가공 과정에서 대량 발생하는 폐기물 중 하나인 귤피를 천연 기능성 소재로 개발하기 위한 기초자료를 마련하고자 추출방법을 달리한 귤피 추출물의 생리활성을 확인하였다. 또한 감마선 조사에 의한 귤피 추출물의 생리활성 변화에 관하여도 관찰하였다. 정치추출의 경우 열수추출에 비해 초기 L$^{*}$ 값이 낮은 반면 a$^{*}$ 값과 b$^{*}$ 값이 높았으나 저장기간 또는 감마선 조사에 의해 차이가 없어졌으며, 감마선 조사선량의 증가에 따라 귤피추출액의 L$^{*}$ 값과 a$^{*}$ 값은 증가하였으며, b$^{*}$ 값은 감소하였다. 전자공여능, tyrosinase 저해효과, nitrite 소거능은 감마선 조사에 의해 영향을 받지 않았으나 저장기간동안 이러한 생리활성이 감소함을 확인하였다. 또한 추출방법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사는 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 주지 않음을 확인하였다. 그러므로 경제적인 추출방법을 선택한다면 감귤가공후 폐자원인 귤피를 다양한 용도의 기능성 소재로 활용할 수 있다고 판단된다.
가공 과정에서 대량 발생하는 폐기물 중 하나인 귤피를 천연 기능성 소재로 개발하기 위한 기초자료를 마련하고자 추출방법을 달리한 귤피 추출물의 생리활성을 확인하였다. 또한 감마선 조사에 의한 귤피 추출물의 생리활성 변화에 관하여도 관찰하였다. 정치추출의 경우 열수추출에 비해 초기 L$^{*}$ 값이 낮은 반면 a$^{*}$ 값과 b$^{*}$ 값이 높았으나 저장기간 또는 감마선 조사에 의해 차이가 없어졌으며, 감마선 조사선량의 증가에 따라 귤피추출액의 L$^{*}$ 값과 a$^{*}$ 값은 증가하였으며, b$^{*}$ 값은 감소하였다. 전자공여능, tyrosinase 저해효과, nitrite 소거능은 감마선 조사에 의해 영향을 받지 않았으나 저장기간동안 이러한 생리활성이 감소함을 확인하였다. 또한 추출방법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사는 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 주지 않음을 확인하였다. 그러므로 경제적인 추출방법을 선택한다면 감귤가공후 폐자원인 귤피를 다양한 용도의 기능성 소재로 활용할 수 있다고 판단된다.
Citrus peel extract was prepared using 70％ ethanol solution by two extraction conditions (20$^{\circ}C$ for 72 hours and 85$^{\circ}C$ for 3 hours). The effect of gamma-irradiation on the changes of physiological activity also investigated at 0, 5, 10 and 20 kGy of absorbed dos...
Citrus peel extract was prepared using 70％ ethanol solution by two extraction conditions (20$^{\circ}C$ for 72 hours and 85$^{\circ}C$ for 3 hours). The effect of gamma-irradiation on the changes of physiological activity also investigated at 0, 5, 10 and 20 kGy of absorbed doses. Color characteristics, DPPH radical scavenging, tyrosinase inhibition and nitrite scavenging activities of the extracts were measured at 41$^{\circ}C$ for 30 days. Color values were different by extraction methods at the initial stage, which heat-extracted sample had lower L$^<$TEX>＊/ - but higher a$^<$TEX>＊/ - and b$^<$TEX>＊/ -values than those extracted at room temperature. Irradiation changed color of the extract lighter by increasing Hunter color L$^<$TEX>＊/ - and a$^<$TEX>＊/ -values. DPPH radical scavenging, tyrosinase inhibition and nitrite scavenging activities were not affected by either extraction methods or irradiation but significantly reduced by storage time. Therefore, when the cost-effective extraction methods is selected, the citrus peel extracts, which is a major byproduct in citrus processing, could be used as a functional material in various applications.
Citrus peel extract was prepared using 70％ ethanol solution by two extraction conditions (20$^{\circ}C$ for 72 hours and 85$^{\circ}C$ for 3 hours). The effect of gamma-irradiation on the changes of physiological activity also investigated at 0, 5, 10 and 20 kGy of absorbed doses. Color characteristics, DPPH radical scavenging, tyrosinase inhibition and nitrite scavenging activities of the extracts were measured at 41$^{\circ}C$ for 30 days. Color values were different by extraction methods at the initial stage, which heat-extracted sample had lower L$^<$TEX>＊/ - but higher a$^<$TEX>＊/ - and b$^<$TEX>＊/ -values than those extracted at room temperature. Irradiation changed color of the extract lighter by increasing Hunter color L$^<$TEX>＊/ - and a$^<$TEX>＊/ -values. DPPH radical scavenging, tyrosinase inhibition and nitrite scavenging activities were not affected by either extraction methods or irradiation but significantly reduced by storage time. Therefore, when the cost-effective extraction methods is selected, the citrus peel extracts, which is a major byproduct in citrus processing, could be used as a functional material in various applications.
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문제 정의
가공 과정에서 대량 발생하는 폐기물 중 하나인 귤피를 천연 기능성 소재로 개발하기 위한 기초자료를 마련하고자 추출방법을 달리한 귤피 추출물의 생리활성을 확인하였다. 또한 감마선 조사에 의한 귤피 추출물의 생리활성 변화에 관하여도 관찰하였다.
따라서 본 연구에서는 막대한 양이 폐기처분되고 있는 감귤 껍질 추출물의 다양한 생리활성을 평가하고 천연기능성 식품소재로서 개발 가능성을 밝히고자 추출방법을 달리하여 귤피 추출물을 제조한 후 감마선 처리를 병행하여 추출물의 생리활성의 변화를 측정하였다.
제안 방법
본 실험에 사용된 귤은 2002년에 수확된 제주도산 mandarine(c(Yrus unshiu)-^- 사용하였다. 추출방법으로는 1) 수확된 귤피 1 kg과 70% 에탄올 10 L를 실온(2(TC)에서 72시간 침지한 후 감압여과하는 방법(정치추출)과, 2) 귤피 1 kg 과 70% 에탄올 10 L를 Soxhlet 추출장치를 이용하여 85℃에서 3시간동안 추출한 후 감압여과하는 방법(열수추출)을 사용하였다. 추출 후 얻어진 추출액의 °Brix는 21로 두 처리구 에서 유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.
Tyrosinase 활성저해 측정 방법은 tyTsinase의 작용결과 생성되는 dopachrome을 비색법을 이용하여 측정하였다 Mushroom tyrosinase(100 unit/mL)를 02 mL, 기질로서 DOPA 0.4 mL, buffer 0.2 mL의 혼합액에 귤피 추출물 원액 0.2 mL 을 첨가한 후 37℃에서 15분간 반응시켜 475 nm에서 측정 하고 dopachrome의 변화를 저해능으로 환산하였다.
선량은 0, 5, 10 및 20kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며, 조사처리 방법은 Jo 등(14)의 방법을 준용하였다. 감마선 조사 후 추출액의 °Brix 또한 변화가 없었으며, 시료는 4℃ 냉장고에 30일간 저장하면서 색도 및 생리활성 능력을 평가하였다.
귤피 추출물의 색도 측정은 추출물 10mL을 quartz cell(CM A-98, 10 mm in width)에 옮기고 Color Difference Meter(Spectrophotometer CM-3500d, Minolta Co., Ltd. Osaka, Japan)를 이용하여 측정하였으며 Illuminant D65 10° 광원을 사용하였다. 기계는 측정전 표준흑판과 표준백판으로 표준 화한 후 사용하였으며 Hunter color L*값(lightness), a*값 (redness) 및 b* 값(yellowness)을 보고하였다.
귤피 추출물의 전자공여능은 Blois(15)의 방법을 변형하여 측정하였다. 우선 준비된 귤피 추출물을 100배 희석한 후 각 희석액 1 mL에 0.
가공 과정에서 대량 발생하는 폐기물 중 하나인 귤피를 천연 기능성 소재로 개발하기 위한 기초자료를 마련하고자 추출방법을 달리한 귤피 추출물의 생리활성을 확인하였다. 또한 감마선 조사에 의한 귤피 추출물의 생리활성 변화에 관하여도 관찰하였다. 정치추출의 경우 열수추출에 비해 초기 L*값이 낮은 반면 a*값과 b*값이 높았으나 저장기간 또는 감마선 조사에 의해 차이가 없어졌오며, 감마선 조사선량의 증가에 따라 귤피추출액의 L*값과 a*값은 증가하였으며, b* 값은 감소하였다.
4 mL를 가하여 잘 혼합한 후 실온에서 15분간 방치하였다. 반응용액을 분광광도계(Shimadzu UV-1601PC, Japan)를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 아래식에 의하여 아질산 염 소거능을 구하였다.
귤피 추출물의 아질산염 소거능은 Kato 등의 방법(17)을 이용하여 측정하였다. 즉, 1 mM NaNCh용액 1 mg] 준비된 귤피 추출물 원액 1 mL 첨가하고 여기에 0.1 N HCl(pH 1.2) 과 0.2 M 구연산 완충액(pH 4.2, 6.0)을 사용하여 반응용액 의 pH를 각각 1.2, 4.2 및 6.0으로 조정한 후 각 반응용액을 10 mL로 정용하였다. 각 반응용액은 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 후 1 mL를 취해 2% 초산 용액 5 mL를 첨가한 다음 Griess 시약(1:1 solution of 1% sulfanilic acid in 30% acetic acid and 1% of naphthylamine in 30% acetic acid) 0.
대상 데이터
감마선 조사는 한국원자력연구소 내 선원 10만 Ci, Co-60 감마선 조사시설(point source, AECL, IR-79, MDS Nordion, Canada)을 이용하여 실온(12±1℃)에서 분당 83.3Gy의 선량율로 방사선 조사하였다. 선량은 0, 5, 10 및 20kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며, 조사처리 방법은 Jo 등(14)의 방법을 준용하였다.
본 실험에 사용된 귤은 2002년에 수확된 제주도산 mandarine(c(Yrus unshiu)-^- 사용하였다. 추출방법으로는 1) 수확된 귤피 1 kg과 70% 에탄올 10 L를 실온(2(TC)에서 72시간 침지한 후 감압여과하는 방법(정치추출)과, 2) 귤피 1 kg 과 70% 에탄올 10 L를 Soxhlet 추출장치를 이용하여 85℃에서 3시간동안 추출한 후 감압여과하는 방법(열수추출)을 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 2회 반복하였으며, One-way Analysis of Variance 를 Statistical Analysis System(SAS Version 5 edition)(18)을 사용하여 실시하였다. Student-Newman-Keuls multiple range test 를 이용하여 평균값간의 유의성을 5%이내의 수준에서 조사 하였으며 평균값과 표준오차를 보고하였다.
모든 실험은 2회 반복하였으며, One-way Analysis of Variance 를 Statistical Analysis System(SAS Version 5 edition)(18)을 사용하여 실시하였다. Student-Newman-Keuls multiple range test 를 이용하여 평균값간의 유의성을 5%이내의 수준에서 조사 하였으며 평균값과 표준오차를 보고하였다.
이론/모형
귤피 추출물의 아질산염 소거능은 Kato 등의 방법(17)을 이용하여 측정하였다. 즉, 1 mM NaNCh용액 1 mg] 준비된 귤피 추출물 원액 1 mL 첨가하고 여기에 0.
3Gy의 선량율로 방사선 조사하였다. 선량은 0, 5, 10 및 20kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며, 조사처리 방법은 Jo 등(14)의 방법을 준용하였다. 감마선 조사 후 추출액의 °Brix 또한 변화가 없었으며, 시료는 4℃ 냉장고에 30일간 저장하면서 색도 및 생리활성 능력을 평가하였다.
성능/효과
2에서 보여준다. 감마선 처리 직후 비조사구와 감마선 조사구는 모두 55%의 tyrosinase 억제효과를 보였으며 처리간 유의적 차이는 없었다. 저장 30일째에는 비조사구가 21.
결론적으로 추출방법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사가 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 미치지 않는다는 것도 확인 되었다. 따라서 비용적 측면을 고려하여 알맞은 추출방법을 결정한다면 폐자원인 귤피를 산업적으로 재활용 하고 부가적으로 폐기물 처리에 따른 비용 및 환경문제의 경감효과를 가져 올 것으로 판단된다.
추출방법과 감마선 조사에 따른 귤피 추출물의 아질산염 소거능의 변화는 없었다. 귤피 추출물의 아질산염 소거능은 pH 1.2에서 80~85%의 높은 아질산염 소거 효과를 보였다(Table 2). 선행 연구에 따 르면 polyphenol류가 nitrite억제에 매우 효과적이라는 보고(27)가 있으며, 이 polyphen이류는 낮은 pH 상태에서 nitrite억 제 효과가 더욱 높다는 보고(28)로 보아 있어 본 결과는 이러한 연구내용과 일치하는 경향을 보였다.
열수추출한 귤피 추출물의 경우 조사처리 직후에 33%의 전자공여능을 보였 으며 감마선 조사에 의한 차이는 없었다. 그러나 저장 30일 째 약 10% 내외로 감소하여 냉장(4℃) 저장기간 동안 귤피 추출물의 전자공여능이 현저히 감소함을 확인할 수 있었다. 식품의 항산화 특성은 식품 공정, 저장방법 등에 따라 증감 하거나 또는 영향을 받지 않을 수도 있으며 또한 천연물을 가공하는 과정에서 생성되는 물질이 항산화 효과 또는 항산 화 물질 전구체 형성에 기여할 수 있다(22).
전자공여능, tyrosinase 저해효과, nitrite 소 거능은 감마선 조사에 의해 영향을 받지 않았으나 저장기간 동안 이러한 생리활성이 감소함을 확인하였다. 또한 추출방 법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사는 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 주지 않음을 확인하였다. 그러므로 경제적인 추출방법을 선택한다면 감귤가공 후 폐자원인 귤피를 다양한 용도의 기능성 소재로 활용할 수 있다고 판단된다.
감마선 처리 직후 비조사구와 감마선 조사구는 모두 55%의 tyrosinase 억제효과를 보였으며 처리간 유의적 차이는 없었다. 저장 30일째에는 비조사구가 21.62%, 20 kGy 감 마선 조사 처리구가 24.30%의 tyrosinase 억제효과를 나타내 었으며 전자공여능에서 와 마찬가지로 저장기간이 증가할수록 효과가 감소함을 볼 수 있었다. 감마선 조사처리시 색상과 같은 물리적 성질이 변하면서도 비조사구와 비교하여 생리활성능력은 변화하지 않은 것은 녹차잎 추출물(23)과 감초(24) 및 한국전통발효식품인 청국장과 된장(25)에서 나타난 결과와 일치하였다.
정치추출의 경우 열수추출에 비해 초기 L*값이 낮은 반면 a*값과 b*값이 높았으나 저장기간 또는 감마선 조사에 의해 차이가 없어졌오며, 감마선 조사선량의 증가에 따라 귤피추출액의 L*값과 a*값은 증가하였으며, b* 값은 감소하였다. 전자공여능, tyrosinase 저해효과, nitrite 소 거능은 감마선 조사에 의해 영향을 받지 않았으나 저장기간 동안 이러한 생리활성이 감소함을 확인하였다. 또한 추출방 법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사는 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
또한 감마선 조사에 의한 귤피 추출물의 생리활성 변화에 관하여도 관찰하였다. 정치추출의 경우 열수추출에 비해 초기 L*값이 낮은 반면 a*값과 b*값이 높았으나 저장기간 또는 감마선 조사에 의해 차이가 없어졌오며, 감마선 조사선량의 증가에 따라 귤피추출액의 L*값과 a*값은 증가하였으며, b* 값은 감소하였다. 전자공여능, tyrosinase 저해효과, nitrite 소 거능은 감마선 조사에 의해 영향을 받지 않았으나 저장기간 동안 이러한 생리활성이 감소함을 확인하였다.
추출방법을 달리한 귤피추출물을 용기에 담아 감마선을 조사한 직후 색차계를 이용하여 측정한 결과는 Table 1에서 보여준다. 조사선량이 증가함에 따라 열수추출과 정치추출한 처리구 모두 L 값이 증가하는 경향을 보였다. 열수주줄 하여 감마선을 조사하지 않은 경우 저장 0일차에서 정치추출한 처리구보다 L*값이 낮게 나타났으나, 이러한 차이는 감마선 조사후 색상의 변화로 유의적인 차이를 나타내지는 않았다.
황색도(b* value)는 두 가지 추출방법 모두에서 비조사처리 구에 비해 조사한 처리구가 선량이 증가함에 따라 감소하였다. 특히 열수주줄한 처리구는 정치주줄한 처리구에 비해 황색도가 초기에 매우 높았으나, 20 kGy에서는 유의적인 차이가 거의 없었다. 이러한 감마선 조사에 의한 색상 변화는 천연물 추출물의 초기 색상에 의해 변화 정도의 차이는 있지만 녹차, 감잎, 오미자 등을 사용한 연구와 일치하는 현상 으로 나타났으며 (12-14), 또한 감마선 조사된 간장(19) 및 멸 치액젓(20)의 갈색도가 엷어진다는 보고와도 일치한다.
후속연구
또한 추출방 법(열수 vs 정치)에 따른 귤피 추출물의 생리활성의 차이는 나타나지 않았으며 감마선 조사는 천연물 추출물의 생리활성에 영향을 주지 않음을 확인하였다. 그러므로 경제적인 추출방법을 선택한다면 감귤가공 후 폐자원인 귤피를 다양한 용도의 기능성 소재로 활용할 수 있다고 판단된다.
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