[학위논문]왕겨에서 분리한 리그닌과 리그닌 분해물의 황산화 및 항균 효과 Antioxidatives and Antimicrobial Activities of Lignin and Nitrobenzene Oxidation Monomers of Lignin from Rice Hull원문보기
왕겨에서 분리한 리그닌과 분해물의 이용가능성을 검토함으로서 왕겨의 재활용 방안을 모색하였다. 왕겨의 수분은 8.35%이었으며, 왕겨에 함유된 식이섬유 함량은 총 식이섬유 74.62%, 불용성 식이섬유 72.48%, 가용성 식이섬유 2.14%이었다. Ball mill을 이용한 마쇄분은 각각 75.68%, 72.56% 및 3.31%이었으며, ...
왕겨에서 분리한 리그닌과 분해물의 이용가능성을 검토함으로서 왕겨의 재활용 방안을 모색하였다. 왕겨의 수분은 8.35%이었으며, 왕겨에 함유된 식이섬유 함량은 총 식이섬유 74.62%, 불용성 식이섬유 72.48%, 가용성 식이섬유 2.14%이었다. Ball mill을 이용한 마쇄분은 각각 75.68%, 72.56% 및 3.31%이었으며, attrition mill을 이용한 마쇄분은 각각 74.98%, 75.05%이었고 가용성 식이섬유는 함유되지 않은 것으로 나타나 왕겨와 마쇄분에 함유된 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유임을 알 수 있었다. 마쇄방법에 따른 리그닌 수율은 attrition-milled lignin (ADL) 1.40%, ball-milled lignin (BDL) 2.17%로 ball mill을 이용하는 경우의 수율이 높았다. 효소 가수분해 시간에 따른 리그닌 용출은 ball mill 마쇄분의 경우 효소 가수분해에 의해 리그닌 용출도가 점차적으로 증가하여 10일에 최대값을 보였으나 attrition mill 마쇄분의 경우 효소의 영향을 받지 않았다. 리그닌 분해물을 HPLC로 분석한 결과 nitrobenzene oxidation (NBO) phenolic nomomer in attrition-milled lignin (ADLO)의 경우 ρ-hydroxybenzoic acid 1.61 mg/g, vanillic acid 3.68 mg/g ρ-coumaric acid 2.74 mg/g, ferulic acid 30.23 mg/g, ρ-hydroxy benzaldehyde 2.60 mg/g, vanillin 19.14 mg/g이었으며 NBO phenolic nomomer in ball-milled lignin (BDLO)의 경우 ρ-hydroxybenzoic acid 4.94 mg/g, vanillic acid 12.31 mg/g, ρ-coumaric acid 9.06 mg/g, ferulic acid 6.24 mg/g, ρ-hydroxybenzaldehyde 3.65 mg/g, vanillin 12.31 mg/g으로 분석되었다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)를 이용하여 측정한 리그닌과 리그닌분해물의 항산화 활성은 ADL, BDL의 경우 동일 농도에서 BHT와 유사하였다. ADL과 BDL의 SC_(50)은 190, 165 ㎍/mL이었고 ADLO, BDLO는 >500 ㎍/mL이었다. ADL, BDL을 팜유, 대두유, 라드유에 첨가한 저장성 향상시험 (60℃) 결과에서 첨가구는 α-tocopherol 보다 높은 산패 지연 효과를 나타내었고 10일까지 BHT와 유사한 활성을 보였으나 10일 이후부터는 산패를 지연시키지 못하였다. 리그닌과 리그닌 분해물의 항미생물활성은 ADL, BDL의 경우 gram 양성 세균 중 Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, gram 음성 세균 중 Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio vulnificus, 곰팡이인 Aspergillus flavus에서도 유사한 활성을 보였다. 리그닌 분해물은 gram 양성 세균 중 Staphylococcus aureus에서 특히 강한 활성을 보였고, gram 음성 세균인 Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio vulnificus에서 높은 활성을 나타내었고 곰팡이인 Aspergillus flavus에서도 세균과 효모에 비하여 상대적으로 높은 활성을 보였다. ADLO, BDLO의 Staphylococcus aureus에 대한 생육저해 패턴은 control의 경우 4시간의 유도기간을 거쳐 12시간만에 정상기에 도달한 반면 ADLO 첨가구의 경우 12시간의 유도기간을 거쳐 24시간만에 정상기에 도달하여 control에 비해 유도기간을 3배 연장하였고, BDLO 첨가구의 경우는 16시간의 유도기간을 거쳐 24시간만에 정상기에 도달하여 control에 비해 유도기간을 4배 연장하였다. 따라서 이들 시료는 균의 유도기를 연장시키는 정균작용에 의해 균의 생육을 저해함을 알 수 있었다. Attrition mill은 ball mill에 비해 마쇄 소요시간은 짧으나 마쇄 후의 동결건조에 따른 경제성 문제와 수율, 항산화성, 항균성을 고려해 보았을 때 ball mill을 이용하는 경우가 우수할 것으로 사료된다.
왕겨에서 분리한 리그닌과 분해물의 이용가능성을 검토함으로서 왕겨의 재활용 방안을 모색하였다. 왕겨의 수분은 8.35%이었으며, 왕겨에 함유된 식이섬유 함량은 총 식이섬유 74.62%, 불용성 식이섬유 72.48%, 가용성 식이섬유 2.14%이었다. Ball mill을 이용한 마쇄분은 각각 75.68%, 72.56% 및 3.31%이었으며, attrition mill을 이용한 마쇄분은 각각 74.98%, 75.05%이었고 가용성 식이섬유는 함유되지 않은 것으로 나타나 왕겨와 마쇄분에 함유된 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유임을 알 수 있었다. 마쇄방법에 따른 리그닌 수율은 attrition-milled lignin (ADL) 1.40%, ball-milled lignin (BDL) 2.17%로 ball mill을 이용하는 경우의 수율이 높았다. 효소 가수분해 시간에 따른 리그닌 용출은 ball mill 마쇄분의 경우 효소 가수분해에 의해 리그닌 용출도가 점차적으로 증가하여 10일에 최대값을 보였으나 attrition mill 마쇄분의 경우 효소의 영향을 받지 않았다. 리그닌 분해물을 HPLC로 분석한 결과 nitrobenzene oxidation (NBO) phenolic nomomer in attrition-milled lignin (ADLO)의 경우 ρ-hydroxybenzoic acid 1.61 mg/g, vanillic acid 3.68 mg/g ρ-coumaric acid 2.74 mg/g, ferulic acid 30.23 mg/g, ρ-hydroxy benzaldehyde 2.60 mg/g, vanillin 19.14 mg/g이었으며 NBO phenolic nomomer in ball-milled lignin (BDLO)의 경우 ρ-hydroxybenzoic acid 4.94 mg/g, vanillic acid 12.31 mg/g, ρ-coumaric acid 9.06 mg/g, ferulic acid 6.24 mg/g, ρ-hydroxybenzaldehyde 3.65 mg/g, vanillin 12.31 mg/g으로 분석되었다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)를 이용하여 측정한 리그닌과 리그닌분해물의 항산화 활성은 ADL, BDL의 경우 동일 농도에서 BHT와 유사하였다. ADL과 BDL의 SC_(50)은 190, 165 ㎍/mL이었고 ADLO, BDLO는 >500 ㎍/mL이었다. ADL, BDL을 팜유, 대두유, 라드유에 첨가한 저장성 향상시험 (60℃) 결과에서 첨가구는 α-tocopherol 보다 높은 산패 지연 효과를 나타내었고 10일까지 BHT와 유사한 활성을 보였으나 10일 이후부터는 산패를 지연시키지 못하였다. 리그닌과 리그닌 분해물의 항미생물활성은 ADL, BDL의 경우 gram 양성 세균 중 Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, gram 음성 세균 중 Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio vulnificus, 곰팡이인 Aspergillus flavus에서도 유사한 활성을 보였다. 리그닌 분해물은 gram 양성 세균 중 Staphylococcus aureus에서 특히 강한 활성을 보였고, gram 음성 세균인 Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio vulnificus에서 높은 활성을 나타내었고 곰팡이인 Aspergillus flavus에서도 세균과 효모에 비하여 상대적으로 높은 활성을 보였다. ADLO, BDLO의 Staphylococcus aureus에 대한 생육저해 패턴은 control의 경우 4시간의 유도기간을 거쳐 12시간만에 정상기에 도달한 반면 ADLO 첨가구의 경우 12시간의 유도기간을 거쳐 24시간만에 정상기에 도달하여 control에 비해 유도기간을 3배 연장하였고, BDLO 첨가구의 경우는 16시간의 유도기간을 거쳐 24시간만에 정상기에 도달하여 control에 비해 유도기간을 4배 연장하였다. 따라서 이들 시료는 균의 유도기를 연장시키는 정균작용에 의해 균의 생육을 저해함을 알 수 있었다. Attrition mill은 ball mill에 비해 마쇄 소요시간은 짧으나 마쇄 후의 동결건조에 따른 경제성 문제와 수율, 항산화성, 항균성을 고려해 보았을 때 ball mill을 이용하는 경우가 우수할 것으로 사료된다.
Antioxidative and antimicrobial activities of lignin and oxidized lignin from rice hull were investigated. Lignin preparations were isolated directly from rice hull by two treatments, attrition mill and ball mill. The moisture contents of rice hull was 8.35%. The contents of dietary fiber (DF) in ri...
Antioxidative and antimicrobial activities of lignin and oxidized lignin from rice hull were investigated. Lignin preparations were isolated directly from rice hull by two treatments, attrition mill and ball mill. The moisture contents of rice hull was 8.35%. The contents of dietary fiber (DF) in rice hull were 74.62%, 72.48% IDF and 2.14% SDF. DF of ball milled rice hull were 75.68% TDF, 72.56% IDF and 3.31% SDF, respectively. DF of attrition milled rice hull were 74.98% TDF, 75.05% IDF and not detected SDF. Antioxidative effect of the lignin and oxidized lignin was measured using the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)-radical scavenging activity. The effect of the lignin was stronger than that of commercial antioxidant such as BHT at the same concentration. The SC_(50) value (50% radical scavenging effect) of lignin, oxidized lignin and BHT were 190, 165 and 215 ㎍/mL, respectively. Lignin had the antimicrobial activities against gram (+) bacteria such as S. aureus and S. epidermidis and gram (-) bacteria such as Sal. typhimurium, E. coli, P. aeruginosa and V. vulnificus at the concentration of 2 mg/disc. Oxidized lignins had strong antimicribial activity against gram (+) bacteria such as S. aureus and S. epidermidis, L. mesenteroides and gram (-) bacteria such as Sal. typhimurium, E. coli, P. aeruginosa and V. vulnificus at the concentration of 0.5 mg/disc. ADLO and BDLO increased the lag phase of S. aureus in the broth medium at the concentration of 400 ㎍/mL. BDLO and ADLO were extended 4 times and 3 times of lag phase of S. aureus more than control. ADLO was consist of phenolic compounds such as 1.605 mg/g ρ-hydroxybenzoic acid, 3.679 mg/g vanillic acid, 2.735 mg/g ρ-coumaric acid, 30.225 mg/g ferulic acid, 2.596 mg/g ρ-hydroxy benzaldehyde and 19.135 mg/g vanillin. BDLO was consist of 4.941 mg/g ρ-hydroxybenzoic acid, 12.306 mg/g vanillic acid, 9.061 mg/g ρ-coumaric acid, 6.244 mg/g ferulic acid, 3.650 mg/g ρ-hydroxybenzaldehyde and 12.306 mg/g vanillin, respectively.
Antioxidative and antimicrobial activities of lignin and oxidized lignin from rice hull were investigated. Lignin preparations were isolated directly from rice hull by two treatments, attrition mill and ball mill. The moisture contents of rice hull was 8.35%. The contents of dietary fiber (DF) in rice hull were 74.62%, 72.48% IDF and 2.14% SDF. DF of ball milled rice hull were 75.68% TDF, 72.56% IDF and 3.31% SDF, respectively. DF of attrition milled rice hull were 74.98% TDF, 75.05% IDF and not detected SDF. Antioxidative effect of the lignin and oxidized lignin was measured using the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)-radical scavenging activity. The effect of the lignin was stronger than that of commercial antioxidant such as BHT at the same concentration. The SC_(50) value (50% radical scavenging effect) of lignin, oxidized lignin and BHT were 190, 165 and 215 ㎍/mL, respectively. Lignin had the antimicrobial activities against gram (+) bacteria such as S. aureus and S. epidermidis and gram (-) bacteria such as Sal. typhimurium, E. coli, P. aeruginosa and V. vulnificus at the concentration of 2 mg/disc. Oxidized lignins had strong antimicribial activity against gram (+) bacteria such as S. aureus and S. epidermidis, L. mesenteroides and gram (-) bacteria such as Sal. typhimurium, E. coli, P. aeruginosa and V. vulnificus at the concentration of 0.5 mg/disc. ADLO and BDLO increased the lag phase of S. aureus in the broth medium at the concentration of 400 ㎍/mL. BDLO and ADLO were extended 4 times and 3 times of lag phase of S. aureus more than control. ADLO was consist of phenolic compounds such as 1.605 mg/g ρ-hydroxybenzoic acid, 3.679 mg/g vanillic acid, 2.735 mg/g ρ-coumaric acid, 30.225 mg/g ferulic acid, 2.596 mg/g ρ-hydroxy benzaldehyde and 19.135 mg/g vanillin. BDLO was consist of 4.941 mg/g ρ-hydroxybenzoic acid, 12.306 mg/g vanillic acid, 9.061 mg/g ρ-coumaric acid, 6.244 mg/g ferulic acid, 3.650 mg/g ρ-hydroxybenzaldehyde and 12.306 mg/g vanillin, respectively.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.