본 연구에서는 상황버섯과 영지버섯 β-glucan의 추출 효율을 높이기 위하여 당분해 효소로 전처리를 하였으며, 이에 따른 적정 추출 조건을 설정하였다. 이러한 조건으로 열수추출 후 에탄올 정제하여 상황버섯과 영지버섯 β-glucan complex를 제조하였으며, 이화학적 특성 및 생리활성을 조사하였다. 또한, 상황버섯과 영지버섯 β-glucan complex를 분무건조를 통해 미세캡슐화 하여 그 특성을 조사하였다.
추출 수율 및 β-glucan 함량을 통해 설정한 상황버섯과 영지버섯 β-glucan complex의 적정 추출 조건은 효소 반응시간 8시간, 기질에 대한 효소 농도 6%(v/w), 상황버섯과 영지버섯의 혼합 비율 50:50(w/w)이었다.
PGBC(40.19%)의 β-glucan 순도는 PGBCE(26.70%)에 비하여 약 1.5 배 높았으나, 추출 수율이 약 3 배 낮으므로 이를 고려한 β-glucan 함량은 PGBCE(5.23 g/100 g)가 PGBC(2.57 g/100 g)에 비하여 약 2 배 높았다. 총당 함량은 PGBC(70.56 mg%)가 PGBCE(53.59 mg%)에 비하여 높았으며, PGBCE와 PGBC 모두 glucose의 함량이 가장 높았고, PGBC가 약 3 배 높았다. 또한, 단백질 함량 및 구성 아미노산의 총 함량은 PGBC가 더 낮았다. 정제를 통해, 총당 함량 및 glucose 함량이 증가하고, 단백질 및 아미노산 함량이 감소하였으므로, 정제가 잘 이루어졌다고 판단하였다. FT-IR spectrum을 측정한 결과, PGBCE와 PGBC가 890 cm-1 영역과 822 cm-1 영역에서 모두 진동이 일어나 α-glycosidic linkage와 β-glycosidic linkage를 가지는 것으로 판단되었다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성, FRAP 활성으로 측정한 항산화 활성과, 총폴리페놀 함량 및 총플라보노이드 함량으로 측정한 항산화성분 모두 PGBCE가 PGBC에 비하여 더 높았다. MTT assay에 의한 세포독성을 측정한 결과, 1-100 μg/mL의 PGBCE와 PGBC 모두 세포생존율이 80%이상으로 세포독성이 나타나지 않았다고 판단하였다. Wound healing assay에 의한 암세포 생육억제 활성을 측정한 결과, 1-30 μg/mL에서 모두 PGBC가 PGBCE에 비해 암세포 생육억제 활성이 높았다(p<0.05). 또한, 30 μg/mL의 상황버섯(72.73%)과 영지버섯(73.40%) 단일 추출물에 비하여 복합 추출물인 PGBC(80.42%)의 암세포 생육억제 활성이 높았으나, 이는 Colby’s equation에 의한 상승효과 기대치인 92.75%에 미치지 못하였다.
PGBC에 피복물질로 dextrin과 chitooligosaccharide을 가하여 미세캡슐을 제조하였다. 입자 표면구조를 관찰한 결과, PGBC microcapsule 1은 각진 구형을, PGBC microcapsule 2는 가운데가 오목한 구형을 나타내었다. 평균 입도는 PGBC microcapsule 1이 38.58 μm, PGBC microcapsule 2가 37.77 μm로 유사하였으나, PGBC microcapsule 1이 PGBC microcapsule 2에 비하여 입자 크기가 더 고르게 분포되었다. 겉보기밀도는 PGBC microcapsule 1과 PGBC microcapsule 2가 각각 0.36 g/mL, 0.39 g/mL였으며, 다짐 밀도는 0.56 g/mL, 0.63 g/mL로 압축성은 36%, 38%였다. PGBC microcapsule 1의 용해도는 30℃와 60℃에서 각각 91.77%와 93.38%로 매우 높았으며, PGBC microcapsule 2 또한 약 88%로 비교적 높은 용해도를 보였다. 열 안정성은 색도의 경우 100℃에서 가장 큰 변화를 보였으며, 갈변도는 PGBC microcapsule 2에서 차이를 보였다. pH 안정성은 색도의 경우 PGBC microcapsule 1은 pH 10에서, PGBC microcapsule 2는 pH 1에서 가장 큰 변화를 보였으며, 갈변도는 열 안정성과 유사하게 PGBC microcapsule 2에서 차이를 보였다. 흡습성은 PGBC microcapsule 1이 PGBC microcapsule 2에 비하여 컸지만, 다른 연구 결과들과 비교 시 흡습성이 낮은 편이다.

In this study, enzymatic pretreatment and purification was conducted to enhance extract yield and contents of β-glucan from Phellinus baumii and Ganoderma lucidum, and physicochemical characteristics and biological activities were investigated. Also, PGBC was microencapsulated by spray drying.
The proper extract conditions were as follows; the concentration of enzyme to substrate was 6% (v:w), reaction time was 8 hours, and mushroom ratio (Phellinus baumii:Ganoderma lucidum) was 50:50 (w:w).
The β-glucan purity (%) of PGBC was higher than PGBCE, but the extract yield(%) was three fold lower, and the β-glucan contents (g/100 g) of PGBC was lower than PGBCE. The total sugar contents of PGBC (70.56 mg%) were higher than PGBCE (53.59 mg%), and PGBCE (0.20 mg/mL) and PGBC (0.65 mg/mL) contained glucose the most. The protein contents (mg%) and the total constitutive amino acid contents (mg/mL) of PGBC were lower than PGBCE. These results show that purification was conducted well. In the FT-IR spectrum of PGBCE and PGBC, there were the peaks at 890 cm-1 and 822 cm-1, so it was regarded that they have β-glycosidic linkage and α-glycosidic linkage. The antioxidant activities by DPPH (mM GAE), ABTS (mM TE), and FRAP (mM TE) and the antioxidant contents by TPC (mg%) and TFC (mg%) of PGBCE were higher than PGBC. The cell viability by MTT assay of PGBCE and PGBC was higher than 80%, so we considered they do not have cytotoxicity. The inhibitory activity of cell migration by wound healing assay of PGBC (1-30 μg/mL) was higher than PGBCE and that of PGBC (10 μg/mL, 30 μg/mL) also was higher than resveratrol (10 μg/mL). Also, the activity of complex extract (PGBC, 30 μg/mL) was high as compared with the single extract (30 μg/mL) of Phellinus baumii and Ganoderma lucidum, but it was inferior to the expectation by Colby’s equation.
To microencapsulate PGBC, dextrin (DE=8) and chitooligosaccharide were added. The average particle size of PGBC microcapsule 1 and PGBC microcapsule 2 was similar (38.58 μm, 37.77 μm), but the particle size of PGBC microcapsule 1 was distributed evenly. The bulk density (g/mL), tapped density (g/mL), and compressibility (%) of PGBC microcapsule 2 was higher than PGBC microcapsule 1. The water solubility (%) of PGBC microcapsule 1 and PGBC microcapsule 2 was very high. PGBC microcapsule 1 and PGBC microcapsule 2 were stable at 25-75℃, and PGBC microcapsule 1 was stable at pH 1-7 and PGBC microcapsule 2 was stable at pH 4-10. The hygroscopicity of PGBC microcapsule 1 and PGBC microcapsule 2 were lower than other results of spray dried powder.