• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.12-12
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• 2023

Plant biomass, or lignocellulose, is one of the most abundant natural resources on earth. Lignocellulosic biomass, such as agricultural and forestry residue, serves as a renewable feedstock for microbial cell factories due to its low price and abundant availability. However, the recalcitrance of lignocellulosic biomass requires a pretreatment process prior to microbial fermentation, from which fermentable sugars including xylose and glucose are generated along with various inhibitory compounds. The presence of furan derivatives, such as 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde and 2-furaldehyde (furfural), hampers the microbial conversion of lignocellulosic biomass into value-added commodities. In this study, furfural tolerance was improved by investigating the detoxification mechanism in non-model yeast. The genes encoding aldehyde dehydrogenases were overexpressed to enhance furfural tolerance and resulted in improving cell growth and lipid production that can be converted into biofuel. Taken together, this approach contributes to the understanding of the reducing toxicity mechanism of furfural by the aldehyde dehydrogenases and provides a promising strategy that the use of microorganism as an industrial workhorse to treat efficiently lignocellulosic biomass as sustainable plant derivatives.

• ALGAE
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• 제39권1호
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• pp.17-30
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• 2024

Red macroalga Pyropia yezoensis is a high valuable cultivated marine crop. Its acclimation to cold stress is especially important for long cultivation period across winter in coasts of warm temperate zone in East Asia. In this study, the response of P. yezoensis thalli to low temperature was analyzed on physiology and transcriptome level, to explore its acclimation mechanism to cold stress. The results showed that the practical photosynthesis activity (indicated by Φ_PSII and qP) was depressed and pigment allophycocyanin content was decreased during the cold stress of 48 h. However, the F_v/F_m and non-photochemical quenching increased significantly after 24 h, and the average growth rate of thalli also rebounded from 24 to 48 h, indicating a certain extent of acclimation to cold stress. On transcriptionally, the low temperature promoted the expression of differentially expressed genes (DEGs) related to carbohydrate metabolism and energy metabolism, while genes related to photosynthetic system were depressed. The increased expression of DEGs involved in ribosomal biogenesis and lipid metabolism which could accelerate protein synthesis and enhance the degree of fatty acid unsaturation, might help P. yezoensis thallus cells to cope with cold stress. Further co-expression network analysis revealed differential expression trends along with stress time, and corresponding hub genes play important roles in the systemic acquired acclimation to cold stress. This study provides basic mechanisms of P. yezoensis acclimation to cold temperature and may aid in exploration of functional genes for genetic breeding of economic macroalgae.

• Journal of Ginseng Research
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• 제48권1호
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• pp.1-11
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• 2024

Fresh ginseng is prone to spoilage due to its high moisture content. For long-term storage, most fresh ginsengs are dried to white ginseng (WG) or steamed for hours at high temperature/pressure and dried to form Korean Red ginseng (KRG). They are further processed for ginseng products when subjected to hot water extraction/concentration under pressure. These WG or KRG preparation processes affect ginsenoside compositions and also other ginseng components, probably during treatments like steaming and drying, to form diverse bioactive phospholipids. It is known that ginseng contains high amounts of gintonin lysophosphatidic acids (LPAs). LPAs are simple lipid-derived growth factors in animals and humans and act as exogenous ligands of six GTP-binding-protein coupled LPA receptor subtypes. LPAs play diverse roles ranging from brain development to hair growth in animals and humans. LPA-mediated signaling pathways involve various GTP-binding proteins to regulate downstream pathways like [Ca²⁺]_i transient induction. Recent studies have shown that gintonin exhibits anti-Alzheimer's disease and antiarthritis effects in vitro and in vivo mediated by gintonin LPAs, the active ingredients of gintonin, a ginseng-derived neurotrophin. However, little is known about how gintonin LPAs are formed in high amounts in ginseng compared to other herbs. This review introduces atypical or non-enzymatic pathways under the conversion of ginseng phospholipids into gintonin LPAs during steaming and extraction/concentration processes, which exert beneficial effects against degenerative diseases, including Alzheimer's disease and arthritis in animals and humans via LPA receptors.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제45권1호
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• pp.43-48
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• 2024

The prevalence of obesity and its complications is steadily increasing worldwide. It is essential to understand cellular level metabolism and microenvironment to treat diseases related to lipid metabolism. Mechanical loading can activate signaling pathway by stimulating cells, especially vibration loading known to inhibit adipogenesis, so it has been studied as a treatment for obesity. Also, vibration loading can affect the inside of the human body non-invasively. Another clue to reducing adipose tissue is browning, which means that white adipocytes changes to brown adipocyte. In this study, we design and developed a device that that can control cell-cell contact, and vibration simulation device. Using these two devices, we investigated responses of cells to vibration loading. Protein expression associated with browning and adipogenesis were analyzed. In conclusion, vibration loading can be transmitted through cell contact and loading applied to the cells can induce browning and inhibit adipogenesis of preadipocytes. These results suggest the possibility that vibrations could be a treatment for obesity.

• 한국작물학회지
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• 제17권
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• pp.115-133
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• 1974

인삼 종자의 결실과 최아과정중에서 일어나는 물질대사의 기본적 소인을 알고저 화기형성초기로부터 개화기까지, 결실초기부터 홍숙기까지, 그리고 최아과정중 화학성분의 변화를 추구하였다. 1. 화뢰에서는 감수분열기 이전까지 신선중, 건물중, 회수화물, 질소화합물의 변동은 그리 크지 않으며 TCA가용성인, 특히 유기태인의 증가와 현저하였다. 2. 감수분열기로부터 소포자기에 이르는 기간 동안 신선중, 건물중이 급격히 증가되고 전질소량이 증가하는데 불용성 질소구분은 이 시기부터 그 량이 늘어나 단백질이 합성되는 것을 의미하고 있으며 불용성 질소가 전질소의 62∼70%를 차지하고 있다. 또한 가용성 당분이 급격하게 증가되어 환원당, 비환원당이 모두 증가하나 전분의 증가는 볼 수 없고, 전인에 대한 TCA가용성인이 85.4%, TCA불용성인이 14.6%로 화뢰성장중 각각 최고, 최소치를 나타내고 있다. 3. 화분성숙기 이후와 개화기에서 특히 건물중의 증가가 현저하고 불용성질소도 계속 증가되어 총질소의 67%에 이른다. 또한 두드러진 유기태인의 저하와 갑작스런 조전분의 증가를 볼 수 있고 무기태인량이 유기태 인량을 능가하게 된다. 4. 결실기부터 홍열기까지에 있어서는 신선중량의 90%가 결실 후 3주간에 증가하는데, 1) 전질소량은 7배로 증가되었고 성숙되어 갈수록 전질소에 대한 불용성질소의 량이 커져서 65%에서 80%이상으로 상승되고 한편 가용성질소의 비율은 35%에서 20%이하로 저하되었다. 2) 전인산량도 8배로 증가되는데 홍숙이 시작되는 시기에 최고에 이르고 이때에 전인산에 대한 TCA가용성인의 비율도 가장 커서 90%에 이른다. 유기태인도 홍숙이 시작될 때까지 29배나 증가되며 지질태인, 핵산태인, 단백태인이 모두 증가되고 있다. 3) 회수화물의 증가는 신선중의 증가와 유사한데결실한지 3주 후에 최고량에 달하고 그 후는 사실상 증가하지 않으며 가용성당도 3주 후에 최고에 달했다가 일시 감소하며 홍숙기에 약간 증가하나 먼저 수준에는 이르지 못하며 조전분은 점차 증가되어 홍숙되기 일주 전에 최고량에 달하나 전 건물량의 2.36% 밖에 되지 못한다. 회수화물중 가용성당이 차지하는 비율이 훨씬 크며 완숙기에서는 가용성당분중 약80% 이상의 비환원당으로 되어 있어 인삼 종자의 주요 회수화물을 이루고 있다. 4) 한편 완숙된 종자의 배란중에는 60% 이상의 지방을 함유하고 있어 인삼 종자의 저장물질은 단백질이나 회수화물이기 보다는 주로 지방이다. 5. 최아조작중에는 배가 11월중순의 파종기까지 4.2∼4.7mm로 발육하며 충분히 흡수하여 50∼60%에 이르고, 저장지방, 단백질, 전분이 가수분해하여 가용화되고 당분, 무기태인, 인지질, 핵산태인, 단백태인과 가용성질소의 증가를 보이고 있어 세포내용물의 전이가 일어나 발아에 필요한 물질을 축적하고 있다.

• 농업과학연구
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• 제39권3호
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• pp.395-405
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• 2012

기능성 지방산인 CLnA를 다량 함유하고 있는 석류 종자유로부터 합성된 가수분해물과 고체지인 팜 스테아린을 기질로 사용하여 Lipozyme TL IM 효소를 촉매로 하여, 기능성 고체지들을 무용매 반응(NH-SL)과 n-hexane 반응(H-SL)조건에서 합성하였다. 합성은 기질 비율 1:6 몰(w/w, PS:HPSO)로, 각 12, 24, 72 hr 동안 반응하여 이루어졌다. 합성 후 반응물은 탈산과정을 수행한 후 각 기능성 고체지들의 이화학적 특성을 살펴보았다. 총 지방산 조성분석결과, 반응시간이 증가함에 따라 NH-SL에서 CLnA의 함량은 34.38%, 37.68%, 40.63%의 함량으로 유의적 차이를 보이며 증가하는 경향을 나타내었다(p<0.05). H-SL에서 CLnA의 함량은 36.81%, 41.19%, 45.83%으로 유의적 차이를 보이며 증가하였다(p<0.05). TAG 조성분석 결과, 기능성 재구성지질들(NH-SL, H-SL)에는 LnLnLn(PN=36), LnLnL(PN=38), LnLL과 LnLnP(PN=40), LLL(PN=42), PLP(PN=46), OOLn과 PLO, POP, PPS(PN=48), LOO, POS(PN=50) 등으로 구성되어 있었다. 반응시간이 길어짐에 따라 NH-SL의 경우 LnLnLn의 함량이 1.63%에서 11.54%로 증가하였고, H-SL의 경우 5.89%에서 18.45%로 증가하였다. 또한 주된 TAG 조성인 LnLnP의 경우 각각 23.15~33.77%(NH-SL)와 28.76~36.44%(H-SL)으로 높은 함량을 나타내었다. 합성한 석류종자유 가수분해물의 산가는 200.46이었으며, 합성 후 탈산한 기능성 고체지들의 산가는 1.05~1.41로 낮았다. 또한 불포화도를 나타내는 요오드가 측정결과, 무용매 반응과 용매 반응 모두에서 반응시간이 길어짐에 따라 요오드가가 점차로 증가하였다. 이러한 결과는 반응시간이 길어짐에 따라 CLnA의 함량이 높아졌기 때문에 IV가 점차로 높아지는 결과를 얻은 것으로 사료된다. 기능성 고체지들의 total tocopherol 함량 측정결과, 반응시간이 길어짐에 따라 NH-SL의 경우 3.37~2.13 mg/100 g으로 다소 감소하였으며, H-SL의 경우 3.89~2.51 mg/100 g으로 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 기능성 고체지들의 SFI 측정결과, H-SL의 경우 $10^{\circ}C$에서 NH-SL보다 고체지 함량이 낮았으며, $25^{\circ}C$에서는 거의 액체 상태를 유지하였다. 이는 융점이 낮으며 불포화지방산인 CLnA의 함량이 비교적 높았기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 마가린과 같은 적절한 spreadability를 부여하기 위해서는 무용매 반응(NH-SL)에서 12 hr과 24 hr 반응을 통하여 생성된 기능성 고체지들이 적합할 것으로 예측되었다. 72 hr 동안 반응하여 생성된 기능성 고체지들(NH-SL, H-SL)의 경우, $3.86{\AA}$에서 낮은 강도를 나타내어, 주로 ${\beta}$'의 결정형을 이루고 있음을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권2호
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• pp.146-153
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• 2009

손바닥선인장의 항당뇨 효과와 기작을 알아보기 위한 연구의 일환으로, 손바닥선인장의 열매 및 줄기의 급여가 STZ으로 당뇨가 유발된 8주령 수컷 흰쥐의 음수량, 식이섭취량, 체중, 공복혈당, 당내성에 미치는 효과와 당뇨의 합병증인 고지혈증(중성지방, 유리지방산, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, HDL-콜레스테롤)을 조사하였다. 손바닥선인장의 열매 및 줄기는 동결건조 후 분쇄하여 분말사료에 8%(열매) 및 5%와 10%(줄기) 수준으로 첨가하여 3주간 자유채식 시켰다. 실험군은 정상군(NC), 당뇨대조군(DC), 열매급여군 (DOF), 줄기5%급여군(DO-5), 줄기10%급여군(DO-10)으로 구분하였으며, 음수량은 1일, 식이섭취량은 2일 간격, 체중 및 혈당은 1주 간격으로 측정하였는데, 혈당은 12시간 절식 후 꼬리정맥에서 측정하였다. 당 내성은 공복 시 혈당을 측정한 후 포도당(50 mg/체중 1 kg)을 복강에 주사한 다음, 30, 60, 90, 120분 경과하였을 때 혈당과 동일한 방법으로 측정하였다. 수분함량은 열매가 94.5%, 줄기가 92.3%였고, 조회분, 조단백, 조지방, 조섬유 등의 농도는 줄기가 열매에 비해 높았고, NFE는 열매가 줄기에 비해 높았다. 체중변화는 DC에 비해 DOF에서 체중이 적게 감소했다. 음수량과 사료섭취량은 NC에 비해 DC가 각각 7.5배 및 1.5배 이상 증가하였고, 처리군들은 음수량 및 식이섭취량이 DC에 비해 낮았다. NC의 공복혈당은 평균 100 mg/dL이었고 DC는 379 mg/dL이었으며, DOF는 DC에 비해 28%의 혈당 감소를 보인 반면(P<0.05), DO-5는 5%와 DO-10은 9% 감소하여 유의적 차이를 보이지 않았다. 당 내성 실험에서 NC와 DO-5는 급여한지 30분 후에, 다른 처리군은 60분 후에 최고 혈당을 나타내었다. 혈장 인슐린 함량도 당뇨대조군과 비교해 DOF, DO-5와 DO-10에서 유의적(p<0.05)인 증가를 보였다. 이로써 손바닥선인장의 열매가 STZ으로 당뇨가 유발된 쥐에서 당뇨의 개선효과가 있는 것으로 판단된다. 또한 손바닥선인장의 열매 및 줄기 모두 당뇨의 합병증인 지질대사에서 혈장의 중성지방, 유리지방산, 총 콜레스테롤 그리고 LDL-콜레스테롤을 모두 DC와 비교해 DOF, DO-5와 DO-10에서 유의적인 감소를 보였다(p<0.05). 이상의 결과에서 볼 때, 손바닥선인장의 열매는 항당뇨효능이 있었고, 또 당뇨 합병증인 지질대사의 이상도 개선하는 것으로 관찰되었으며, 그 줄기는 통계적으로 유의한 혈당감소 효과를 보이지는 않았지만 당뇨의 합병증인 고지혈증을 개선시키는 것으로 나타나, 보다 구체적인 작용기작을 추가적 연구를 통해 확인할 필요가 있다고 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제21권1호
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• pp.21-29
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• 1988

생합성조미료의 안전성문제 및 미각이 고급화, 다양화됨에 따라 천연소재를 원료로 하는 풍미계조미료의 수요가 늘고있다. 본연구는 천연분말수우프를 개발하기 위한 일련의 연구로서 분말가쓰오부시의 제조를 시도하였다. 즉 어체를 소형화함으로서 건조 시간을 단축시키는 한편 제품제조중 지질산화를 효율적으로 억제시키고 풍미면에서 재래식 가쓰오부시에 비해 손색이 없는 분말가쓰오부시를 제조하기 위한 가공조건을 구명하고, 아울러 제품제조중 정미 성분의 변화에 대하여 실험하였다. 동결저장 중인 가다랑어를 해동하여 머리, 내장을 제거한 후 필레로 만들어 1cm 두께로 절단하여 절단된 육을 가다랑어엑스분 중에서 20분간 자숙한 후 훈연실로 옮겨 $80^{\circ}C$에서 8시간 훈연 및 실온에서 15시간 엄증을 3차례 반복하였다. 이를 분쇄기로써 Somesh 크기로 분쇄하여 분말가쓰오부시제품을 제조하였다. 제품제조중 어체를 1cm 두께로 절단하여 가다랑어엑스분 중에서 자숙처리함으로서 제조중의 지질산화억제 및 제품의 풍미를 개선시킬 수 있었다. 분말가쓰오부시제품의 수분함량은 $11\~12\%$, 조지방함량은 $4.3\~4.8\%$이었다. 주요한 정미 성분으로는 건물량기준으로 IMP함량이 542.0mg/100g이었고, histidine(949.7mg/100g), anserine(441.4mg/100g), taurine(231.9mg/100g), carnosine (157.6 mg/100g), alanine(65.9mg/100g), lysine(50.2mg/100 g) 등의 유리아미노산함량이 2210.2mg/100g이었다. 불휘발성유기산중 lactic acid가 1087.2mg/100g으로 대부분을 차지하였고, 이외에 total creatinine이 592.1mg/100g, 미량의 betaine 및 TMAO로 이루어져 있었다. 무기질 중에서는 K, Mg, Na 및 Ca의 함량이 비교적 많았다. 제품제조중 유리아미노산과 유기산은 자숙중 상당량이 감소하나 훈건할 때 점차 증가하는 경향이었으며, 핵산관련물질 및 유기염기의 함량은 전공정을 통해 감소하였다. 본 분말가쓰오부시 제품은 재래식 가쓰오부시에 비해 제조공정 및 제조시간을 크게 단축시킬수 있었고 또한 풍미면에서도 손색이 없었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제32권6호
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• pp.828-834
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• 2012

본 연구는 증가하는 수준의 셀레늄함유 청보리 사료를 비육돈에 급여 시 비육돈의 생산성, 혈액성상, 도체형질 및 조직 내 셀레늄함량에 미치는 영향을 조사하였다. 시험은 거세비육돈 40두를 공시하였고, 처리구는 셀레늄 수준에 따라 4처리구(0.1 ppm(대조구), 0.2 ppm, 0.4 ppm, 0.6 ppm)로 나누어 처리구당 5 pen씩, pen당 2두씩 배치하여, 6주간 사양시험을 실시하였다. 각 시험사료는 셀레늄 함유 및 셀레늄무시비 관행 청보리를 조합하여 배합비의 5%를 배합하였고, 조단백질 및 가소화에너지 함량은 처리구 간 유사하도록 배합하였다. 실험사료 내에 셀레늄함유 청보리의 수준증가는 사료섭취량과 증체에 영향을 미치지 않았고, 혈중 총지질 농도는 셀레늄 수준이 증가할수록 유의하게 낮아졌으며(p<0.05), 혈중 총콜레스테롤은 대조구가 0.4와 0.6 ppm 셀레늄 시험구보다 유의하게 높았다(p<0.05). 혈중 중성지방농도는 사료내 셀레늄수준이 증가함에 따라 유의하게 낮아졌고(p<0.05). 혈중 면역글로블린 G와 셀레늄 농도는 사료 내 셀레늄수준이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 도체율, 등지방 두께, 육량 및 육질등급은 셀레늄급여로 인한 효과가 나타나지 않았다. 신장, 간장 및 등심 내 셀레늄함량은 사료 내 셀레늄함유 청보리 급여수준이 증가함에 따라 유의하게 직선적으로 증가하였다. 이상의 결과에서 셀레늄함유 청보리급여는 비육돈의 지질대사관련 혈액성상을 개선시켰고, 셀레늄강화 돈육의 생산이 가능하였다. 본 연구에서 조직 내 셀레늄수준을 강화시키기 위한 사료내 적정셀레늄수준은 0.4 ppm인 것으로 나타났고, 생산된 돈육 등심 100 g이 소비자에게 제공되었을 때, 세계보건기구(WHO, 1996)에서 제안한 성인기준 1일 최소셀레늄권장량(40 ${\mu}g$)이 충족되는 것으로 나타났다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제55권2호
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• pp.85-94
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• 2012

Monascus pilosus로 발효시킨 후 발효 녹차의 첨가식이가 고지방식이 ICR 마우스의 체중과 혈청 지방함량 및 간 조직 항산화계 효소활성에 미치는 영향을 조사하였다. 정상대조군(NC), 고지방식이대조군(HC), 비발효녹차 분말을 2% 첨가한 고지방식이군(CHA) 및 M. pilosus로 발효시킨 후발효녹차 분말을 2% 첨가한 고지방식이군(mCHA)으로 구분하여 7주간 사육하였다. 체중은 CHA군과 mCHA군간의 유의적인 차이가 없으나 HC군에 비하여 각각 24.15 및 29.66%가 감소되었으며 식이섭취량에는 차이가 없었다. 체중 당 간 및 신장의 중량은 CHA군 및 mCHA군이 HC군에 비해 증가하였다. 체중 당 부고환주위지방의 무게는 mCHA군에서 유의하게 감소하였다. 혈청 TG와 의총콜레스테롤 함량은 mCHA군에서 NC군 수준으로 감소하였다. CHA군과 mCHA군의 HDL-cholesterol 함량은 HC군에 비하여 96.55 및 119.32%가 높았다. CHA군과 mCHA군의 CHA군 및 mCHA군의 LDL-cholesterol 함량은 각각 0.67 및 0.41을 나타내었다. 간 조직의 GSH 함량은 HC군에 비하여 CHA군이 11.24%, mCHA군은 23.68%가 높았다. LPO 함량은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 43.70 및 45.38%가 낮았다. CHA군과 mCHA군의 xanthine oxidoreductase D type 효소활성은 HC군에 비하여 각각 18.52 및 33.33%가 감소하였으며 mCHA군은 NC군 수준으로 높았다. XOD O type 효소활성은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 각각 16.67 및 33.33%가 높았다. superoxide dismutase 활성은 CHA군과 mCHA군이 HC군에 비하여 유의차는 없었다. mCHA군의 glutathione S-transferase 활성은 HC군에 비하여 유의적으로 높았으며 특히, mCHA군의 glutathione peroxidase 활성은 HC군의 2.55배, CHA군의 1.5배로 높았으며 NC군과 대등하였다. CHA군과 mCHA군의 ALT 활성 HC군에 비하여 현저하게 낮았다. 간 조직의 현미경 관찰결과, CHA군과 mCHA군에서는 간 세포 내 축적된 지방의 크기가 작은 포말형으로 변화되고, 이로 인해 간 세포판과 동양혈관 형성이 간 소엽단위로 뚜렷하게 구분되었다. 이상의 실험결과로 보아 M. pilosus로 발효시킨 후발효 녹차는 고지방식이에 의해 유발되는 비만과 고지혈증 및 지방간을 예방 혹은 경감시켜줄 수 있는 유효한 가능성을 시사하였다.