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문제 정의
- 본 연구는 제주도 연안에 서식하고 있는 해조류인 톳을 가지고 해조류를 채집하여 저장하기 위해 건조시켰을 때 건조 처리법에 따른 톳의 무기질, vitamin C, yS-carotene, a-tocopherol, 총 polyphenol 등의 생리활성 성분 함량과 항산화활성의 변화를 측정하였다. 무기질인 경우는 무기질 종류에 따라 약간의 차이는 있었으나 대체적으로 함량이 잘 유지되고 있었고,Vitamin C 와 β-carotene, α-tocopherol, 종 polyphenol함량은 동결건조, 열풍건조, 천일건조의 순으로 높았다.
- 이에 본 연구는 제주도가 우리나라의 주산지라고 알려져 있는 갈조류인 톳을 저장하기 위히 건조시킬때 건조 방법에 의한 톳의 조리과학적인 변화를 밝히고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 즉, 건조 방법에 따른 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량 등 생리활성 성분의 변화를 분석하고 이들 성분의 변화에 따라 톳의 지질과산화 저해능, 라디칼 소거능 등 항산화 활성은 어떻게 변화하는지를 알아보았다.
제안 방법
- 톳을。초, 10초, 20초, 40초, 1분. 1분 30초, 2분, 4 분, 6분, 10분간 각각 데친 다음 30분간 자연적으로 물빼기를 하였다. 식품 분쇄기(LG Cutter, GFM- 300R)로 1분간 분쇄한 후 peroxiiase의 활성을 조사하였다.
- 이렇게 제조된 용액을 40℃에서 incubatkm시켰다. Incubatig시킨 후 02al를 취하여 75% ethanol 용액 10ml, 30% ammonium thiocyanate 용액 0.2ml, 20mM ferrous chloricle-3.5% HCl 용액 0.2ml를 가하고 3분 후에 500nm에서 흡광도를 측정하였다. 항산화 활성은 linoleic acid peroxidatkxi에 대한 저해율로 나타내었고, 100-[(시료 흡광도/대조구 흡광도)×100] 값으로 나타내었다.
- Vitamin C 함량은 분말화 한 시료에 5% metaphosphonic acid를 가해 용해 후 50ml로 정용하고 원심분리한 후 그 상층액을 여과하여 0.45μm syringer filter 처리한 후 HPLC로 측정하였다. HPLC 분석조건은 UV detects 254nm, NH2 3.
- α-Tocopherol 함량은 분말시료에 ethanolic pyrogaflol 및 KOH 용액을 가해 환류 추출하고, 추출용액 (hexame/methylene chloride/ether=6/3/1) 으로 3회 추출한 후 감압농축 하였다. 이를 n-hexane 으로 녹여 HPLC 시험용액으로 하였다.
- 다량원소인 Na, Mg, K, Ca과 미량원소인 Mn, Fe, Cu, Zn을 ICP-AES을 이용하여 분석하였다. ICP-AES의 분석 조건은 <Table 1>과 같았으며, 각 원소별 측정wavdength(nm)는 Ca 317.
- 그림에서와 같이 곡선이 수평을 그리는 시간은 1분 데친 후였다. 따라서 데침시간 1분을 효소의 불활성화가 거의 이루어지는 시간으로 추정하고 톳을 1분간 데친 다음 동결, 열풍, 천일건조하였다.
- 방법으로 측정하였다. 라디칼 생성은 NADH- PMS system을 이용하여 비효소적 방법으로 이루어졌으며 생성시킨 radical을 시료가 제거하는 정도로 측정하였다. 시료용액 0.
- 라디칼 생성은 NADH- PMS system을 이용하여 비효소적 방법으로 이루어졌으며 생성시킨 radical을 시료가 제거하는 정도로 측정하였다. 시료용액 0.4ml와 0.1M phosphate buffer 용액 (pH7.4)에 용해하여 제조한 60//M PMS 용액, 677pM NaOH 용액, 288/zM NBT 용액을 각각 0.2ml 씩 섞어 실온에서 5분간 반응 시킨 뒤 560nm에서의 흡광도 값을 즉정하였다. Superoxide anion 라디칼 소거 능은 100-[(시료 흡광도/대조구 흡광도) X100] 에 의해 계산하였다.
- 1분 30초, 2분, 4 분, 6분, 10분간 각각 데친 다음 30분간 자연적으로 물빼기를 하였다. 식품 분쇄기(LG Cutter, GFM- 300R)로 1분간 분쇄한 후 peroxiiase의 활성을 조사하였다.
- 동결건조 톳은 데친 톳을 -50℃이하의 급속동결고에서 동결 시킨 후 동결건조기(Ilsin co_ PVTFD)에서 선반 온도를 30℃로 건조하였다. 열풍건조 톳은 열풍건조기 (Vision Sd. co., KMC-1202D5)의 내부온도를 50℃로 하여 하룻밤 동안 건조하였다. 천일건조 톳은 채반에 잘 펼쳐 양지에서 2~3일간 건조하였다.
- 데쳐서 건조하였다. 이때 적정 데침시간을 설정하기 위하여 열처리 시 효소 불활성화의 척도로 많이 사용되는 peroxidase의 활성을 측정하였다.
- 적정 데침시간은 데침시간에 따른 peroxidase 활성 변화를 측정하여 결정하였다. 즉, 데침시간에 대한 효소 활성도 곡선을 그린 다음 활성도가 급격히 저하되는 시점인 1분으로 설정하였다.
- 1g을 75% methanol 용액으로 추출한 후 여과하여 제조하였다. 제조한 시료추출 용액 1ml에 증류수 5ml와 Folin- Ciocalteau 0.1ml를 넣고, 여기에 Na2CO3 포화용액 0.2ml를 가한 후 증류수로 희석하고 실온에서 1시간 동안 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 tannic add를 사용하였고, 동일한 방법으로 작성된 표준 곡선으로부터 총 polyphenol 함량으로 환산하였다.
- 다음과 같은 실험을 수행하였다. 즉, 건조 방법에 따른 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량 등 생리활성 성분의 변화를 분석하고 이들 성분의 변화에 따라 톳의 지질과산화 저해능, 라디칼 소거능 등 항산화 활성은 어떻게 변화하는지를 알아보았다.
- 톳을 건조·저장하는 동안 일어날 수 있는 품질변화에 관여하는 효소를 불활성화시키기 위하여 1 분간 데친 톳을 동결, 열풍, 천일 건조하였다. 동결건조 톳은 데친 톳을 -50℃이하의 급속동결고에서 동결 시킨 후 동결건조기(Ilsin co_ PVTFD)에서 선반 온도를 30℃로 건조하였다.
- 2ml를 가한 후 증류수로 희석하고 실온에서 1시간 동안 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 tannic add를 사용하였고, 동일한 방법으로 작성된 표준 곡선으로부터 총 polyphenol 함량으로 환산하였다.
대상 데이터
- 0)를 넣고 균질화 시킨후 여과한 액을 사용하였다. 반응용액은 guaiacol 558μl와 30% H2O2용액 194.4μl에 sodium phosphate bu任er를 이용하여 100μl로 정용하여 제조하였다. 이렇게 제조된 반응용액 2ml에 0.
- 본 실험에 사용된 Hizikia AisiAmds(톳)은 제주도 성산포 연안에 서식하고 있는 갈조류로 시료채집은 제주도 남제주군 성산 어촌계 해녀들의 잠수를 통하여 채집하였다. 채집된 시료는 채집한 즉시 실험실로 운반하여 흐르는 수돗물로 수세하고, 건조 처리 별로 처리한 후 미세하게 분쇄(LG Cutter, GFM- 300R)하여 분말화한 다음 -18℃의 냉동고(Vision Sd.
- 채집하였다. 채집된 시료는 채집한 즉시 실험실로 운반하여 흐르는 수돗물로 수세하고, 건조 처리 별로 처리한 후 미세하게 분쇄(LG Cutter, GFM- 300R)하여 분말화한 다음 -18℃의 냉동고(Vision Sd. co. VS-87)에 보관하면서 분석 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 각 실험결과는 Statistical Analysis System (SAS) pmgram을 이용하였으며, 실험군간의 차이검증은 분산분석 (Analysis of variance, ANOVA)을 수행하였다. 분산분석결과 실험군간의 차이(pVO.
- 분산분석결과 실험군간의 차이(pVO.05)가 있는 경 우, Duncan* s multiple comi面son을 실시 하여 각 실험군의 평균값의 차이 여부를 결정하였다. 생리활성 성분인 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량과 항산화 활성 상호간의 상호관계는 단순상관계수(Pearson s correlation coefficient, r)를 분석하였다.
- 05)가 있는 경 우, Duncan* s multiple comi面son을 실시 하여 각 실험군의 평균값의 차이 여부를 결정하였다. 생리활성 성분인 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량과 항산화 활성 상호간의 상호관계는 단순상관계수(Pearson s correlation coefficient, r)를 분석하였다.
이론/모형
- Hydrogen peroxide 소거능은 Duh 등12)과 Ruch 등13)의 방법을 이용하여 측정하였다 phosphate- buffeed sa3ine(PBS, pH7.4) 으로 제조한 ImM H2O2 용액 0.6ml 와 시료용액 1ml를 30℃에서 10분간 반응 시킨 뒤 230nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 blayk는 H2O2 없이 PBS용액만으로, 대조구는 시료 용액 없이 H2O2-PBS 용액으로 사용하였다.
- Hydroxyl 라디칼 소거능은 Chung 등11)의 방법을 이용하였으며 hydroxyl 라디칼은 Fenton 반응에 의해 생성되었다. 반응용액은 10mM FeSO4 - 7H2O 용액, l0mM EDTA 용액, l0mM 2-deoxyribose 용액 각각 200/4 와 시료용액 20001, 0.
- Peroxidase의 활성은 Chen과 Chen5)의 방법을 이용하였다. 효소 반응을 위한 기질로는 시간별로 데친 시료 10g에 sodium phosphate buffer(pH 6.
- 2ml 씩 섞어 실온에서 5분간 반응 시킨 뒤 560nm에서의 흡광도 값을 즉정하였다. Superoxide anion 라디칼 소거 능은 100-[(시료 흡광도/대조구 흡광도) X100] 에 의해 계산하였다.
- Superoxide anion 라디칼 소거능은 Nishikimi 등10) 의 방법으로 측정하였다. 라디칼 생성은 NADH- PMS system을 이용하여 비효소적 방법으로 이루어졌으며 생성시킨 radical을 시료가 제거하는 정도로 측정하였다.
- 톳 추출물에서 예상되는 linolek: add 의 자동산화저해능은 Esaki 등8)의 방법에 따라 측정하였다. 반응용액으로는 시료추출물 1ml, linoleic acid 0.
- 톳의 무기질 함량분석을 위하여 전처리는 습식분해 중 H2SO4-HClO4 분해법6)을 이용하였다. 다량원소인 Na, Mg, K, Ca과 미량원소인 Mn, Fe, Cu, Zn을 ICP-AES을 이용하여 분석하였다.
- 톳의 총 polyphend 함량 측정은 AOAC 법7)을 이용하였다. 시료용액은 건조시료 0.
- 톳이 DPPH 라디칼을 소거하는 효과는 Blds 법9) 을 활용하였다. 즉, 02mM ethandic DPPH 라디칼 용액 0.
성능/효과
- K와 Na의 경우 건조 방법에 따른 함량의 차이를 보이지 않았으며, 이러한 실험 결과는 무기질이 열이나 빛에 의한 노출에 의해 파괴되지 않는다는 보고와 일치하는 결과였다14). Ca 과 Mg은 동결건조시 무기질 함량이 가장 잘 유지되는 것으로 나타났다.
- 3>과 같다. Fe과 Mn의 함량은 천일건조시켰을 때 동결건조시 보다 감소하였으며, Zn도 동결건조시 가장 높은 함량이었다. Cu인 경우는 건조 방법에 의한 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- Superoxide anion 라디칼 소거능도 (Table 6>과 같이 동결건조, 열풍건조, 천일건조 순으로 높았다. 열풍 건조는 동결건조에 비해 유의적인 차이는 보이지 않았으나 천일건 조시에는 유의적으로 감소하였다.
- β-Carotene 함량도 동결, 열풍, 천일건조 순으로 높았으며, 손실되는 양이 열풍건조시 14.5%, 천일 건조 시 27.91 %였다. Ddlamonica와 McDowel16)은 당근을 가지고 건조방법에 따라 당근의 β-carotene 함량이 어떻게 변화하는지 조사하였는데, 신선한- 상태보다 동결건조시 30%, 팽화건조시 35%, 천일건조시 43% 감소하여 역시 천일건조시 가장 많이 손실되었다고 하였다.
- 건조방법에 따르는 톳의 DPPH 라디칼 소거능 변화는 31%의 감소율을 보인 천일건조가 동결건조, 열풍건조시에 비해 유의적으로 감소한 것으로 나타났다<;Table 6>. Standley 등22)도 rooibos tea 천일건조시 DPPH 라디칼 소거능이 39%나 감소했다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다.
- 총 pdyphenol 함량이 지질과산화저해능, 라디칼소거능과 상관관계가 유의적으로 높은. 것으로 나타났으며, 총 polyphenol 함량이 많을수록 항산화 활성이 우수함을 알 수 있었다. 따라서 이상의 결과에서 볼 때 톳의 총 polyphenol이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다.
- 것으로 나타났으며, 총 polyphenol 함량이 많을수록 항산화 활성이 우수함을 알 수 있었다. 따라서 이상의 결과에서 볼 때 톳의 총 polyphenol이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다. 총 polyphenol 함량은 동결건조법에 비해 열풍 건조와 천일 건조시켰을 경우 그 함량이 크게 저하되었고, 항산화 활성 역시 저하되는 것이 확인되었다.
- 측정하였다. 무기질인 경우는 무기질 종류에 따라 약간의 차이는 있었으나 대체적으로 함량이 잘 유지되고 있었고,Vitamin C 와 β-carotene, α-tocopherol, 종 polyphenol함량은 동결건조, 열풍건조, 천일건조의 순으로 높았다. 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 생리활성 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다.
- 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 생리활성 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다. 상관관계 분석 결과 톳의 항산화 활성은 총 polyphenol 함량과 상관성이 높은 것으로 나타났다. 본 실험에서도 동결건조를 했을 경우 총 polyphenol함량 보유율이 가장 컸으나 한편, 동결건조는 경제적으로 비용이 많이 드는 단점이 있다.
- 6>. 열풍건조시는 동결건조시에 비해 조금 감소하였으나, 천일건조시는 25% 감소하여 천일건조에 의한 hydroxyl 라디칼 소거능 감소가 더욱 큰 것으로 나타났다.
- 낮았다. 열풍건조와 천일건조 모두 동결건조에 비해 유의적으로감소하였다. Arya와 Rudrammai17)도 인도의 Dhals을 쪄낸후 처음부터 70℃ 의 건조기에서 건조시켰을 때가 12℃의 저온에서 어느 정도 건조시킨 후 70℃ 에서 건조시켰을 때 보다 tocopherol 손실량이 크다고 하여 본 실험에서 사용한 톳과 같이 tocopherol이 건조시의 온도 영향을 받는 것으로 보고하였다.
- 이상과 같이 톳의 지질과산화 저해능과 라디칼 소거 능은 건조방법에 의한 영향을 받는 것으로 나타났다. 천일건조시 가장 높았고, 열풍건조시에는 소거하는 라디칼 종류에 따라서 차이는 있으나 천일건조 만큼 감소율이 높지는 않은 것으로 보인다.
- Gfl 등20)도 석류로 쥬스를 만들기 위해 열처리를 했을 때 페놀 함량과 항산화력이 감소하지 않았다고 보고하여, 어느 정도의 열처리에 의해서 polyphend 은 쉽게 파괴되지 않는 것으로 나타났다. 천일 건조 시는 총 polyphenol 함량이 동결건조에 비해 약 30% 정도 감소하였다. Koeppen 등21)은 천일건조처럼 장시간 햇빛에 노출시 polyphenol이 산화된다고 하였는데 본 실험의 결과도 천일건조시에 햇빛에 의해 톳의 polyphenol이 산화 파괴되어 그 함량이 감소한 것으로 판단된다.
- 7>과 같다. 총 pdyphenol 함량이 지질과산화저해능, 라디칼소거능과 상관관계가 유의적으로 높은. 것으로 나타났으며, 총 polyphenol 함량이 많을수록 항산화 활성이 우수함을 알 수 있었다.
- 따라서 이상의 결과에서 볼 때 톳의 총 polyphenol이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다. 총 polyphenol 함량은 동결건조법에 비해 열풍 건조와 천일 건조시켰을 경우 그 함량이 크게 저하되었고, 항산화 활성 역시 저하되는 것이 확인되었다. 그러므로 건조방법으로는 동결건조 시키는 것이 톳을건조시키는 동안 총 polyphenol 함량의 손실을 최소화하면서 항산화활성도 최대한으로 유지할 수 있을 것으로 사료된다.
- 톳의 건조방법별 hydrogen peroxide 소거능 측정 결과는 동결건조와 열풍건조시에는 소폭의 감소가 있었으나 유의적인 차이는 없었고, 천일건조시에는동결건조시 보다 23.8% 감소하였다<;Table 6>.
- 순으로 높았다<Table 6>. 특히 천일 건조 시는 동결건조와 열풍건조에 비해 유의적으로 현저하게 낮은 결과를 보였다.
- 무기질인 경우는 무기질 종류에 따라 약간의 차이는 있었으나 대체적으로 함량이 잘 유지되고 있었고,Vitamin C 와 β-carotene, α-tocopherol, 종 polyphenol함량은 동결건조, 열풍건조, 천일건조의 순으로 높았다. 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 생리활성 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다. 상관관계 분석 결과 톳의 항산화 활성은 총 polyphenol 함량과 상관성이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 할 수 있다. 그러나, 해조류의 가공에 관한 연구는 아직 미흡한 실정으로 해조류의 가공저장 중 품질을 유지하기 위한 더 많은 연구가 앞으로 이루어져야 할 것으로 보인다.
- 본 실험에서도 동결건조를 했을 경우 총 polyphenol함량 보유율이 가장 컸으나 한편, 동결건조는 경제적으로 비용이 많이 드는 단점이 있다. 총 polyphenol 함량은 빛에 약한 성분으로 따라서 빛에 노출되는 시간을 최대한으로 줄이면서 경제적인 부담이 적은 건조법에 대한 새로운 연구가 있어야 하리라고 본다.
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