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문제 정의
- 본 연구에서는 함초에 함유된 생리활성 물질인 폴리페놀 화합물, 베타인, 구성 및 유리 아미노산, 미네랄 농도를 생육 시기별로 측정하여 함초를 첨가한 기능성식품 소재로 활용하기 위한 기초자료로 이용하고자 한다.
제안 방법
- 22 ym membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기를 이용하여 분석하였다. Betaine 정 량 분석을 위한 HPLC system은 pump (Waters 510), manual injector (Rheodyne 7725), column oven (Waters CHM), RI detector (Waters 41。)로 구성하였으며, carbohy drate column (7.8 mm x 300 mm, Bio-md)을 80 °C 에서 사용하여 분석하였고, 이동상 용매는 물을 사용하여 유속 1.0 ml/min, 시료 주입 량은 10 卩1로 측정하였다.
- DPPH를 이용한 전자공여능(EDA: electron donating activ-은 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도차를 백분율(%)로표시하였다.
- 22 iim membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기 (Pharmacia Biotech Biochrom 20, USA)를 이용하여 분석하였다. 구성 아미노산 분석은 분말 시료 200 mg을 가수분해용 시험관에 취하여 6 N-HC1 2~3 ml을 가하여 탈기한 후 질소가스로 충진 시키면서 밀봉하여 에서 24시간 가수분해 시키고, 반응이 종료된 시료를 개관하여 염소를 제거 시키고 0.2 N-sodium citrate buffer (pH 2.2)에 용해시 켜 0.22 ym membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기를 이용하여 분석하였다. Betaine 정 량 분석을 위한 HPLC system은 pump (Waters 510), manual injector (Rheodyne 7725), column oven (Waters CHM), RI detector (Waters 41。)로 구성하였으며, carbohy drate column (7.
- 직접 채취하여 사용하였다. 시기별로 채취한 함초는 음건 시킨 후 분쇄하여 사용하였으며, 이들 함초 분말을 증류수 및 50% 에탄올에 각각 2% (w/v) 농도로 첨가하여 상온에서 1시간 교반한 후 여과시킨 여액을 실험에 사용하였다.
- 5 ml 가해 잘 혼합시켰다. 여기에 농황산 2.5 ml를 순간적으로 가하여 발열반응에 의하여 발색시켜 20분 경과 후 490 nm에서 흡광도를 측정하여 검량선으로부터 구해진 전당량의 비율로 총당 함량을 계산하였다.
- 2 pm syringe filter로 여과하여 Table 1과 같은 HPLC system 조건으로 betaine을 정량하였다. 이때 betaine 표준용액은 0.125%, 0.25%, 0.5% 및 1.0% 농도로 하여 직선상의검량선을 작성하였고, 함초 수용성 추출물의 betaine 함량은 표준용액의 betaine 유지시간과 일치하는 peak의 면적을 적분하여 정량하였다.
- 측정하였다. 즉, 함초 각 분말 시료를 회분 처리한 후 HNO3 3 ml과 H2O2 0.1 ml를 테프론 가압용기에 넣고 120°C 에서 4시간 동안 산 분해 시킨 후 산을 제거하여 약 1〜5% 정도의 HNOj 농도로 만들어 ICP-MS spectrometry SPQ 9000 (Inductively Coupled Plasma, Jobin Yvon Co., France)으로 측정하였다.
- 채취 시기별 함초의 유리 아미노산 분석은 분말시료 1 g 을 20 ml로 정용하여 30r 항온수조에서 20분 진탕한 후 16, 000 rpm에서 20분간 원심분리 하여 얻은 상등액 10 ml에 sulfosallicylic acid 25 mg을 첨가하여 4°C 에서 4시간 방치한 후 원심분리 하여 얻은 상등액을 0.22 iim membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기 (Pharmacia Biotech Biochrom 20, USA)를 이용하여 분석하였다. 구성 아미노산 분석은 분말 시료 200 mg을 가수분해용 시험관에 취하여 6 N-HC1 2~3 ml을 가하여 탈기한 후 질소가스로 충진 시키면서 밀봉하여 에서 24시간 가수분해 시키고, 반응이 종료된 시료를 개관하여 염소를 제거 시키고 0.
- 총 폴리페놀 화합물의 함량은 페놀성 물질이 phosphomo- lybdate와 반응하여 청색을 나타내는 현상을 이용한 Folin- Denis법을 약간 변형시켜 측정하였다[28]. 즉, 함초의 채취 시 기 별 수용성 및 에탄올 추출물 2 ml에 Folin-ciocalteu phe nol reagent 2 ml를 첨가하여 잘 혼합하고 3분간 실온에서 방치하였다.
- 이때 총 폴리페놀 화합물은 tannic acid를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다. 표준곡선은 tannic acid 1 g을 50% 메탄올용액 1 mL에 녹이고 최종농도가 0, 50, 10), 150, 200, 300 및 500 pg/ml 용액 이 되도록 취하여 시료 측정과 동일한 방법으로 725 nm에서 흡광도를 측정하여 작성하였다.
- 함초의 각 채취 시기별 분말을 증류수에 10% (w/v) 농도로 첨가한 후 40°C 항온수조에서 1시간 동안 진탕한 후 12, 000 rpm에서 20분간 원심분리 하여 상등액을 얻고, 이를 0.2 pm syringe filter로 여과하여 Table 1과 같은 HPLC system 조건으로 betaine을 정량하였다. 이때 betaine 표준용액은 0.
- Japan)로 측정하여 °Brix로 표시하였다. 함초의 채취 시기별 수용성 및 에탄올 추출물의 pH는 pH meter (Methrohm 691, Swiss)로 직접 측정 하였고, 산도는 시료 용액 10 ml에 각각 증류수 50 ml를 가한 후 잘 흔들어 1% phenolphtalein 용액을 4~5 방울 떨어트리고 0.1 N NaOH로 적정한 후 그 소모량을 측정하여 아래의 식으로 총 산도를 환산하였다. 총 산도는 citric acid 값인 0.
- 함초의 채취 시기별 수용성 및 에탄올 추출물의 색도는 색차계(Handy colorimeter NR-3000, Nippon enshoku, Japan)를 이용하여 Hunter's value L* (명도), a* (적색도), b*(황색도) 값으로 측정하였다.
대상 데이터
- 함초의 채취 시기별 이화학적 특성을 검토하기 위하여 함초가 생육하고 있는 남해안 지역에서 6월, 8월 및 10월에 시료를 직접 채취하여 사용하였다. 시기별로 채취한 함초는 음건 시킨 후 분쇄하여 사용하였으며, 이들 함초 분말을 증류수 및 50% 에탄올에 각각 2% (w/v) 농도로 첨가하여 상온에서 1시간 교반한 후 여과시킨 여액을 실험에 사용하였다.
이론/모형
- 함초의 채취 시기별 미네랄 함량은 고주파 플라즈마법으로 측정하였다. 즉, 함초 각 분말 시료를 회분 처리한 후 HNO3 3 ml과 H2O2 0.
- 함초의 채취 시기별 수용성 및 에탄올 추출물의 총당은 phenol-sulfuric acid법으로 측정하였다. 즉, 시험관에 2% 함초 추출물을 각각 0.
성능/효과
- 1). 그러나 전남 해안에서 채취한 함초의 잎과 줄기 부분을 나누어 건조한 분말을 50% 메탄올에 10% 농도로 추출한 다음 이온교환수지 컬럼으로 정제한 후 PBPB 시약으로 유도체화 하여 UV-labelling 조작 한 후 HPLC로 베타인을 측정한 결과 약 0.49% 수준으로 검출되어 본 실험에서보다 약간 높았다[17].
- 이러한 결과는 홍화와 같은 각종 식용작물에서도 glutamic acid와 aspartic acid가 많이 함유되어있어서 역시 비슷한 양상을 보였다[12, 14]. 녹차에 함유된 총 아미노산 함량은 3, 312 mg%였으며, 발효정도에 따른 강 발효차에 4, 144 mg%, 중 발효차에 3, 451 mg%, 약 발효차에 3, 147 mg% 함유되 어 있다고 하여 이들에 비해 함초에 아마 노산 함량이 높은 것을 알 수 있다[6, 26]. 6월에 채취한 함초의 구성 아미노산 함량은 glutamic acid 582 mg%, proline 552 mg%, phenylalanine 480 mg%, aspartic acid 322 mg%z leucine 301 mg% 순으로 많이 함유되 어 있었다.
- 2와 같다. 본 실험계의 대조구로 사용한 강력한 합성 항산화제인 BHT 0.05%는 항산화 작용으로 반응시간과 함께 528 nm에서 짙은 자색을 가지는 DPPH 용액의 흡광도가 반응 초기에 급격히 감소함으로써 항산화 활성이 높은 것으로 나타났다. 함초 시료에서는 8월에 채취한 시료가 항산화 활성이 가장 높고 그 다음으로 6월과 10월 시료 순서로 높았다'
- 019%로 나타났다. 수용성 추출물의 가용성 고형분(吓徴)은 6월, 8월, 10월에서 각각 0.44, 0.66 및 0.61%였으며, 에탄올 추출물은 6월, 8월, 10월에서 각각 0.58, 0.71 및 0.64%로 나타났다.
- 05% BHT> 8월>6 월>10월 순으로 항산화 활성을 나타내었다. 이상의 결과로 함 초의 이화학적 성분은 채취 시기별로 다르게 나타났으며, 폴리페놀 화합물 및 베타인의 생리활성 성분은 8월에 채취한함초에서 가장 높았다.
- 4와 같다. 전체적으로 볼 때 함초에는 glutamic acid 농도가 가장 높았고, 그 다음으로 prolinez phenylalanine/ as partic acid, arginine 순으로 높았다, 함초의 생육 시기별 총구성 아미노산 함량은 6월 4, 770 mg%, 10월 4, 654 mg%, 8월 4, 479 mg% 순으로 성숙시기에 있는 6월 시료에서 아미노산 함량이 가장 높았다. 이러한 결과는 홍화와 같은 각종 식용작물에서도 glutamic acid와 aspartic acid가 많이 함유되어있어서 역시 비슷한 양상을 보였다[12, 14].
- 18 mg% 만 함유되어 있었다. 채취 시기별 함초의 미네랄 성분 함량 (mg%) 은 전체적으로 Na이 가장 많았고 그 다음으로 K, Mg, Ca, P 순이었다. 채취 시기별로 미네랄 함량이 각각 Na (5695: 7536: 5529), K (1640: 963: 931), Mg (359: 428: 348), Ca (221: 234: 251) 및 P (207: 189: 259) 순으로 함유되어 있었고, 6월에 K, 8월에 Na와 Mg, 10월에 Ca과 P가 각각 높게 함유되 어있었다.
- 채취 시기별 함초의 미네랄 성분 함량 (mg%) 은 전체적으로 Na이 가장 많았고 그 다음으로 K, Mg, Ca, P 순이었다. 채취 시기별로 미네랄 함량이 각각 Na (5695: 7536: 5529), K (1640: 963: 931), Mg (359: 428: 348), Ca (221: 234: 251) 및 P (207: 189: 259) 순으로 함유되어 있었고, 6월에 K, 8월에 Na와 Mg, 10월에 Ca과 P가 각각 높게 함유되 어있었다. 전자공여능(EDA) 측정에서는 0.
- 8월에 채취한 함초의 구성 아미노산 함량은 glutamic acid 519 mg%, proline 471 mg%, phenylalanine 431 mg%, arginine 322 mg%, aspartic acid 297 mg% 순으로 많이 함유되 어 있었고, 10월 채 취 시료에서는 glutamic acid 664 mg%z arginine 483 mg%, phenylalanine 424 mg%z aspartic acid 330 mg%, proline 322 mg%로 함유되어 있었다. 특히 proline, alanine, valine isolucinez leucine은 성장이 진행 됨에 따라 점점 이들 아미노산 함유량이 줄어드는 것으로 나타났다.
- 베타인은 동식물계에 널리 분포하며 콜린의 생체내 최종대사 산물로 간에서 호모시스테인으로부터 메티오닌 생성을 위한 메틸 공여체로 작용한다[25]. 함초 성숙 단계별 베타인 함량을 측정한 결과 수용성 추출물에서 6월, 8월 및 10월 채취 함초에서 각각 0.248%, 0.269% 및 0.204% 수준으로 검출되었다(Fig. 1). 그러나 전남 해안에서 채취한 함초의 잎과 줄기 부분을 나누어 건조한 분말을 50% 메탄올에 10% 농도로 추출한 다음 이온교환수지 컬럼으로 정제한 후 PBPB 시약으로 유도체화 하여 UV-labelling 조작 한 후 HPLC로 베타인을 측정한 결과 약 0.
- 이러한 페놀성 물질은 식물의 고유한 색을 부여하고, 떫은맛과 쓴맛의 주체로 식물성 식품의 고유한 맛에도 깊이 관여한다. 함초 성숙 단계별 수용성 추출물의 폴리페놀 화합물 함량은 Table 3과 같이 건물 중량 100 g당 6월, 8월 및 10 월에서 각각 0.682, 1.005 및 0.754%였으며, 에탄올 추출물의 폴리페놀 화합물 함량은 건물 중량 100 g당 6월, 8월 및 10월에서 각각 1.015, 1.158 및 0.953%였다. 함초 폴리페놀 화합물함량은 수용성 추출보다는 에탄올 추출물에서 그 함량이 높았으며, 특히 8월 채취 함초에서 높게 나타났다.
- 953% 로 8월 에탄올 추출물에서 가장 높았다. 함초 수용성 추출물의 betaine 성분을 HPLC를 이용하여 측정한 결과 6월, 8월, 10월에서 각각 0.248%, 0.269% 및 0.204%로 나타났다. 함초성숙 단계별로 채취한 시료의 주요 구성 아미노산 함량(mg%) 이 6월, 8월, 10월에서 각각 glutamic acid (582: 519: 664), proline (552: 471: 322), phenylalanine (480: 431: 424), aspartic acid (322: 297: 330), 및 arginine (282: 321: 483) 이었으며, 주요 유리 아미노산 함량 (mg%)은 6월과 8월에 각각 proline (9.
- 953%였다. 함초 폴리페놀 화합물함량은 수용성 추출보다는 에탄올 추출물에서 그 함량이 높았으며, 특히 8월 채취 함초에서 높게 나타났다. 국내산 식물성 식품 중의 총 폴리페놀 화합물 함량을 분석한 결과를 보면 건조 중량당 호두 2.
- 함초의 생리활성 물질을 활용하여 기능성 식품을 개발하기 위한 기초 자료로 이용하기 위하여 함초의 채취 시기별함초의 수용성 추출물의 폴리페놀 화합물 함량은 건물 중량 100 g당 6월 0.682%, 8월 1.005% 및 10월 0.754%였으며, 에탄올 추출물에서는 6월 1.015%, 8월 1.158% 및 10월에 0.953% 로 8월 에탄올 추출물에서 가장 높았다. 함초 수용성 추출물의 betaine 성분을 HPLC를 이용하여 측정한 결과 6월, 8월, 10월에서 각각 0.
후속연구
- 이와 같이 다양한 약리작용이 기대되는 함초의 개발은 많은 부가가치 창출이 기대되나 생리활성에 대한 기초 자료가 아직 부족하므로 소비자의 관심을 유도할 만한 과학적이고 실증적인 연구가 필요하다. 이러한 특성을 가진 함초가 우리나라에서는 민간에서 봄철에 몸이 나른하고 밥맛이 없을 때 어린줄기의 함초 나물을 먹으면 눈이 맑아지고 밥맛이 좋아진다고 하였고, 유럽에서는 어린줄기를 샐러드로 만들어 먹기도 하였으나, 대부분 약리적 효능을 기대하기 위해서는 함초의 성숙이 완전히 이루어진 10월경에 채취되고 있다.
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