Microwave 처리가 맥강의 항산화능에 미치는 영향을 조사하였다. 100 W, 200 W의 출력으로 맥강을 처리한 경우에는 처리 시간과 비례하여 갈변을 나타내는 색도의 변화가 관찰되었으나, 440 W의 고출력의 microwave처리에서는 과다한 발열로 인하여 맥강의 탄화가 유발되었다. 또한, 100 W, 200 W 출력에서는 10분간 처리하여도 맥강의 전자공여능이 감소하지 않았다. TBARS분석으로 활성산소종($H_2O_2$, $O_2-$, ${\cdot}OH$)에 대한 지질의 과산화 억제능을 조사한 결과, 100 W, 200 W 처리에서는 과산화 억제능이 10분 처리 시간까지 대체로 유지되는 경향을 보였으나, 440 W 5분 이상의 처리에서 억제능이 감소하였다. Microwave 처리에 의한 맥강의 총 페놀 함량은 출력이 강해지거나 처리시간이 길어질수록 전반적인 감소경향을 보였다. Microwave 처리된 맥강의 색도 변화, 항산화 활성, 페놀 함량을 비교하면 microwave가 처리될수록 항산화력을 나타내는 갈변화 물질은 증대하였고 페놀 물질은 감소하였으며, 이로 인해 100 W, 200 W의 처리에서는 전반적으로 맥강의 항산화력이 microwave 처리와 관계없이 유지되었음을 알 수 있다. 그러나, 440 W의 고출력 microwave 처리에서는 갈변 반응보다는 탄화 반응, 페놀 화합물의 급격한 감소 등으로 인하여 처리 시간에 비례하여 전반적인 항산화능이 감소하였다.
Microwave 처리가 맥강의 항산화능에 미치는 영향을 조사하였다. 100 W, 200 W의 출력으로 맥강을 처리한 경우에는 처리 시간과 비례하여 갈변을 나타내는 색도의 변화가 관찰되었으나, 440 W의 고출력의 microwave처리에서는 과다한 발열로 인하여 맥강의 탄화가 유발되었다. 또한, 100 W, 200 W 출력에서는 10분간 처리하여도 맥강의 전자공여능이 감소하지 않았다. TBARS분석으로 활성산소종($H_2O_2$, $O_2-$, ${\cdot}OH$)에 대한 지질의 과산화 억제능을 조사한 결과, 100 W, 200 W 처리에서는 과산화 억제능이 10분 처리 시간까지 대체로 유지되는 경향을 보였으나, 440 W 5분 이상의 처리에서 억제능이 감소하였다. Microwave 처리에 의한 맥강의 총 페놀 함량은 출력이 강해지거나 처리시간이 길어질수록 전반적인 감소경향을 보였다. Microwave 처리된 맥강의 색도 변화, 항산화 활성, 페놀 함량을 비교하면 microwave가 처리될수록 항산화력을 나타내는 갈변화 물질은 증대하였고 페놀 물질은 감소하였으며, 이로 인해 100 W, 200 W의 처리에서는 전반적으로 맥강의 항산화력이 microwave 처리와 관계없이 유지되었음을 알 수 있다. 그러나, 440 W의 고출력 microwave 처리에서는 갈변 반응보다는 탄화 반응, 페놀 화합물의 급격한 감소 등으로 인하여 처리 시간에 비례하여 전반적인 항산화능이 감소하였다.
Effect of microwave treatment to barley bran was tested on antioxidative ability. Treatments of microwave at 100 W and 200 W, changed color of barley bran to brown, but carbonation was happening at 440 W. The electron donating abilities of barley bran was not reduced when treated with 100 W and 200 ...
Effect of microwave treatment to barley bran was tested on antioxidative ability. Treatments of microwave at 100 W and 200 W, changed color of barley bran to brown, but carbonation was happening at 440 W. The electron donating abilities of barley bran was not reduced when treated with 100 W and 200 W microwave treatment for 10 minute. According to TBARS, the barley bran extract treated with 100 W and 200 W intensity of microwave for 10 min maintained the inhibition of lipid peroxidation, while the extract from 440 W microwave treatment for 5 min did not. Total phenolic contents were reduced with increased intensity of microwave treatment. The antioxidant activity of barley bran was not affected by microwave treatment at 100 W and 200 W, while the 440w microwave treatment reduced the activity due to carbonation of barley bran and decreased phenolic compounds.
Effect of microwave treatment to barley bran was tested on antioxidative ability. Treatments of microwave at 100 W and 200 W, changed color of barley bran to brown, but carbonation was happening at 440 W. The electron donating abilities of barley bran was not reduced when treated with 100 W and 200 W microwave treatment for 10 minute. According to TBARS, the barley bran extract treated with 100 W and 200 W intensity of microwave for 10 min maintained the inhibition of lipid peroxidation, while the extract from 440 W microwave treatment for 5 min did not. Total phenolic contents were reduced with increased intensity of microwave treatment. The antioxidant activity of barley bran was not affected by microwave treatment at 100 W and 200 W, while the 440w microwave treatment reduced the activity due to carbonation of barley bran and decreased phenolic compounds.
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문제 정의
본 논문에서는 보리의 가공 부산물인 맥강의 이용성 향상을 위하여 microwave 처리가 항산화 성분들의 활성에 어떤 영향을 미치는 지를 조사하였다.
제안 방법
11) Oil emulsion 0.5 ㎖에 앞에 서술한 산소종 시료 0.1㎖와 다양한 조건의 맥강 추출물 0.1 ㎖를 가하여 증류수로 전체가 1 ㎖가되게 첨가하였고 대조구는 추출물 0.1 ㎖ 대신에 물을 첨가하여 사용하였다.
이들은 phenolic hydroxyl기를 가지기 때문에 단백질 및 기타 거대 분자들과 결합하는 성질을 가지며, 항산화 능력이 매우 뛰어나다.19) 보리에도 catechin, procyanidins, ferulic acid, vanilic acid 등의 페놀 화합물이 존재한다고 알려져 있으며,3) microwave 처리가 맥강의 페놀 화합물에 어떤 영향을 주는 지를 알기 위하여 tannic acid 표준곡선을 이용하여 microwave 처리된 맥강의 메탄올 추출물 중의 페놀 함량을 측정하였다. Fig.
Microwave 처리에 의한 맥강의 색도 변화를 조사하기 위하여 맥강의 표면에 광전 비색계(Minolta CR-200, Japan)를 사용하여 명도(Lightness. L*), 적색도(Redness, a*), 황색도(Yellowness, b*) 를 측정하였다.
, Korea)를 이용하여 출력(100 W, 200 W, 440 W)을 조절하여 시간별(0분, 1분, 3분, 5분, 10분)로조사하였다. 각 시료들은 시료 1g당 99.5% 메탄올 20 ㎖를 첨가하여 교반 후 상온에서 1시간 방치한 후에 l,200×g에서 5분간 원심분리하여 추출물로서 사용하였다.
15) 본 연구에 사용한 microwave 처리 방법은 대상 시료인 맥강 구성분의 분자 마찰을 유도하여 온도 상승을 유발하므로 이 과정에서 항산화력에 영향을 미치는 갈변 반응이 일어날 수 있다. 따라서, microwave 처리가 갈변 반응에 미치는 영향을 조사하기 위하여 색도 변화를 측정하였다(Table 1). 전반적으로 명도 L* 값은 microwave 출력이 높거나 처리 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 황색도(b*)는 100 W와 200 W의 출력에서 처리 시간에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.
총 페놀함량은 Gutfinger 등13)의 방법을 변형하여 측정하였다. 추출물 1㎖에 2% Na2CO
대상 데이터
2㎖를 가하여 30분간 상온에서 방치하였다. 13, 400×g, 10분간 원심분리한 후 750nm에서 상징액의 흡광도를 측정하였고, 표준물질로는 tannic acid를 사용하였다.
본 실험에 사용된 맥강은 경상남도 고성군 두보식품에서 2001년 4월에 가공한 것을 구입하였으며, 방앗간에서 조면 로울러와 활면 로울러로 분쇄한 후 48 mesh 체를 통과한 것을 시료로 이용하였다. l, l-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), butylated hydroxytoluene(BHT), 2-thiobarbituric acid (TBA), fish oil, tannic acid 등은 Sigma Chemical Co.
0㎖를 가한후 10초 동안 진탕하고, 10분간 반응시켜 525nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 100-[(시료 첨가구의 흡광도/무첨가구의 흡광도)× 100]로 나타내었고 표준품으로 BHT를 사용하였다.
지질의 산화를 촉진하기 위한 산소종 시료로서 H2Q2를 발생하기 위해 40 mM H2Q2를, O2-를 발생시키기 위해 50 ppm FeCl2를, · OH를 발생하기 위해서 40 mM H2P2와 50ppm FeCl2를 1:1로 섞어서 사용하였다.11) Oil emulsion 0.
이론/모형
TBARS법은 Buege와 Aust의 방법12)에 따라 1 ㎖ 반응혼합물이 채워진 시험관을 37 ℃ 수조에서 1시간 동안 반응시키고 7.2% BHT 50㎕ 시료에 첨가하여 산화반응을 정지시키고, TCA/TBA 시약 21㎖를 가하여 끊는 물에서 15분간 가열시킨 후, 찬물에서 식히고 2,000×g에서 15분간 원심분리한 후 532 nm에서 상징액의 흡광도를 측정하였다. 지질의 과산화 평가는 활성 산소에 의해 유발되는 지질의 과산화를 대조군과 비교하여 시료 추출물이 억제하는 비율로서 % inhibition으로 나타내었다.
노화나 퇴행성 병의 유발과 관련된 과산화지질의 분석은 TBARS 방법12)을 사용하였다. TBARS 분석은 불포화 지방산의 함유가 높은 어유(fish oil)에 반응성이 강한 활성산소종(H2O2, O2-, ·OH) 등을 첨가하여 지질의 과산화를 유발시킨 후 여기에 microwave 처리한 맥강의 메탄올 추출물을 첨가하여 지질의 산화 억제능을 측정하는 방법이다.
전자공여능은 Blois법12)에 준하여 시료 0.2㎖(10mg/㎖) 에 4.1×105 M의 DPPH 용액 1.0㎖를 가한후 10초 동안 진탕하고, 10분간 반응시켜 525nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 100-[(시료 첨가구의 흡광도/무첨가구의 흡광도)× 100]로 나타내었고 표준품으로 BHT를 사용하였다.
성능/효과
이것은 Fe2+과 H2O2와의 반응에 의해 생성되는 ·OH 대해 맥강 추출물이 초기에 Fe2+을 결합하여 ·OH의 형성을 저지하므로써 지질의 산화를 억제했을 것으로 생각된다.10,18) Microwave 처리에 의한 맥강의 항산화 활성은 100W, 200W 처리에서는 활성의 유지를나타내었으나, 440W에서는 처리시간이 길어질수록 지속적인감소 경향을 보였다.
3에 나타내었다. H2O2에 의해서 유발된 지질의 과산화 억제능은 처리되지 않은 맥강은 약 40%의 활성을 보였다. Microwave를 처리한 맥강의 경우, 100 W, 200 W 처리에서는 과산화 억제능이 10분 처리 시간까지 대체로 유지되는 경향을 보였으나, 440 W 5분 이상의 처리에서 억제능이 감소하였다.
2와 같다. Microwave 처리 전의 맥강의 전자공여능은 84%의 활성을 보였는데, 대조구로 이용된 BHT(10mg/㎖)가 91% 활성을 보인 것과 비교하면 비교적 높은 전자공여능을 가지고 있음을 알 수 있다. Microwave 처리된 맥강의 경우, 100W와 200W의 처리에서는 10분간의 처리 시간 동안 전자공여능이 거의 변화가 없었으며, 400 W의 출력으로 처리한 경우에는 5분 이후부터 급격히 감소하여 10분간 처리했을 때에는 25%였다.
Microwave 처리된 맥강의 색도 변화, 항산화 활성, 페놀 함량을 비교하면 microwave가 처리될수록 항산화력을 나타내는 갈변화 물질은 증대하였고 페놀 물질은 감소하였으며, 이로 인해 100 W, 200 W의 처리에서는 전반적으로 맥강의 항산화력이 microwave 처리와 관계없이 유지되었음을 알 수 있다. 그러나 440W의 고출력 microwave 처리에서는 갈변 반응보다는 탄화반응, 페놀 화합물의 급격한 감소 등으로 인하여 처리 시간에 비례하여 전반적인 항산화능이 감소하였다.
한약재료18) 솔잎18)추출물의 경우 Fe2+로 유도된 O2-에 의한 지질 과산화를 억제하는 이유가 이들 천연 추출물이 Fe2+과 결합하기 때문이라고 보고한 예가 있는데 여기서도 맥강 추출물이 Fe2+의 결합력이 관여할 것으로 추측된다. Microwave 처리에 따른 맥강 추출물의 지질 과산화 억제력은 처리시간에 따라 100W, 200W 출력에서는 대체로 유지되는 경향을 보였고, 44OW 처리에서는 감소하는 경향을 나타내었다.
5와 같다. Microwave가 처리되지않은 맥강의 추출물의 지질 과산화 억제능은 66%로서 H2O2와 O2-로 유발한 지방 과산화 억제능보다 높았다. 이것은 Fe2+과 H2O2와의 반응에 의해 생성되는 ·OH 대해 맥강 추출물이 초기에 Fe2+을 결합하여 ·OH의 형성을 저지하므로써 지질의 산화를 억제했을 것으로 생각된다.
한편, .금속이온과 산소의 반응에 의해 생성된 O2- 또한 지질의 과산화에서 개시인자로 중요한 역할을 하는데, microwave가 처리되지 않은 맥강 추출물의 O2- 유발된 지질에 대한 과산화 억제능은 54%였다(Fig. 4). 한약재료18) 솔잎18)추출물의 경우 Fe2+로 유도된 O2-에 의한 지질 과산화를 억제하는 이유가 이들 천연 추출물이 Fe2+과 결합하기 때문이라고 보고한 예가 있는데 여기서도 맥강 추출물이 Fe2+의 결합력이 관여할 것으로 추측된다.
Microwave 처리된 맥강의 경우, 100W와 200W의 처리에서는 10분간의 처리 시간 동안 전자공여능이 거의 변화가 없었으며, 400 W의 출력으로 처리한 경우에는 5분 이후부터 급격히 감소하여 10분간 처리했을 때에는 25%였다. 색도 분석의 결과(Fig. 1)와비교해 볼 때, 100 W, 200 W 처리와 440 W의 3분 조사까지는 microwave 처리로 인한 발열로 맥강에 존재하는 항산화 물질의 파괴 가능성과 더불어 이를 극복할 수 있는 갈변 화합물이 생성되어 복합적으로 맥강의 항산화력에 영향을 미치어 서로상쇄하는 효과를 발휘하였고, 440 W 5분.이상의 처리에서는 microwave의 고출력으로 인하여 맥강의 항산화 물질이 많이 파괴된 것으로 추측된다.
전반적으로 명도 L* 값은 microwave 출력이 높거나 처리 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 황색도(b*)는 100 W와 200 W의 출력에서 처리 시간에 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 색도의 전반적인 변화를 볼 수 있는 ΔE*값을 조사한 결과(Fig. 1), 100 W, 200 W 처리에서는 처리시간이 증가할수록 갈변을 나타내는 색차가 비례하여 증가하였으며, 440 W의 출력으로 처리한 경우 5분에서 ΔE*값이 16을 넘어선 급격한 색차가 측정되었고 탄화한 검은색이 관찰되었다. 이상의 결과로 맥강에 처리된 microwave는 100 W, 200 W의 출력에서는 갈변을 나타내는 색도의 변화가 처리 시간에 비례하여 증가하였고, 이는 마이야르 반응 생성물이 microwave 처리된 맥강의 항산화력에 관여할 수 있음을 시사하였다.
그러나 440W의 고출력 microwave 처리에서는 갈변 반응보다는 탄화반응, 페놀 화합물의 급격한 감소 등으로 인하여 처리 시간에 비례하여 전반적인 항산화능이 감소하였다. 이상으로 microwave 처리 공정을 맥강에 이용할 때에는 100 W, 200 W 정도로 처리함이 항산화력을 유지하는데 유리함을 알 수 있었다.
1), 100 W, 200 W 처리에서는 처리시간이 증가할수록 갈변을 나타내는 색차가 비례하여 증가하였으며, 440 W의 출력으로 처리한 경우 5분에서 ΔE*값이 16을 넘어선 급격한 색차가 측정되었고 탄화한 검은색이 관찰되었다. 이상의 결과로 맥강에 처리된 microwave는 100 W, 200 W의 출력에서는 갈변을 나타내는 색도의 변화가 처리 시간에 비례하여 증가하였고, 이는 마이야르 반응 생성물이 microwave 처리된 맥강의 항산화력에 관여할 수 있음을 시사하였다. 그러나 440 W의 고출력의 microwave 처리는 맥강에서 과다한 발열로 인한 탄화를 유발하였다.
1)와비교해 볼 때, 100 W, 200 W 처리와 440 W의 3분 조사까지는 microwave 처리로 인한 발열로 맥강에 존재하는 항산화 물질의 파괴 가능성과 더불어 이를 극복할 수 있는 갈변 화합물이 생성되어 복합적으로 맥강의 항산화력에 영향을 미치어 서로상쇄하는 효과를 발휘하였고, 440 W 5분.이상의 처리에서는 microwave의 고출력으로 인하여 맥강의 항산화 물질이 많이 파괴된 것으로 추측된다. Duh 등16)은 보리의 물 추출물의 항산화력을 조사한 논문에서 보리의 볶음온도가 높을수록 마이야르반응 생성물은 증가하지만 catechin, tocopherol, lutein과 같은 항산화성분의 감소에 의해 전자공여능은 감소한다고 발표하였는데, 본 연구에서는 microwave 처리가 100 W, 200 W 출력에서는 10분간 처리하여도 전자공여능이 감소하지 않았다.
따라서, microwave 처리가 갈변 반응에 미치는 영향을 조사하기 위하여 색도 변화를 측정하였다(Table 1). 전반적으로 명도 L* 값은 microwave 출력이 높거나 처리 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 황색도(b*)는 100 W와 200 W의 출력에서 처리 시간에 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 색도의 전반적인 변화를 볼 수 있는 ΔE*값을 조사한 결과(Fig.
2% BHT 50㎕ 시료에 첨가하여 산화반응을 정지시키고, TCA/TBA 시약 21㎖를 가하여 끊는 물에서 15분간 가열시킨 후, 찬물에서 식히고 2,000×g에서 15분간 원심분리한 후 532 nm에서 상징액의 흡광도를 측정하였다. 지질의 과산화 평가는 활성 산소에 의해 유발되는 지질의 과산화를 대조군과 비교하여 시료 추출물이 억제하는 비율로서 % inhibition으로 나타내었다.
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