 낮아 조리온도가 높을수록 수용성 저분자 물질로부터 불용성 고분자 중합물질을 형성하는 비효소적 갈변반응이 더 가속화되었음을 시사해주었다. 한편 조리된 마늘은 생마늘보다 thiosulfinates 함량이 낮았으며, 이는 열처리에 의해 thiosulfinates가 polysulfides로 분해되었거나, 열전달 매체를 사용한 삶기, 프라잉, 팬 프라잉으로 조리된 마늘에서는 이들 물질이 열전달 매체로 용출되었을 가능성을 시사해주었다. 전자레인지로 조리된 마늘은 다른 마늘보다 유기산과 thiosulfinates, 플라보노이드 성분들이 상대적으로 많이 보유되어 있었으며, 이는 에너지가 낮고 조리시간이 짧은 전자레인지 가열방식에 의해 마늘 속 열에 약한 성분들이 상대적으로 덜 분해된 결과로 볼 수 있다. 높은 온도에서 조리된 마늘들은 총 환원력과 금속 소거능이 높은 경향을 나타내었으며, 이는 색도 결과에 의해 시사된 것과 같이 환원력을 지닌 갈변반응의 중간물질과 최종물질들이 고온 조리 시 더 활발히 생성된 결과로 해석되었다. 물과 기름을 열전달 매체로 하여 조리된 마늘에서는 총 환원력과 플라보노이드 함량이 상대적으로 낮은 경향을 나타내었다. 그러나 생마늘과 조리된 마늘에서 측정된 총 환원력과 플라보노이드 정량 결과는 DPPH 라디칼 소거능 결과와는 다소 일치하지 않았다. 이는 환원성 물질들의 총량이 증가하였음에도 불구하고 우수한 항산화 활성을 지닌 일부 열에 불안정한 플라보노이드와 페놀 화합물들이 조리 중 감소하였을 가능성을 말해준다. 따라서 조리 중 마늘 내부에서 분해 혹은 새로이 생성될 수 있는 개별 환원성 물질들의 조성과 항산화 활성 비교에 대한 후속연구가 필요할 것으로 생각한다.

• 한국식품과학회지
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• 제36권4호
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• pp.648-654
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• 2004

갈변된 표고버섯을 건강기능성 식품산업의 소재로 활용할 수 있는 가능성을 탐색하는 일환으로서 갈변된 표고버섯의 생리활성을 항산화 활성을 지표로 평가하였다. 본 연구에서는 DPPH 라디칼에 대한 전자공여능과 superoxide radical 및 hydroxyl radical에 대한 소거활성, 그리고 linoleic arid 자동산화반응에 대한 억제활성을 조사하여 각 추출물의 항산화 활성을 평가하였다. 그 결과, 갈변 표고버섯의 전자공여능은 생 표고버섯보다 추출방법에 따라 2-4배 정도 높았지만, 건조 표고버섯보다는 높거나 비슷한 수준을 보였다. Superoxide radical에 대한 소거활성도 DPPH에 대한 전자공여능과 유사한 경향을 보였는데, 갈변 표고버섯의 소거활성은 생 표고버섯보다 2배 정도 높았다. 또한 이와 같은 갈변화에 따른 superoxide radical 소거활성의 증가는 직접적인 radical 소거작용의 결과일 가능성이 제시되었다. Hydroxyl radical 소거활성의 경우, 추출방법에 관계없이 소거활성은 갈변 표고버섯 > 건조 표고버섯 > 생 표고버섯의 순서로 낮아졌으며, superoxide radical 소거작용과 마찬가지로 시료가 직접적으로 hydroxyl radical을 소거했을 가능성이 암시되었다. Linoleic acid 자동산화반응을 이용한 지질과산화에 대한 억제활성을 측정한 결과, 전반적으로 70% 에탄올추출물의 활성이 열수추출물보다 높았고, 억제활성도 갈변 표고버섯 > 건조 표고버섯 > 생 표고버섯의 순서로 낮아지는 경향을 보였다. 이상의 결과는 상품성을 상실한 갈변 표고버섯이 건강기능성을 지향한 다양한 가공식품의 개발을 위한 적절한 소재임을 보여주었다.