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문제 정의
- Codex식품규격에는 식품에 이용될 수 있는 방사선 에너지원으로서 감마선 (r), 전자빔 (election beam) 및 X선을 허용하고 있으나6) 국내에서는 전자빔과 X-선에 대한 사용이 허가되지 않은 실정이므로 위생화 기술의 이용확대를 위해서는 에너지원의 연구가 요구되고 있다5,7,8). 따라서 본 실험은 전자빔 에너지를 이용하여 인삼분말의 살균법9~11)을 연구할 목적으로, 백삼과 홍삼분말에 전자빔과 비교구로써 감마선을 각각 조사 시킨 다음 살균선량 범위의 에너지가 시료의 지방질 관련 성분에 미치는 영향을 검토하였다.
- 인삼분말의 새로운 살균법을 연구할 목적으로 백삼과 홍삼 분말을 대상으로 전자빔과 비교구로써 감마선을 각각 0~15 kGy 범위로 조사시킨 다음, 시료의 지방질 관련 성분에 미치는 영향을 검토하였다. 살균효과가 인정되는 10 kGy 이하의 전자빔 및 감마선 조사는 백삼 및 흑삼 분말의 지방산 패턴 및 조성에 영향을 미치지 않았다.
제안 방법
- 4%)가 되도록 하였다. 또한 감마선 조사는 60Co 조사시설(100 kCi, Nordion, Ontario, Canada)을 이용하여 실온에서 일정한 선량률로 2.5~ 15kGy(±0.5%)의 총 흡수선 량을 얻도록 하였으며, 흡수선량은 ceric cerous dosime- ter(HarweU, UK)로 확인하였다. 이상의 방사선 조사 시료는 비조사 대조시료와 함께 밀폐 용기에 포장하여 실온에 4개월간 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 항산화성 물질의 가장 특이적인 반응은 oxidative free radical reaction이다. 본 실험에서 인삼분말의 방사선 조사와 저장기간에 따른 추출액의 전자공여능의 변화를 안정한 free radical 인 a, a'-diphenyl-P-pycrilhydrazyl (DPPH)에 의한 흡광도의 감소현상으로 측정하였다. Fig.
- 인삼분말의 전자빔 조사는 전자빔 가속기 (electron accelera- tor, model ELV-4, 1 MeV Sansung)를 이용하여 시료 두께 4 mm 이하, 가속전류 3.13—9.40 mA, beam dimension 98 cm (길이)X 7.5 cm (폭), table speed 10—20 m/min로 하여 실온에서 일정한 선량률(0.63 Gy/sec)로 총 흡수선량이 2.5-15kGy(±3.4%)가 되도록 하였다. 또한 감마선 조사는 60Co 조사시설(100 kCi, Nordion, Ontario, Canada)을 이용하여 실온에서 일정한 선량률로 2.
- 인삼분말의 조지방 함량은 백삼분말의 경우 0.92%, 홍삼분 말은 약 1.02% 수준이지만 식품화학적 측면에서 변화되기 쉬운 성분이므로 방사선 조사의 영향을 살펴보았다. 백삼 및 홍삼분말의 지방산 조성을 GC에 의해 분석한 결과, Table 1과 같이 각 시료에서 15종의 구성지방산이 확인되었으며, 모든 시험군에서 동일한 지방산 패턴을 보여주었다.
- 의 방법에 준하여 측정하였다. 즉, 시료 0.2 g을 원심분리관에 칭량 하고 2 M-phosphoric acid에 용해한 20% trichloroacetic acid (TCA) 용액 5ml와 0.01 M-TBA 용액 10 ml를 가하여 수욕조에서 때때로 흔들어 주면서 30분간 가열하였다. 가열 후 ice bath에서 10분간 냉각시키고 isoamyl alcoholpyridine (2:1, v/v) 용액 15 ml를 가한 뒤 2분간 강하게 흔들어 유상액을 파괴시킨 후, isoamyl alcohol-pyridine (2:1, v/v) 용액을 blank로 하여 상층액의 흡광도를 538 nm에서 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 백삼분말제품은 유통되고 있는 K社 제품이었고 홍삼분말은 한국담배인삼공사의 실험용 제품이었다. 시료의 수분함량은 백삼분말 9.
- 본 실험에 사용된 백삼분말제품은 유통되고 있는 K社 제품이었고 홍삼분말은 한국담배인삼공사의 실험용 제품이었다. 시료의 수분함량은 백삼분말 9.7%, 홍삼분말 3.8% 수준이었으며, 일련의 살균시험에 사용된 동일제품의 시료를 사용하였다.
- 5%)의 총 흡수선 량을 얻도록 하였으며, 흡수선량은 ceric cerous dosime- ter(HarweU, UK)로 확인하였다. 이상의 방사선 조사 시료는 비조사 대조시료와 함께 밀폐 용기에 포장하여 실온에 4개월간 보관하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 이상의 지방질 관련 성분의 측정은 3회 반복으로 실시하여 평균과 표준편차로 나타내었으며, Origin 6.0(Microcal Software Inc, Northampton, Mass., USA)15)을 이용하여 유의성을 분석하였다.
이론/모형
- 시료로부터 지방질 성분의 추출은 Soxhlet 방법에 의하여 16시간 동안 추출한 다음 감압 농축하였다. 추출된 조지방질을 Metcalf 등12)의 방법에 준하여 0.
- 시료의 방사선조사에 따른 지방질성분의 산패정도를 살펴보기 위하여 2-thiobarbituric acid(TBA)가를 Turner 등13)의 방법에 준하여 측정하였다. 즉, 시료 0.
- 인삼분말의 50% ethanol 추출액을 시료 용액으로 하여 전자공여능은 a, a'-diphenyl-B-picrylhydrazyl(DPPH)을 사용한 방법으로 측정하였다14). 즉, DPPH 시약 10 mg을 100 ml 에탄올에 용해한 후 증류수 100 ml를 가하고 50% ethanol 용액을 blank로 하여 517 nm에서 DPPH 용액의 흡광도를 약 1.
- 시료로부터 지방질 성분의 추출은 Soxhlet 방법에 의하여 16시간 동안 추출한 다음 감압 농축하였다. 추출된 조지방질을 Metcalf 등12)의 방법에 준하여 0.5 N-NaOH/methanol로 가수분해 시킨 후 BF3-메탄올을 가하여 methyl ester화시킨 다음 기체 크로마토그래프(GC)로 지방산 조성을 분석하여 상대적 면적비로 나타내었다. 이때 사용된 GC는 Hewlett Packard 5890 series U, 검출기는 FID, 컬럼은 용융실리카모세관 Supelcowax 10(60 m x 0.
성능/효과
- 본 실험에서 인삼분말의 방사선 조사와 저장기간에 따른 추출액의 전자공여능의 변화를 안정한 free radical 인 a, a'-diphenyl-P-pycrilhydrazyl (DPPH)에 의한 흡광도의 감소현상으로 측정하였다. Fig. 3 및 4와 같이 인삼추출액은 반응 1분 범위에서 강한 전자공여능을 보였고, 백삼보다는 홍삼에서 더욱 강한 전자공여능을 나타내었다. 그리고 조사군과 비조사군 사이에서도 유의적인 차이가 없었으며, 전자빔과 감마선 조사군 사이에도 유의적인 차이가 없었다.
- 특히 인삼의 주요 지방산으로 불포화도가 각기 다른 올레산, 리놀레산 및 리놀렌산은 자동산화가 가장 용이하므로 이들의 함량조사는 인삼 지방질 성분의 안정성 평가에 주요한 척도가 될 수 있다. Table 1에서와 같이 올레산을 포함한 총 불포화 지방산(TUFA) 조성 비율은 홍삼은 약 88%, 백삼은 약 73%로 비조사군이나 전자빔 및 감마선 조사군 간에 뚜렷한 변화가 없었으며, 특히 불포화도가 높아 자동산화가 용이한 고도불포화 지방산의 경우에도 홍삼에서는 약 76%, 백삼에서는 약 66%로 처리군 간에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 살균선량의 방사선 조사는 인삼분말의 지방산 성분에 거의 영향을 미치지 않음을 알 수 있었고, 이러한 결과 들은 권 등17), 변 등18)의 보고와도 잘 일치하였다.
- 3 및 4와 같이 인삼추출액은 반응 1분 범위에서 강한 전자공여능을 보였고, 백삼보다는 홍삼에서 더욱 강한 전자공여능을 나타내었다. 그리고 조사군과 비조사군 사이에서도 유의적인 차이가 없었으며, 전자빔과 감마선 조사군 사이에도 유의적인 차이가 없었다. 또한 실온 저장 4개월 후 홍삼 및 백삼분말의 전자공여 능의 변화는 유의적이지 않았다.
- 그리고 조사군과 비조사군 사이에서도 유의적인 차이가 없었으며, 전자빔과 감마선 조사군 사이에도 유의적인 차이가 없었다. 또한 실온 저장 4개월 후 홍삼 및 백삼분말의 전자공여 능의 변화는 유의적이지 않았다. 이러한 결과는 권 등17), 변 등18), Cho 등20)의 보고와도 일치하였다.
- 05). 또한 실온 저장 4개월 후에는 저장 초기에 비해 백삼시료는 유의적인 차이가 없었으나, 홍삼시료는 유의적인 증가현상을 보였다(p<0.01). 이는 조사 시 두 에너지원간에 선량율의 차이에 기인된 것으로 보이지만, 이에 대한 보다 구체적인 연구가 필요하다고 본다.
- 살균효과가 인정되는 10 kGy 이하의 전자빔 및 감마선 조사는 백삼 및 흑삼 분말의 지방산 패턴 및 조성에 영향을 미치지 않았다. 방사선 조사는 시료의 TBA 가를 증가시켰으며, 저장기간이 경과함에 따라 모든 시험군에서 다소 증가됨을 보였다. 특히 홍삼분말이 백삼분말보다 높은 TBA가를 나타내었다.
- 02% 수준이지만 식품화학적 측면에서 변화되기 쉬운 성분이므로 방사선 조사의 영향을 살펴보았다. 백삼 및 홍삼분말의 지방산 조성을 GC에 의해 분석한 결과, Table 1과 같이 각 시료에서 15종의 구성지방산이 확인되었으며, 모든 시험군에서 동일한 지방산 패턴을 보여주었다. 본 시료의 주요 지방산은 리놀레산(C18:2' 홍삼 약 70%, 백삼 약 60%), 팔미트산(C16:0, 홍삼10, 백삼 약18%)및 리놀렌산(C18:3, 홍삼, 백삼 각 5%)등의 순으로 전체 지방산의 약 75~85%를 차지하였으며, 이는 다른 인삼 관련 제품의 지방산 조성 보고와16~18)와도 잘 일치하였으나, 인삼엽록차의 지방산 조성과는 다른 패턴을 보여주었다19).
- 특히 홍삼분말이 백삼분말보다 높은 TBA가를 나타내었다. 백삼보다 홍삼 시료에서 강한 전자공여능을 나타내었고, 방사선 조사 여부 뿐만 아니라 전자빔과 감마선 사이에도 유의적인 차이가 없었다. 한편 저장 4개월 후에도 인삼분말의 전자공여능은 유의적인 변화를 보이지 않았다.
- 백삼 및 홍삼분말의 지방산 조성을 GC에 의해 분석한 결과, Table 1과 같이 각 시료에서 15종의 구성지방산이 확인되었으며, 모든 시험군에서 동일한 지방산 패턴을 보여주었다. 본 시료의 주요 지방산은 리놀레산(C18:2' 홍삼 약 70%, 백삼 약 60%), 팔미트산(C16:0, 홍삼10, 백삼 약18%)및 리놀렌산(C18:3, 홍삼, 백삼 각 5%)등의 순으로 전체 지방산의 약 75~85%를 차지하였으며, 이는 다른 인삼 관련 제품의 지방산 조성 보고와16~18)와도 잘 일치하였으나, 인삼엽록차의 지방산 조성과는 다른 패턴을 보여주었다19).
- 인삼 갈변물질의 항산화 효과에 대해서는 많은 보고가 있는데 model system, 즉 glucose와 glycine을 수용액 중에서 가열해서 생성된 melanoidin 분자 중에는 비교적 안정한 유리기가 존재하며, 산화방지제의 항산화능은 이러한 유리기에 의해서 발휘되기 때문에 melanoidin의 유리기는 항산화능과 관계가 있다고 보고하고 있다24). 이상과 같은 보고 내용은 본 실험에서 홍삼이 백삼에 비해 항산화능이 높게 나타나고 있음을 잘 뒷받침 해 주고 있다.
- 1 및 2와 같다. 처리 직후 방사선 조사군는 비조사군에 비해 조사선량의 증가와 더불어 TBA가의 증가현상이 다소 나타났으며, 7 kGy 이상에서는 유의적인 차이를 보였다(pv0.05). 또한 실온 저장 4개월 후에는 저장 초기에 비해 백삼시료는 유의적인 차이가 없었으나, 홍삼시료는 유의적인 증가현상을 보였다(p<0.
후속연구
- 01). 이는 조사 시 두 에너지원간에 선량율의 차이에 기인된 것으로 보이지만, 이에 대한 보다 구체적인 연구가 필요하다고 본다. 이상의 결과는 권 등17), 변 등18), cho 등20)의 인삼제품에 대한 감마선 조사 연구보고와 일치하며, Kwon 등21)의 건어류에 5 kGy의 감마선 조사로 TBA가가 조사선량의 증가와 저장기간의 경과에 따라 증가했다는 보고와 유사한 경향이었다.
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