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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 국내 · 외 다류 소재로 사용되고 있는 식물류의 물 추출물에 대해 항산화성을 검토하고 함유된 항산화 물질 등을 분석함으로써 다류가 단순한 기호성 식품으로서 뿐만이 아니라 기능성 식품으로서의 역할을 평가하고자 하였다.
- 본 연구는 다류원료 식물류의 물 추출물에 대해 항산화성을 검토하고 그 항산화물질(페놀성 화합물, 비타민C, 셀레늄)을 분석하였다. 대두유에 식물류의 물 추출물을 0.
제안 방법
- 과산화물가가 80meq/kg oil에 도달하는 시간을 유도시간으로 하여 항산화 정도를 비교하였고 항산화 지표(Antioxida- tive Index; AI)는 각각 물 추출물 첨가구의 유도기간을 대조구의 유도기간으로 나눈 값으로 나타내었다.
- )에서 저장기간(36일) 동안 AOCS cd 8-53 방법(19)에 의거하여 과산화물가를 측정하였다. 과산화물가측정에 사용된 대두유는 첨가제가 포함되지 않았으며 대조구(control)는 추출물의 첨가 없이 대두유만, 비교구(positive control)로는 상업적으로 이미 널리 사용되고 있는 BHT 0.02%를 대두유에 첨가하여 항산화성을 비교 검토하였다.
- 다류 소재 식물류의 물 추출물에 대해 과산화물가(POV) 측정과 Rancimat 방법을 이용해 항산화 효과를 검토하였다(Table 2, 3).과산화물가 측정 방법에 의한 결과를 보면 대조구(21일), BHT 첨가구(21일)와 비교해 구기자, 우롱차, 귤껍질 물 추출물 첨가구의 산화유도 기간이 약 23일로 가장 길었으며 유자, 매실, 인스탄트커피, 인삼, 계피물 추출물 첨가구의 산화유도 기간이 5-6% 더 길었다.
- 분석하였다. 대두유에 식물류의 물 추출물을 0.02%(추출고형분 함량, w/w) 첨가하여 55℃ 공기 순환식 인큐베이터에서 36일 저장기간 동안 과산화물 가측정과 110℃에서 Rancimat 방법에 의해 항산화성을 검토하였으며 첨가제가 들어있지 않은 대두유를 대조구에 사용했고 0.02% BHT 첨가한 대두유는 비교구로 사용하였다. 대조구와 BHT 첨가구에 비해 산화유도기간이 55℃(2에서는 구기자, 우롱차, 귤껍질(진피), 유자, 매실물 추출물 등이 길었으며 110℃에서는 우롱차, 인스탄트커피, 유자, 구기자, 오미자, 매실 물 추출물 등이 길었다.
- 물 추출물 0.02%(추출 고형분 함량, w/w)를 대두유에 첨가한 후, 공기 유속 20L/h, 온도 110℃에서 Rancimat(679, Metrohm, Switzerland)을 사용하여 conductivity를 측정함으로써 유도시간을 계산하여 항산화성을 비교 검토하였다. 또한 상기 방법으로 측정된 추출물의 유도기간은 대조구의 유도기간과 비교해 과산화물가 측정에서와 같이 항산화 지표로도 표시하였다.
- 셀레늄 분석은 hydride generation system이 부착된 atomic absorption spectrophotometer(5100, Perkin Elmer, USA)를 사용하여 분석하였다(21). 또한 argon gas를 사용했으며 quartz cell 온도는 900℃이고 sodium borohydride 량은 lOmL이었으며 파장은 196nm에서 측정하였다.
- 일정량의 시료를 메타인산/ 초산용액에 잘 혼합하고 균등한 죽상태로 하여 일정량을 맞춘 후 여과하여 상등액을 취해, 그 중 일정용액을 인도 페놀용액 1방울, 메타인산-티오요소용액 2mL, 2,4-디니트로페닐하이드라진 용액 1mL 씩을 첨가, 혼합하여 37℃에서 3시간 방치한 다음, 얼음물 중에서 냉각하면서 황산용액, 2,4-디니트로 페닐하이드라진용액 1mL를 각각 첨가, 혼합하여 실온에서 30~40분 방치한 후 520nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 추출고형분 함량은 농축된 추출물 일정량을 취하여 100℃에서 건조시킨 후 증발잔사의 양으로 표시하였으며 추출수율은(%, w/w, dry base) 추출에 사용한 시료의 건량에 대한 추출물의 고형분 함량의 백분비로 하였다.
대상 데이터
- 다류원료 식물류 40종(Table 1)을 서울, 부산, 인천, 대전, 춘천 등지에서 구입하여 시료로 사용하였으며 대두유는 첨가제가 들어있지 않은 것을 사용하였다.
- 실험에 사용된 표준시약으로 비타민C, 셀레늄 등은 Sigma(USA)에서, 일반적인 시약 등은 Wako(Japan)에서 제품을 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- 때까지 -18℃ 에 냉동 보관하였다. 건조 후 분쇄된 식물류의 수분함량은 식품공전 방법(18)에 의거해 분석하였다. 약 10g의 시료를 80℃ 수욕상에서 1시간 동안 Soxhlet extractor 를 이용해 환류 냉각하면서 증류수(10 volumes)로 추출한 후 60℃에서 감압농축하여 실험에 사용될 때까지 -18℃에 냉동보관하였다.
- 물 추출물 0.02%(추출 고형분 함량, w/w)를 대두유에 첨가하여 55℃, 공기순환식 incubator(KJ-605, Kiwoo Co.)에서 저장기간(36일) 동안 AOCS cd 8-53 방법(19)에 의거하여 과산화물가를 측정하였다. 과산화물가측정에 사용된 대두유는 첨가제가 포함되지 않았으며 대조구(control)는 추출물의 첨가 없이 대두유만, 비교구(positive control)로는 상업적으로 이미 널리 사용되고 있는 BHT 0.
- 비타민 C 분석은 Hydrazine 비색법(18)에 의거하여 정량 분석하였다. 일정량의 시료를 메타인산/ 초산용액에 잘 혼합하고 균등한 죽상태로 하여 일정량을 맞춘 후 여과하여 상등액을 취해, 그 중 일정용액을 인도 페놀용액 1방울, 메타인산-티오요소용액 2mL, 2,4-디니트로페닐하이드라진 용액 1mL 씩을 첨가, 혼합하여 37℃에서 3시간 방치한 다음, 얼음물 중에서 냉각하면서 황산용액, 2,4-디니트로 페닐하이드라진용액 1mL를 각각 첨가, 혼합하여 실온에서 30~40분 방치한 후 520nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 또한 argon gas를 사용했으며 quartz cell 온도는 900℃이고 sodium borohydride 량은 lOmL이었으며 파장은 196nm에서 측정하였다. 시료 전 처리는 건식분해법에 의거하였다. 셀레늄 분석에 사용된 모든 초자기구는 20% HNO3 용액에 16시간 이상 담그었다가 2차 증류수로 세척하여 사용하였다.
- 총 페놀성 물질 함량은 시료 약 1g에 증류수 100mL를 가해 80℃에서 30분 동안 환류시킨 후 일정 부피로 맞춰 시험용액을 만든 후 Folin-Denis 방법(20)에 의거하여 spectrophotometer(HP8452A, HP, Germany)를 이용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였으며 표준용액은 tannic acid(Sigma., USA)를 사용하였다.
성능/효과
- 이들 시료 중 우롱차, 커피, 계피, 녹차, 홍차물 추출물 등은 항산화물질인 총 페놀성 물질과 비타민 C 등이 많이 함유되어 있어 이들 물질 등이 높은 항산화성에 직접적으로 기여한 것으로 보인다. 구기자, 유자, 오미자물 추출물 등은 비타민 C 함량이 낮고 추출고형분 g당 총 페놀성 물질은 42~62mg으로 높지는 않았으나 항산화 효과는 대조구와 BHT 첨가구와 비교해 비교적 높은편이었고 매실물 추출물은 총 페놀성 물질과 비타민 C 함량은 모두 낮은 편이나 항산화 효과는 높게 나타나 물 추출물에 들어 있는 다른 항산화물질에 기인하는 것으로 사료된다. Xu(31)은 구기자에서 암방지효과가 있음을 보고하였으며 Minamiyama 등(28)은 유자에서 항산화물질을 발견하였다.
- 다류 소재 식물류에 대한 물 추출물의 수율은 생지황이 43% 로 가장 높았고 천궁, 치커리, 둥글레, 대추, 당귀, 산수유 두충, 구기자 등이 20% 이상으로 비교적 높았으며 영지, 계피, 율무 등은 1~3%로 매우 낮았다(Table 1). 시료 100g당 물 추출물에 들어있는 총 페놀성 물질 함량은 녹차, 우롱차, 홍차 등에서는 7~9g으로 가장 높게 함유되어 있고 원두커피, 두충, 약쑥 등에서는 3~5g으로 비교적 높으며 율무, 다시마, 운지, 영지 등에서는 매우 낮았다.
- 대조구보다도 산화유도기간이 짧은 것은 칡, 둥글레물 추출물이었다. 다류 소재 식물류에 대한물 추출물의 과산화물 가측정에 의한 항산화 지표는 구기자물 추출물(L1)이 가장 우수하였고 우롱차(1.09), 귤껍질(1.07), 유자(1.06), 매실(1.06)물 추출물 등도 대조구(1.0)와 BHT 첨가구(1.03)에 비해 높았다. 또한 Rancimat방법에 의한 항산화 지표는 우롱차가 1.
- 02% BHT 첨가한 대두유는 비교구로 사용하였다. 대조구와 BHT 첨가구에 비해 산화유도기간이 55℃(2에서는 구기자, 우롱차, 귤껍질(진피), 유자, 매실물 추출물 등이 길었으며 110℃에서는 우롱차, 인스탄트커피, 유자, 구기자, 오미자, 매실 물 추출물 등이 길었다. 추출고형분 g당 총 페놀성물질 함량은 우롱차, 녹차, 홍차, 커피, 계피, 결명자물 추출물 등에서 높았고 비타민 C 함량은 커피, 두충, 홍차, 영지, 계피, 감잎, 치커리, 녹차, 우롱차 물 추출물 등에서 높았으며 셀레늄은 모든 물 추출물에서 검출되지 않았다.
- 03)에 비해 높았다. 또한 Rancimat방법에 의한 항산화 지표는 우롱차가 1.43으로 가장 높았고 인스탄트커피(L28), 유자(1.22), 계피(1.22), 오미자(1.21), 구기자(1.20), 매실(L20), 결명자(L20), 산수유(1.19)물 추출물 등이 대조구(1.0)와 BHT 첨가구(1.01)에 비해 우수하였다. 110℃ 에서 측정한 BHT의 산화유도 기간은 8.
- 본 연구 결과로부터 식물류 종류에 따라 물 추출물의 항산화성에 많은 차이를 보였으며, 이는 여러 가지 항산화 물질 (페놀성 화합물, 비타민C 복합적인 효과에 기인하는 것으로 사료된다.
- 이는 녹차, 홍차, 우롱차 등이 같은 식물(Camellia senensis)일지라도 발효 등의 가공시 조건에 따라 식물체 내 함유된 항산화물질에 차이가 있기 때문으로 보여진다. 본 연구에서는 우롱차, 녹차, 홍차순으로 항산화성이 우수한 것으로 나타났다. Serafini 등(4)도 녹차가 홍차보다 항산화성이 더 우수하다고 보고하였으며 이는 polyphenol 성분에 기인한 것으로 보았다.
- Xu(31)은 구기자에서 암방지효과가 있음을 보고하였으며 Minamiyama 등(28)은 유자에서 항산화물질을 발견하였다. 본 연구에서도 유자 추출물의 항산화성은 POV 측정과 Rancimat 방법 모두에서 항산화지표가 각각 1.06, 1.22로서 대조구와 BHT 첨가구보다 훨씬 우수하였다. 또한 감초, 땅콩, 생강 등의 항산화성이 높다고 보고되었으나(32-34) 본 연구에서는 대조구와 비교해 항산화성에 별 차이가 없었다.
- 시료 100g당 물 추출물에 들어있는 총 페놀성 물질 함량은 녹차, 우롱차, 홍차 등에서는 7~9g으로 가장 높게 함유되어 있고 원두커피, 두충, 약쑥 등에서는 3~5g으로 비교적 높으며 율무, 다시마, 운지, 영지 등에서는 매우 낮았다. 비타민 C 함량은 두충, 치커리, 생지황에서 78~108mg으로 높았고 홍차, 둥글레, 산수유 등에서도 31~59mg으로 비교적 높았으며 율무, 황기에는 거의 함유되어 있지 않았다. 추출고형분 g당 총 페놀성 화합물 함량은 우롱차, 녹차 등이 780~785mg으로 가장 높았고 홍차, 커피, 계피, 결명자물 추출물 등에서도 비교적 높게 나타났다.
- 추출 수율(7~12%)은 다소 낮았다. 생지황, 치커리, 둥글레 물 추출물의 수율은 각각 43, 32, 29%로 매우 높았으나 항산화성은 대조구와 거의 비슷하였다(Table 1, 3).
- 율무 등은 1~3%로 매우 낮았다(Table 1). 시료 100g당 물 추출물에 들어있는 총 페놀성 물질 함량은 녹차, 우롱차, 홍차 등에서는 7~9g으로 가장 높게 함유되어 있고 원두커피, 두충, 약쑥 등에서는 3~5g으로 비교적 높으며 율무, 다시마, 운지, 영지 등에서는 매우 낮았다. 비타민 C 함량은 두충, 치커리, 생지황에서 78~108mg으로 높았고 홍차, 둥글레, 산수유 등에서도 31~59mg으로 비교적 높았으며 율무, 황기에는 거의 함유되어 있지 않았다.
- 3). 즉, 55℃에서 항산화 효과를 측정한 POV값으로는 구기자, 우롱차 물 추출물에서 항산화지표가 가장 높았고 110℃의 고온에서 항산화 효과를 측정한 Rancimat 방법으로는 우롱차물 추출물이 가장 우수하였다. 두 가지 방법 모두에서 높게 나타난 다류원료로는 우롱차, 구기자, 커피, 유자, 계피, 오미자, 매실, 녹차, 홍차 등이었다.
- 추출고형분 g당 총 페놀성 화합물 함량은 우롱차, 녹차 등이 780~785mg으로 가장 높았고 홍차, 커피, 계피, 결명자물 추출물 등에서도 비교적 높게 나타났다. 추출고형물 g당 비타민 C 함량은 인스탄트 커피, 두충, 홍차, 영지, 계피, 치커리 물추출물 등에서 높았다. 셀레늄은 모든 물 추출물에서 검출되지 않았다.
- 비타민 C 함량은 두충, 치커리, 생지황에서 78~108mg으로 높았고 홍차, 둥글레, 산수유 등에서도 31~59mg으로 비교적 높았으며 율무, 황기에는 거의 함유되어 있지 않았다. 추출고형분 g당 총 페놀성 화합물 함량은 우롱차, 녹차 등이 780~785mg으로 가장 높았고 홍차, 커피, 계피, 결명자물 추출물 등에서도 비교적 높게 나타났다. 추출고형물 g당 비타민 C 함량은 인스탄트 커피, 두충, 홍차, 영지, 계피, 치커리 물추출물 등에서 높았다.
- 대조구와 BHT 첨가구에 비해 산화유도기간이 55℃(2에서는 구기자, 우롱차, 귤껍질(진피), 유자, 매실물 추출물 등이 길었으며 110℃에서는 우롱차, 인스탄트커피, 유자, 구기자, 오미자, 매실 물 추출물 등이 길었다. 추출고형분 g당 총 페놀성물질 함량은 우롱차, 녹차, 홍차, 커피, 계피, 결명자물 추출물 등에서 높았고 비타민 C 함량은 커피, 두충, 홍차, 영지, 계피, 감잎, 치커리, 녹차, 우롱차 물 추출물 등에서 높았으며 셀레늄은 모든 물 추출물에서 검출되지 않았다. 이들의 항산화성은 단일 항산화성 물질의 효과에 기인하기보다는 페놀성 화합물, 비타민 C 등 복합적 효과에 의한 것으로 사료된다.
- 항산화 효과가 인정된 식물일지라도 물 추출 수율이 낮으면 경제성이 없기 때문에 물 추출물의 수율을 검토한 결과, 구기자 물 추출물은 항산화 성과물 추출 수율(20%)이 모두 우수하였으며 우롱차, 유자, 녹차 물 추출물은 항산화성은 우수하나 추출 수율(7~12%)은 다소 낮았다. 생지황, 치커리, 둥글레 물 추출물의 수율은 각각 43, 32, 29%로 매우 높았으나 항산화성은 대조구와 거의 비슷하였다(Table 1, 3).
- 항산화성을 측정하는 방법으로는 과산화물가, Rancimat, DPPH(diphenyl-p-picrylhydrazyl) 측정 등의 여러 가지 방법 등(28,29)이 있으나 본 연구에서 검토한 방법에서는 물 추출물의 항산화 효과에 있어 다소 차이가 있음을 보였다(Table 3). 즉, 55℃에서 항산화 효과를 측정한 POV값으로는 구기자, 우롱차 물 추출물에서 항산화지표가 가장 높았고 110℃의 고온에서 항산화 효과를 측정한 Rancimat 방법으로는 우롱차물 추출물이 가장 우수하였다.
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