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문제 정의
- Nitroso화 반응을 억제하기 위해서는 nitrosoamine 생성 기질인 amine의 생성을 억제하거나 아질산염을 소거해야하는데 본연구에서는 대나무 추출조건과 반응 pH에 따른 아질산염 소거효과를 검토하였다(Table 10).
- 대나무 추출물의 피부 미백 화장품 소재로 이용 가능성을 검토하고자 갈변색소 melanin의 생합성에 관여하는 tyrosinase 저해 활성을 조사하였다.
- 따라서 우리나라의 대표 죽종인 왕대를 여러 방법으로 추출하고 그 추출물의 화학성분과 생리활성을 검토하여 대나무 추출물을 식품 소재로 활용하는 데 있어서 기초 자료로 삼고 자본 연구를 실시하였다.
가설 설정
- 3) No inhibitory zone was formed.
제안 방법
- Table 9와 같이 산화방지제인 BHA와 6-tocopherol을 대조구로 하여 추출방법에 따른 대나무 추출액의 전자공여능을 분석하였다. DPPH를 환원시키는데 필요한 추출물의 첨가농도(IC50) 를 보면 간접가열 추출액과 알코올 추출액은 13.
- Aspirator를 이용하여 ethylacetate를 완전히 제거 시킨 다음 증류수 4mLS. 다시 용해시켜 228nm에서 흡광도를 측정하고 시료대신 증류수를 첨가한 것을 대조구로 하여 ACE 저해율을 구하였다.
- 대나무 추출액의 pH는 pH meter(Accumet 50, Fisher scientific, USA)를 이용하여 측정하였으며 가용성고형분 함량은 추 출액을 여과(No. 2)한 후 여액을 Abbe 굴절당도계(IT, Atago, Japan)로 측정하였다. 총페놀 함량은 추출액 0.
- 대나무 추출은 직접가열, 간접가열, 물 추출, 알코올 추출 방 법을 사용하였는데 직접 가열은 대나무를 25 cm 정도로 잘라 양 절단 부위에 비이커를 받치고 Bunsen burner로 대나무를 직 접 가열하여 양끝으로 흘러나오는 액을 채취하였고, 간접가열 은 대나무를 잘게 잘라 밀폐 용기에 넣고 100℃ dry oven에서 3시간 가열하여 흘러나온 액을 채취하였고, 물 추출은 대나무 를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 증류수를 10%(v/w) 가하여 알루미늄 호일로 밀봉하여 1211 고압 살균기에서 1시간 추출 하였으며, 알코올 추출은 대나무를 잘게 잘라 삼각플라스크에 넣고 70% ethanol을 25%(v/w) 가하여 알루미늄 호일로 밀봉하 여 80℃ water bath에서 3시간 추출하였다.
- 대나무(왕대)를 여러 가지 방법으로 추출하고 그 추출액의 화학 성분을 분석하였다. 대나무 추출액의 pH는 5.
- 증발잔사는 대나무 추출액을 증발접시에 담아 건조 후 얻 어진 잔사량을 추출액에 대한 중량백분율로 나타내었다. 무기 물과 중금속 함량은 습식분해 후 atomic absorption spectrometer (Spectra A, Varian, USA)와 Inductively coupled plasma spectrophotometer(lRIS Advantage, Thermo Jarrell Ash, USA)로 각 각 정량 분석하였다(11).
- 2 mL를 가하여 25℃에서 10분간 반응시킨 후 1N HC1 1 mL를 가하여 반응을 정지시켰다. 반응액의 흡광도를 420 nm에서 측정하고 시료 대신 증류수를 첨가한 것을 대조구로 백분율로 환산하였다(17).
- 4 mL를 가하여 혼합한 후 실온에 15분간 방치시 켰다. 분광광도계를 이용하여 520nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 백분율(%)로 나타내었으며 blank는 Griess 시약 대신 증류수 0.4 mL를 가하여 시행하였다(15).
- 식품이나 체내의 생체막에 존재하는 지질의 산화 연쇄반응에 관여하는 활성라디칼에 전자나 수소원자를 공여하여 안정한 형태의 radical로 전환시키는 것을 형성하는 것을 항산화 작용이라 하며, 이러한 항산화 활성을 평가하는 방법은 여러 가지나 본 실험에서는 free radical인 1, 1 -dipheny 1-2-picrylhydrazyI(DPPH)을 사용하여 대나무 추출액의 활성을 평가하였다.
- 아질산염 소거작용은 ImM NaN0용액 2mL에 시료액 1 mL 를 넣고 0.1 N HC1과 0.1 M 구연산 완충용액을 사용하여 반응 액의 pH를 각각 1.2, 3.0, 6.0으로 조정한 후 반응용액의 부피 를 10mL로 하였다. 그리고 37C에서 1시간 동안 반응시킨 후 반응액 ImL를 취하고 2% 초산용액 5mL를 첨가한 다음 Griess시약 0.
- 유리당, 유기산 및 페놀 성분은 대나무 추출액을 0.45 μm membrane filter로 여과 후 HPLC(LC-10AD, Shimazu, Japan)와 Bio-LC(DX 500, Dionex, USA)로 분석하였으며 이때 분석 조 건은 Table 1과 같다(12,13).
- 항산화성은 1,1 -diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) free radical 소거법(14)으로 측정하였다. 즉 시험관에 methanol 4mL와 0.15 mM DPPH용액 1 mL 그리 고 시료액 20, 40, 60 μL과 대조구로 6-tocopherol과 BHA를 20, 40, 60 μg 첨 가하고 vortex mixe로 10초간 교반하여 실온에서 30분 방치한 다음 517nm에서 흡광 도를 측정하고 무첨가구에 비하여 50%의 흡광도 감소를 나타 내는 sample 농도인 IC50으로 표기하였다.
대상 데이터
- 본 시험에 사용한 대나무는 3-5년생 왕대(Phyllostachys bambusoides Start)를 전북 완주군 일대에서 2002년 4-5월에 채취하 였다. 실험에 사용한 대나무의 일반성분은 조단백질 1.
데이터처리
- 측정값을 SAS(statistical analysis system)를 이용하여 평균, 분 산분석, Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- Angiotensin-converting enzyme(ACE) 저해 활성은 Cushman과 Cheung 등(18)의 방법 에 따3 추출액 30 |iL에 기 질로 608 mM NaCl과 7.6 mM Hip-His-Leu을 녹인 50 mM borate buffer(pH 8.3) 250μL를 넣고 잘 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 다 음 IN HC1 250μL를 첨가하여 반응을 정지시켰다. 여기에 ethylacetate 1.
- Tyrosinase 활성 저해능 측정은 Jung 등(16)의 방법에 따라 35℃ 수욕에서 온도를 미리 조정한 0.175 M phosphate buffer (pH 6.8) 0.2 mL, 5mM L-DOPA solution 0.2 mL 그리고 시료 액 0.2 mL 혼합액에 mushroom tyrosinase(l 10 units/mL) 0.1 mL를 첨 가하여 35℃에서 2분간 반응시 킨 다음 475 nm에서 측 정한 흡광도(SaQ와, 효소액 대신 증류수 O.lmL를 첨가하여 측 정한 흡광도①Abs), 시료 대신 증류수 0.5 mL를 첨가하여 측정 한 흡광도(C*) 를 다음 식에 의하여 계산하였다.
- 항균활성은 paper disc법으로 Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Staphylococcus aureus, E. coli 등 4종의 식품 오염 균 대하여 Table 2와 같은 조건으로 배양하여 측정하였다. 즉 균주들을 액체배지 10mL에 1백금이 접종하여 24시간 3회 계대배양한 배양액 0.
- 항산화성은 1,1 -diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) free radical 소거법(14)으로 측정하였다. 즉 시험관에 methanol 4mL와 0.
성능/효과
- ACE 저해율을 측정한 결과 직접가열 추출액 4.8%, 물 추출액은 1.7%로 아주 낮은 저해율을 나타내었고 알코올 추출액은 17.9%로 약간의 저해 활성이 확인되었으나 간접가열 추출액은 61.9%의 높은 저해활성을 보였다.
- B. subtilis에 대한 항균활성은 직접가열 추출액, 간접가열 추출액, 물 추출액 및 알코올 추출액의 clear zone이 각각 11.6 mm, 11.9 mm, 9.2 mm 및 11.8 mm로 나타났다. S.
- DPPH를 환원시키는데 필요한 추출물의 첨가농도(IC50) 를 보면 간접가열 추출액과 알코올 추출액은 13.4와 13.5 卩I로상업용 항산화제인 BHA와 5-tocopherol 보다 낮아 항산화 효과가 우수하였고, 물 추출액에서는 17.5μL로 BHA와 비슷한 항산화 효과를 보였으며, 직접가열 추출액은 BHA와 δ-tocopherol 에 비하여 다소 높았으나 비교적 양호한 항산화작용이 기대되었다. 추출방법에 따른 항산화 활성은 간접가열, 알코올 추출, 물 추출, 직접가열 추출액 순으로 나타났다.
- Fig. 1 과 같이 버섯 유래 tyrosinase와 L-3, 4-dihydroxy phenylalanine^- 이용한 효소 반응 시스템을 도입하여 대나무 추출액의 tyrosinase 활성 저해능을 측정한 결과 16.5-27.3%로 전반적으로 낮은 저해율을 보였다. 추출방법에 따른 tyrosinase 저해 활성은 물 추출(27.
- 2 mg% (w/v)였으며 glucose와 sucrose의 함량이 가장 높았다. Galactose 는 간접가열 주출액에서 6.6mg%, glucose와 fructose는 직접 가열 추출액에서 174.7와 53.0mg%, sucrose는 물 추출액에서 127.2 mg%로 가장 높게 나타났다.
- HPLC로 분석한 대나무 추출액의 유리당은 Table 7과 같이 galactose, glucose, fructose 및 sucrose가 검줄되었고 이들의 함량은 각각 2.1-6.9, 88.3-174.7, 23.8-53.0 및 74.7-127.2 mg% (w/v)였으며 glucose와 sucrose의 함량이 가장 높았다. Galactose 는 간접가열 주출액에서 6.
- 0에서는 급격히 감소하였다. Tyrosinase 저해 활성은 물 추출액이 가장 높았으며, SOD 유사활성과 ACE 저해활성은 간접가열 추출액이 가장 높았다. 식품 부패균에 대한 항균활성은 Bacillus subtilis, E.
- 대나무 추출액의 중금속은 Table 5와 같이 Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn 등이 검출되었으나 유해 중금속 중 As, Cd, Hg는 검출되지 않았으며 Cr, Pb는 극미량 검출되었다. 각각의 중금속 함량은 추출방법에 따라 큰 차이를 보이지 않았는데 알코올 추출액의 Mm과 Zn은 함량이 낮은 것으로 나타났다.
- 그 조성이 다르게 나타났다(Table 8). 간접가열 추출액은 유기산이 모두 다 검출되었고 그 함량도 가장 높았으나, 직접 가열 추출액은 tartaric acid가, 물 추출액과 알코올 추출액은 citric acid, tartaric acid 및 succinic acid가 검출되지 않았다. 유기산 중 malic acid와 acetic acid 함량은 각각 146.
- 추출방법별 추출액의 무기성분 함량은 Table 4와 같다. 대나 무 추출액의 무기물 함량은 K, Mg, Ca, Na 순으로 높았고 K 의 함량은 235.2-517.1 mg%(w/v)로 다른 무기성분에 비하여 함 량이 월등히 높았다. 이는 Kim 등(4)의 맹종죽, 솜대, 왕대 열 수 추출물의 화학적 특성 연구와 Cheong 등(20)의 한국산 맹 종죽 죽순의 성분에 관한 연구에서 무기성분 중 K 함량이 가 장 높다는 연구 결과와 같은 경향을 보였다.
- 성분을 분석하였다. 대나무 추출액의 pH는 5.0-5.5였고, 가용성고형분과 총페놀 함량은 알코올 추출액이 각각 13.7°Brix 와 0.42%로 가장 높았으며, 증발잔사는 직접가열 추출액이 3.8% 로 가장 높았다. 무기성분은 K이 가장 높은 함량을 보였으며, 추출방법에 따라서는 간접가열이 가장 높은 무기물 함량을 나타내었다.
- 대나무 추출액의 중금속은 Table 5와 같이 Al, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn 등이 검출되었으나 유해 중금속 중 As, Cd, Hg는 검출되지 않았으며 Cr, Pb는 극미량 검출되었다. 각각의 중금속 함량은 추출방법에 따라 큰 차이를 보이지 않았는데 알코올 추출액의 Mm과 Zn은 함량이 낮은 것으로 나타났다.
- 이러한 angio tensin II는 angiotensinogen이 renin에 의해 분해된 angiotensin I 이 ACE(angiotensin converting enzyme)에 의해 변환된 것이다 (30). 따라서 대나무 간접가열 추출액은 angiotensin 변환 효소를 저해하므로 심장질환 및 고혈압 예방의 기능성 식품 소재로 사용 가능성을 보였다.
- 모든 주줄액에서 항균활성을 보인 균주는 Bacillus subtilis와 Staphylococcus 였으며 항균력이 전혀 나타나지 않은 균주는 Lactobacillus plarrtarim이었고 E. coli 0157은 간접가열추출액과 알코올 추출액에서만 항균활성이 나타났다. 추출 방법에 따른 항균활성은 직접가열 추출액이 2가지 균주, 간접가열추출액이 3가지 균주, 물 추출액 2가지 균주, 그리고 알코올 추출액이 3가지 균주에 대하여 항균활성을 나타내어 간접가열이나 알코올 추출하는 방법이 좋을 것으로 생각된다.
- 8% 로 가장 높았다. 무기성분은 K이 가장 높은 함량을 보였으며, 추출방법에 따라서는 간접가열이 가장 높은 무기물 함량을 나타내었다. 중금속은 Al, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, 등이 검출되었으며, 유해중금속 중 As, Cd, Hg는 검출되지 않았고 Cr, Pb 는 극미량 검출되었다.
- 추출, 간접가열, 물 추출, 직접가열 순이었다. 반응 용액의 pH 별로 보면 pH 1.2에서는 추출조건에 따른 차이가 거의 없었으나, pH 3.0에서는 직접가열 추출액이 84.7%로 가장 낮았고, pH 6.0에서는 알코올 추출액이 43.1%로 가장 높았으나 나머지 추출액은 12.2-14.3%로 매우 낮았다. 이상의 결과는 Jung 등(21)의 사과, 배 및 복숭아 솎은 과실즙, Lee 등(22)의 기계식 및 재래식 죽초액, Park 등(23)의 결명자 추출물, Kim 등 (24, 25)의 야채와 해조류 추출물의 아질산염 소거작용에서 pH 가 증가할수록 아질산염 소거능이 감소된다는 보고와 일치하는 경향이었다.
- Tyrosinase 저해 활성은 물 추출액이 가장 높았으며, SOD 유사활성과 ACE 저해활성은 간접가열 추출액이 가장 높았다. 식품 부패균에 대한 항균활성은 Bacillus subtilis, E. coli 0157, Staphylococcus aureus^ 대하여 높은 것으로 나타났다.
- 본 시험에 사용한 대나무는 3-5년생 왕대(Phyllostachys bambusoides Start)를 전북 완주군 일대에서 2002년 4-5월에 채취하 였다. 실험에 사용한 대나무의 일반성분은 조단백질 1.69%, 조 지방 0.30%, 조회분 1.88%, 그리고 탄수화물 96.13%로 나타났다.
- 간접가열 추출액은 유기산이 모두 다 검출되었고 그 함량도 가장 높았으나, 직접 가열 추출액은 tartaric acid가, 물 추출액과 알코올 추출액은 citric acid, tartaric acid 및 succinic acid가 검출되지 않았다. 유기산 중 malic acid와 acetic acid 함량은 각각 146.0-1188.3 mg%(w/v)와 288.9-516.1 mg%로 모든 추출액에서 가장 높은 함량을 보였다.
- 폴리페놀은 catechin, chlorogenic acid, caffeic acid, 3-hydroxy benzoic acid, ferulic acid 등 5종이 확인되었으며 이중 3-hydroxy benzoic acid와 catechin이 주종을 이루는 것으로 나타났다. 유리당은 galactose, glucose, fructose 및 sucrose가 검출되었으며 glucose와 sucrose의 함량이 가장 높았다. 유기산은 citric acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, acetic acid 등이 검출되었으나 직접가열 추출액은 tartaric acid가, 물 추출액과 알코올 추출액은 citric acid, tartaric acid 및 succinic acid가 검출되지 않았다.
- 이상의 결과 식품에 유해한 중금속은 검출되지 않거나 극미량 함유되어 있어 대나무 추출액을 이용한 가공식품제조는 식품 안전성 측면에서 중금속에 관한한 안전할 것으로 생각된다.
- 무기성분은 K이 가장 높은 함량을 보였으며, 추출방법에 따라서는 간접가열이 가장 높은 무기물 함량을 나타내었다. 중금속은 Al, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, 등이 검출되었으며, 유해중금속 중 As, Cd, Hg는 검출되지 않았고 Cr, Pb 는 극미량 검출되었다. 폴리페놀은 catechin, chlorogenic acid, caffeic acid, 3-hydroxy benzoic acid, ferulic acid 등 5종이 확인되었으며 이중 3-hydroxy benzoic acid와 catechin이 주종을 이루는 것으로 나타났다.
- 2와 같다. 직접가열 추출액은 5.1%, 간접가열 추출액은 12.6%, 물 추출액은 8.9% 그리고 알코올 추출액은 6.8% 로 간접가열 추출액이 가장 높았으나 솔잎(27)이나 복분자(28) 에 비하여 SOD 유사활성이 낮은 것으로 나타났다.
- 총 페놀 함량은 0.25-0.42%(w/v)였으며 알코올 추출액이 0.42%로 가장 높았다. 증발잔사는 1.
- 3%로 전반적으로 낮은 저해율을 보였다. 추출방법에 따른 tyrosinase 저해 활성은 물 추출(27.3%), 직접가열(22.3%), 알코올 추출(21.0%), 간접가열(16.5%) 순이었다.
- 이들 폴리페놀 중 3-hydroxy benzoic acid와 catechin은 추출 방법에 관계없이 가장 높은 함량을 보였으며 ferulic acid는 직접 가열추출액에서는 검출되지 않았다. 추출방법에 따른 각각의 폴리페놀 함량은 간접가열 추출액이 가장 높았으며 이어서 물 추출, 알코올 추출, 직접가열 순으로 나타났다.
- 추출방법에 따른 대나무 추출액의 아질산염 소거능은 알코올 추출, 간접가열, 물 추출, 직접가열 순이었다. 반응 용액의 pH 별로 보면 pH 1.
- 5μL로 BHA와 비슷한 항산화 효과를 보였으며, 직접가열 추출액은 BHA와 δ-tocopherol 에 비하여 다소 높았으나 비교적 양호한 항산화작용이 기대되었다. 추출방법에 따른 항산화 활성은 간접가열, 알코올 추출, 물 추출, 직접가열 추출액 순으로 나타났다.
- 유기산은 citric acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, acetic acid 등이 검출되었으나 직접가열 추출액은 tartaric acid가, 물 추출액과 알코올 추출액은 citric acid, tartaric acid 및 succinic acid가 검출되지 않았다. 항산화 활성은 간접가열 추출액과 알코올 추출액이 상업용 항산화제인 BHA와 3-tocopherol 보다 우수하였다. 아질산염소거능은 pH 1.
후속연구
- 따라서 이 SOD 유사물질을 섭취하면 인체 내의 super- oxide를 제거함으로써 산화적 장해를 방어하고 노화억제 효과를 기대할 수 있을 것이다.
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