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문제 정의
- 식품학적 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 홍경천의 성분을 분석하여 식품학적 특성을 검토하고 식품 또는 한약소재로서 의 기초자료로 활용할 수 있도록 하기 위해 일반성분, 유리당, 아미노산, 지방산, 무기질, 휘발성 향기성분 등을 조사하였다.
제안 방법
- 25 mm ID) fuesd silica capillary column을 사용하였고, 오븐 온도는 16俨C에서 3분간 유지시 킨 후 3℃/min씩 승온시 킨 다음 220℃에서 10분간 유지시켜 분석하였다. GC의 주입구 및 검출기(FID)의 온도는 240℃ 및 250℃로 하였고, 운반기체는 질소 가스를 0.8 mL/min로 하여 split mode (split ratio = 60 :1)로 주입 분석하였다.
- 이 때 사용한 GC는 Hewlett Packard 3396 series II integrator를 사용하였다. GLC칼럼은 SP-2340 (30 mx 0.25 mm ID) fuesd silica capillary column을 사용하였고, 오븐 온도는 16俨C에서 3분간 유지시 킨 후 3℃/min씩 승온시 킨 다음 220℃에서 10분간 유지시켜 분석하였다. GC의 주입구 및 검출기(FID)의 온도는 240℃ 및 250℃로 하였고, 운반기체는 질소 가스를 0.
- 시료 2 g을 직접 회화법 (15)으로 550℃ 에서 10시간 회화시킨 다음 10% 염산으로 용해하여 여과(Whatman No. 41)하여 inductively coupled plasma atmomic emission spectrophotometer(Leeman Labs, Inc., Model: PS Spec, Lowell, MA, USA 이하 ICP-AES로 함)로 분석하였다. 이 때 ICP-AES의 분석조건은 Table 1과 같다.
- 추출용매로서는 재증류한 n-pentane : diethyl ether 혼합액 (1:1, v/v) 50 mL를 사용하였으며 추출완료 후 무수황산나트륨으로 탈수시 키 고 30℃ 이하에서 농축하여 용매를 제거한 다음 내부표준물질로서 7 -terpene 300 mg을 첨 가하고 GC를 이용하여 휘 발성 향기 성분을 분석하였다. 얻어진 gas chromatogram과 GC/ MS의 chromatogram에서 휘발성 향기 성분의 분자구조를 확인하였다. 이때 사용한 GC/MS의 분석 조건은 Table 2와 같다.
- 2 Um(millipore filter)로 여과하였다. 여액 1 mL을 취하여 미리 activation 시 킨 sep pak Cis cartridge를 통과시 켜 아미 노산 자동분석기를 이용하여 분석하였다(16).
- 유리당 함량은 시료 3 g에 80% methanol 100 mL을 가하여 80℃ 수욕상에 환류법으로 2시간씩 3회 추출 여과하여 rotary evaporator로 80℃ 이 하에서 감압농축하고, 증류수 50 mL에 용해시 킨 다음 diethyl ether로 추출 분획하여 탈지 시 킨 후 수층을 수포화 n-butanol로 2회 추출 분획하여 butanol충을 제거시킨 후 수층을 농축하고 50% methanol 5 mL에 녹여 0.45 Rm membrane filter(millipore)로 여과한 후 HPLCCWaters 600, USA)로 분석하였다. 분석조건으로 columne Lichrosorb NH2(Merck Co.
- 조지방 추출은 분쇄된 시료를 원통여지 (Whatman cat No. 28002的)에-넣고 에틸에테르를 가하여 Soxhlet 추출법으로 약 16시간 추출한 다음 추출물을 감압 농축 시켜 중량 법으로 함량을 측정하였다. 지방산 분석은 상기와 같이 추출하여 얻은 조지 방질 약 200 mg을 취하여 Metcalf 등(17)의 방법에 준하여 0.
- 2시간 추출하였다. 추출용매로서는 재증류한 n-pentane : diethyl ether 혼합액 (1:1, v/v) 50 mL를 사용하였으며 추출완료 후 무수황산나트륨으로 탈수시 키 고 30℃ 이하에서 농축하여 용매를 제거한 다음 내부표준물질로서 7 -terpene 300 mg을 첨 가하고 GC를 이용하여 휘 발성 향기 성분을 분석하였다. 얻어진 gas chromatogram과 GC/ MS의 chromatogram에서 휘발성 향기 성분의 분자구조를 확인하였다.
- 이 때 ICP-AES의 분석조건은 Table 1과 같다. 표준 용액의 농도는 0.1, 1 및 10 ppm으로 조제하여 표준 검 량선을작성하였고, 각 무기원소의 정량은 시료 용액을 표준 검량선 범위 내에서 정량되도록 희석하여 정량하였다. 이때 사용한 각 무기원소는 Sigma사 AA용 표준품을 사용하였다.
- 홍경 천(Rhodiola sa아如inensis)의 성분을 분석하여 식품학적 특성을 검토하고 식품소재로서의 기초자료로 활용할 수 있도록 건조된 홍경천을 분쇄, 분말화한 후 일반성분 및 무기성분, 유리당, 구성아미노산, 유리지방산, 그리고 향기 성분을 분석하였다. 홍경천 건조분말의 수분은 10.
대상 데이터
- 45 Rm membrane filter(millipore)로 여과한 후 HPLCCWaters 600, USA)로 분석하였다. 분석조건으로 columne Lichrosorb NH2(Merck Co., 5 11m, 25 xO.4 cm ID)을 사용하였고, mobile phase와 flow rate는 acetonitrile / water(80 : 20)와 1.5 mL/min로 하였으며, chart speed와 detector는 0.5 cm와 RI-410 Differential refractometer를 사용하였고, attenuation과 injection volumee X64와 20 HL로 정량하였다(15).
- 실험에 사용한 홍경천(Rhodiola sachalinensis, Fig. 1)은 백두산에서 자생하는 것으로 중국에서 건조품을 구입하여 세절한 후 분쇄기로 30 mesh 이하로 분쇄하여 사용하였다.
- 5 N-NaOH / methan이로 가수분해시킨 후 boron trifluroridemethanol을 가하여 methyl ester화시 킨 다음 GLC로 분석하였으며, 지 방산 표준품은 Sigma의 fatty acid methyl ester 표준품을 사용하였다. 이 때 사용한 GC는 Hewlett Packard 3396 series II integrator를 사용하였다. GLC칼럼은 SP-2340 (30 mx 0.
- 1, 1 및 10 ppm으로 조제하여 표준 검 량선을작성하였고, 각 무기원소의 정량은 시료 용액을 표준 검량선 범위 내에서 정량되도록 희석하여 정량하였다. 이때 사용한 각 무기원소는 Sigma사 AA용 표준품을 사용하였다.
이론/모형
- 일반성분은 AOAC(13) 방법에 준하여 분석하였다. 즉, 수분은 105℃ 건조법, 회분은 550℃ 직접 회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백 질은 microkjeldal 법으로 Buchii사 (Switzerland)의 Model 435 Digestor로 분해하여 Model 339 N2 distillation unit로 조단백질 함량을 구하였으며, 환원당은 glucose를 표준물질로 하여 DNS 방법(14)으로 정량하였다.
- 즉, 수분은 105℃ 건조법, 회분은 550℃ 직접 회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백 질은 microkjeldal 법으로 Buchii사 (Switzerland)의 Model 435 Digestor로 분해하여 Model 339 N2 distillation unit로 조단백질 함량을 구하였으며, 환원당은 glucose를 표준물질로 하여 DNS 방법(14)으로 정량하였다.
- 28002的)에-넣고 에틸에테르를 가하여 Soxhlet 추출법으로 약 16시간 추출한 다음 추출물을 감압 농축 시켜 중량 법으로 함량을 측정하였다. 지방산 분석은 상기와 같이 추출하여 얻은 조지 방질 약 200 mg을 취하여 Metcalf 등(17)의 방법에 준하여 0.5 N-NaOH / methan이로 가수분해시킨 후 boron trifluroridemethanol을 가하여 methyl ester화시 킨 다음 GLC로 분석하였으며, 지 방산 표준품은 Sigma의 fatty acid methyl ester 표준품을 사용하였다. 이 때 사용한 GC는 Hewlett Packard 3396 series II integrator를 사용하였다.
- 홍경천 건조 분말 40 g을 취하여 2 L의 flask에 넣고 증류수 500 mL를 가한 다음 Schultz 등(18)의 방법에 따라 계량된 SDE(Likens Nikerson type simultaneous steam distillation and extraction apparatus)# 사용하여 휘 발성 성분을 2시간 추출하였다. 추출용매로서는 재증류한 n-pentane : diethyl ether 혼합액 (1:1, v/v) 50 mL를 사용하였으며 추출완료 후 무수황산나트륨으로 탈수시 키 고 30℃ 이하에서 농축하여 용매를 제거한 다음 내부표준물질로서 7 -terpene 300 mg을 첨 가하고 GC를 이용하여 휘 발성 향기 성분을 분석하였다.
성능/효과
- 같다. Aspartic acid를 비롯한 17종의 아미노산을 분리 정 량 하였는데, glutamic acid가 176.24 mg%로 가장 많았으며 그 다음으로 cystine이 168.60 mg%, arginine 159.90 mg%, proline 157.9 2 mg%, aspartic acid가 133.04 mg%, isoleucine이 118.51 mg% 및 histidine이 108.21 mg % 의 순으로 나타났다. 한편, 황 함유 아미노산인 cystine, methionine는 각각 168.
- 홍경 천에서 총 25종의 향기성분이 확인되었는데 확인된 성분들을 관능기 별로 분류하면 octanol를 포함한 alcohol류 17종, 2-cinnamic aldehyde# 포함함 aldehyde류 5종, hydrocarbon류 2종, carbonyl류 1종류, acid류 화합물이 1종류였다. 관능기별로 확인된 성분들의 총 peak are虱%)를 살펴보면 홍경천에서 ale아21류 59.00%, aldehyde류 22.34%, carbonyl류 0.80%, hydrocarbon류 1.55%, acid 화합물 1.07%로 총 85.78%로 확인되었다. 홍경천 건조분말에서 alcohol류가 59.
- 27 mg%로 높게 나타났다. 또한 홍경천의 필수아미노산 함량은 arginine이 159.90 mg%, isoleucine0] 118.50 mg%, histidine이 108.21 mg%, threonine0] 90.67 mg%, isoleucine이 118.51 mg%, 및 methionine 86.27 mg%, leucine 38.43 mg%, valine이 15.89 mg%로 나타나, 필수아미 노산이 고루 분포되 었음을보여주었다.
- 17%이 었다. 또한, 홍경천 건조분말을 구성하는 이중결합이 1개인 monounsaturated fatty acids(MUFA)는 oleic acid, erucic acid°] 었으며 각각 13.09%,0.93%를 함유하고 있었으며, 이중결합이 2개이 상인 polyunsaturated fatty acids(PUFA)는 linoleic acid, linolenic acid로 32.46%, 3.50%로 나타났다. 홍경 천 건조분 말의 주요 지방산으로는 SFA인 palmitic acid, lignoceric acid, MUFA인 oleic acid, PUFA인 linoleic acid, linolenic acid이었으며, 그 중에서 PUFA인 linoleic acid의 함량이 32.
- 90 mg%로 높은 함량 수준을 보였다. 유리지방산은 linoleic acid가 32.46%로 함량이 가장 높았으며 그 다음으로 palmitic acid 가 21.42%, lignoceric acid 14.83%, oleic acid 13.09%, behenic acid가 5.80% 순으로 나타났다. 향기 성분은 GC-MS로 분석한 결과 2-cinnamic aldehyde 함량이 가장 높았으며 geraniol, myrtenol, octanol 등의 함량이 높게 나타났다.
- 향기 성분은 GC-MS로 분석한 결과 2-cinnamic aldehyde 함량이 가장 높았으며 geraniol, myrtenol, octanol 등의 함량이 높게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 홍경천 뿌리는 다양한 일반성분조성과, 필수아미노산, 불포화지방산, 필수 무기질 등이 균형 있게 함유된 식품학적 성분 가치가 충분한 소재임이 확인되 었다. 따라서 향후 홍경 천 뿌리 에서 유효성분을 추출하여 생리활성 및 동물실험을 통해 이들 식품학적 성분들의 유용성을 탐색하는 작업이 필요하리라 사료된다.
- 유리당으로는 glucose, fructose, sucrose 등으로 특히 glucose와 fructose가 높게 함유되 어있었다. 주된 구성아미노산은 glutamic acid, cystine, arginine, proline, aspartic acid, isoleucine, histidine 등의 함량 순으로 나타났으며, 특히 이utamic acid, cystine, arginine의 함량이 각각 176.24, 168.60, 159.90 mg%로 높은 함량 수준을 보였다. 유리지방산은 linoleic acid가 32.
- 80% 순으로 나타났다. 향기 성분은 GC-MS로 분석한 결과 2-cinnamic aldehyde 함량이 가장 높았으며 geraniol, myrtenol, octanol 등의 함량이 높게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 홍경천 뿌리는 다양한 일반성분조성과, 필수아미노산, 불포화지방산, 필수 무기질 등이 균형 있게 함유된 식품학적 성분 가치가 충분한 소재임이 확인되 었다.
- 50%로 나타났다. 홍경 천 건조분 말의 주요 지방산으로는 SFA인 palmitic acid, lignoceric acid, MUFA인 oleic acid, PUFA인 linoleic acid, linolenic acid이었으며, 그 중에서 PUFA인 linoleic acid의 함량이 32.43%로 홍경천 건조분말의 지방산은 불포화도가 매우 높음을 확인할 수 있었다.
- 추출하여 분석한 결과는 Table 8과 같다. 홍경 천에서 총 25종의 향기성분이 확인되었는데 확인된 성분들을 관능기 별로 분류하면 octanol를 포함한 alcohol류 17종, 2-cinnamic aldehyde# 포함함 aldehyde류 5종, hydrocarbon류 2종, carbonyl류 1종류, acid류 화합물이 1종류였다. 관능기별로 확인된 성분들의 총 peak are虱%)를 살펴보면 홍경천에서 ale아21류 59.
- 분석하였다. 홍경천 건조분말의 수분은 10.14%, 조단백 3.90%, 조지 방 1.33%, 총당 41.17%, 환원당 11.40%, 회분은 3.05%로 분석되 었고, 무기성분은 Ca, K, Mg이 높은 함량으로 나타났다. 유리당으로는 glucose, fructose, sucrose 등으로 특히 glucose와 fructose가 높게 함유되 어있었다.
- 홍경천 건조분말의 유리 당 함량을 HPLC로 분석한 결과는 Table 4와 같다. 홍경천에서 검출된 주요 유리당은 fructose, fucose, sucrose 이 며 fructose는 54.54 ±0.34 mg%, glucose는 84.81 ±1.01 mg%, sucrose는 8.43 ±0.54 mg%으로 나타났다.
후속연구
- 이러한 결과로 볼 때 홍경천 뿌리는 다양한 일반성분조성과, 필수아미노산, 불포화지방산, 필수 무기질 등이 균형 있게 함유된 식품학적 성분 가치가 충분한 소재임이 확인되 었다. 따라서 향후 홍경 천 뿌리 에서 유효성분을 추출하여 생리활성 및 동물실험을 통해 이들 식품학적 성분들의 유용성을 탐색하는 작업이 필요하리라 사료된다.
- 대표적 구근식물인 인삼 (16)의 주요 무기물 조성은 Ca, K, Na, Mg이었고, 도라지 (20)의 경우는 Ca, K, Mg 및 Na 등이 많이 함유되어 있다고 보고되었는데 이는 본 실험의 홍경천 분말 결과와 조성면에서 비슷한 경향을 나타내었다. 최근 식단의 변화로 산성 식품의 섭취가 급격히 증가하고 있는 상황에서 홍경천 건조분말에 주요 무기질 함량이 특히 높게 나타난 것으로 보아 홍경천을 식품소재로 사용시 알카리성 식품 원료로 체액의 산 - 염기 평형의 유지에 중요한 기능성을 가질 것으로 사료된다.
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