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문제 정의
- 본 연구에서는 근년에 집단급식 소재로 많이 이용되고 있는 연안산 삼치 , 고등어 및 붕장어의 frame, fillet 원료로 많이 이용되고 있는 원양산 붉은 메기 frame, 훈제품의 원료로 이용되고 있는 원양산 연어 frame 및 통조림의 원료로 이용 되고 있는 가다랑어 frame과 같은 6종의 fish frame으로부터 기능성 지질을 추출하여 고도 이용을 위한 기초 연구의 일환 으로서 이들의 지질특성에 대하여 검토하였고, 아울러 근육 지질과도 비교하였다.
제안 방법
- 이어서 황산- 중크롬산염 시약을 발색제로 분무한 다음, 120℃에서 탄화 시켜 표준품의 Rf값과 비교하여 동정하였다. 이를 TLC scan- ner(Shimadzu CS-910, Tokyo, Japan)로 각 성분의 상대함 량을 계산하였다. 총지 질 및 중성 지 질의 지방산조성 분석을 위한 시 료는 1.
- , Germany)를 건조(110℃, 1시간)하여 활성화시킨 다음 중성 지질을 spotting 한 후 석유에 테르-아세트산(80:20:1, v/v/v)의 혼합용매로 중성지질을 전개하였다. 이어서 황산- 중크롬산염 시약을 발색제로 분무한 다음, 120℃에서 탄화 시켜 표준품의 Rf값과 비교하여 동정하였다. 이를 TLC scan- ner(Shimadzu CS-910, Tokyo, Japan)로 각 성분의 상대함 량을 계산하였다.
- 분획된 중성지질의 조성은 박층 크로마토그래피법으로 분별, 확인하였다(16). 즉, TLC plate(Kieselgel 6OF254, Merck Co., Germany)를 건조(110℃, 1시간)하여 활성화시킨 다음 중성 지질을 spotting 한 후 석유에 테르-아세트산(80:20:1, v/v/v)의 혼합용매로 중성지질을 전개하였다. 이어서 황산- 중크롬산염 시약을 발색제로 분무한 다음, 120℃에서 탄화 시켜 표준품의 Rf값과 비교하여 동정하였다.
- Bligh와 Dyer법 (1小으로 추출한 fish frame유의 극성 및 비극성 지질은 Juaneda와 Rocquelin의 방법(15)에 따라 Sep- pak silica cartridgef Waters Associates Milford, Massachu- settes, USA)를 사용하여 분획하였다. 즉, fish frame로부터 추출한 총지 질(70~80 mg)을 칼럼 에 충진한 다음 chloroform (20 mL) 및 chloroform/methanol(49:l, 30 mL)을 이용하여 차례로 추출한 획분을 중성지질로 하였고, 이어서 meth- anol(30 mL)로 추출한 획분을 극성지질로 하였다.
- , Tokyo, Japan)을 장착한 GC(Shimadzu 14A, carrier gas: He, detecter: FID, Tokyo, Japan)로 분석하였다. 지방산의 동정은 표준 지방산과의 retention time을 비교하여 동정하였다.
- 이를 TLC scan- ner(Shimadzu CS-910, Tokyo, Japan)로 각 성분의 상대함 량을 계산하였다. 총지 질 및 중성 지 질의 지방산조성 분석을 위한 시 료는 1.0 N 알코올성 KOH용액으로 검 화한 다음 14 % BFa-meth anol (3 mL) 을 가하고 환류 가열하여 지방산 메틸에스테르화하여 조제하였고, 이를 capillary column(Supel- cowax-10 fused silica wall-coated open tubular column, 30 m x 0.25 mm i.d., Supelco Ltd., Tokyo, Japan)을 장착한 GC(Shimadzu 14A, carrier gas: He, detecter: FID, Tokyo, Japan)로 분석하였다. 지방산의 동정은 표준 지방산과의 retention time을 비교하여 동정하였다.
대상 데이터
- 기능성 지질 소재로서 근년에 집단급식 소재로 많이 이용 되고 있는 연안산 고등어, 삼치 및 붕장어의 frame, fillet 원 료로 많이 이용되고 있는 원양산 붉은 메기 frame, 훈제품의 원료로 이용되고 있는 원양산 연어 frame 및 통조림의 원료 로 이용되고 있는 가다랑어 frame과 같은 6종의 fish frame 을 검토하였고, 이들의 학명, 길이, 중량, 시료 채취지 및 시료 채취시 상태 등은 Table 1과 같다.
이론/모형
- Bligh와 Dyer법 (1小으로 추출한 fish frame유의 극성 및 비극성 지질은 Juaneda와 Rocquelin의 방법(15)에 따라 Sep- pak silica cartridgef Waters Associates Milford, Massachu- settes, USA)를 사용하여 분획하였다. 즉, fish frame로부터 추출한 총지 질(70~80 mg)을 칼럼 에 충진한 다음 chloroform (20 mL) 및 chloroform/methanol(49:l, 30 mL)을 이용하여 차례로 추출한 획분을 중성지질로 하였고, 이어서 meth- anol(30 mL)로 추출한 획분을 극성지질로 하였다.
-
지질 조성 및 지방산 조성의 분석
분획된 중성지질의 조성은 박층 크로마토그래피법으로 분별, 확인하였다(16). 즉, TLC plate(Kieselgel 6OF254, Merck Co.
- 일반성분은 A0AC(13)법에 따라 수분은 상압 가열건조 법, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방은 ether-f- 사용하는 Soxhlet법 에 따라 측정하였고, 회 분은 건식 회 화법 으로 측정하였다. 어류 뼈의 수율은 fish frame에 대한 어류 뼈의 상대비율(%)로 하였다.
성능/효과
- 근육 및 뼈 로부터 분획 한 극성 지 질을 TLC 및 TLC sanner 로 분리, 동정한 결고)"(Table 5), 근육의 극성지질에서는 6종 의 어류 모두가 phosphatidylethanolamine(PE), phospha- tidyl-inositol(PI), phosphatidylserine(PS), phosphatidyl- choline(PC), sphingomyelin(SPM)과 같은 5성 분이 분리 , 동 정 되 었으나, 뼈 의 극성 지 질 에서 는 가다랑어 를 제외한 5종의 어류의 경우 PE, PS, PC와 같은 3성분만이, 가다랑어의 경우 5종 어류에서 분리, 동정된 3성분 이외에 SPM이 더 분리, 동정되어 차이가 있었다. 근육의 극성지질은 어종에 관계없이 모두 PC가 53.
- 8%로 다른 어류의 근육과 뼈의 중성지질에 비하여 확연히 낮았다. 6종 어류 뼈로부터 추출한 총 지질 중 중성 지 질 함량은 삼치가 23.3 g/100 g으로 가장 많았고, 다음으로 붕장어 (21.5 g/100 g), 연어 (16.0 g/100 g), 고등어 (15.5 g/100 g)의 순이 었으며, 자숙 처리되어진 가다랑어와 백색육 어류인 붉은 메기의 경우 각각 7.2 g/100 g 및 0.4 g/100 g으로 다른 4종의 어 류에 비하여 확연히 낮았다. 한편, 유지가공 분야에서는 유지의 갈변과 이취의 원인이 된다고 하여 탈검처리로 제거(18)하는 극성지질의 함량은 일반 지질 추출소재의 경우 대체로 10% 내외인데(19) 반하여, 연어(2.
- 이와 같이 어류 뼈 가 어 류 근육에 비하여 조회 분이 높고, 조단백질이 유사하거나 높은 것은 어류 뼈의 경우 collagen 과 무기 질이 서로 침 착하여 있는 상태로 존재하고 있기 때문 이라 판단되었다(17). 6종 어류 뼈의 조지방 함량은 삼치 뼈 가 23.7%로 가장 높았고, 다음으로 붕장어 뼈 (21.9%), 고등 어 뼈(16.4%), 연어 뼈(16.3%) 및 가다랑어 뼈(8.2%) 등의 순이었으며, 백색육 어류인 붉은 메기 뼈의 경우 1.9%로, 다른 어류 뼈에 비하여 아주 낮았다. 한편, Kim 등(3)은 어류 뼈의 건물당 지질함량의 경우 고등어 등과 같은 적색육 어류 뼈는 33.
- 근육과 뼈 상호간의 포화산, 모노엔산 및 폴리 엔산의 조성 및 주요 지방산들의 조성은 붕장어와 가다랑어의 경우에 있 어서는 차이가 없었으나, 붉은 메기, 연어, 삼치 및 고등어의 경우 크게 차이가 있었다. 그리고, EPA 卜DHA 조성비와 총 지질 함량 및 지질 조성의 결과를 함께 고려하는 경우 기능 성 지 질의 추출원으로 근육보다는 뼈 가 적 절하였다. 기능성 지 질 추출원으로 뼈의 경우 삼치 가 가장 적 절하였고, 다음으 로 연어, 고등어의 순이었으며, 수율이 낮으면서 중성지질의 조성비가 낮은 붉은 머〕기, 총지질의 함량이 낮은 가다랑어, 기능성 지방산의 조성비가 낮은 붕장어 등의 경우 이들에 비하여 적절하지 못하다고 판단되었다.
- 붉은 메 기 , 연어 , 삼치 , 고등어, 붕장어 및 가다랑어 의 근육 및 뼈로부터 분획한 중성지질을 TLC로 분리, 동정한 결과 (Table 4), 어종 및 근육과 뼈에 관계없이 모든 추출원에서 triglyceride(TG), free fatty acid(FFA), free steroKFS) 및 monoglyceride(MG)와 같은 4성분이 동정되었다. 그리고, 붉은 메기를 제외한 5종 어류의 중성지질은 모두가 근육 지 방 및 뼈 지방에 관계없이 TG가 주성분(근육 지방, 71.9-83.2%; 뼈 지방, 74.2 ~86.9%)이 었으나, 다음으로 근육 지방 의 경우, FFA(8.1 ~ 19.2%), F&4.6~7.5%), MG(L5~5.2%) 의 순이었는데 반하여, 뼈 지방의 경우, F&5.5~15.5%),FFA(3.7~6.2%), MG(2.6~4.6%)의 순으로 차이가 있었다. 이와 같은 결과는 근육 지 방과 뼈 지 방간에 공기 중에 노출 되어 있는 정도의 차이 때문이라 판단되었다.
- 5%) 등의 순이 었다. 근육과 뼈 상호간의 포화산, 모노엔산 및 폴리 엔산의 조성 및 주요 지방산들의 조성은 붕장어와 가다랑어의 경우에 있 어서는 차이가 없었으나, 붉은 메기, 연어, 삼치 및 고등어의 경우 크게 차이가 있었다. 그리고, EPA 卜DHA 조성비와 총 지질 함량 및 지질 조성의 결과를 함께 고려하는 경우 기능 성 지 질의 추출원으로 근육보다는 뼈 가 적 절하였다.
- 그리고, EPA 卜DHA 조성비와 총 지질 함량 및 지질 조성의 결과를 함께 고려하는 경우 기능 성 지 질의 추출원으로 근육보다는 뼈 가 적 절하였다. 기능성 지 질 추출원으로 뼈의 경우 삼치 가 가장 적 절하였고, 다음으 로 연어, 고등어의 순이었으며, 수율이 낮으면서 중성지질의 조성비가 낮은 붉은 머〕기, 총지질의 함량이 낮은 가다랑어, 기능성 지방산의 조성비가 낮은 붕장어 등의 경우 이들에 비하여 적절하지 못하다고 판단되었다.
- 7%로 높았으나, 대구, 명태 및 민태와 같은 백색육 어류 뼈는 2%로 아주 낮아 차이가 있었다고 보고한 바 있다. 따라서, 지질의 추출을 고려한 수율 면에서 붉은 메기와 같은 백색육 어류 뼈는 지질 추출원으로 적절하지 않으리라 판단되었다.
- 붉은 메 기 , 연어 , 삼치 , 고등어, 붕장어 및 가다랑어 의 근육 및 뼈로부터 분획한 중성지질을 TLC로 분리, 동정한 결과 (Table 4), 어종 및 근육과 뼈에 관계없이 모든 추출원에서 triglyceride(TG), free fatty acid(FFA), free steroKFS) 및 monoglyceride(MG)와 같은 4성분이 동정되었다. 그리고, 붉은 메기를 제외한 5종 어류의 중성지질은 모두가 근육 지 방 및 뼈 지방에 관계없이 TG가 주성분(근육 지방, 71.
- Fish frame으로부터 분리한 근육 및 뼈의 총 지질과 이로 부터 Sep-pak silica cartridge# 사용하여 분획 (중성 지 질 및 극성지질)한 결과는 Table 3과 같다. 붉은 메기를 제외한 5종 어류로부터 추출한 총 지질은 근육과 뼈에 관계없이 중 성지질이 86.6~98.4%의 범위로 대부분을 차지하여, 이들 fish frame 지질의 경우 대부분이 축적지질로구성되어 있다고 판단되었다.
- 8%) 등이었다. 붉은 메기를 제외한 이들 5종 어류 근육 중성지질의 지방산 조성은 총지 질의 지 방산 조성 과 아주 유사하였고, 단지 붉은 메기 근육 중성지 질의 지방산 조성 이 총지질의 지방산 조성 과 약간 차이가 있었다. 이와 같은 경향은 붉은 메기를 제외한 5종 어류 근육의 총지질은 대부분이 중성지질로 구성되어 있었으나, 붉은 메기 근육의 총지질은 오히려 극성지질의 조성이 높았 기 때문이라 판단되었다.
- 이와 같은 6종 어류 뼈의 중성지질의 지방산 조성은 근육의 중성 지질의 지방산 조성 과 유사하였고(Table8), 붉은 메기를 제외한 5종 어류 뼈의 중성지질의 지방산 조성 이 총지질의 지방산 조성 (Table 6과 7)과도 유사한 경 향 이었으나, 붉은 메기의 경우, 총지질의 지방산 조성과는 약간 차이가 있었다. 어류 뼈의 중성지질을 구성하는 EPA + DHA 조성 비율은 연어가 29.3%로 가장 높았고, 다음으로 가다랑어(27.1%), 붉은 메기(27.0%), 고등어(25.7%), 삼치 (21.6%) 등의 순이었고, 붕장어가 14.9%로 다소 낮았다. 이와 같은 어류 뼈의 중성지질의 EPA + DHA 조성 비율은 붉 은 메기를 제외하고는 뼈 유래 총지질의 EPA + DHA 조성비율과도 유사하였다.
- 이와 같은 경향은 붉은 메기를 제외한 5종 어류 근육의 총지질은 대부분이 중성지질로 구성되어 있었으나, 붉은 메기 근육의 총지질은 오히려 극성지질의 조성이 높았 기 때문이라 판단되었다. 이들 6종 어류근육의 중성지질은 건강 기능성 지질 성분이라 할 수 있는 EPA + DHA 조성 비율이 붉은 메기가 38.6%로 가장 높았고, 다음으로 가다랑 어(27.7%), 삼치(25.0%), 고등어(23.9%), 연어(21.湫) 및 붕 장어(15.1%)의 순이 었다. 총 지질의 EPA+DHA 조성 비율 에 대하여 어류 근육의 중성지 질을 구성하는 EPA + DHA 조 성 비율 역시 붉은 메기의 경우 차이가 인정되었으나, 나머지 5종 어류의 경우 차이가 인정되지 않았다.
- 1%) 등이었다. 이들 어류 근육의 총지질의 조성 중에 건강 기능성 지질 성분이라 할 수 있는 EPA + DHA 조성비율은 붉은 메기가 41.8%로 가장 높았고, 다음으로 가 다랑어(27.0%), 삼치(24.7%), 고등어(24.3%), 연어(21.6%) 그리고 붕장어(15.1%)의 순이었다. 이와 같이 다른 5종 어류 의 지방산 조성에 비하여 붉은 메기의 지방산 조성이 특히 불포화도가 높은 것은 붉은 메기를 구성하고 있는 지질의 대부분이 불포화도가 높은 조직지질로 구성되어 있기 때문 이라 판단되었다(22).
- 0%) 의 경우 이 보다 높았다. 이상의 결과와 보고로 미루어 보아 어류 뼈로부터 기능성 지질을 주줄하고자 하는 경우 수율적 인 면 에서 는 중성 지 질 조성 비 가 높은 삼치 뼈 가 가장 우수하 리 라 판단되 었고, 다음으로 붕장어 뼈 였으며 , 극성 지질의 조 성비가 높은 붉은 메기 뼈와 가다랑어 뼈는 갈변 및 이취의 원인 인자인 극성 지 질의 함량이 높아, 탈검처 리를 하여 야 하는 등으로 인해, 이용하기 에 다소 문제가 있으리 라 판단되었다.
- 0%) 의 순이었다. 이와 같은 6종 어류 뼈의 중성지질의 지방산 조성은 근육의 중성 지질의 지방산 조성 과 유사하였고(Table8), 붉은 메기를 제외한 5종 어류 뼈의 중성지질의 지방산 조성 이 총지질의 지방산 조성 (Table 6과 7)과도 유사한 경 향 이었으나, 붉은 메기의 경우, 총지질의 지방산 조성과는 약간 차이가 있었다. 어류 뼈의 중성지질을 구성하는 EPA + DHA 조성 비율은 연어가 29.
- 한편, 유지 산업 분야에서는 기능성 지질의 조제를 위한 정제공정 에서 반드시 알칼리 성분을 이용하여 유리지방산을 제거하고 있다(20). 이와 같이 유리지방산을 알칼리로 중화 제거하는 탈산공정을 고려한 기능성 지질의 주줄원으로는 근육보 다는 뼈가 우수하였고, 뼈 중에서는 연어 뼈, 삼치 뼈, 고등어 뼈 및 붕장어 뼈 등이 고려 대상이 되 었으나, 붉은 메기 뼈 및 가다랑어 뼈 등은 적절하지 않으리라 판단되었다.
- 1%)의 순이 었다. 총 지질의 EPA+DHA 조성 비율 에 대하여 어류 근육의 중성지 질을 구성하는 EPA + DHA 조 성 비율 역시 붉은 메기의 경우 차이가 인정되었으나, 나머지 5종 어류의 경우 차이가 인정되지 않았다.
- 한편, 붉은 메기 지방의 경우, 5종의 어류와 같이 중성 지 질 의 주성분이 TG라는 사실에는 차이가 없었으나, 그 조성비 (근육 지방, 48.6 %; 뼈 지방, 43.4%)가 확연히 낮았고, 또한 FFA의 조성 비 또한 근육 지방(41.6%) 및 뼈 지방(45.3%)에 관계없이 모두 5종의 어류에 비하여 확연히 높았다. 한편, 유지 산업 분야에서는 기능성 지질의 조제를 위한 정제공정 에서 반드시 알칼리 성분을 이용하여 유리지방산을 제거하고 있다(20).
후속연구
- 이로 인해 기능성 지질성분인 EPA 및 DHA 등을 다량 함유하고 있는 어류 뼈의 지방은 대부분 소성처리 또는 용매에 의하여 제거되고, 폐기되어 환경오염을 야기하고 있다. 이러한 일면 에서 어류 뼈로부터 칼슘 및 collagen을 추출하고자 하는 경우 전처리 공정에서 지질을 우선적으로 제거한 다음, 이를 정제 및 이용할 수 있다면 식품 재자원의 효율적 이용 측면에서 의미가 있으리라 판단되고, 또한 이를 위하여 반드시 fish frame에 분포하는 지 질성 분 특성 의 검 토가 이 루어 져 야 하리라 판단된다.
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