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문제 정의
- 그러나 분말청 국장에도 습식 청국장에서처럼 생리활성물질의 활성이 유지되는지 여부를 확인할 필요가 있다. 이 연구에서는, 우선 많은 생리활성 물질 중에서도 분말청국장의 항산화물질 존재 여부와 그 효과를 결정하였다. 항산화물질은 과일과 채소에 많이 존재하며 많은 경우에 항암효과와 관련되어 있다 (1, 21, 22) .
제안 방법
- 이 연구에서는 Bacillus licheniformis Bl을 이용하여 분말청국장을 제조하였으며, 증류수에 의해 추출된 갈변물질과, 유기용매에 의해 추출된 물질의 항산화효과를 결정하였다.
- 청국장 발효(5)를 하여 습식청국장을 만든 후 진공 동결 건조 기를 이용하여 건조하였다. 건조한 시료를 분쇄하여 미세한 분말을 제조하였다.
- 5 ml/min으로 했으며, fraction당 3 ml을 취하였다. 각 분획물을 390 nm에서 흡광도를 측정하여 갈변물질을 확인하였다.
- 위와 같이 Sephadex G-75 gel filtration chromatography를 수행하여 갈변물질을 분리하였다. Spectrophotometer(UVICON 930)를 이용하여 200-500 nm에 걸쳐서 각 faction에 포함되어 있는 갈변물질의 흡수스펙트럼을 결정하였다.
- 분말청국장을 각 용매에 10% (w/v)가 되게끔 녹인 후, 12000Xg, 41에서 15분간 원심분리하여 상층액을 얻었다. DPPH 방법을 이용해, 상층액의 항산화능을 결정하였다. 또한 spectrophotometer의 time drive 기능을 이용하여, 유기용매에 의해 분말청국장으로부터 추출한 물질과 DPPH 용액을 섞어준 후, 초기 항산화능의 변화 양상을 포함하여, 1 시간동안 항산화능의 kinetics를 추적, 결정하였다.
- DPPH 방법을 이용해, 상층액의 항산화능을 결정하였다. 또한 spectrophotometer의 time drive 기능을 이용하여, 유기용매에 의해 분말청국장으로부터 추출한 물질과 DPPH 용액을 섞어준 후, 초기 항산화능의 변화 양상을 포함하여, 1 시간동안 항산화능의 kinetics를 추적, 결정하였다.
- 분말청국장의 농도를 증가시킴에 따라 항산화능이 증가되는지 여부를 결정하기 위해, 100% ethanol에 분말 청국장을 0.5, 1, 5, 10, 15, 20% (w/v)되게끔 녹이고, 30분간 교반하였다. 교반한 후 12000Xg, 4℃ 2에서 15분간 원심분리하여 상층액을 얻어서 DPPH 방법을 이용하여 항산화능을 결정하였다.
- 5, 1, 5, 10, 15, 20% (w/v)되게끔 녹이고, 30분간 교반하였다. 교반한 후 12000Xg, 4℃ 2에서 15분간 원심분리하여 상층액을 얻어서 DPPH 방법을 이용하여 항산화능을 결정하였다.
- 갈변물질 존재여부를 알기 위해서는 일반적으로 390 nm에서 흡광도를 결정한다(5, 6). 분말청국 장을 증류수에 녹인 후, Sephadex G-75 gel filtration chro- matography를 이용하여 분획물을 얻고 390 nm에서 흡광도를 결정하였다(Fig. 1). 측정결과 갈변물질은 17번 분획물로부터 90번까지 광범위하게 존재하였다.
- 갈변물질의 갈변정도와 항산화능이 비례하는지 여부를 결정하였다. 갈변물질의 농도가 높은 앞쪽 분획에서는 항산화능이 거의 없는 것으로 측정되었다(Fig.
- 28, 34, 48, 60, 74번 분획물에 대해서 파장별 스펙트럼을 결정하여 보았다. 60번과 74번 분획물에서는 285 nm에서 상당히 높은 peak가 관찰되었으며, 48번에서는 약한 peak, 그리고 28, 34번 분획물에서는 285 nm에서 전혀 peak가 관찰되지 않았다 (Fig.
- 항산화도가 가장 크게 나타나는 농도를 결정하기 위해 분말청 국장을 100% ethanol에 0.5에서 20% (w/v)가 되게끔 녹인 후 항산화능을 결정하였다(Fig. 5). 그 결과 5%까지는 항산화도가 증가하였으나 5%이상의 농도에서는 항산화도가 일정하게 유지되었다.
대상 데이터
- 청국장 제조에 필요한 균주는 Bacillus licheniformis Bl을 이용하였다 (5).
- 청국장 발효(5)를 하여 습식청국장을 만든 후 진공 동결 건조 기를 이용하여 건조하였다. 건조한 시료를 분쇄하여 미세한 분말을 제조하였다.
- 분말청국장 6 g에 증류수 60 ml를 가하여 진탕하였다. 그런 후 12,000 Xg 4℃2에서 15분간 원심분리한 후 상층액을 취하여 크로마토그래피를 수행하였다.
- 분말청국장의 항산화물질을 추출하기 위해 유기용매인 100% ethanol과 methanol을 사용하였다. 분말청국장을 각 용매에 10% (w/v)가 되게끔 녹인 후, 12000Xg, 41에서 15분간 원심분리하여 상층액을 얻었다.
이론/모형
- 항산화능은 DPPH (1, 1 -diphenyl-2-picrylhydrazyl) 방법을 이용 하였다(8). DPPH는 ethanol에 녹여 0.
- Browning material was determined al 390 nm (◊). Antioxidant activity of browning material was determined using DPPH method. The experimental results were obtained after at least three sample analyses.
- Substances in the powder were extracted by 100% ethanol (lane 1), 100% methanol (lane 2). Their antioxidant activities were determined using DPPH method. BHA solution (0.
성능/효과
- 갈변물질의 갈변정도와 항산화능이 비례하는지 여부를 결정하였다. 갈변물질의 농도가 높은 앞쪽 분획에서는 항산화능이 거의 없는 것으로 측정되었다(Fig. 1). 그러나 50번 분획부터는 항산화능이 나타나기 시작하여 마지막 분획까지 평균 10%이상의 항산 화능을 나타냈다.
- 특히 80번 분획에서는 최고의 항산화능 (20%) 을 보여주었는 데, 이 분획의 갈변물질은 저분자량에 해당되는 것으로 추정된다. 본 연구를 통해 분말청국장에는 분자량이 큰 갈변물질은 항산화능이 거의 없었으며, 분자량이 작은 갈변물질은 항산화능이 더 강한 것을 확인할 수 있었다. 이를 뒷받침하는 다른 보고도 있다(7).
- 28, 34, 48, 60, 74번 분획물에 대해서 파장별 스펙트럼을 결정하여 보았다. 60번과 74번 분획물에서는 285 nm에서 상당히 높은 peak가 관찰되었으며, 48번에서는 약한 peak, 그리고 28, 34번 분획물에서는 285 nm에서 전혀 peak가 관찰되지 않았다 (Fig. 2). 이러한 갈변물질의 흡수 스펙트럼은 이미 보고된 것과 일치하였다(4).
- Ethanol이나 methanol과 같은 유기용매가 생리활성 물질 추출에 많이 이용되고 있다(2). 분말청 국장을 100% ethanol이나 methanol에 녹여 상층액의 항산화능을 결정했을 때, ethanol에 의한 경우는 60.1%, methanol에 의한 경우는 58.9%의 매우 높은 항산화능을 보여 주었다. 이는 증류수 의해 분말청국장에서 추출된 것에 비해 3배 이상의 값이었다.
- Ethanol과 methanol에 의해 분말청국장에서 주출된 물질의 항산화능을 spectrophotometer의 time drive기능을 이용해 1시간 동안 추적해 보았을 때, 초반 10분 이내에 급격한 흡광도의 감소를 확인할 수 있었다(Fig. 4). 따라서 두 용매에 의해 추출된 항산화물질은 빠른 속도로 유리기를 제거할 수 있는 능력을 갖고 있을 것으로 추정된다.
- 5). 그 결과 5%까지는 항산화도가 증가하였으나 5%이상의 농도에서는 항산화도가 일정하게 유지되었다. 따라서 항산화물질을 얻기 위해, 분말청국장을 ethanol에 녹일 때는 분말청국장을 5%이상 높일 필요는 없다.
후속연구
- 유기용매에 의해 추줄된 항산화물질에는 genistein, 갈변물질등이 포함되어 있을 것으로 보인다. 보다 정확한 구성성분을 분석하기 위해서는, 앞으로 NMR, ESR, IR 등을 이용한 보다 깊이 있는 구조분석이 이루어져야겠다.
- 알코올에 의해 추출된 분말청국장의 항산화물질은 BHA이상의 항산화성을 갖고 있다. 앞으로 분말청국장의 항산화 물질의 안전성을 검증하는 생체실험이 필요하다. 안정성이 확보된다면, 분말청국장의 항산화물질은 앞으로 식용유, 주류 등에 천연 항산화제로 광범위하게 개발, 이용될 수 있을 것이다.
- 앞으로 분말청국장의 항산화 물질의 안전성을 검증하는 생체실험이 필요하다. 안정성이 확보된다면, 분말청국장의 항산화물질은 앞으로 식용유, 주류 등에 천연 항산화제로 광범위하게 개발, 이용될 수 있을 것이다.
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