KR101529902B1 - 녹두로부터의 비텍신(vitexin) 및 이소비텍신(isovitexin) 추출방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유효성분으로서의 비텍신과 이소비텍신의 수율 및 총플라보노이드 수율을 높일 수 있도록 녹두를 알코올 추출하는 추출단계에 앞서 녹두를 배소(roasting)시키는 배소단계를 포함하는 녹두로부터의 유효성분의 추출방법에 관한 것으로서, (1) 녹두를 배소하는 배소단계; 및 (2) 배소된 녹두를 추출하는 추출단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 녹두로부터의 기능성 유효성분의 추출방법에 관한 것으로 특히, 유효성분으로서의 비텍신과 이소비텍신의 수율 및 총플라보노이드 수율을 높일 수 있도록 녹두를 알코올 추출하는 추출단계에 앞서 녹두를 배소(roasting)시키는 배소단계를 포함하는 녹두로부터의 기능성 유효성분의 추출방법에 관한 것이다.
녹두(Vigna Radiata (L.) Wilczek 또는 Mungbean)는 예로부터 한방에서 해열제 또는 해독제로 널리 사용되어 왔으며, 동의보감 등의 문헌에는 비누처럼 사용하여 얼굴이 옥처럼 예뻐지고 피부불순물을 제거하며 건조한 피부에 효과적이고 기미를 없애주며 여름에 잘 발생하는 땀띠를 제거하고 피부 각질층에 피부 사상균이 침투하여 발생하는 부스럼, 종기 및 유행성 이하선염 등에 효과가 있어 피부미용과 관련된 다수의 처방이 기재되어 있다.
이와 같은 녹두의 피부미용 효과는 녹두에 함유된 비텍신(vitexin)과 이소비텍신(isovitexin)에 의한 것으로, 이들 생리활성 물질은 플라보노이드-C-글리코시드(Flavonoid-C-glycoside)의 일종이다. 비텍신 및 이소비텍신 성분은 체내의 독성분인 프리라디칼과 피부의 피지를 제거하는 기능을 가지고 있어, 피부의 노폐물 축적을 방지하고 노화를 억제하는 데 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 비텍신과 이소비텍신에 대한 연구로, 녹두의 에탄올 추출물에 함유된 활성물질을 분리하거나 녹두의 물 추출물에 함유된 비텍신과 이소비텍신을 분리하는 방법이 보고된 바 있으며, 녹두 이외의 다른 천연물질로서 이끼류에서 비텍신을 분리하거나, 벼 에탄올 추출물에서 이소비텍신을, 메밀 에탄올 추출물에서 비텍신과 이소비텍신을 분리하는 방법이 보고되었다.
최근 녹두의 항비만 연구는 주로 녹두의 항비만 지표물질의 항비만 효과 규명 연구로 주로 제한되어 있었다. 개발연구 역시 녹두의 종실중의 전분과 다른 식품(흑삼)을 이용하여 묵을 제조하는 등 단순한 비만 개선용 식품제조에 관한 것이었다. 관련 문헌으로는 문헌 “녹두와 흑삼을 이용한 비만 관리식(흑삼 녹두묵)의 제조 및 품질 특성” 김애정, 이명숙, 하태정, 이건순. 동아시아식생활학회 (5): [2011], 문헌 “녹두의 vitexin이 비만전구세포에서 세포분화 및 아디포사이토카인 분비능에 미치는 영향” 위해리, 최문지, 김애정, 이명숙. 한국식품영양과학회지 41(8): 1079-1085. 2012, 특허문헌 “콜레스테롤 및 지질대사 개선을 위한 식품”(한국공개특허 제2010-0091393호; 2010년 08월 19일 공개) 등이 있다.
한편, 한국특허등록 제151247호는 50∼80%의 에틸알콜 수용액을 사용하여 녹두로부터 비텍신과 이소비텍신을 함유하는 추출물을 분리하는 방법에 대해 개시하고 있으나, 상기 방법으로 추출된 녹두 추출물은 비텍신과 이소비텍신의 순수 분리법이 아니므로 수득한 전체 추출물 속에는 다량의 탄수화물, 회분 등이 존재하는 단점이 있다. 한편, 녹두 추출물을 피부미용을 위한 화장료에 이용한 예로, 한국특허공개 2003-30327은 녹두껍질 추출물을 함유하는 미백화장료 조성물에 대해, 한국특허공개 2002-45300은 파우더 세안료 조성물에 대해, 한국특허공개 2000-38844는 녹두 추출물을 함유하는 미백화장료 조성물에 대해, 한국특허공개 1999-26091은 피부화장료 조성물에 대해 각각 개시하고 있으나, 이들 모두는 순수한 비텍신과 이소비텍신 성분이 아닌 녹두의 조추출물을 함유하고 있어 문제가 된다.
따라서, 녹두로부터 활성물질인 비텍신과 이소비텍신만을 대량으로 추출하는 방법의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로 특히 녹두로부터 유효성분, 특히 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 증대시키고, DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능을 증대시킬 수 있는 녹두로부터의 유효성분의 추출방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 녹두로부터의 유효성분의 추출방법은 (1) 녹두를 배소하는 배소단계; 및 (2) 배소된 녹두를 추출하는 추출단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 녹두는 녹두 원두, 녹두를 거피하여 수득되는 녹두 종피 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 될 수 있다.
상기 배소단계는 90 내지 120℃의 배소온도에서 10 내지 40분간 배소시키는 것으로 수행될 수 있다.
상기 추출단계는 탄소수 1 내지 4의 저급알코올을 추출용매로 하여 추출하는 용매추출로 수행될 수 있다.
상기 추출단계는 바람직하게는 배소된 녹두 1g 당 10 내지 20㎖의 용적의 추출용매를 가하고, 70 내지 90℃의 추출온도에서 1 내지 2시간 추출하는 것으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면 추출용매를 사용한 용매추출에 앞서 녹두를 배소시킴으로써 녹두로부터 유효성분, 특히 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 증대시키고, DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능을 증대시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 녹두로부터의 유효성분의 추출방법에서 녹두를 배소시키는 배소조건으로서의 배소온도 및 배소시간에 따른 배소된 녹두의 색변화를 나타내는 사진들이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 녹두로부터의 유효성분의 추출방법은 (1) 녹두를 배소하는 배소단계; 및 (2) 배소된 녹두를 추출하는 추출단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서는 녹두로부터 유효성분, 특히 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 증대시키고, DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능을 증대시킬 수 있도록 추출에 앞서 녹두를 배소시키는 배소단계를 거치도록 하여 항비만 지표물질로서의 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 증대시키고, 또한 DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능을 증대시키도록 한 점에 특징이 있는 것이다.
상기 녹두는 녹두 원두, 녹두를 거피하여 수득되는 녹두 종피 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 될 수 있다. 상기한 비텍신과 이소비텍신은 녹두, 특히 거피된 녹두종피에 많이 분포하는 것으로 알려져 있기는 하나, 특히 배소를 거침으로써 유효성분으로서의 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 더욱 증대시킬 수 있도록 한 점에 본 발명의 특징이 있다고 할 수 있다.
상기 배소단계는 90 내지 120℃의 배소온도에서 10 내지 40분간, 바람직하게는 100 내지 115℃의 배소온도에서 20 내지 35분간, 가장 바람직하게는 110℃의 배소온도에서 30분간 배소시키는 것으로 수행되는 것이 유효성분으로서의 비텍신과 이소비텍신의 추출량을 가장 높일 수 있을 뿐만 아니라 DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능을 증대시킬 수 있다.
상기 추출단계는 탄소수 1 내지 4의 저급알코올, 바람직하게는 에탄올을 추출용매로 하여 추출하는 용매추출로 수행될 수 있다. 상기 에탄올은 상용적으로 구입하여 사용할 수 있는 70% 농도의 에탄올이 될 수 있다.
상기 추출단계는 바람직하게는 배소된 녹두 1g 당 10 내지 20㎖, 바람직하게는 배소된 녹두 1g 당 15㎖의 용적의 추출용매를 가하고, 80℃의 추출온도에서 1.5시간 추출하는 것으로 수행되는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
실시예
a. 녹두 배소(roasting) 조건(온도와 시간) 및 방법
시료의 표준화를 위해 녹두는 대한민국 소재 초록마을(Seoul, Korea)에서 일괄적으로 구입하여 사용하였다.
녹두 배소 조건(온도, 시간) 표준화를 위해 녹두 300g을 배소기(roaster ; 프로스터(Proaster THCR-01; 대한민국 경기도 소재 태환오토메이션인더스트리사(Taewhan automation industry Co.)를 이용하여 온도(90 내지 120℃)와 시간별(10 내지 30분) 조건을 달리하여 배소시켰으며, 배소가 끝난 녹두는 배소기에 장착된 공기 냉각기로 실온에서 충분히 식힌 후에 분쇄기(대한민국 서울 소재 한일전기사(Hanil Electric) 제품 FM-860T)로 분말화 하고, 추출 전까지 일방향밸브(one-way valve)를 부착한 봉투에 담고 밀봉하여 포장한 후, 서늘하고 어두운 곳에 보관하면서 시료로 사용하였다. 배소온도 및 시간에 따른 녹두의 색변화를 도 1에 사진으로 나타내었다.
b. 배소 조건별 녹두의 이화학적 성분 변화
항산화 성분과 활성
총 페놀
총 페놀함량은 AOAC법(1990)에 의하여 측정하였다. 추출물 1㎖을 취하여 2%(w/v) 탄산나트륨(Na2CO3) 용액 1㎖를 가한 후 3분간 방치한 후, 50% 폴리-시오칼투(Folin-Ciocalteu) 시약 0.2㎖를 가하여 반응시켜 750㎚에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀 함량은 탄닌산(tannic acid)을 이용하여 작성한 표준곡선을 바탕으로 탄닌산으로 환산하여 나타내었다.
총 플라보노이드
녹두 시료의 총 플라보노이드 함량은 데이비스법(Davis법)을 변형한 방법에 따라 측정하였다. 즉, 추출물 400㎕에 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol) 4㎖를 첨가하고, 다시 1N 수산화나트륨(NaOH) 40㎕를 첨가한 후, 37℃에서 1시간 반응 후 420㎚에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 루틴(rutin)을 이용하여 작성한 표준곡선을 바탕으로 루틴으로 환산하여 나타내었다.
전자공여능
전자 공여 능력은 DPPH(1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) ; 미합중국 미주리주 소재 시그마-알드리치사(Sigma-Aldrich) 제품) 라디칼 소거능을 Blois(1958)의 방법을 변형하여 다음과 같이 검토하였다. 추출물 시료 0.1㎖에 1.5×10-4 M DPPH 용액을 가하여 실온, 암실에서 30분간 방치한 후, 517㎚에서 흡광도를 측정하였다. 전자 공여 능력은 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표현하였으며, 이때 대조용 시료로는 BHA(0.1㎎/㎖)를 사용하였다. 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다.
ABTS 라디칼 소거능
ABTS 라디칼을 이용한 항산화력 측정은 ABTS+ 양이온 탈색 분석(ABTS+ cation decolourisation assay) 방법(2C)에 의하여 시행하였다.
7mM 2,2'-아지노-비스(3-에틸벤즈티오아졸린-6-설폰산)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid))와 2.45mM 과황산칼륨(potassium persulfate)을 최종농도로 혼합하여 실온인 암소에서 24시간 동안 방치하여 ABTS+을 형성시킨 후, 732㎚에서 흡광도 값이 0.70(±0.02)이 되게 인산완충식염수(phosphate buffer saline ; PBS, pH 7.4)로 희석하였다. 희석된 용액 990㎕에 시료 10㎕을 가하여 정확히 1분 동안 방치 한 후, 흡광도를 측정하였다. ABTS에 의한 총 항산화력은 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표현하였다. 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다.
c. 배소 온도별 녹두의 비텍신(vitexin)과 이소비텍신(isovitexin) 함량 변화
생 녹두와 배소 온도별 녹두의 비텍신과 이소비텍신 함량은 시료 1.0g에 70% 에탄올(ethanol) 15㎖ 첨가하여 80℃에서 90분 동안 추출하고, 상온에서 냉각 후, 시린지필터(syringe filter ; 13㎜/0.20㎛)로 여과하여 고성능액체크로마토그래피(HPLC ; 미합중국 매사츄세츠 소재 워터스사(Waters Co.) 제품 Alliance 2695)를 사용하였고 분석조건은 하기 표 1(비텍신과 이소비텍신의 결정을 위한 고성능액체크로마토그래피 분석 조건)에 나타내었다. 각 시료는 3반복 분석하였고, 비텍신과 이소비텍신 표준물질을 이용하여 외부표준물질의 농도별 피크(peak) 면적을 기초로 검량식에 의해 계산하였다.
| 조건 | 사용된 설비 | |
| 이동상 | A(물 : 에틸아세테이트 = 92 : 8) : B(메탄올) = 85:15 | 워터스사 크로마토그래피 Alliance 2695 시스템, 워터스사 2996 광다이오드어레이 검출기 및 엠파워 소프트웨어(Empower software) |
| 유속 | 1.0㎖/분 | |
| 검출기 | 광다이오드어레이 254㎚ | |
| 컬럼 타입 | SYNERGI 4u MAX-RP 80A (페노메넥스사(Phenomenex)) |
|
| 컬럼 규격 | 250×4.6㎜, 4.6㎛ | |
| 오븐 온도 | 40℃ |
위 실시예에 따라 수득된 결과들을 하기 표 2(배소 조건에 따른 녹두의 비텍신과 이소비텍신의 함량) 및 표 3(배소 조건에 따른 녹두의 페놀 함량, 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능)에 나타내었다.
|
온도
(℃) |
시간
(분) |
비텍신
(mg/g) |
이소비텍신
(mg/g) |
||||
| 종실 | 종피 | 합계 | 종실 | 종피 | 합계 | ||
| 원두 (무배소) |
0 | 7.79 | 60.85 | 68.64 | 8.01 | 71.42 | 79.43 |
| 90℃ | 30 | 25.18 | 50.90 | 76.08 | 26.45 | 59.64 | 86.09 |
| 100℃ | 30 | 38.36 | 79.09 | 117.45 | 40.59 | 99.91 | 140.50 |
| 110℃ | 30 | 42.19 | 104.94 | 147.13 | 43.63 | 122.02 | 165.65 |
| 120℃ | 30 | 59.94 | 60.85 | 120.79 | 63.88 | 71.42 | 135.30 |
1)평균±표준편차, n=3,
2)Means 동일한 컬럼 내에서 서로 다른 문자들을 갖는 평균들은 던칸의 다중범위검정에 의하여 p<0.05로 명백하게 다르다.
|
온도
(℃) |
시간
(분) |
페놀함량
(g/g) |
플라보노이드
함량 (g/g) |
DPPH 라디칼
소거능(%) |
ABTS 라디칼
소거능(%) |
| 90℃ | 10 | 0.21±0.011)e2) | 0.03±0.00NS | 7.20±1.46e | 27.56±0.75a |
| 20 | 0.30±0.01c | 0.03±0.01 | 7.61±0.88e | 22.34±3.68b | |
| 30 | 0.27±0.01d | 0.03±0.01 | 7.92±0.87e | 21.11±2.18b | |
| 100℃ | 10 | 0.30±0.01c | 0.03±0.01 | 8.73±1.72d | 18.66±2.22c |
| 20 | 0.40±0.01b | 0.03±0.01 | 9.86±0.72c | 10.86±1.73d | |
| 30 | 0.45±0.02a | 0.03±0.01 | 11.92±1.61b | 9.47±1.62d | |
| 110℃ | 10 | 0.29±0.01c | 0.03±0.01 | 6.49±1.68e | 19.83±1.27c |
| 20 | 0.34±0.01b | 0.03±0.01 | 10.81±1.95b | 22.65±3.27b | |
| 30 | 0.42±0.01a | 0.04±0.00 | 13.46±0.68a | 28.21±3.15a | |
| 120℃ | 10 | 0.20±0.01e | 0.03±0.01 | 5.30±2.39f | 27.64±2.58a |
| 20 | 0.26±0.01d | 0.03±0.01 | 6.62±1.94f | 22.82±1.34b | |
| 30 | 0.34±0.01b | 0.03±0.00 | 9.41±1.39c | 20.91±2.82b |
1)평균±표준편차, n=3,
2)Means 동일한 컬럼 내에서 서로 다른 문자들을 갖는 평균들은 던칸의 다중범위검정에 의하여 p<0.05로 명백하게 다르다.
상기 표들에 나타난 결과들을 볼 때, 항비만 생리활성이 강한 녹두의 비텍신과 이소비텍신 성분을 증가시킬 목적으로 녹두를 90℃ 내지 120℃ 온도에서 각각 10 내지 30분간 배소하여 최적의 배소 조건을 설정하고자 배소 조건별로 이화학적 성분 및 지표 물질함량을 분석하여 비교하였으며, 배소 녹두의 총 페놀 함량은 120℃를 제외한 90, 100, 110℃군에서 대체로 배소 시간이 증가할수록 페놀함량이 증가하였는데, 100℃ 30분에서 0.45g/g으로 가장 높은 양이 나타났다. 배소 녹두의 총 플라보노이드 함량은 배소 온도와 시간에 따른 유의적인 차이가 나타나지 않았으며 0.03 내지 0.04g/g의 분포를 보였는데, 110℃ 30분 조건에서 0.04g/g로 가장 높았다. 배소 온도 구간에서 시간이 지날수록 DPPH 라디칼 소거능은 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 그 중 110℃, 30분이 13.46%로 가장 높은 DPPH 라디칼 소거능을 보였고, 120℃, 10분에서 5.30%로 가장 낮은 DPPH 라디칼 소거능을 나타냈다. ABTS 라디칼 소거능은 각각의 배소 온도 구간에서 시간이 지날수록 유의적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 110℃ 구간에서는 시간이 지날수록 10분에서 19.83%, 20분에서 22.65%, 30분에서 28.21%로 점점 억제율이 유의적으로 증가하였다.
생 녹두(무배소)와 조건별 배소 녹두의 항비만 지표물질인 비텍신과 이소비텍신의 분석 결과는 표 2에 나타난 바와 같이, 생 녹두(무배소)의 경우, 껍질부분에서 종실의 약 8배의 비텍신(60.85㎎/g)이 분석되었으며, 껍질(종피) 부분에서 종실의 약 9배의 이소비텍신(71.42㎎/g)이 분석되었다. 따라서, 본 발명에 따른 배소에 의해, 특히 110℃에서 30분 배소된 녹두가 항비만과 항산화에 도움을 줄 수 있는 제품 개발 시 원료로써 활용가치가 높은 것으로 나타났다.
본 발명은 녹두를 이용한 유효성분, 특히 항비만, 항산화 유효성분으로서 비텍신과 이소비텍신의 함량을 높인 녹두 추출물을 제조하는 산업 및 이를 원료로 이용하는 산업에서 이용될 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
(도면 부호 없음)
Claims (5)
- (1) 녹두를 배소하는 배소단계; 및
(2) 배소된 녹두를 추출하는 추출단계;
를 포함하되,
상기 녹두로는 녹두를 거피하여 수득되는 녹두 종피가 사용되고,
상기 배소단계는 110℃의 배소온도에서 30분간 배소되며,
상기 추출단계는 70% 농도의 에탄올을 추출용매로 하여 추출하는 용매추출로 수행되되, 배소된 상기 녹두 1g 당 15㎖의 용적의 상기 추출용매를 가하고, 80℃의 추출온도에서 1.5시간 추출하는 것으로 수행됨을 특징으로 하는 녹두로부터의 비텍신(vitexin) 및 이소비텍신(isovitexin) 추출방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130079849A KR101529902B1 (ko) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | 녹두로부터의 비텍신(vitexin) 및 이소비텍신(isovitexin) 추출방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130079849A KR101529902B1 (ko) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | 녹두로부터의 비텍신(vitexin) 및 이소비텍신(isovitexin) 추출방법 |
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|---|---|
| KR20150006268A KR20150006268A (ko) | 2015-01-16 |
| KR101529902B1 true KR101529902B1 (ko) | 2015-06-18 |
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ID=52569713
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|---|---|
| KR (1) | KR101529902B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170021092A (ko) | 2015-08-17 | 2017-02-27 | 농업회사법인 레인보우푸드(유) | 로스팅 녹두와 대두 및 비파잎을 포함하는 건강기능성 음료 및 그의 제조방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0151247B1 (ko) * | 1994-11-09 | 1998-10-15 | 유상옥 | 비텍신과 이소비텍신을 함유하는 녹두 추출물 및 그의 제조방법 |
| KR100894539B1 (ko) * | 2007-11-15 | 2009-04-24 | 주식회사농심 | 잡곡의 전처리 방법 |
| KR101145164B1 (ko) * | 2009-09-09 | 2012-05-11 | 한상효 | 전두유 제조 방법과 시스템 |
-
2013
- 2013-07-08 KR KR1020130079849A patent/KR101529902B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 고려인삼학회지. 1993. 제17권3호, pp.228-231. * |
| 고려인삼학회지. 1993. 제17권3호, pp.228-231.* |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20170021092A (ko) | 2015-08-17 | 2017-02-27 | 농업회사법인 레인보우푸드(유) | 로스팅 녹두와 대두 및 비파잎을 포함하는 건강기능성 음료 및 그의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150006268A (ko) | 2015-01-16 |
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