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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근 기능성 물질이나 이들을 함유한 식품에 대한 선호도가 증가함에 따라 각종 농산물의 기능성에 대한 연구와 아울러 이들을 이용한 각종 기능성 식품의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세에 맞추어 일반 가정에서 열처리하여 착즙해 식음하는 배의 열처리조건에 따른 성분변화 및 항산화 효과를 검토하고, 건강기능성 식품으로의 개발에 활용할 수 있는 최적 열처리조건을 확립하기 위한 연구결괴-를 보고하고자 한다.
제안 방법
- Bae 등(19)과 Lee 등(20)의 방법을 변형하여 5-HMF(5-hydroxy- methyl-2-furfural) 함량을 분석하였다. 열처 리배즙 2 mL를 ethyl acetate 50mL로 3회 분획한 후 농죽하여 증류수로 용해시킨 다음 0.
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Mokbel 등(16)의 빙법에 따라 Folin-Ciocalteu reagent가 시료의폴리페놀성 물질에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다. 즉, 열처리배즙 100μL에 2% Na:CO3 용액 2 mL를 가한 후 3분 방치 하여 50% Folin-Ciocalteu reagent 100μ
- 제작된(JISCO, Korea) 것으로 가열에 의해 증기압을 발생시키는 외부용기, 안전변과 공기배출구, 압력게이지로 구성된 뚜껑, 그리고 시료를 넣는 내부용기로 구성되어 있다. 시료는 내부 용기에 담겨진 후 일정량의 물이 첨가된 외부용기에 넣어 뚜껑을 밀봉한 다음 외부용기를 온도조절장치가 부착된 oil bath에 넣고 정해진 온도와 시간에 따라 가열됨으로서 직접적인 열전달에 의한 시료의 탄화를 방지하도록 설계되었다. 각 조건에서 열처리된 배는 분쇄 후 3, 000rpm으로 VC에서 10분분간 원심분리하여 상등액을 시료로 사용하였다.
- 2 mM DPPH(2, 2-diphenyl-2-picrylhydrazyl)용액 800 μL를첨가하여 30분 방치 후 반응액의 흡광도 값을 520nm에서 측정하였다. 열처리배즙의 농도를 3구간으로 구배하여 흡광도를 측정한 후 EDA(%) 값을 50% 감소시키는 IC50(Inhibition concentra-tion)을 각 열처리배즙의 수율에 대한 농도로 표현하였다.
- 열처리조건에 따른 배의 이화학적 특성 변화를 살펴보기 위하여 온도(110, 120, 130, 140 및 150℃) 및 시간(1, 2, 3, 4 및 5 hr)을 변수로 25개 구간으로 처리 하였으며, 무처리구를 대조 구로 하였다. 열처리장치는 10 kg/cm2 이상의 압력에서도 견딜 수 있도록 고안 .
대상 데이터
- 구입한 시료는 배 전체를 약 100g씩 절단하여 polyethylene 필름에 포장한 후 -2(TC 냉동고에 저장하면서 1개월 이내에 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 배는 나주에서 2004년도에 생산된 신고배 (Pyrus pyrifolia Nakai)를 나주농협에서 구입하여 사용하였다. 구입한 시료는 배 전체를 약 100g씩 절단하여 polyethylene 필름에 포장한 후 -2(TC 냉동고에 저장하면서 1개월 이내에 실험에 사용하였다.
- 열처리장치는 10 kg/cm2 이상의 압력에서도 견딜 수 있도록 고안 . 제작된(JISCO, Korea) 것으로 가열에 의해 증기압을 발생시키는 외부용기, 안전변과 공기배출구, 압력게이지로 구성된 뚜껑, 그리고 시료를 넣는 내부용기로 구성되어 있다. 시료는 내부 용기에 담겨진 후 일정량의 물이 첨가된 외부용기에 넣어 뚜껑을 밀봉한 다음 외부용기를 온도조절장치가 부착된 oil bath에 넣고 정해진 온도와 시간에 따라 가열됨으로서 직접적인 열전달에 의한 시료의 탄화를 방지하도록 설계되었다.
- 8 mL/min, 주입 량 20 jiL로 하였다. 표준물질은 5-HMF(Wako Pure Chemical Co. Japan)# 사용하였다.
- 6 X 250 mm, Agilent Technologies, USA), 이동상은 acetonitrile-water(75 : 25 v/v), 검줄기는 RI detector, 유속은 1 mL/min, 주입 량은 20 pL로 하였다. 표준물질은 fructose, glucose, sucrose(Sigma Chemical Co., USA) 사용하였다.
데이터처리
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통계분석
분석치는 3회 반복 측정하였으며 측정한 값으로부터 평균값 士SE로 나타내었다. 통계분석은 SAS(Statistical analysis system)를 이용하여 폴리페놀, 플라보노이드, 항산화활성에 영향을 미치는 온도와 시간의 효과를 ANOVA 분석으로 유의성을 검증하였으며, 이들 온도와 시간의 효과를 반응표면분석을 실시하여 model 식을 구하였으며, 각 특성간의 상관관계를 살펴보았다.
- 분석치는 3회 반복 측정하였으며 측정한 값으로부터 평균값 士SE로 나타내었다. 통계분석은 SAS(Statistical analysis system)를 이용하여 폴리페놀, 플라보노이드, 항산화활성에 영향을 미치는 온도와 시간의 효과를 ANOVA 분석으로 유의성을 검증하였으며, 이들 온도와 시간의 효과를 반응표면분석을 실시하여 model 식을 구하였으며, 각 특성간의 상관관계를 살펴보았다.
성능/효과
- 02%였고 110, 120 및 130℃, 1-5시간 그리고 I4O℃. 2시간 처리구까지 4.02+0.02-6.05 + 0.03% 로 커다란 변화를 보이지 않았지만 140℃, 3시간 처리구 이후부터 감소하는 경향을 보였고 150℃, 5시간 처리구에서 1.06±0.03% 로 함량이 가장 낮게 나타났으며, 1401, 3시간 처리구 이후부터 감소하는 것으로 보아 이 이상의 처리온도 및 처리 시간에서부터 파괴 및 변형이 일어났을 것이라 사료된다. 최 등(2)의 연구에서 배의 성숙과정 중 유리당은 fructose, glucose, sucrose 3개의 당이 검줄되었으며, fructose 2.
- 93 |ig/gg. 가장 높은 함량을 보였고 15CTC, 5시간 처리구에서는 감소하였다. Zhang 등(5)의 연구에 의하면 60%acetone 추출한 배의 과피, 과육, 과심 부분의 저장에 따른 폴리 페놀함량의 변화는 저장 1개월에서 62.
- 각각의 처리조건에서 열처리한 배즙의 총폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 Fig. 1, 2와 같이 열처리온도와 처리시간이 증가 할수록 증가하는 경향을 보였으며, 15VC의 열처리에서는 시간의 증가에 따라 감소하거나 증가했다 감소하는 경향을 나타내었다. 열처리조건에 따른 열처리배즙의 총폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 처리온도와 처리시간의 2가지 변수에 대하여 유의적으로 영향을 받는 것으로 나타났으며(p<0.
- 대조구의 5-HMF 함량은 2.04±0.21 ppm이었으며, 열처리 온도와 시간이 증가할수록 20.66±0.40ppm에서 최고 5, 594.93+28.46 ppm까지 급격히 증가하는 경향을 보였다. 110, 120 및 130℃, 1- 5시간 처리구와 140℃, 2시간 처리구까지는 20.
- 4와 같다. 열처리 온도가 높고 시간이 길수록 폴리페놀, 플라보노이드, 5-HMF 함량 및 항산화활성은 유의적으로 증가하였고 fructosee 유의적으로 감소하였다(Table 3). 처리조건에 따른 폴리페놀과 플라보노이드, fructose 및 5-HMF함량과 항산화활성 (ICQ간의 상관관계는 각각 -0.
- DPPH free radical을 이용하여 측정한 처리조건별 열처리배즙 의 전자공여능(EDA(%))의 IC50값은 Table 3과 같다. 열처리조건 에 따라 열처리배즙의 값은 처리온도와 처리시간 2가지 변수 에 대하여 유의적으로 영향을 받는 것으로 나타났으며0<0.001) 처리시간보다 처리온도에 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다 (Table 1). 열처리온도(X)와 열처리시간(X2)의 효과를 분석한 결과는 Table 2와 같고 이들 간의 회귀식은 다음과 같이 나타났다.
- 4와 같다. 열처리조건에 따라 열처리배즙의 5-HMF 함량은 처리온도와 처리시간 2가지 변수에 대하여 유의적으로 영향을 받는 것으로 나타났으며0< 0.001) 처리시간보다 처리온도에 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다 (Table 1). 열처리온도(X, )와 열처리시간(XJ의 효과를 분석한 결과는 Table 2와 같고 이들 간의 회귀식은 다음과 같다.
- 3에 나타내었다. 열처리조건에 따라 열처리배즙의 fructose 함량은 처리온도와 처리시간 2가지 변수에 대하여 유의적으로 영향을 받는 것으로 나타났으며(p<0.001) 처리 시간보다 처리온도에 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 1). 열처리 온도(XJ와 열처리시간(X:)의 효과를 분석한 결과는 Table 2와 같고 이들 간의 회귀식은 다음과 갇이 나타났다.
- 1, 2와 같이 열처리온도와 처리시간이 증가 할수록 증가하는 경향을 보였으며, 15VC의 열처리에서는 시간의 증가에 따라 감소하거나 증가했다 감소하는 경향을 나타내었다. 열처리조건에 따른 열처리배즙의 총폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 처리온도와 처리시간의 2가지 변수에 대하여 유의적으로 영향을 받는 것으로 나타났으며(p<0.001) 처리 시간보다 처리온도에 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 1). 열처리온도(X, )와 열처리시간(XJ의 효과를 분석한 결과는 Table 2와 같고 이들 간의 회귀식은 다음과 같이 나타났다.
- 61 mg/100g으로 증가하는 것으로 보고되었는데 본 연구 결과에서는 인위적인 열처리에 따라 5-HMF의 함량이 급격하게 증가된 것으로 생각된다. 유리당의 변화와 비교해 볼 때 fructose 함량이 감소하는 140℃, 3시간 처리구부터 5-HMF의 함량이 증가하는 경향을 보였다. 이는 5-HMF가 마이얄 반응 및 카라멜 반응으로 인한 멜라노이딘 형성 중 생성되는 물질임을 생각할 때 열처리시 비효소적 갈변반응 중 주로 카라멜 반응에 의해 5-HMF 함량이 증가했을 것이라 사료된다.
- 열처리 온도가 높고 시간이 길수록 폴리페놀, 플라보노이드, 5-HMF 함량 및 항산화활성은 유의적으로 증가하였고 fructosee 유의적으로 감소하였다(Table 3). 처리조건에 따른 폴리페놀과 플라보노이드, fructose 및 5-HMF함량과 항산화활성 (ICQ간의 상관관계는 각각 -0.94, -0.79, 0.70 및 -0.660 < 0.001) 로 높은 상관관계를 보였고, 폴리페놀과 플라보노이드 및 fructose 함량과 5-HMF함량간의 상관계수는 0.78, 0.95 및 -0.950 <0.001)로 높은 상관관계를 보였다. 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 fructose함량간의 상관계수는 -0.
- 001)로 높은 상관관계를 보였다. 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 fructose함량간의 상관계수는 -0.82 및 -0.960 <0.001)로 높은 음의 상관관계를 보였으며, 플라보노이드와 폴리페놀 간의는 0.89 3<0.001)로 높은 상관관계를 보였다.
후속연구
- 열처리시 총폴리페놀 및 총플라보노이드 함량이 증가한 원인 은 고분자의 페놀성 화합물 및 단백질에 결합한 페놀성 화합물 이 열처리에 의해 저분자의 페놀성 화합물로 전환되거나 또는 열 처리에 의해 이들 화합물의 결합이 파괴되었기 때문으로 생각되 며(12-15,21), 150T 열처리구간에서 총폴리페놀 및 총플라보노이 드 함량이 감소한 것은 심한 탄화에 의한 것으로 생각되며, 이 부분에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
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