최근 대두에 함유된 단백질, 올리고당, lecithin 및 isoflavonoids 등 각종 성분의 인체에 대한 다양한 생리기능이 밝혀짐에 따라, 대두의 기능성이 전세계적으로 주목을 받고 있다. 특히 콩과식물에 특이적으로 존재하는 isoflavonoids는 현재 가장 관심을 끌고 있는 기능성소재의 하나이다. Isoflavonoids는 골조송증 예방작용, 유방암, 전립선암 등에 대한 항암작용, 콜레스테롤 저하작용 및 ...
최근 대두에 함유된 단백질, 올리고당, lecithin 및 isoflavonoids 등 각종 성분의 인체에 대한 다양한 생리기능이 밝혀짐에 따라, 대두의 기능성이 전세계적으로 주목을 받고 있다. 특히 콩과식물에 특이적으로 존재하는 isoflavonoids는 현재 가장 관심을 끌고 있는 기능성소재의 하나이다. Isoflavonoids는 골조송증 예방작용, 유방암, 전립선암 등에 대한 항암작용, 콜레스테롤 저하작용 및 항산화 작용 등 다양한 생리작용을 나타내며, 일반적으로 배당체 보다는 aglycone의 활성이 높은 것으로 보고되고 있다.
한편, 대두배아에는 isoflavonoids가 1% 이상 함유되어 있음에도 불구하고 특유의 쓴맛으로 인해 두유, 두부 제조공정에서 대두피와 함께 부산물로 배출되어 폐기되고 있는 실정이다.
따라서 본 연구에서는 폐자원인 대두배아 등으로부터 isoflavonoids를 효율적으로 생산하기 위하여 최적 추출조건을 검토하고, 발효를 통하여 생체흡수능이 높은 aglycone으로의 변환에 대해 연구하였다.
먼저 isoflavonoids의 HPLC에 의한 정성 및 정량분석법을 확립하고, 배아 중에 존재하는 미확인 물질을 분리 정제한 다음 NMR spectrometry를 측정하여 이 화합물이 glycitin임을 확인하였다. 또한 표준물질에 의해 작성한 표준곡선을 이용하여 대두배아 및 대두피에 함유된 isoflavonoids함량을 측정한 결과, 배아에 약 1.1%, 대두피에는 약 0.2%가 함유되어 있었다. 따라서, 대두 부산물로부터 isoflavonoids를 효율적으로 생산하기 위해서는 대두배아가 적합한 것으로 나타났다. 최적 추출조건을 확립하기 위해 용매, 온도, 시간 및 횟수 등에 대해 검토한 결과, 추출용매는 60% 아세톤수용액, 추출온도는 40℃, 추출횟수는 2시간 간격으로 2회 추출하는 것이 가장 효율적이었다.
Isoflavonoids의 순도를 보다 높이기 위해 값비싼 공업용수지 대신 에탄올-물계를 이용한 용매분배를 검토한 결과, 90% 에탄올수용액에서 약 2배 정제됨을 확인하였다.
한편, 배아중 isoflavonoids는 대부분 배당체의 형태로 존재하므로, 발효를 통해 생체흡수능이 우수한 aglycone으로의 변환에 관하여 검토하였다. 청국장으로부터 분리한 Bacillus licheniformis CK 11-4를 접종하였을 때, 배양 4일후에는 대부분의 배당체가 aglycone으로 변환되었으나, B. subtilis를 접종한 경우에는 거의 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, 발효균주의 선정이 isoflavone aglycone의 생산에 매우 중요한 것으로 판단되었다.
이상에서 산업 폐기자원인 대두배아로부터 기능성 생리활성물질인 isoflavonoids를 경제적이고 효율적으로 생산하기 위한 기초적 연구를 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 공업적 규모에서의 생산공정 연구 등이 뒷받침된다면, 향후 건강식품 및 고기능성 식품 원료를 경제적으로 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 대두에 함유된 단백질, 올리고당, lecithin 및 isoflavonoids 등 각종 성분의 인체에 대한 다양한 생리기능이 밝혀짐에 따라, 대두의 기능성이 전세계적으로 주목을 받고 있다. 특히 콩과식물에 특이적으로 존재하는 isoflavonoids는 현재 가장 관심을 끌고 있는 기능성소재의 하나이다. Isoflavonoids는 골조송증 예방작용, 유방암, 전립선암 등에 대한 항암작용, 콜레스테롤 저하작용 및 항산화 작용 등 다양한 생리작용을 나타내며, 일반적으로 배당체 보다는 aglycone의 활성이 높은 것으로 보고되고 있다.
한편, 대두배아에는 isoflavonoids가 1% 이상 함유되어 있음에도 불구하고 특유의 쓴맛으로 인해 두유, 두부 제조공정에서 대두피와 함께 부산물로 배출되어 폐기되고 있는 실정이다.
따라서 본 연구에서는 폐자원인 대두배아 등으로부터 isoflavonoids를 효율적으로 생산하기 위하여 최적 추출조건을 검토하고, 발효를 통하여 생체흡수능이 높은 aglycone으로의 변환에 대해 연구하였다.
먼저 isoflavonoids의 HPLC에 의한 정성 및 정량분석법을 확립하고, 배아 중에 존재하는 미확인 물질을 분리 정제한 다음 NMR spectrometry를 측정하여 이 화합물이 glycitin임을 확인하였다. 또한 표준물질에 의해 작성한 표준곡선을 이용하여 대두배아 및 대두피에 함유된 isoflavonoids함량을 측정한 결과, 배아에 약 1.1%, 대두피에는 약 0.2%가 함유되어 있었다. 따라서, 대두 부산물로부터 isoflavonoids를 효율적으로 생산하기 위해서는 대두배아가 적합한 것으로 나타났다. 최적 추출조건을 확립하기 위해 용매, 온도, 시간 및 횟수 등에 대해 검토한 결과, 추출용매는 60% 아세톤수용액, 추출온도는 40℃, 추출횟수는 2시간 간격으로 2회 추출하는 것이 가장 효율적이었다.
Isoflavonoids의 순도를 보다 높이기 위해 값비싼 공업용수지 대신 에탄올-물계를 이용한 용매분배를 검토한 결과, 90% 에탄올수용액에서 약 2배 정제됨을 확인하였다.
한편, 배아중 isoflavonoids는 대부분 배당체의 형태로 존재하므로, 발효를 통해 생체흡수능이 우수한 aglycone으로의 변환에 관하여 검토하였다. 청국장으로부터 분리한 Bacillus licheniformis CK 11-4를 접종하였을 때, 배양 4일후에는 대부분의 배당체가 aglycone으로 변환되었으나, B. subtilis를 접종한 경우에는 거의 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, 발효균주의 선정이 isoflavone aglycone의 생산에 매우 중요한 것으로 판단되었다.
이상에서 산업 폐기자원인 대두배아로부터 기능성 생리활성물질인 isoflavonoids를 경제적이고 효율적으로 생산하기 위한 기초적 연구를 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 공업적 규모에서의 생산공정 연구 등이 뒷받침된다면, 향후 건강식품 및 고기능성 식품 원료를 경제적으로 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
Since soybean constituents such as protein, lecithin and isoflavonoids were reported to possess a variety of physiological activities, soybean has been drawing attention worldwide. Isoflavonoids, especially, which exist specifically in leguminous plants, are benificial to human health as a group of ...
Since soybean constituents such as protein, lecithin and isoflavonoids were reported to possess a variety of physiological activities, soybean has been drawing attention worldwide. Isoflavonoids, especially, which exist specifically in leguminous plants, are benificial to human health as a group of the most interesting functional substances. So far, extensive studies on isoflavonoids has revealed the physiological functions of antiosteoporosis, anticancer, anti-cholesterolemia and antioxidant component. According to some epidemiological studies, the occurrence of osteoporosis , prostate and breast cancer in Asian people is much lower than that in Western people, possibly due to their diet pattern. It is well known that Asian people take a large quantity of isoflavonoids through soybean diet such as miso, natto, tofu, tempeh, soy sauce and so on. On the other hand, soybean embryo is being wasted along with cortex as by-products during the manufacturing process of soybean milk or tofu because of its bitter taste, though that it contains isoflavonoids(above 1% of dry wt) rather than endosperm.
Therefore, this study was carried out to investigate the optimal condition for extraction of isoflavonoids from soybean wastes, and also for bioconversion of isoflavone glucosides into their respective aglycones. Details are mentioned as follows.
First, we established both quantitative and qualitative analysis method of isoflavonoids by HPLC using ODS column/methanol-water system. Besides, we isolated an unknown isoflavonoid to identify as glycitin and made out the standard curves of all isoflavonoids from soybean embryo to measure their contents. The analysis results showed that total isoflavonoids were 1.1% in embryo and 0.2% in cortex on dry weight basis, suggesting that embryo is rather suitable source than cortex.
Second, we examined the optimal solvent system, temperature, period and time to extract isoflavonoids from embryo to determine them as 60% aqueous acetone, 40℃, 2 hours and 2 times, respectively.
Third, in order to prepare high contents of isoflavonoid fraction through an economic process, we performed the solvent partition chromatography using ethanol-water system and found out that 90% aqueous ethanol is superior to the others.
Fourth, most of isoflavones in soybean embryo exist as glucosides. Thus, it should be of value to produce high contents of isoflavone aglycones, which are known to be readily absorbed in human body. We tested the bioconversion ability of isoflavone glucosides into aglycones by fermentation using Bacillus subtilis and B. licheniformis CK 11-4, which had been isolated from Chungkook-jang as a microorganism producing blood clot degrading enzyme. The result clearly showed that most of glucosides could be converted to aglycones after 4 days of inoculation of B. licheniformis CK 11-4.
Consequently, the above results should provide a foundation for the efficient production of isoflavonoids from industrial soybean wastes.
Since soybean constituents such as protein, lecithin and isoflavonoids were reported to possess a variety of physiological activities, soybean has been drawing attention worldwide. Isoflavonoids, especially, which exist specifically in leguminous plants, are benificial to human health as a group of the most interesting functional substances. So far, extensive studies on isoflavonoids has revealed the physiological functions of antiosteoporosis, anticancer, anti-cholesterolemia and antioxidant component. According to some epidemiological studies, the occurrence of osteoporosis , prostate and breast cancer in Asian people is much lower than that in Western people, possibly due to their diet pattern. It is well known that Asian people take a large quantity of isoflavonoids through soybean diet such as miso, natto, tofu, tempeh, soy sauce and so on. On the other hand, soybean embryo is being wasted along with cortex as by-products during the manufacturing process of soybean milk or tofu because of its bitter taste, though that it contains isoflavonoids(above 1% of dry wt) rather than endosperm.
Therefore, this study was carried out to investigate the optimal condition for extraction of isoflavonoids from soybean wastes, and also for bioconversion of isoflavone glucosides into their respective aglycones. Details are mentioned as follows.
First, we established both quantitative and qualitative analysis method of isoflavonoids by HPLC using ODS column/methanol-water system. Besides, we isolated an unknown isoflavonoid to identify as glycitin and made out the standard curves of all isoflavonoids from soybean embryo to measure their contents. The analysis results showed that total isoflavonoids were 1.1% in embryo and 0.2% in cortex on dry weight basis, suggesting that embryo is rather suitable source than cortex.
Second, we examined the optimal solvent system, temperature, period and time to extract isoflavonoids from embryo to determine them as 60% aqueous acetone, 40℃, 2 hours and 2 times, respectively.
Third, in order to prepare high contents of isoflavonoid fraction through an economic process, we performed the solvent partition chromatography using ethanol-water system and found out that 90% aqueous ethanol is superior to the others.
Fourth, most of isoflavones in soybean embryo exist as glucosides. Thus, it should be of value to produce high contents of isoflavone aglycones, which are known to be readily absorbed in human body. We tested the bioconversion ability of isoflavone glucosides into aglycones by fermentation using Bacillus subtilis and B. licheniformis CK 11-4, which had been isolated from Chungkook-jang as a microorganism producing blood clot degrading enzyme. The result clearly showed that most of glucosides could be converted to aglycones after 4 days of inoculation of B. licheniformis CK 11-4.
Consequently, the above results should provide a foundation for the efficient production of isoflavonoids from industrial soybean wastes.
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