KR101284187B1 - 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법 - Google Patents
유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유산균을 이용하여 산약을 발효시킴으로써 산약의 관능을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 산약성분중 dioscin의 diosgenin으로의 전환을 통해 항염 효과를 높일 수 있는 산약 발효물의 제조가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법은,
세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약을 건조한 이후 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 산약 분말화 단계(S1)와;
2-3 종류의 유산균을 각각 MRS배지에서 계대배양하고 원심분리한 후 상층액을 제거한 침전물을 동일 비율로 혼합하는 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)와;
상기 산약 분말화 단계(S1)에 의한 산약 분말에 증류수를 첨가하고 가열 살균한 후 살균 완료된 산약 현탁액에 상기 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에 의한 유산균을 첨가하는 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)와;
상기 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)가 완료된 산약 현탁액을 발효시키는 산약 현탁액 발효 단계(S4)와;
상기 산약 현탁액 발효 단계(S4)가 완료된 발효액을 동결건조한 후 분쇄하여 분말로 하는 발효액 분말화 단계(S5);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의한 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법은,
세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약을 건조한 이후 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 산약 분말화 단계(S1)와;
2-3 종류의 유산균을 각각 MRS배지에서 계대배양하고 원심분리한 후 상층액을 제거한 침전물을 동일 비율로 혼합하는 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)와;
상기 산약 분말화 단계(S1)에 의한 산약 분말에 증류수를 첨가하고 가열 살균한 후 살균 완료된 산약 현탁액에 상기 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에 의한 유산균을 첨가하는 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)와;
상기 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)가 완료된 산약 현탁액을 발효시키는 산약 현탁액 발효 단계(S4)와;
상기 산약 현탁액 발효 단계(S4)가 완료된 발효액을 동결건조한 후 분쇄하여 분말로 하는 발효액 분말화 단계(S5);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
Description
본 발명은 산약 발효물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식용 가능한 유산균을 이용하여 산약을 발효시킴으로써 산약의 관능을 개선할 수 있도록 할 뿐만 아니라 항염효과를 높일 수 있도록 하는 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법에 관한 것이다.
산약은 예로부터 강장, 건비, 보폐, 보신, 보비위, 익폐현, 자양, 익정 및 지사 등의 효능이 있는 것으로 알려져 있어 설사, 구리, 식욕부진, 해수, 유정, 대하, 빈뇨 등의 증세에 치료제로서 사용되어 왔는데, 최근 연구를 통해 산약에 항산화 효과, 면역조절 효과, 항염 효과, 항암 효과, 항골다공증 효과, 면역반응 개선효과 등이 있음이 밝혀지고 있다.
그러나 산약은 상기와 같은 다양한 효과를 갖는 반면 수확 후 저장과정에서 수분 손실에 의한 중량 감소 및 조직감 저하와, 미생물 오염에 의한 부패 등의 문제가 있었다.
상기의 이유로 산약 가공이 시도되고 있으나, 현재까지의 산약 가공은 산약 원물을 분말제품으로 하는 정도에 그치는 단순 1차 가공의 수준이었다.
이때, 산약 원물 분말제품은 점질물의 가열건조를 통한 식감의 개선과 침지를 통한 갈변 방지가 이루어질 수 있는 것이기는 하였으나 상기 효과 외에 별다른 효과를 기대할 수 없는 것이었으므로 산약의 소비량 증대와 부가가치 상승을 위해서는 다양한 가공기술 및 제품의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
한편, 발효는 미생물이 발현하는 효소에 의한 것으로, 미생물 발현에 의한 효소는 주 약효성분 및 기타 구성성분까지에 비특이적으로 반응하는 것이다.
최근 캡슐, 타블렛 동결건조제품 등 다양한 형태의 건강기능식품수요가 증가하면서 인삼, 콩, 쌀, 감자, 양배추, 알로에, 매실, 한약재, 녹차 등 다양한 식품소재를 이용하여 기능성 강화는 물론 관능적 품질을 향상시킨 발효식품의 개발이 시도되고 있다.
현재, 전통 발효식품으로는 아스퍼질러스 오리자에(aspergillus oryzae)에 의한 주류, 락토바실러스(Lactobacillus ) 또는 루코노스톡(Leuconostoc ) 속 등의 유산균을 이용한 김치, 젓갈, 발효유제품이 있고 바실러스(Bacillus ) 속 미생물을 이용한 된장 또는 청국장이 있다.
상기와 같은 전통 발효식품은 탄수화물이나 단백질을 사람이 쉽게 소화할 수 있는 형태로 전환시켜 줌으로써 관능(官能)과 장에서의 흡수율을 높여 면역증진이 이루어질 수 있도록 하고 항염 효과를 높일 수 있도록 하는데, 전통 발효식품은 인류가 기원전 3000년경부터 섭취해온 것으로 알려져 있으며, 각 지역의 토착미생물이 식품원료에 자연 접종된 결과 생성됨으로써 독특한 관능특성을 갖는 지역 고유의 식문화를 형성하는데 크게 기여하여 왔고, 최근에는 발효식품의 생리활성 작용이 알려지면서 세계적으로 건강기능성 장수식품으로서 인식되고 있다.
자연식품에 관한 연구중에 최근 산약(山藥)이 주목받고 있어 해당 분야에서 산약 발효물의 개발이 시도되고 있으나, 현재까지에는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 식용 가능한 유산균을 이용하여 산약을 발효시킴으로써 산약의 관능을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 산약의 성분중의 하나인 디오스신(dioscin)이 디오스게닌(diosgenin)으로의 전환을 통하여 항염 효과를 높일 수 있는 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법은,
세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약을 건조한 이후 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 산약 분말화 단계와;
2-3 종류의 유산균을 각각 엠알에스(MRS)배지에서 계대배양하고 원심분리한 후 상층액을 제거한 침전물을 동일 비율로 혼합하는 유산균 배양 및 혼합 단계와;
상기 산약 분말화 단계에 의한 산약 분말에 증류수를 첨가하고 가열 살균한 후 살균 완료된 산약 현탁액에 상기 유산균 배양 및 혼합 단계에 의한 유산균을 첨가하는 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계와;
상기 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계가 완료된 산약 현탁액을 발효시키는 산약 현탁액 발효 단계와;
상기 산약 현탁액 발효 단계가 완료된 발효액을 동결건조한 후 분쇄하여 분말로 하는 발효액 분말화 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의한 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법은, 분말로 된 산약에 식용 가능한 유산균이 첨가되어 발효가 이루어져 산약 발효물로 되는 것이므로 산약의 점성도 감소로 인한 관능의 개선이 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 산약에 포함된 디오스신(dioscin)의 디오스게닌(diosgenin) 전환으로 인한 항염 효과가 증대될 수 있도록 하는 효과를 얻게 된다.
도 1은 본 발명의 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법의 개략적인 공정을 보인 공정순서도
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법은 산약 분말화 단계(S1)와, 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)와, 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)와, 산약 현탁액 발효 단계(S4)와, 발효액 분말화 단계(S5)로 이루어진다.
상기 산약 분말화 단계(S1)는 세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약을 건조한 이후 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 것이다.
이와 같은 산약 분말화 단계(S1)에서 세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약은 60-70℃의 열풍에 의해 건조되는 것이 바람직하고, 건조된 산약의 분쇄는 100-120mesh로 이루어지는 것이 바람직하다.
산약 분말화 단계(S1)에서 세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약이 60-70℃의 열풍에 의해 건조됨으로써 자연 건조에 비해 건조 시간을 단축할 수 있게 되고, 산약 분쇄가 100-120mesh로 이루어짐으로써 산약 원물에 비해 발효가 원활히 이루어질 수 있게 된다.
상기 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)는 2-3 종류의 유산균을 각각 엠알에스(MRS)배지에서 계대배양하고 원심분리한 후 상층액을 제거한 침전물을 동일 비율로 혼합하는 것이다.
이와 같은 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에서 각각의 유산균은 엠알에스(MRS)배지에서 3-4회 계대배양을 거치는 것이 바람직하고, 원심분리는 1500-1700rpm에서 15-18분간 이루어지는 것이 바람직하다.
유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에서 각각의 유산균이 엠알에스(MRS)배지에서 3-4회 계대배양됨으로써 유산균의 증식이 원활히 이루어질 수 있게 되고, 원심분리가 1500-1700rpm에서 15-18분간 이루어짐으로써 고체입자와 액체미립자의 분리가 분명하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에서 유산균은 건강기능식품공전에 프로바이오틱(probiotic)로 등재된 균주(한국미생물보존센터에서 구입)로 락토바실러스 페르멘텀(Lactobacillus fermentum ), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum)(CKDHC 0801), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus ), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum ), 락토바실러스 파라카제이( Lactobacillus paracasei)된 것이다.
상기 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계(S3)는 산약 분말화 단계(S1)에 의한 산약 분말에 증류수를 첨가하고 가열 살균한 후 살균 완료된 산약 현탁액에 상기 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에 의한 유산균을 첨가하는 것이다.
이와 같은 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계(S3)에서 증류수 첨가는 산약분말 1kg당 5-6ℓ로 이루어지는 것이 바람직하고, 가열 살균은 95-100℃에서 1-1.5시간 진행되는 것이 바람직하며, 유산균은 산약 현탁액 중량 대비 4-5%로 첨가되는 것이 바람직하다.
산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)에서 증류수 첨가가 산약분말 1kg당 5-6ℓ로 이루어짐으로써 증류수 내의 산약 분말이 입자간에 간격을 확보할 수 있게 되어 살균이 고르게 이루어질 수 있게 될 뿐만 아니라 분말로만 된 것에 비해 발효가 활성화될 수 있게 되고, 가열 살균이 95-100℃에서 1-1.5시간 진행됨으로써 살균이 분명하게 이루어질 수 있게 되며, 유산균이 산약 현탁액 중량 대비 4-5%로 첨가됨으로써 유산균에 의한 발효가 분명하게 이루어질 수 있게 된다.
상기 산약 현탁액 발효 단계(S4)는 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계(S3)가 완료된 산약 현탁액을 발효시키는 것이다.
이와 같은 산약 현탁액 발효 단계(S4)에서 산약 현탁액 발효는 37-45℃에서 24-96시간 동안 진행되는 진탕 배양인 것이 바람직하다.
산약 현탁액 발효 단계(S4)에서 산약 현탁액 발효가 37-45℃에서 24-96시간 동안 진탕 배양 진행에 의해 이루어짐으로써 유산균의 활성화에 의한 산약 현탁액의 발효가 전체에 걸쳐 균일하고 분명하게 이루어질 수 있게 된다.
상기 발효액 분말화 단계(S5)는 산약 현탁액 발효 단계(S4)가 완료된 발효액을 동결건조한 후 분쇄하여 분말로 하는 것이다.
이와 같은 발효액 분말화 단계(S5)에서 분쇄에 의한 분말 입자는 100-120mesh인 것이 바람직하다.
발효액 분말화 단계(S5)에서 분쇄에 의한 분말 입자가 100-120mesh임으로써 식감이 떨어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 발효액 분말화 단계(S5)에서 동결건조는 통상의 방법을 따르는 것인바, 상세한 설명은 생략하는 바이다.
본 발명의 실시예는 다음과 같다.
<실시예1>
1. 시중에서 구입한 산약을 물로 세척하였고, 세척된 산약을 마른 수건으로 닦아 표면의 물기를 제거하였으며, 표면 물기가 제거된 산약을 72시간 동안 60℃의 열풍으로 건조하였고, 건조된 산약을 분쇄기로 투입하여 100mesh의 건조 분말로 하였다.
2. 락토바실러스 페르멘텀(Lactobacillus fermentum ) 균주와 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus Plantarum ) 균주를 각각 엠알에스(MRS)배지에서 3회 계대배양 하였고, 이를 1500rpm으로 15분간 원심분리하였으며, 원심분리 후 상등액은 버리고 침전물을 1:1로 혼합하였다.
3. 상기 산약분말 250g에 증류수 1.5ℓ를 첨가한 후 95℃로 1시간 살균하였고, 상기 배양된 유산균을 살균 완료된 산약 현탁액 중량 대비 4% 첨가하였다.
4. 상기 유산균이 첨가된 산약 현탁액을 37℃에서 96시간 진탕 배양하며 발효를 진행시켰다.
5. 발효 완료된 산약 현탁액을 -20℃에서 동결건조 한 후 분쇄기에 투입하여 100mesh의 분말로 하였다.
<실시예2>
1. 시중에서 구입한 산약을 물로 세척하였고, 세척된 산약을 마른 수건으로 닦아 표면의 물기를 제거하였으며, 표면 물기가 제거된 산약을 72시간 동안 60℃의 열풍으로 건조하였고, 건조된 산약을 분쇄기로 투입하여 100mesh의 건조 분말로 하였다.
2. 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus ) 균주와 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum ) 균주와 락토바시러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei) 균주를 각각 엠알에스(MRS)배지에서 3회 계대배양 하였고, 이를 1500rpm으로 15분간 원심분리하였으며, 원심분리 후 상등액은 버리고 침전물을 1:1:1의 비율로 혼합하였다.
3. 상기 산약분말 250g에 증류수 1.5ℓ를 첨가한 후 95℃로 1시간 살균하였고, 상기 배양된 유산균을 살균 완료된 산약 현탁액 중량 대비 4% 첨가하였다.
4. 상기 유산균이 첨가된 산약 현탁액을 37℃에서 96시간 진탕 배양하며 발효를 진행시켰다.
5. 발효 완료된 산약 현탁액을 -20℃에서 동결건조한 후 분쇄기로 투입하여 100mesh의 분말로 하였다.
<비교예>
시중에서 구입한 산약을 물로 세척하였고, 세척된 산약을 마른 수건으로 닦아 표면의 물기를 제거하였으며, 표면 물기가 제거된 산약을 72시간 60℃의 열풍으로 건조하였고, 건조된 산약을 분쇄기로 투입하여 100mesh의 건조 분말로 하였다.
<실험예1>
본 발명에 의한 실시예1,2와 비교예의 대비에 앞서 산약 분말의 살균 이전과 살균 이후의 피에치(pH), 브릭(Brix), 크루드(Crude) 사포닌 함량을 측정하였다.
| 살균전 | 살균후 | |
| pH | 5.74 | 5.70 |
| Brix | 5.0 | 5.0 |
| Crude 사포닌 함량 (mg/g) (n=3) | 26.7 | 26.7 |
상기의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 산약 분말은 살균 이전과 살균 이후의 피에치(pH), 브릭(Brix), 크루드(Crude) 사포닌 함량에 별다른 차이가 없으므로 결과적으로 살균이 산약 분말의 피에치(pH), 브릭(Brix), 크루드(Crude) 사포닌 함량에 미치는 영향이 미미한 것을 확인할 수 있었다.
<실험예2>
실시예1(DBA)과 실시예2(DBE)와 비교예(DBG)를 두고 시간 경과에 따른 피에치(pH) 변화를 측정하였다.
(그래프 1)
상기의 그래프 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 실시예1,2는 산약의 발효가 이루어지지 않은 비교예에 비해 시간이 경과함에 따라 pH가 떨어지므로 결과적으로 유산균 발효에 의해 유기산이 생성되며 산약 분말의 산성도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
이때, 산약 분말의 산성도가 높아지는 것은 유기산의 생성에 의한 것으로, 관능이 개선되는 효과가 있다.
<실험예3>
실시예1(DBA)과 실시예2(DBE)와 비교예(DBG)를 두고 디오스신(dioscin)의 디오스게닌(diosgenin)으로의 전환을 분석하였다.
|
|
The contents of powder (mg/100g) | DSG/DS Ratio |
|
| DS (Dioscin) | DSG (Diosgenin) | ||
| 비교예 | 0.66 | 0.78 | 1.18 |
| 실시예1 | 0.21 | 1.53 | 7.29 |
| 실시예2 | 0.19 | 1.59 | 8.37 |
(그래프 2)
이때, 디오스신(dioscin)의 디오시게닌(diosgenin)으로의 전환 결과 분석은 비교예와 실시예1,2를 디오스신(dioscin)과 디오스게닌(diosgenin) 표준품과 함께 액체 크로마티그로피(HPLC:High Performance Liquid Chromatography)를 이용하여 함량을 비교 분석한 것으로 분석 조건은 다음과 같다.
1) 기기: 6430 LC/MS/MS QQQ (Agilent, USA)
2) 컬럼: capcellpak C8 4.6mm×250mm×5㎛
3) UV: 203nm
4) 주입량: 20㎛
5) Oven 온도: 35℃
6) 유동속도: 1.00㎖/min.
7) 유기용매: CH3CN : H2O (30 : 70)는 아래의 표 2와 같다.
상기의 표 2 및 그래프 2에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예1,2에서는 산약 발효에 의해 디오스신(dioscin)의 디오스게닌(diosgenin)으로의 전환률이 산약의 발효가 이루어지지 않은 비교예에 비해 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예4>
실시예1(DBA)과 실시예2(DBE)와 비교예(DBG)를 두고 항염효과를 비교하였다.
(표 3)
(표 4)
이때, 항염효과 비교는 마우스의 대식세포인 RAW 264.7 세포(한국세포주은행)를 적정세포수 (5×107 cells/ml)가 되도록 10cm 플레이트(plate)에 접종하여 37℃ CO2 인큐베이터(incubator)에서 18시간 이상 안정시킨 후, 비교예(20ug/ml)와 실시예1(20ug/ml)과 실시예2(20ug/ml)를 1시간 전처리하고, 이 후 염증유발 물질인 리포폴리사카라이드(LPS)(1ug/ml)로 염증을 유발시킨 후 염증관련단백을 웨스턴 블롯(western blot)으로 확인한 것이다.
상기의 표 3 및 표 4에서 알 수 있는 바와 같이 산약을 발효하지 않은 비교예에 비해 유산균을 이용하여 산약을 발효한 실시예1,2가 IkB, p-IkB, iNOS 및 COX-2의 활성을 모두 효과적으로 억제함을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면 산약의 점성도 감소를 통해 식감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 디오스신(dioscin)의 디오스게닌(diosgenin)으로의 전환에 의한 약리 효능의 증대를 통해 항염 효과를 높일 수 있는 산약 발효물의 제조가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
S1 : 산약 분말화 단계
S2 : 유산균 배양 및 혼합 단계
S3 : 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계
S4 : 산약 현탁액 발효 단계
S5 : 발효액 분말화 단계
S2 : 유산균 배양 및 혼합 단계
S3 : 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계
S4 : 산약 현탁액 발효 단계
S5 : 발효액 분말화 단계
Claims (6)
- 세척을 거쳐 표면 물기가 제거된 산약을 건조한 이후 분쇄기로 투입하여 분쇄하는 산약 분말화 단계(S1)와; 2-3 종류의 유산균을 각각 엠알스(MRS)배지에서 계대배양하고 원심분리한 후 상층액을 제거한 침전물을 동일 비율로 혼합하는 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)와; 상기 산약 분말화 단계(S1)에 의한 산약 분말에 증류수를 첨가하고 가열 살균한 후 살균 완료된 산약 현탁액에 상기 유산균 배양 및 혼합 단계(S2)에 의한 유산균을 첨가하는 산약 현탁액에의 유산균 첨가 단계(S3)와;상기 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계(S3)가 완료된 산약 현탁액을 발효시키는 산약 현탁액 발효 단계(S4)와; 상기 산약 현탁액 발효 단계(S4)가 완료된 발효액을 동결건조한 후 분쇄하여 분말화 하는 발효액 분말화 단계(S5);로 이루어지되,
상기 산약 현탁액의 유산균 첨가 단계(S3)의 증류수 첨가는 산약분말 1kg당 5-6ℓ로 이루어지고, 가열 살균은 95-100℃에서 1-1.5시간 진행되며, 유산균은 산약 현탁액 중량 대비 4-5중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 유산균 발효를 이용한 항염효과가 증대된 산약 발효물의 제조방법.
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| KR101407611B1 (ko) | 2013-12-30 | 2014-06-13 | (주)약침학회 | 산약을 포함하는 안면신경마비 치료용 약제의 제조방법과 그 추출물 |
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| KR20120094293A (ko) | 2012-08-24 |
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