[논문]홍화씨 추출분말 함유 건강음료의 제조와 항산화성

김준한; 박준홍; 박소득; 최성용; 성종환; 문광덕

홍화씨 추출분말 함유 건강음료의 제조와 항산화성
Preparation and Antioxidant Activity of Health Drink with Extract Powders from Safflower (Carthamus tinctorius L.) Seed 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.34 no.4 = no.164, 2002년, pp.617 - 624

김준한 (경북대학교 식품공학과) , 박준홍 (경북농업기술원 의성약초시험장) , 박소득 (경북농업기술원 의성약초시험장) , 최성용 (경북농업기술원 의성약초시험장) , 성종환 (밀양대학교 식품과학과) , 문광덕 (경북대학교 식품공학과)

초록
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홍화씨 에탄올추출 동결건조분말을 이용한 건강음료의 제조와 그의 품질특성 및 항산화성을 조사하였다. 추출건조분말의 수율은 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출물이 5.62%로 가장 높았다. 음료제품의 당도는 $11.4{\sim}14.2%$, pH는 $2.83{\sim}3.34$, 산도는 $0.09{\sim}0.91%$이였고, 총페놀 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 117 mg/g로, 음료제품은 SD-I이 440 ppm으로 가장 높았고, 총플라보노이드 함량은 60% 에탄올추출 동결건조분말이 49 mg/g로, 음료제품 SD-V가 138 ppm으로 가장 높았다. 또한, serotonin 화합물인 serotonin-I과 serotonin-II의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말과 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올 추출 동결건조분말에서 가장 높은 21.09 ppm과 33.56 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료의 경우는 SD-II에서 3.83 ppm과 5.81 ppm으로 가장 높게 나타났으며, acacetin의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 13.53 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료에서는 SD-V가 1.14 ppm으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 또한, DPPH 소거활성은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 94.51%로, 음료제품 SD-I이 94.88%을 나타내어 100 ppm BHA 표준용액의 93.88%보다 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전제적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었다. 이러한 결과들은 항산화제 및 기능성식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여 주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Health drinks were prepared with freeze dried powder of 60% ethanol extract (60% EFDP), 60% ethanol extract after hydrolysis with amyloglucosidase (60% AEFDP) and 80% ethanol extract (80% EFDP) from roasted safflower seed. Quality characteristics and antioxidative properties were investigated. Yield of freeze dried powders were ranged in $4.67%{\sim}5.62%$. Brix, pH and titratable acidity of safflower drinks were ranged in $11.4{\sim}14.2%$, $2.83{\sim}3.34$ and $0.09{\sim}0.91%$, respectively. Content of total phenolic compounds was much more in 80% EFDP (117 mg/g) and safflower drink-I (SD-I, 440 ppm) than others. Content of total flavonoid was observed in higher level in 60% EFDP (49 mg/g) and safflower drink-V (SD-V, 138 ppm) than others. Antioxidant compounds such as N-[2-(5-hydroxy-1H-indol-3-yl)ethyl]ferulamide(serotonin-I) and N-[2-(5-hydroxy-1H-indol-3yl)ethyl]-p-coumaramide(serotonin-II) exhibited higher contents of 21.09 ppm, 33.56 ppm in 60% EFDP and of 3.83 ppm, 5.81 ppm in safflower drink-II (SD-II) than others. Content of acacetin was much more in 80% EFDP (13.53 ppm) and safflower drink-IV (SD-IV, 1.14 ppm) than others. From the DPPH test to measure antioxidant activity, it was shown that 80% EFDP and SD-I have stronger scavenging activities of 94.58% and 94.88%, respectively, while BHA standard solution does 93.88%. Among drinks, SD-II was revealed to have highest level on overall acceptance, color and flavor through sensory evaluation. These results induced that safflower seed can be used as natural antioxidant and functional food material.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

제조는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 홍화씨의 유효성분의 확인과 이의 적절한 추출방법을 확립하고 이 추출물을 이용한 기능성 건강음료의 제조조건의 기초적 연구를 수행하고자 하였다.
홍화씨 에탄올추출 동결건조분말을 이용한 건강음료의 제조와 그의 품질특성 및 항산화성을 조사하였다. 추출건조분말의 수율은 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출물이 5.

제안 방법

60% EFDP: freeze dried powder of 60% ethanol extract from roasted safflower seed, 60% AEFDP: freeze dried powder of hydrolysis with amyloglucosidase (15 unit per 1 mL) and 60% ethanol extract from roasted safflower seed, 80% EFDP: freeze dried powder of 80% ethanol extract from roasted safflower seed, SD-I: safflower drink-I; 60% EFDP, SD-II: safflower drink-II;, 60% AEFDP+1% GES(hot water extract solution from 1% ginseng), SD-III: safflower drink-III; (60% EFDP+60% AEFDP)+(1% GES+5% SES(hot water extract solution from 5% Schizandra chinensis bailon), SD-IV: safflower drink-IV; 60% AEFDP+(1% GES+5% SES), SD-V: safflower drink-V; 80% EFDP+5% SES.
l,l-Diphenyl-2-piciylhydrazyl(DPPH)에 의한 항산화활성 측정은 DPPH용액(0.15mM DPPH 메탄올용액) 4mL와 시료용액 1 mL를 voltex로 균일하게 혼합한 다음 실온에서 30분간 방치한 후 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때, BHA용액은 100 ppm 농도로 하여 동일한 방법으로 흡광도를 측정하였다.
9×300mm), 파장은 serotonin 화합물은 300 nm, acacetin은 330nm에서 분석하였다. 이동상으로는 A 용매는 H₃PO₄(pH 3.0)과 혼합한 20% 메탄올용액, B용매는 80% 메탄올용액으로 하여 농도기울기로 분석하였다^(10,18,19). 표준물질 중 N-[2-(5-hydroxy-lH-indol-3-yl)ethyl] ferulamide (serotonin-I)과 N-[2-(5-hydroxy-lH-indol-3yl)ethyl]-p-coumaramide( serotonin-II)는 Kang의 방법⁽¹⁰⁾에 따라 정제하여 사용하였고, acacetin은 Sigma Chemical Co.
02%를 첨가하여 제조한 홍화음료의 배합표는 Table 1과 같다. 즉, 음료의 배합수로는 증류수, 1% 인삼추출액 및 5% 오미자추출액을 사용하였고, 감미료로는 백설탕, 결정포도당, 액상올리고당과 gum arabic 분말을, 산미료는 citric acid, ascorbic acid와 sodium citrate를, 색소는 식용 홍화황색색소를, 향으로는 drink flavor를 사용하여 제조하였다.
홍화음료 당도(%)는 굴절당도계 (Atago 2110-WO5 hand refractometer, Japan)로 측정하였고, pH는 pH meter(Coming ion analyzer 250, US A)로 즉정하였으며, 적정산도(%)는 0.1 N-NaOH로 중화적정하여 citric acid로 환산하였다. 시료액의 색도는 색차계(Minolta CR-200, Japan)로 L.
홍화음료 시료용액 50mL를 취하여 40℃에서 진공건조 후 80% 메탄올용액 5mL로 정용한 시료액 3mL를 Sep-pak C₁₈ cartridges 및 0.45 ㎍ membrane Hlter로 여과한 후 HPLC (Waters 510, Waters, USA)로 분석하였다. 검출파장은 PDA detector(Model 996, Waters, USA)로 흡광도를 scanning한 후 최대 흡광파장으로 하였다.
홍화음료의 유기산분석은 시료액 5 mL를 취하여 Sep-pak C₁₈ cartridges 및 0.45 ㎛ membrane filter로 여과한 후 HPLC(Waters 510, Waters, USA)로 분석하였다. 분석조건은 column은 supelcogel C-610H(7.
홍화음료의 유리당분석은 시료용액 50nL를 취하여 40℃ 에서 진공건조 후 증류수 5mL로 정용한 시료용액 3mL를 Sep-pak C₁₈를 통과시 킨 후 0.45 ㎛ membrane filter로 여과한 후 HPLC(Waters 510, Waters, USA)로 분석하였다. 분석조건으로 column은 carbohydrate column(4.

대상 데이터

본 실험에 사용된 홍화씨는 경북 의성군 소재 경북농업기술원 의성약초시험장에서 2000년도 8월에 재배, 수확된 국내산 홍화 청수품종을 시료로 사용하였다.
홍화씨를 정선, 선별하여 볶음온도 190℃에서 20분간 볶음처리 한 분말시료 100g에 60%, 80% 에탄올 용액 1 L를 가하여 환류냉각기가 부착된 heating mantle에서 80℃, 2시간 반복추출 후 Whatman No. 5로 여과한 후 hexane으로 지질을 제거하고 40℃ 이하에서 진공농축하여 추출용매인 에탄올을 제거한 후 -70℃ 동결건조기에서 분말화하여 시료로 사용하였다. 또한, 효소처리는 amyloglucosidase(Sigma Chemical Co.

데이터처리

홍화음료의 관능검사는 맛, 향미, 색, 전체적 기호도를 기호도와 강도로 나누어 5단계 평점법(매우 나쁘다(1), 매우좋다(5))으로 3회 반복 실시하였고, 결과는 SAS통계처리에 의한 Duncan's multiple range test로 유의성을 검정하였다.

이론/모형

종페놀 함량은 페놀성물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 것을 이용한 Folin-Denis법^(17,20)으로 측정하였다. 즉, 시료액 50mL를 취하여 40℃에서 진공건조 후 80% 에탄올용액 5 mL로 정용하였다.

성능/효과

1)Safflower seed powders are 60% EFDP: freeze dried powder of 60% ethanol extract from roasted safflower seed, 60% AEFDP: freeze dried powder of hydrolysis with amyloglucosidase (15 unit per 1 mL) and 60% ethanol extract from roasted safflower seed and 80% EFDP: freeze dried powder of 80% ethanol extract from roasted safflower seed.
Acacetin의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 13.53 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료에서는 SD-V 가 1.14ppm으로 가장 높은 함량을 나타내어 이는 음료제조시 첨가된 홍화씨 80% 에탄올추출 동결건조분말 자체에 함유된 플라보노이드 성분인 acacetin의 높은 함량에 의한 것으로 생각된다.
7에 나타내었다. SD-I의 경우는 색, 단맛 및 향에서, SD-II의 경우는 신맛, 쓴맛 및 전체적 기호도에서, SD-UI의 경우는 단맛과 향에서, SD-IV의 경우는 향에서 가장 높은 관능점수를 얻었으며, SD-V의 경우는 전반적으로 모든 항목에서 낮은 관능점수를 얻었으며 특히, 단맛, 신맛 및 쓴맛에서 가장 낮은 관능점수 얻었는데 이는 홍화음료 제조에 사용된 배합수로 오미자 추출액을 사용한 결과로 생각되며 이것은 오미자에 함유된 유기산과 탄닌성분⁽¹⁶⁾의 추출로 인한 그들의 함량 증가에 따른 신맛과 쓴맛의 강도 증가로 인한 관능적 특성 요소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 따라서, 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전체적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었으며, 특히, 홍화음료의 색은 황색계열의 엷은 황색을 전반적으로 선호함을 알 수 있었고, 신맛은 단맛과 조화를 이룬 SD-II가 높은 관능점수를 얻었다.
5와 같다. serotonin-I과 serotonin-II의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말과 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 21.09 ppm과 33.56 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료의 경우는 SD-II에서 3.83 ppm과 5.81 ppm으로 가장 높게 나타났다.
SD-I의 경우는 색, 단맛 및 향에서, SD-II의 경우는 신맛, 쓴맛 및 전체적 기호도에서, SD-UI의 경우는 단맛과 향에서, SD-IV의 경우는 향에서 가장 높은 관능점수를 얻었으며, SD-V의 경우는 전반적으로 모든 항목에서 낮은 관능점수를 얻었으며 특히, 단맛, 신맛 및 쓴맛에서 가장 낮은 관능점수 얻었는데 이는 홍화음료 제조에 사용된 배합수로 오미자 추출액을 사용한 결과로 생각되며 이것은 오미자에 함유된 유기산과 탄닌성분⁽¹⁶⁾의 추출로 인한 그들의 함량 증가에 따른 신맛과 쓴맛의 강도 증가로 인한 관능적 특성 요소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 따라서, 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전체적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었으며, 특히, 홍화음료의 색은 황색계열의 엷은 황색을 전반적으로 선호함을 알 수 있었고, 신맛은 단맛과 조화를 이룬 SD-II가 높은 관능점수를 얻었다.
14 ppm으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 또한, DPPH 소거활성은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 94.51%로, 음료제품 SD-I이 94.88%을 나타내어 100 ppm BHA 표준용액의 93.88%보다 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전제적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었다.
91%이였고, 총페놀 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 117mg/g로, 음료제품은 SD- I이 440 ppm으로 가장 높았고, 총플라보노이드 함량은 60% 에탄올추출 동결건조분말이 49rng/g로, 음료제품 SD-V가 138 ppm으로 가장 높았다. 또한, serotonin 화합물인 serotonin- I과 serotonin-II의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말과 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 21.09 ppm과 33.56 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료의 경우는 SD-II에서 3.83 ppm과 5.81 ppm으로 가장높게 나타났으며, acacetin의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 13.53 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료에서는 SD-V가 1.14 ppm으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 또한, DPPH 소거활성은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 94.
또한, 음료의 유기산으로는 Fig. 3와 같이 citric acid, malic acid, fumaric acid가 확인되었고 음료의 신맛을 보충하기 위해 첨가된 citric acid가 주요한 유기산으로 60.3-763.6 mg% 함유되어 있었으며 음료의 배합수로 오미자추출액을 사용하여 제조한 SD-V에서는 오미자에 함유된 유기산인 citiric acid 등⁽¹⁶⁾이 추출되어 나온 추출배합수의 사용에 의한 홍화음료의 유기산 함량을 상대적으로 많이 증가시켰음을 알 수 있었다.
또한, 홍화음료의 경우는 SD-Ⅰ과 SD-III에서 94.88%와 94.08%로 다른 음료 제품에 비해 매우 높은 활성을 나타내었고, 100 ppm BHA 표준용액의 항산화 활성보다 매우 높게 나타났다. 이러한 결과는 홍화씨에는 강한 항산화 작용을 가지는 항산화 성분들이 많이 함유되어 있음을 확인 할 수 있었으며 또한, 기능성식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.
62%로 가장 높았다. 음료제품의 당도는 11.4~14.2%, pH는 2.83-3.34, 산도는 0.09~0.91%이였고, 총페놀 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 117mg/g로, 음료제품은 SD- I이 440 ppm으로 가장 높았고, 총플라보노이드 함량은 60% 에탄올추출 동결건조분말이 49rng/g로, 음료제품 SD-V가 138 ppm으로 가장 높았다. 또한, serotonin 화합물인 serotonin- I과 serotonin-II의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말과 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 21.
05 ppm으로 다른 음료에 비해 매우 높았고 이는 홍화씨 자체에 함유된 폴리페놀성 화합물의 영향으로 나타난 결과로 생각된다. 총플라보노이드 함량은 60% 에탄올추출에서 48.93 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었고 음료의 경우는 SD-V에서 137.59ppm으로 높게 나타나 이것은 배합수로 사용된 오미자추출액에 의한 음료제품의 전제적인 총플라보노이드 함량을 증가시킨 것으로 보여진다.
그의 품질특성 및 항산화성을 조사하였다. 추출건조분말의 수율은 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출물이 5.62%로 가장 높았다. 음료제품의 당도는 11.
홍화씨 에탄올추출 동결건조분말을 이용하여 제조한 홍화음료의 수율, 당도, pH 및 산도를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다, 동결 건조분말의 수율은 4.62-5.62% 수준으로 amyloglu- cosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높았으며, 강⁽¹⁰⁾의 80% 메탄올추출 농축건고물의 수율이 9.00%이었다는 결과와는 다소 낮은 수치를 보였으나 이는 추출용매와 건조방법의 차이에 의한 결과로 보여진다. 홍화음료의 당도는 11.
6에 나타내었다. 홍화씨 에탄올추출 동결건조분말의 경우 electron donating ability (EDA, %)가 92.39~94.51%로 전반적으로 100ppm BHA 표준용액의 항산화 활성 93.83%보다 높거나 유사한 항산화 활성을 보였고, 특히 80% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 94.51% 의 항산화 활성을 나타내었는데 이는 홍화씨 80% 에탄올추출 동결건조분말에 함유된 항산화성 물질로 알려진 polyphenol 화합물, serotonin 화합물 및 acacetin 등의 높은 함량에 의한강한 항산화 활성을 보임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 Roh 등⁽⁹⁾, 강⁽¹⁰⁾ 및 김 등⁽¹¹⁾의 홍화씨에서 분리한 serotonin 화합물이 α-tocopherol, BHA, BHT 및 L-ascorbic acid 보다 높은 활성을 보였다는 연구결과와 유사한 결과를 나타냄을 확인 할 수 있었다.
88%보다 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전제적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었다. 이러한 결과들은 항산화제 및 기능성 식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.
홍화음료의 색도를 측정한 결과는 Fig. 2와 같이 명도를 나타내는 L값은 인삼추출액을 배합수로 사용한 경우와 식용 홍화황색색소를 사용한 SD-I과 SD-II에서 매우 높은 값으 보였고, 오미자 추출액을 배합수로 제조한 SD-V의 경우는 적색도(a value)와 황색도(b value)값의 상승을 보였는데 이는 배합수 제조에 사용한 오미자의 anthocyanin 색소가 추출되어 나온 추출배합수의 사용에 의한 홍화음료의 a값과 b값의 전반적인 상승을 가져온 것으로 판단되며 상대적으로 L값의 감소현상을 보였고 전체적인 색차를 나타내는 AE 값에서도 높은 차이를 나타내었다.
홍화음료의 유리당 조성은 Fig. 3과 같이 glucose, sucrose, maltose, arabinose 및 fructose가 주된 당이었고 음료의 감미료로 첨가된 glucose와 sucrose가 주요한 당으로 확인되었고, maltose가 503-638 mg%의 함량을 함유하고 있었는데 이것은 액상올리고당과 혼합배합수로 사용된 인삼과 오미 차추출액(20)의 혼합에 의한 것으로 판단된다.

후속연구

08%로 다른 음료 제품에 비해 매우 높은 활성을 나타내었고, 100 ppm BHA 표준용액의 항산화 활성보다 매우 높게 나타났다. 이러한 결과는 홍화씨에는 강한 항산화 작용을 가지는 항산화 성분들이 많이 함유되어 있음을 확인 할 수 있었으며 또한, 기능성식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.
홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전제적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었다. 이러한 결과들은 항산화제 및 기능성 식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.

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Nowak, K., Kujawa, R. and Zademowski, R. Antioxidative and antibacteral properties of phenolic compounds in rapeseed. Fat Sci. Technol. 94: 149-152 (1992)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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