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문제 정의
- 본 연구는 제주도 연안에 서식하고 있는 해조류인 감태를 가지고 해조류를 채집하여 저장하기 위해 건조시켰을 때 건조 처리법에 따른 감태의 무기질, vitamin C, ^-carotene, ff-toccpherol, 총 polyphenol 등의 주요 성분 함량과 항산화 활성의 변화를 측정하였다. 무기질인 경우는 무기질 종류에 따라 약간의 차이는 있었으나 대체적으로 변화가 적은 것으로 나타났다.
- 이에 본 연구는 제주도가 우리나라의 주산지라고 알려져 있는 갈조류인 감태를 저장하기 위해 건조 시킬 때 건조 방법에 의한 감태의 조리 과학적인 변화를 밝히고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 건 조방법에 따른 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량의 변화를 분석하고 이들 성분의 변화에 따라 감태의 지질 과산화 저해능, 라디칼 소거능 등 항산화 활성은 어떻게 변화하는지를 알아보았다.
제안 방법
- 감태를 0초, 10초, 20초. 40초, 1분, 1분 30초, 電, 4분, 6분, 10분간 각각 데친 다음 30분간 자연적으로 물빼기를 하였다. 식품 분쇄기 (LG Cutter, GFM- 300R)로 1분간 분쇄한 후 peroxidase의 활성을 조사하였다.
- 반응용액은 10mM FeSO4 . 7HzO 용액 10mM EDTA 용액, lOmM 2-deoxyribose 용액 각각 200/4 와 시료 용액 200/4 0.1M phosphate buffer 용액 (pH7.4) 1ml를 넣어 총 1.8ml 로 제조하였으며, 반응 용액에 10mM H2O2 넣어 37℃에서 4시간 동안 반응을 진행시키고 나서 반응용액에 2.8% trichtoroacetic add 1ml를 넣고 반응을 시킨 뒤 1% thiobarbituric add 1ml를 첨가하였다. 100℃ 에서 10분간 발색시킨 후 얼음물에 급냉하여 532nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 2rM를 가한 후 증류수로 희석하고 실온에서 1시간 동안 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. Blank로 는 시료 추출용액 대신 75% methand 용액을 동일 하게 처리하여 사용하였으며, 표준물질은 tannic add를 사용하였고, 동일한 방법으로 작성된 표준 곡선으로부터 총 polyphenol 함량으로 환산하였다.
- 이를 n-hexane 으 로 녹여 HPLC 시험용액으로 하였다. HPLC 분석 조건은 UV detector 295nm, silica 3.9 x 150mm column (Novapak), mobile phase n-hexane/isopropanol = 99/1 (v/v), flow rate 으로 하였다.
- 이를 n-hexane으로 녹여 일정량으로 하여 HPLC용 시험용액으로 하였다. HPLC 분석조건은 UV detector 450nm, silica 3.9 X 150mm column (Novapak), mobile phase n-hexane/isopropanol = 97/3(v/v), flow rate 으로 하였다.
- Superoxide anion 라디칼 소거 능은 NADH-PMS system을 이용하여 비효소적 방법 (Nishikirnim Rao, & Yagi, 1972)으로 생성시킨 rated을 시료가 제거하는 정도를 측정하였다. 시료 용액 0.
- 감태의 vitamin 함량은 박재주의 방법(2001: 152-198)을 개량하여 측정하였다. 즉, Vitamin C 함량은 분말화한 시료에 5% metaphosphoric add를 가해 용해 후 50ml로 정용하고 원심분리한 후 그 상층액 을 여과하여 0.
- 이에 본 연구는 제주도가 우리나라의 주산지라고 알려져 있는 갈조류인 감태를 저장하기 위해 건조 시킬 때 건조 방법에 의한 감태의 조리 과학적인 변화를 밝히고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 건 조방법에 따른 무기질, 비타민, 총 polyphenol 함량의 변화를 분석하고 이들 성분의 변화에 따라 감태의 지질 과산화 저해능, 라디칼 소거능 등 항산화 활성은 어떻게 변화하는지를 알아보았다.
- 건조 방법에 따른 감태의 항산화 활성은 butanol 분획물을 이용하여 측정하였다.
- 분해법(박재 주, 2001: 132-136)을 이용하였다. 다량원소인 Na, Mg, K, Ca과 미량원소인 Mn, Fe, Cu, Zn을 ICP-AES을 이용하여 분석하였다. ICP-AES의 분석조건은[Table 1]과 같았으며, 각 원소별 즉정 wavelength(nm)는 Ca 317.
- 감태 추출물에서 예상되는 항산화 활성을 측정하기 위하여 lindeic add의 자동산화를 저해하는 정도를 Esaki, Onozaki, Kawakishi, & Osawa(1996) 의 방법에 따라 측정하였다. 반응용액으로는 시료 추출물 1ml, lindeic add 0.13ml, 99.8% ethanol 용액 10ml, 02M pho軍hate buffer 용액 (pH 7.0) 10m试를 혼합한 뒤 증류수로 25ml가 되도록 정용하여 사용하였으며, 40 에서 8일간 incubation 시켜 제조하였다. 제조한 반 응용액 02&1를 취하여 75% ethanol 용액 10ml, 30% ammonium thiocyanate 용액 0.
- 40초, 1분, 1분 30초, 電, 4분, 6분, 10분간 각각 데친 다음 30분간 자연적으로 물빼기를 하였다. 식품 분쇄기 (LG Cutter, GFM- 300R)로 1분간 분쇄한 후 peroxidase의 활성을 조사하였다.
- 1ml를 넣고 3분간 방치하였다. 여기에 Na£O3 포화용액 0.2rM를 가한 후 증류수로 희석하고 실온에서 1시간 동안 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. Blank로 는 시료 추출용액 대신 75% methand 용액을 동일 하게 처리하여 사용하였으며, 표준물질은 tannic add를 사용하였고, 동일한 방법으로 작성된 표준 곡선으로부터 총 polyphenol 함량으로 환산하였다.
- 해조류를 건조하여 저장하는 과정에서 일어날 수 있는 품질변화를 억제하기 위해 이에 관여하는 효소를 불활성화 처리하기 위한 수단으로 해조류를 살짝 데쳐서 건조하였다. 이때 적정 데침 시간을 설정하기 위하여 열처리 시 효소 불활성화의 척도로 많이 사용되는 peroxidase의 활성을 측정하였다.
- 감태를 건조. 저장하는 동안 일어날 수 있는 품질변화에 관여하는 효소를 불활성화시키기 위하여 1분간 데친 감태를 냉동, 열풍, 천일 건조하였다. 냉동건조 감태는 데친 감태를 -50℃이하의 급속 냉동 고에서 냉동시킨 후 냉동건조기(喻 co.
- 적정 데침 시간은 데침 시간에 따른 peroxidase 활성 변화를 측정하여 결정하였다. 즉, 데침 시간에 대한 효소 활성도 곡선을 그린 다음 활성도가 급격히 저하되는 시점인 1분으로 설정하였다.
- 0) 10m试를 혼합한 뒤 증류수로 25ml가 되도록 정용하여 사용하였으며, 40 에서 8일간 incubation 시켜 제조하였다. 제조한 반 응용액 02&1를 취하여 75% ethanol 용액 10ml, 30% ammonium thiocyanate 용액 0.2ml, 20mM ferrous chforide-3.5% HC1 용액 0.2ml를 가하고 3분 후에 500nm에서 홉 광도를 측정하였다. 항산화 활성은 lindac add peroxidation 에 대한 저해율로 나타내었고, 100-[(시료 홉 광도/대조구 흡광도) X100] 값으로 나타내었다.
- 감태의 vitamin 함량은 박재주의 방법(2001: 152-198)을 개량하여 측정하였다. 즉, Vitamin C 함량은 분말화한 시료에 5% metaphosphoric add를 가해 용해 후 50ml로 정용하고 원심분리한 후 그 상층액 을 여과하여 0.45〃m syringer filter 처리한 후 HPLC로 측정하였다. HPLC 분석조건은 UV detector 254nm, NH2 3.
- 1ml 효소 추출액을 첨가하고 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 효소의 활성 limit는 분당 변화되는 흡광도로 계산하였다.
- 2mM methanolic DPPH 라디칼 용액 Q9ml 에 시료 용액 (Uml를 첨가. 혼합하여 10분간 방치한 후 515nm에서의 흡광도 감소를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거 능은 [1-시료 흡광도/대조구 흡광도]X100 값으로 나타내었다.
대상 데이터
- 6ml 와 시료 용액 1ml를 30℃ 에서 10분간 반응 시 킨 뒤 23。皿에서 흡광도를 측정하였다. 이때 blank 는 瓦。2 없이 PBS 용액만으로, 대조 구는 시료 용액 없이 H2O2-PBS 용액으로 사용하였다.
- 0)를 넣고 균질화 시킨 후 여과한 액을 사용하였다. 반응용액은 guaiacol 558口와 30% HQz 용액 194.4/4에 sodium phosphate buffet를 이용하여 100ml로 정용하여 제조하였다. 이 반응용액 2ml에 0.
- 본 실험에 사용된 Eddonia cava(감태)는 제주도 성산포 연안에 서식하고 있는 해조류로 시료채집은 제주도 남제주군 성산 어촌계 해녀들의 잠수를 통하여 채집하였다. 채집된 시료는 채집한 즉시 실험실로 운반하여 수돗물로 2회 수세하여 염분을 제거하고, 건조 처리 별로 처리한 후 미세하게 분쇄(LG Cutter, GFM-300R) 하여 분말화한 다음 -18℃ 의 냉 동고(Vi血n Sa.
- 본 실험에 사용된 Eddonia cava(감태)는 제주도 성산포 연안에 서식하고 있는 해조류로 시료채집은 제주도 남제주군 성산 어촌계 해녀들의 잠수를 통하여 채집하였다. 채집된 시료는 채집한 즉시 실험실로 운반하여 수돗물로 2회 수세하여 염분을 제거하고, 건조 처리 별로 처리한 후 미세하게 분쇄(LG Cutter, GFM-300R) 하여 분말화한 다음 -18℃ 의 냉 동고(Vi血n Sa. co., VS-87) 에 보관하면서 분석 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 각 실험 결과는 Statistical Analysis System (SAS) program을 이용하였으며, 실험군간의 차이검증은 분산분석 (Analysis of variance, AN0VA) 을 수행하였다. 분산분석 결과 실험군간의 차이 (p<0.
- 각 실험 결과는 Statistical Analysis System (SAS) program을 이용하였으며, 실험군간의 차이검증은 분산분석 (Analysis of variance, AN0VA) 을 수행하였다. 분산분석 결과 실험군간의 차이 (p<0.05) 가 있는 경우, Duncan's mtiltiple compariso碰을 실시하여 각 실험군의 평균값의 차이 여부를 결정하였다. 주요성 분인 무기질, 비타민, 총 polyphnol 함량과 항산화 활성 상호 간의 상호관계는 단순 상관계수 (Pearson s correlation coefficient, r)를 분석하였다.
- 05) 가 있는 경우, Duncan's mtiltiple compariso碰을 실시하여 각 실험군의 평균값의 차이 여부를 결정하였다. 주요성 분인 무기질, 비타민, 총 polyphnol 함량과 항산화 활성 상호 간의 상호관계는 단순 상관계수 (Pearson s correlation coefficient, r)를 분석하였다.
이론/모형
- Hydrogen peroxide 소거 능은 Duh, Tu & Yen(1999)과 Ruch, Cheng & Klauning(1989)5] 방법을 이용하여 측정하였다. Phosphate-buffered saline(PBS, pH7.
- Hydroxyl 라디칼 소거 능은 Chung, Osawa & Kawakishi(1997)의 방법을 이용하였으며 hydroxyl 라디칼은 FeSOi . 7HzO의 존재하에 Fenton 반응으로 생성시켰다.
- Peroxidase의 활성은 Chen & Chen(1993)의 방법에 의하여 측정하였다. 효소 반응을 위한 기질로는 시간별로 데친 시료 10g에 sodium phosphate buffer(pH 6.
- 4)에 용해하여 제조한 60/A4 PMS 용액, 677/A4 NaOH 용액, 288/zM NBT 용액을 각각 0细 씩 섞어 실온에서 5분간 반응 시 킨 뒤 560nm에서의 흡광도 값을 측정하였弓. Superoxide anion 라디칼 소거 능은 100-[(시료 흡광도/대조구 흡광도) X100]에 의해 계산하였다.
- 감태 추출물에서 예상되는 항산화 활성을 측정하기 위하여 lindeic add의 자동산화를 저해하는 정도를 Esaki, Onozaki, Kawakishi, & Osawa(1996) 의 방법에 따라 측정하였다. 반응용액으로는 시료 추출물 1ml, lindeic add 0.
- 감태가 DPPH 라디칼을 소거하는 효과는 Blois 법 (1958)을 활용하였다. 즉, 0.
- 감태의 무기질 함량분석을 위하여 전처리는 습식 분해 중 H2SO4-HCIO4 분해법(박재 주, 2001: 132-136)을 이용하였다. 다량원소인 Na, Mg, K, Ca과 미량원소인 Mn, Fe, Cu, Zn을 ICP-AES을 이용하여 분석하였다.
- 감태의 총 polyphenol 함량 측정은 AOAC 법 (AOAC, 1984: 184)에 준하여 이루어졌다. 시료 용액은 건조시료 0.
성능/효과
- 이러한 실험 결과는 무기질이 열이나 빛에 의한 노출에 의해 파괴되지 않는다는 보고와 일치하는 결과 였다(Fennema, 1996: 547-551). Cae 동결건조 시 무 기질 함량이 가장 높았고, Mge 열풍건조시에도 동결 건조 시와 마찬가지로 함량이 가장 잘 유지되는 것으로 나타났다.
- 건조 방법에 따른 vitamin C 및 /^-carotene, (X- tooRh知i의 함량은 (Table 4>와 같다. Vitamin C 함량은 냉동건조 시 가장 많았고 그다음이 열풍, 천일 건조 순이었다 냉동건조에 비해 열풍 건조와 천일 건조 시 각각 33%, 52% 감소되는 것으로 보아 주로 천일 건조법을 이용하고 있는 현재의 해조류 말림법 은 상당한 양의 vitamin C 손실이 있을 것으로 생각된다. Vitamin C는 높은 온도와 빛, 감광체 등에 불 안정한 영양소로(Lia扣 & Seib, 1987) 건조과정 중 산화되거나 파괴되는 것으로 보인다.
- 무기질인 경우는 무기질 종류에 따라 약간의 차이는 있었으나 대체적으로 변화가 적은 것으로 나타났다. Vitamin C와 /^-carotene, Of-tocopherol, 총 polyphenol 함량은 냉동건조, 열풍 건조, 천일건조의 순으로 높았다. 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 주요 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다.
- Fe 함량은 건조 방법에 의한 영향을 받지 않았으나 MiG] 함량은 천일 건조 시 동결건조와 열풍 건조 시보다 감소하였다. Zne 동결건조 시 가장 높은 함량이었고, Cu인 경우는 건조 방법에 의한 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- ^-Carotene 함량도 건조 방법에 따라 유의적인 차이를 보여 냉동, 열풍, 천일건조 순으로 높았다, 손실되는 양이 열풍 건조 시 2.68%, 천일 건조 시 8.7%로 vitamin C 함량 손실보다는 적었다. Dellamonica & McDowell(l%5)은 건조 방법을 달리하여 당근의 /3~ carotoe 함량을 조사하였는데, 신선한 상태보다 동결 건조 시 30%, 팽화 건조 시 35%, 천일 건조 시 43% 감소하여 역시 천일 건조 시 가장 많이 손실되었다고 하였다.
- 05). eCarotenee superoxide anion 라디칼과 0.997의 상관관계를 가졌고, a-toce>herole linoleic add 과산화저해능, DPPH 라디칼 소거능, hydroxyl 라디칼 소거능, hydrogen peroxide 소거 능과 각각 0.999, 0.998, 0.998, 0.999의 상관관계를 나타내었다. 총 pdyphenole linoleic add 과 산화저해능, DPPH라디칼 소거능, hydrogen peroxide 소거 능과 0.
- 감태를 건조 방법별로 처리하고 hydrogen peroxide 소거 능을 측정한 결과 냉동건조와 열풍 건조 시에는 소폭의 감소가 있었으나 유의적인 차이는 없었고, 천일 건 조시에는 냉동 건 조시보다 15% 감소하였다.
- 감태의 hydroxyl 라디칼 소거능도 냉동건조, 열풍 건조, 천일건조 순으로 높았다. 열풍 건조 시는 냉동 건조 시에 비해 조금 감소하였으나, 천일 건조 시는 25% 감소하여 천일건조에 의한 hydroxyl 라디칼 소 거능 감소가 더욱 큰 것으로 나타났다.
- 건조 방법을 달리했을 때 감태의 총 polyphenol 함량의 변화는[Table 5]와 같다. 냉동건조 시켰을 때 polyphenol 함량이 가장 높았고, 50℃의 열처리로 열풍건조법을 사용하여 건조시켰을 경우는 냉동건조와 거의 차이가 없었다. Gil, Tomas-Barberan Jiess- Pierce, Holcroft, & Ader(2000) 도 석류로 쥬스를 만들기 위해 열처리를 했을 때 polyphenol 함량과 항산화력이 감소하지 않았다고 보고하여, 어느 정도의 열처리에 의해서 polyphenole 쉽게 파괴되지 않는 것으로 나타났다.
- 열풍 건조, 천일건조 순으로 높았다. 냉동건조에 비해 열풍 건조 시에도 라디칼 소거 능에 유 의적인 차이를 보였으며 천일 건조 시 가장 많이 감소하였다.
- 감태의 무기질, 비타민 등 주요성분 함량과 항산 화 활성과의 상관관계는[Table 7]과 같다. 대체적 으로 ^-carotene, a-tocopherd, 종 polyphend 함량이 지질 과산화 저해능, 라디칼 소거 능과 유의적인 상관관계가 있는 것으로 나타났다(火0.05). eCarotenee superoxide anion 라디칼과 0.
- 998의 상관관계를 보여 이들 성분 함량이 많을수록 항산화 활성이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 이상의 결과에서 볼 때 감태의 /^-carotene, a-tocppherol 종 polyphenol 이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다. 또한, 열풍 건조와 천일 건조 시 냉동건조에 비해 ^-carotene, (X-tocopherol 총 polyphenol 함량이 줄어들었고 항산화 활성 역시 저하되는 것이 확인되었다.
- 따라서 이상의 결과에서 볼 때 감태의 /^-carotene, a-tocppherol 종 polyphenol 이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다. 또한, 열풍 건조와 천일 건조 시 냉동건조에 비해 ^-carotene, (X-tocopherol 총 polyphenol 함량이 줄어들었고 항산화 활성 역시 저하되는 것이 확인되었다. 그러므로 건 조방법으로는 냉동건조 시키는 것이 감태를 건조 시 키는 동안 /^-carotene, (7-tocopherol 종 polyphenol 함량 등 주요성분의 손실을 최소화할 수 있는 방법이 며 이에 따라 항산화 활성도 최대한으로 유지할 수 있을 것으로 사료된다.
- 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 주요 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다. 상관관계 분석 결과 감태의 항산화 활성은 P- carotene, a-taxspherol, 종 polyphenol 함량과 상관성이 높은 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면 냉동건조를 했을 경우, 0-carotene, a-tocopherol, 종 polyphenol 함량 보유율이 가장 컸으나, 냉동건조는 경제적으로 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다.
- a-Tocopherole 천일건조시 함량이 가장 낮았다. 열풍 건조 시 a-tocopherol 함량이 소폭 감소하였으나 유의적인 차이는 없었고, 천일 건조 시에만 유의적인 감소를 나타내었다. Jensen(1969)은 해조류의 일종인 Asccphyllum nodosum을 40℃에서 건조시켰을 때 /- 나 母ocopherol의 손실에 비해 a-tocopherole 15%이 하의 소폭 감소가 있었고 일반적인 상업적 인공 건 조시의 열처리에서는 a-tocopherol이 상당량 보존되는 것으로 보고하였다.
- Gil, Tomas-Barberan Jiess- Pierce, Holcroft, & Ader(2000) 도 석류로 쥬스를 만들기 위해 열처리를 했을 때 polyphenol 함량과 항산화력이 감소하지 않았다고 보고하여, 어느 정도의 열처리에 의해서 polyphenole 쉽게 파괴되지 않는 것으로 나타났다. 열풍 건조 시 냉동건조에 비해 총 polyphenol 함량의 변화가 거의 없는 것에 비해 천일 건조 시는 총 polyphenol 함량이 냉동건조에 비해 약 30% 정도 감소하였다. 이는 허브차의 일종인 rooibos tea 가공과정에서도 같은 결과를 볼 수 있었는데 Standly, Winterton.
- 감태의 hydroxyl 라디칼 소거능도 냉동건조, 열풍 건조, 천일건조 순으로 높았다. 열풍 건조 시는 냉동 건조 시에 비해 조금 감소하였으나, 천일 건조 시는 25% 감소하여 천일건조에 의한 hydroxyl 라디칼 소 거능 감소가 더욱 큰 것으로 나타났다.
- 건조 방법에 따르는 감태의 DPPH 라디칼 소거능 변화는 천일건조가 냉동건조. 열풍 건조 시에 비해 유 의적으로 감소한 것으로 나타났다. 본 실험에서 천 일 건조 시 31%의 감소율을 보였는데, Standley et al(20m)도 rooibos tea 천일 건조 시 DPPH 라디칼 소 거능이 39%나 감소했다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다.
- 이상과 같이 감태의 항산화 능과 라디칼 소거 능은 건조 방법에 의한 영향을 받는 것으로 나타났다. 항산화 능과 라디칼 소거능 감소는 천일 건조 시 가장 많았고, 열풍 건조 시에는 소거하는 라디칼 종류에 따라서 차이는 있으나 천일건조만큼 감소율이 높지 는 않은 것으로 보인다.
- 이상과 같이 무기질 함량은 무기질마다 건조 방법에 의한 영향이 약간씩 다르게 나타났으나, 대체 적으로 건조 방법에 상관없이 잘 유지되고 있었다.
- 999의 상관관계를 나타내었다. 총 pdyphenole linoleic add 과 산화저해능, DPPH라디칼 소거능, hydrogen peroxide 소거 능과 0.998, 0.999, 0.998의 상관관계를 보여 이들 성분 함량이 많을수록 항산화 활성이 우수한 것으로 나타났다. 따라서 이상의 결과에서 볼 때 감태의 /^-carotene, a-tocppherol 종 polyphenol 이 항산화 활성에 상당히 기여함을 알 수 있었다.
- 열풍 건조, 천일건조 순으로 높았다. 특히 천일 건조 시는 냉동건조와 열풍 건조에 비해 유의적으로 현저하게 낮은 결과를 보였다.
- Vitamin C와 /^-carotene, Of-tocopherol, 총 polyphenol 함량은 냉동건조, 열풍 건조, 천일건조의 순으로 높았다. 현재 보편적으로 이용되고 있는 천일건조인 경우 주요 성분들의 손실이 컸으며 또한 이에 따라 항산화 활성도 감소하는 것으로 나타났다. 상관관계 분석 결과 감태의 항산화 활성은 P- carotene, a-taxspherol, 종 polyphenol 함량과 상관성이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 저장 조건이 곧 해조류 가공품의 품질 등급을 결정짓는 주요 요인이라 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.
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