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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 국내산 몰로키아의 식품학적 특성을 구명하기 위한 연구의 일환으로 일차적으로 몰로키아 잎으로부터 점질성의 mucilage를 추출하여 영양성분을 조사함과 동시에 추출온도에 따른 추출수율, 점성 및 분자량분포 등의 물리적 특성을 검토함에 의해 몰로키아 가공제품의 개발을 위한 기초자료를 얻고자 하였다.
가설 설정
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1)CYA mean the sum of cysteine & cystine.
제안 방법
- AOAC 방법(8)에 따라 시료 일정량을 회화용 도가니에 취하여 500℃에서 2시간 회화시켜 얻은 회분에 염산용액 (HCI:H2O=1 : 1 희석액)으로 50mL가 되게 정용한 후 발광플라즈마 분석기 (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrophotometer, Jovin Yvon JY38 Plus, France)를 사용하여 Ca와 Fe의 함량을 측정하였다.
- 즉 총 polyphen이의 함량은 추출물 5 mL에 Folin-Denis시약 5mL를 가하여 혼합하고 실온에서 1시간 방치시킨 후 760nm에서의 흡광도를 측정하고 chlorogenic acid를 표준물질로 하여 환산하였다. Flavanol형 탄닌의 정량은 van-illin-sulfuric acid 시약을 이용하여 catechin으로 계산하였다. 즉 주줄물 3mL를 얼음물 중에서 진탕하면서 vanillin 시약 6mL를 15초 동안 가하고, 실온에서 15분 방치한 후 500nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 즉 주줄물 3mL를 얼음물 중에서 진탕하면서 vanillin 시약 6mL를 15초 동안 가하고, 실온에서 15분 방치한 후 500nm에서 흡광도를 측정하였다. Leucoanthocyan의 정량은 염산-부탄올 시약을 이용하여 cyanidin으로 계산하였다. 즉 추출액 1mL를 cap tube에 넣고 염산-부탄올액(1: 19) 10mL를 가하여 혼합한 후 3분간 실온에 방치하고 밀봉하여 끓는 물에서 30분간 가열시킨 다음 냉각하고 550nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 이를 membrane filter로 여과하고 여액 중 일부에 유도체시약(methanol: water: triethylamine : PITC = 7 : 1:1:1 혼합시약, v/v)을 첨가한 다음 이를 감압건고 하였다. 건고물을 시료희석제에 용해시킨 후 HPLC로 분석하였다.
- 몰로키아 분말에 20배 량의 증류수를 가하여 50, 60, 70, 80℃에서 각각 2시간 열수추출 후 여과포로 착즙하였다. 각 착즙액에 최종농도가 55%가 되게 에탄올을 첨가하고 서서히 저어준 후 방치하여 침전물을 얻은 다음 혼입된 클로로필 등의 색소성분을 제거하기 위해 acetone으로 씻고 나서 40℃에서 2시간 건조시켜 mucilage를 얻었다.
- 염산을 제거하였다. 이를 membrane filter로 여과하고 여액 중 일부에 유도체시약(methanol: water: triethylamine : PITC = 7 : 1:1:1 혼합시약, v/v)을 첨가한 다음 이를 감압건고 하였다. 건고물을 시료희석제에 용해시킨 후 HPLC로 분석하였다.
- 즉 mucilage의 농도를 1%로 하고 원통형 점도계 (Haake RV20, U.K)를 사용하여 25℃에서 전단속도(γ)를 1분 동안에 0 sec-1에서 2000 sec-1까지 증가시키면서 전단응력(σ)의 변화를 측정하였다.
- 한편 void volumee blue dextran(Sigma Co. 분자량: 2,000,000)을 사용하여 위와 동일한 조건으로 용출시켜 조사하였으며 total volumee glucose를 주입시킨 후 용줄될 때까지의 용출액으로 정하였다.
대상 데이터
- 여주 참빛 천마작목반에서 재배한 몰로키아 잎(2000년도산)을 냉풍 건조하고 100mesh 이하로 분쇄시킨 분말을 실험에 사용하였다.
이론/모형
- AOAC 방법简에 따라 시료 일정량을 분해관에 넣어 6N 염산용액 20mL를 가하고 질소가스를 5분간 통과시킨 다음 밀봉하여 110℃에서 22시간 가수분해시키고 나서 감압농축시켜 염산을 제거하였다. 이를 membrane filter로 여과하고 여액 중 일부에 유도체시약(methanol: water: triethylamine : PITC = 7 : 1:1:1 혼합시약, v/v)을 첨가한 다음 이를 감압건고 하였다.
- 몰로키아 분말의 수분, 조단백, 조지방, 조회분, 조섬유는 AOAC 방법(8)에 따라 정량 하였으며 nitrogen free extract는 100에서 수분, 조단백, 조지방, 조회분, 조섬유의 함량을 제한 값으로 하였다.
- 비타민 A와 C의 정량은 AOAC 방법(8)에 따라 측정하였다. 즉 몰로키아 분말 일정량에 물과 메탄올 및 chloroform을 첨가하여 비타민 A를 추출한 다음 분별깔대기에서 chloroform 층을 분리하고 감압농축 시켰다.
- 여기에 2N KOH-EtOH를 가하여 가수분해시킨 다음 디에틸에테르를 가하여 얻어진 상징액을 감압 농축시킨 후 메탄올을 가하고 여과 한 다음 HPLC에 주입하여 비타민 A를 정량하였다. 비타민 C의 함량은 2,4-dinitrophenyl hydrazine 비색법을 이용하여 정량하였다.
- 1 M NaCI를 43mL/hr 속도로 용출시켰다. 용출액은 fraction collector를 이용하여 5 mL씩 분취한 후 페놀-황산법으로 각 획분의 총당량을 측정하였다.
- 폴리페놀화합물의 분석은 Nakabayashi의 방법(9)에 따라 실시하였다. 즉 총 polyphen이의 함량은 추출물 5 mL에 Folin-Denis시약 5mL를 가하여 혼합하고 실온에서 1시간 방치시킨 후 760nm에서의 흡광도를 측정하고 chlorogenic acid를 표준물질로 하여 환산하였다.
성능/효과
- Flavanol형 탄닌: 몰로키아 잎과 mucilage의 flavanol형 탄닌의 함량을 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량과 마찬가지로 잎의 경우는 407.1 mg%로서 mucilage의 184.6 mg%에 비해 2배 이상의 높은 함량을 보였다.
- Leucoanthocyan: 몰로키아 잎이 303.4 mg%, mucilage는 130.6 mg%를 나타내어 잎의 경우 mucilage에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타났다.
- Mucilage를 구성하는 다당류 및 단백질의 분자량 분포를 측정 하기 위하여 Sepharose CL-2B column(3.2X95cm)을 사용하여 겔 여과를 실시한 결과(Fig. 3) mucilage를 구성하는 다당류는 대부분 분자량 40,000-500,000 dalton 정도의 크기를 나타내었으나 40,000 dalton 이하의 것도 일부 존재하는 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과는 몰로키아 다당의 분자량이 500,000 dalton 정도라는 연구결과(10)와 유사하였다. 향후 국내산 몰로키아의 점질물을 구성하는 다당의 본체를 해명하기 위해서는 구성당의 조성, 적외선흡수 스펙트럼, 과요오드산 산화법 및 메틸화 분석법에 의한 평균 단위쇄장 등 다당의 결합양식 등에 대한 더욱 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 총 폴리페놀 함량: 몰로키아 잎과 이로부터 얻은 mucilage의 총 폴리페놀 함량 및 조성을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 몰로키아 잎의 총 폴리페놀 함량은 건물량 기준 3,988 mg%로서 폴리페놀의 보고(寶庫)라 일컬어지는 녹차나 미숙사과에 비해 손색이 없는 것으로 나타났다. 한편 mucilage의 총 폴리페놀 함량은 1,800mg% 정도로 잎의 50% 정도 수준이었다.
- 반면 단백질과 총당의 경우에 있어서는 추출온도가 높아짐에 따라 단백질은 50℃의 26.8%에서 80℃의 20.2%로 감소한 반면 총당은 46.5%에서 51.9%로 증가경향을 나타내어 총당에 비해 단백질의 감소경향이 더욱 큰 것으로 나타났으며 또한 단백질의 총당에 대한 비율이 50℃의 57.6%에서 80℃의 38.9%로 점차 낮아지는 경향이었다. 따라서 이와 같은 결과들이 mucilage의 점성변화에 영향을 미친 것으로 사료된다.
- 이상의 몰로키아 잎과 mucilage의 폴리페놀성 물질의 조성 및 함량 측정 결과를 토대로 개개 획분의 함량이 총 폴리페놀에서 차지하는 구성비를 살펴본 결과 잎의 경우는 특히 chlorogenic acid의 구성비가 높아 총 폴리페놀 함량의 약 24.6%를 차지하였고, flavanol형 탄닌이 10%, leucoantocyan이 7.6%를 차지하는 것으로 나타난 반면 mucilage의 경우 chlorogenic acid의 구성비가 총 폴리페놀 함량의 약 15.0%를 차지하였고, flavanol형 탄닌이 10.0%, leucoantocyan이 7.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 이와 같은 몰로키아 잎과 mucilage의 폴리페놀 구성비의 차이는 잎의 경우 chlorogenic acid가 mucilage에 비해 상대적으로 높은 구성비를 차지하고 있기 때문인 것으로 사료된다.
- 반면 에탄올 침전으로 얻어지는 mucilage의 수율이 온도가 높아짐에 따라 오히려 감소 경향을 보인 것은 mucilage의 경우 착즙액의 양이 중요한 것이 아니라 착즙액에 함유된 점질성 다당의 변성정도가 더욱 중요한 것임을 말해주는 것이라 사료된다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 몰로키아 분말로부터 점질성의 mucilage를 추출할 경우 가능한 한 낮은 온도에서의 추출로 변성정도를 최대한 억제하는 것이 mucilage 수율의 면에서 바람직한 것으로 사료된다.
후속연구
- 그 밖의 영양성분으로서 특기할 만한 것은 무기물 중 칼슘의 함량이 2,000mg% 이상으로 대단히 높았는데 이는 일반적으로 칼슘의 함량이 높은 식품으로 알려진 멸치의 900~l,900mg%보다 더 높은 값이었다. 뿐만 아니라 비타민 A의 함량도 79mg% 정도로 높았는데 이와 같은 결과를 통하여 몰로키아 잎은 단백질과 미네랄, 그리고 비타민 등이 풍부하기 때문에 건강식으로서의 효과도 기대해 볼 수 있을 것으로 사료된다.
- 따라서 이와 같은 결과들이 mucilage의 점성변화에 영향을 미친 것으로 사료된다. 한편 몰로키아 mucilage를 구성하는 당류는 rhamnose와 glucuronic acid인 것으로 알려져 있고 특히 다른 식물의 점질성 다당과는 차별적으로 glucuronic acid의 함량이 높은 것으로 보고되어 있어(#,10) 국내산 몰로키아의 경우에도 mucilage의 구조 및 구성당의 조성 등에 대한 면밀한 연구가 뒤 따라야 할 것으로 사료된다.
- 3) mucilage를 구성하는 다당류는 대부분 분자량 40,000-500,000 dalton 정도의 크기를 나타내었으나 40,000 dalton 이하의 것도 일부 존재하는 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과는 몰로키아 다당의 분자량이 500,000 dalton 정도라는 연구결과(10)와 유사하였다. 향후 국내산 몰로키아의 점질물을 구성하는 다당의 본체를 해명하기 위해서는 구성당의 조성, 적외선흡수 스펙트럼, 과요오드산 산화법 및 메틸화 분석법에 의한 평균 단위쇄장 등 다당의 결합양식 등에 대한 더욱 면밀한 검토가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 한편 단백질의 겔 여과 pattern을 살펴볼 때, mucilage의 단백질 또한 분자량 40,000-500,000 dalton 사이에서 나타나는 점으로 미루어보아 몰로키아 점질물을 구성하는 단백질은 다당류와 결합된 상태로 존재하는 것으로 추정되지만 몰로키아 점질물을 구성하는 단백질의 분자량이 78,000, 137,000, 150,000 정도이었다는 보고보다는 다소 높은 것으로 나타났다(3).
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