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문제 정의
- 구기자 전통주의 품질을 고급화 하기위하여 각종 약용 식물 첨가가 구기자 전통주 발효와 기호성에 미치는 영향을 검토하였다. 먼저 한방에서 강장제, 신경통, 고혈압 등의 약리효과가 있다고 알려진 두중(Eucommia "hnoides)의 첨가량이 알콜 발효 에 미치는 영향을 조사하기 위하여 두충을 덧밥을 기준으로 0.
제안 방법
- 8 mM N-Suc-(Ala)rp-nitroanilide 20 pL를 넣어 25℃에서 30분간 반응시킨 후 410nm에서 흡광도를 측정하여 기질로 부터 생성되는 p-nitroanilide의 양을 정량 하였다. Elastase 저해 활성 1 unite 분당 1 卜imol의 p-nitroanilide을 생성하는 elastase의 효소 양으로 하였다. 또한 저해 활성은 다음의 식으로부터 계산하였다 (16).
- Elastase 저해 활성은 시료 선정 시에 N-Suc-(Ala)3-p-nitroa- nilide 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 즉 0.
- 구기자 발효주 50mL를 감압 건조하여 알콜을 모두 제거하고 증류수를 사용하여 50mL로 정용한 후 다음과 같이 성인병 에 관련이 되는 몇 가지 생리 기능성을 측정하였다(1, 2).
- 구기자(颂宠 를 이용한 새로운 고부가가치의 전통주 를 개발하기 위하여 먼저 구기자 열매를 이용하여 제조되는 구 기자 전통주에 지골피, 두충, 감초와 민들레를 0.1%-3.0%까지 각각 순차적으로 첨가하여 발효주를 제조한 후 에탄올 생성량 과 기호도를 측정하였다. 구기자 전통주에 지골피 0.
- 담금은 멥쌀과 찹쌀 각각 50 g을 16시간 물에 침지 한 후 물 을 뺀 다음 고압 증기솥에서 10(TC로 1시간 증자하였다. 이를 냉각시킨 후 물 240 mLW 위에서 제조한 담금용 주모 및 구기 자, 구기엽, 지골피와 약용식물을 덧밥의 5.
- 덧밥에 구기자 열매 1%와 지골피 0.1%, 두충 0.1%, 감초와 민들레 각각 1% 씩 첨가한 후 구기자 잎(구기엽)을 0.1%, 0.5%, 1.0% 첨가하여 구기자 전통주를 제조한 후 이들의 알콜 발효 특성과 관능검사를 실시하였다. 먼저 에탄올 생성은 구기엽을 0.
- 1). 따라서 비록 에탄올 생성량은 약 1.5%낮지만 이하의 실험에서는 기호도를 우선시하여 0.1%의 두충을 첨가하여 실시하였다.
- 8mM N-Suc-(Ala):「p-nitroanilide을 녹여서 기 질로 사용하였다. 또한 본 실험에서는 0.2M Tris-CI buflfer(pH 8.0) 70piL에 1 unit/lOfiL elastase를 25℃에서 20 min간 반응시 킨 후 0.8 mM N-Suc-(Ala)rp-nitroanilide 20 pL를 넣어 25℃에서 30분간 반응시킨 후 410nm에서 흡광도를 측정하여 기질로 부터 생성되는 p-nitroanilide의 양을 정량 하였다. Elastase 저해 활성 1 unite 분당 1 卜imol의 p-nitroanilide을 생성하는 elastase의 효소 양으로 하였다.
- 구기자 발효주의 관능검사는 Kim 등(6)과 Choi 등(18), Lee 등(19)의 방법을 일부 변형시켜 배재대학교 학생들과 30-40대 의 훈련된 관능 평가원에 의하여 정량적 묘사 분석 방법(quantitative descriptive analysis: QDA)으로 다음과 같이 실시하였다. 먼저 관능평가원들로 하여금 구기자 발효주에서 느낄 수 있는 향과 맛 특성을 묘사하게 하고 이들 중에서 공통적으로 묘사된 특성을 선정하였다. 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1- 8의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림 으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫 다 1, 가장 좋다 8의 점수로 표시하여 그 평균값을 QDA 그래 프로 도시하였으며 분산분석과 다범위 검정에 의하여 시료간의 유의성을 분석하였다.
- 주모제조 및 담금은 Kim 등(6>의 민들레 민속주 담금법을 일부 변형시켜 다음과 같이 실시하였다. 먼저 담금용 주모는 35 메쉬로 분쇄한 멥쌀 40g과 밀가루 5 g에 끓는 물 50mL을 넣 고 가열시킨 후 냉각한 다음 누룩 10 g을 첨가하고 YEPD배지 로 30℃에서 2일간 배양한 S. cerevisiae 10mL을 균일하게 혼 합하여 3ITC에서 2일간 배양하여 제조하였다.
- 본 연구에서는 구기자를 이용한 새로운 전통주를 개발하기 위하여 먼저 쌀과 구기자 열매로 제조된 전통 구기자 술에 지 골피, 두충, 감초, 민들레 등을 각각 순차적으로 첨가하여 발효 주를 제조한 후 이들의 물리·화학적 특성과 관능검사를 실시 하였고, 마지막으로 구기자잎을 농도별로 첨가하여 각각의 구 기자 전통주를 제조한 후 물리 화학적 특성을 조사하고 기호 도가 우수한 발효주를 선정한 다음 항고혈압 안지오텐신 전환 효소 저해활성, 혈전 용해 활성, 전자공여능, SOD유사활성 등의 생리 기능성을 조사하였다.
- 전자공여능은 1, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력 을 이용하는 Blois(13)와 Lee 등(14回 방법으로 측정하였다. 시료 200(1L에 DPPH 용액 (DPPH 12.5 mg을 EtOH 100mL에 용 해) 800 卜iL를 가한 후 10분간 반응시 키고 525nm에서 흡광도 를 측정하여 시료 무첨가 대조구와 활성을 비교하였다.
- 2로 조정한 후 TCB를 사용하여 50mL로 정용한 후 시료액으로 사용하였다. 시료액 950 |iL에 50 |iL의 24 mM pyrogallol을 첨 가 하여 420nm에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시 료액 무첨가구와 비교하였다.
- 5 mg] 300 mM NaCl과 25 mg Hip-His-Leu을 용해) 50 |丄와 섞은 후 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 IN HC1 로 반응을 정지시켰다. 이 반응 액에 유리되어 나오는 hippuric acid의 양을 228nm에서 흡광도 를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가구를 대조구로 하여 저해 율을 구하였다.
- 담금은 멥쌀과 찹쌀 각각 50 g을 16시간 물에 침지 한 후 물 을 뺀 다음 고압 증기솥에서 10(TC로 1시간 증자하였다. 이를 냉각시킨 후 물 240 mLW 위에서 제조한 담금용 주모 및 구기 자, 구기엽, 지골피와 약용식물을 덧밥의 5.0%까지 각각 첨가 하여 25℃에서 10일간 발효시킨 후 사별제성하고 원심분리하여 분석용 시료로 하였다.
- HMG-Co A reductase 저해활성은 Kleinsek 등의 방법 (16)을 사용하여 다음과 같이 측정하였다. 증류수에 10曲4丄로 녹인 각 시료 추출물 10nL(controle 시료 대신 D.W 10|丄)에 0.5 인산완충용액(pH 7.0) lOOfiL, 2mM DTT 100 mL, 0.5 mM 伊 NADPH 100 |iL, HMG-CoA reductase(Syrian hamster liver, 10mg-protein/mL) 10皿 를 넣고 37℃에서 5분간 예열시킨 후 HMG-Co A를 넣고 3분간 반응시키면서 340nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 이 값을 이용하여 다음과 같이 억제활성을 계산하였다.
- 최종적으로 기호도가 가장 높고 색상이 우수한 구기자 전통 주(구기자 열매 1%, 지골피와 구기자 잎 및 두충 각각 0.1%, 감초와 민들레 각각 1% 첨가하여 제조)의 생리 기능성을 조사 하였다(Table 4).
대상 데이터
- 구기자 열매와 구기엽, 지골피는 2004년 9월에 청양 구기자 시험장에서 재배된 것을 분양 받아 사용하였으며 멥쌀과 찹쌀 은 2004년 충남 서천지방에서 생산된 것을 시중에서 구입하여 사용하였고 누룩은 중앙곡자(주) 제품을 사용하였다.
데이터처리
- 먼저 관능평가원들로 하여금 구기자 발효주에서 느낄 수 있는 향과 맛 특성을 묘사하게 하고 이들 중에서 공통적으로 묘사된 특성을 선정하였다. 선정된 향과 맛 특성에 대하여 1- 8의 강도로 표시하게 한 후 그 평균값을 구하여 다각형 그림 으로 나타내었고 향과 맛을 고려한 전체적인 기호도는 가장 싫 다 1, 가장 좋다 8의 점수로 표시하여 그 평균값을 QDA 그래 프로 도시하였으며 분산분석과 다범위 검정에 의하여 시료간의 유의성을 분석하였다.
이론/모형
- HMG-Co A reductase 저해활성은 Kleinsek 등의 방법 (16)을 사용하여 다음과 같이 측정하였다. 증류수에 10曲4丄로 녹인 각 시료 추출물 10nL(controle 시료 대신 D.
- SOD-유사활성은 Marklund 등(12)의 방법에 따라 시료액 20 mL에 55 mM Tris-cacodylic acid buflfer(TCB, pH 8.2) 20 mL를 가한 후 균질화하고 원심분리하여 얻은 상징액을 pH 8.2로 조정한 후 TCB를 사용하여 50mL로 정용한 후 시료액으로 사용하였다. 시료액 950 |iL에 50 |iL의 24 mM pyrogallol을 첨 가 하여 420nm에서 초기 2분간의 흡광도 증가율을 측정하여 시 료액 무첨가구와 비교하였다.
- Tyrosinase 저해활성은 Sung 등(15)의 방법에 따라 시료액 0.5 mL에 5 mM L-DOPA 0.2 mL, 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 6.0) 0.2 mL를 혼합한 후 tyrosinase 11 U을 첨가하여 35℃에서 2분간 반응시킨 후 475nm에서 흡광도를 측정하여 시료 액 무첨가구와 비교하였다.
- 안지오텐신 전환효소(Angiotensin-converting enzyme; ACE) 저 해활성은 Cushman 등(9)으] 방법에 따라 시료액에 동일 용량의 ethyi acetate# 처리하여 얻은 추출액 50 rL를 rabbit lung pow- dei에서 추출한 ACE용액 150皿(약 2.8-3 Unit)와 기질 용액 (pH 8.3의 100 mM sodium borate 완충용액 2.5 mg] 300 mM NaCl과 25 mg Hip-His-Leu을 용해) 50 |丄와 섞은 후 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 IN HC1 로 반응을 정지시켰다. 이 반응 액에 유리되어 나오는 hippuric acid의 양을 228nm에서 흡광도 를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가구를 대조구로 하여 저해 율을 구하였다.
- 전자공여능은 1, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력 을 이용하는 Blois(13)와 Lee 등(14回 방법으로 측정하였다. 시료 200(1L에 DPPH 용액 (DPPH 12.
- 혈전용해활성은 Fayek 등(10)과 Kim 등(11)의 방법에 따라 0.6% fibrin 용액 3mL에 시료 500 μL를 첨가하여 4CTC에서 10 분간 반응시킨 후 0.4 M TCA 용액 3mL를 첨가하여 반응을 정지시키고 여과하였다. 이 여과액을 IN Folin-ciocalteu 시약 으로 발색시켜서 용출된 tyrosine의 양을 정량하였다.
성능/효과
- 구기자 전통주의 품질을 고급화 하기위하여 각종 약용 식물 첨가가 구기자 전통주 발효와 기호성에 미치는 영향을 검토하였다. 먼저 한방에서 강장제, 신경통, 고혈압 등의 약리효과가 있다고 알려진 두중(Eucommia "hnoides)의 첨가량이 알콜 발효 에 미치는 영향을 조사하기 위하여 두충을 덧밥을 기준으로 0.1%, 0.5%, 1%씩 첨가하고 누룩을 5%, 구기자 1%와 지골피 0.1%를 첨가한 다음 15일간 발효시킨 결과 두충을 1% 첨가하 였을 때 16.0%의 에탄올이 생성되었고 민들레 발효주(4)의 경우와 같이 두충을 많이 첨가할수록 에탄올 생성량이 조금씩 증 가되는 경향이었지만 두충을 첨가하지 않은 대조구와 두충을 1% 첨가한 실험구와 비슷한 에탄올 생성량을 보였다(Table 2). 한편, 이들의 관능검사를 실시한 결과 맛과 향을 종합한 전체 적인 기호도는 오히려 두충을 0.
- 0%까지 각각 순차적으로 첨가하여 발효주를 제조한 후 에탄올 생성량 과 기호도를 측정하였다. 구기자 전통주에 지골피 0.1%, 두충 0.1%, 감초와 민들레 각각 1.0%를 덧밥에 첨가하여 발효시켰 을 때 에탄올이 가장 많이 생성되었고 전체적인 기호도도 우 수하였다. 여기에 구기자 잎을 0.
- 기호도와 생리 기능성이 우수한 구기자 전통 발효주 제조를 위한 지골피 첨가 효과를 검토하기 위하여 찹쌀과 멥쌀 및 구 기자 열매 1%가 함유된 덧밥에 지골피를 덧밥 기준으로 0.1%, 0.5%, 1.0% 씩 각각 첨가한 다음 주모를 가하여 일정기간 발 효시키면서 에탄올 생성량을 조사한 결과 지골피를 0.1% 첨가 하였을 때 15.8%의 에탄올이 생성되었고 첨가량을 증가 시켰 을때 오히려 에탄올 생성량은 약간씩 줄어드는 경향이었으며 (Table 1) 기호성에는 큰 차이가 없었다. 이는 동일한 조건으로 제조한 민들레 발효주(6)으] 에탄올 생성량 15.
- 단맛의 보강을 위해 해독, 진정, 소염 등의 약리 효능이 있는 것으로 알려진 감초(이ycyrrhiza “ralensis、)를 구기자 전통주 의 에탄올 생성과 기호도에 미치는 영향을 조사하기 위해 위 와 같이 1, 3, 5% 씩 첨가하여 조사한 결과 감초를 3% 첨가 하였을 때 18.2% 의 높은 에탄올 생성량을 보여 무첨가 대조 구보다 약 2% 더 많은 에탄올이 생성 되었다(Table 2). 이는 감초의 단맛 성분인 glycyrrhizin(21)이 과당과 사포닌의 혼합물인 Glycyrrhetic acid-3-O-[P-D-glucuronopyranosyl( 1 ->2)-P-D-glucuronopyranoside]인것을 감안해 볼때 이들과 감초중에 함유 되어 있는 발효성 유리당들이 대부분 주모인 S.
- 0%의 가장 많은 에탄올이 생성되었으 나 여타의 첨가구는 무첨가 대조구와 비슷한 생성량을 보였다(Table 3). 또한 이들의 기호도를 측정하기 위하여 관능검사를 실시한 결과 구기엽의 첨가량이 많아질수록 특유의 향과 맛이 강하게 느껴졌으나 1.0% 이상의 첨가구에서는 민들레 발효주 (6)와 같이 풋내와 쓴맛, 신맛이 강하였고 상대적으로 단맛과 발효주 특유의 누룩냄새와 알콜 냄새가 적게 느껴졌다. 따라서 생리기능성을 강화시키기 위해 구기엽의 첨가량을 늘일 경우 풋내와 쓴맛을 제거할 수 있는 합리적인 방법이 알콜 발효 조 건과 병행하여 검토되어야 할 것으로 생각된다.
- 따라서 구기자 을 첨가하지 않은 술인 대조구에서도 61%의 ACE 저해활성을 보인 것은 원료인 덧밥 중의 단백질이 효소분해되어 ACE 저 해 펩타이드가 생성되었기 때문인 것으로 추정되고(20) 구기자 와 약용식물 첨가 구기자 전통주 에서는 이들로부터 용출된 ACE 저해물질에 의해 대조구보다 약 4-5% 이상 높아진 66% 의 ACE 저해활성을 보인 것으로 추정된다. 또한, 이 결과는 민들레 발효주와 캐모마일 발효주의 ACE 저해 활성이 각각 16.2%, 36.7%인 결과 (6, 20)에 비해서 높은 것으로서 전통주 중의 ACE 저해 활성은 주, 부원료에서 발효 중 용출되는 다양한 물질에 따라 크게 좌우되는 것으로 생각된다.
- 먼저 구기자 전통주의 항고혈압성 ACE 저해활성은 68.5%로 구기자와 각종 약용식물을 첨가하지 않은 대조구보다도 약 4- 5% 이상 높게 나타났다. ACE는 체내 혈압조절에 관여하는 레닌계에서 엔지오텐신 (I)을 (II)로 전환시켜 혈관을 수축시킴으 로 고혈압을 유발시키는 효소로 알려져 있고 고혈압을 예방하는 방법의 하나로 ACE 저해제에 관한 탐색과 개발 연구가 활 발히 진행되고 있다.
- 0%를 덧밥에 첨가하여 발효시켰 을 때 에탄올이 가장 많이 생성되었고 전체적인 기호도도 우 수하였다. 여기에 구기자 잎을 0.1%, 0.5%, 1.0%씩 각각 첨가 하여 구기자 전통주를 제조한 후 관능검사를 실시한 결과 구 기자 잎을 0.1% 첨가하여 제조한 전통주가 기호도가 제일 높 았고 항고혈압 활성을 나타내는 ACE 저해활성도 68.5%로 비교적 우수하였다.
- 따라서 생리기능성을 강화시키기 위해 구기엽의 첨가량을 늘일 경우 풋내와 쓴맛을 제거할 수 있는 합리적인 방법이 알콜 발효 조 건과 병행하여 검토되어야 할 것으로 생각된다. 이러한 구기엽 의 향미 특성이 전체적인 기호도에 영향을 주어 구기엽 0.1% 첨가 발효주의 기호도가 가장 높은 것으로 평가되었으며, 구기 엽 무첨가 전통주, 0.5%첨가 전통주, 1.0%첨가 전통주의 순서로 나타났다(Fig. 3). 이러한 평가 결과를 분산분석 하였을때 F 값은 3.
- 3). 이러한 평가 결과를 분산분석 하였을때 F 값은 3.87로서 5% 수준에서 유의적인 차이가 인정되었으며 Duncan의 다범위 검정을 이용하여 각각의 시료간의 유의적인 차이를 조사한 결과 0.1% 구기엽 첨가 전통주와 무첨가 전통 주는 다른 구기자 전통주와 5% 수준에서 차이가 있었고 나머지 구기자 전통주 간에는 유의적인 차이가 인정되지 않아서 기 호도에서 차이가 없는 것을 알 수 있었다.
- 이상의 실험결과들을 종합하여 볼 때 덧밥에 구기자 열매 1%, 지골피와 두충 각각 0.1%, 감초와 민들레 각각 1%, 구기 자 잎을 0.1% 첨가하여 제조한 구기자 전통주가 맛과 향이 우 수하고 고혈압 예방에 관련되는 ACE 저해활성이 우수하였으 므로 고부가가치의 약용 구기자 전통주로 산업적 응용성이 클 것으로 추정되어 현재 산업화를 진행하고 있다.
- 한편, 구기자 전통주의 항산화 활성은 18.7%로 대조구보다 약 3% 더 높았고 elastase 활성도 2.6%를 보여 활성이 없었던 대조구보다는 높았지만 대체로 미약하였고 tyrosinase 저해활성 도 대조구보다 낮은 10.7%를 보였다.
- 한편, 민들레 (Zraxacw! platycarpuni) 첨가가 구기자 술의 발효와 기호도에 미치는 영향을 조사한 결과 민들레 첨가가 오 히려 에탄올 생성을 억제하여 무첨가 대조구보다 약 1-3% 낮은 에탄올 생성량을 보였다(Table 2). 이는 민들레 전통주의 연 구(4)에서와 같이 민들레에서 발효 중 용출된 어떤 물질이 누 룩에서 생성된 당화효소의 활성이나 효모의 발효를 억제 시켰 기 때문인 것으로 생각된다.
- 0%의 에탄올이 생성되었고 민들레 발효주(4)의 경우와 같이 두충을 많이 첨가할수록 에탄올 생성량이 조금씩 증 가되는 경향이었지만 두충을 첨가하지 않은 대조구와 두충을 1% 첨가한 실험구와 비슷한 에탄올 생성량을 보였다(Table 2). 한편, 이들의 관능검사를 실시한 결과 맛과 향을 종합한 전체 적인 기호도는 오히려 두충을 0.1% 첨가한 실험구에서 높았고 그 이상 첨가시 쓴맛이 강하여 기호도가 낮아졌다(Fig. 1). 따라서 비록 에탄올 생성량은 약 1.
후속연구
- 0% 이상의 첨가구에서는 민들레 발효주 (6)와 같이 풋내와 쓴맛, 신맛이 강하였고 상대적으로 단맛과 발효주 특유의 누룩냄새와 알콜 냄새가 적게 느껴졌다. 따라서 생리기능성을 강화시키기 위해 구기엽의 첨가량을 늘일 경우 풋내와 쓴맛을 제거할 수 있는 합리적인 방법이 알콜 발효 조 건과 병행하여 검토되어야 할 것으로 생각된다. 이러한 구기엽 의 향미 특성이 전체적인 기호도에 영향을 주어 구기엽 0.
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