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문제 정의
- 본 연구는 무말랭이 김치를 제조하기 위하여 무말랭이의 제조조건을 검토하고 소비자들의 건강식품에 대한 관심을 충족시키기 위하여 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치 제조에 앞서 당귀잎 추출물의 기능성을 검토하였다. 아울러 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치의 적정 제조조건을 검토한 후, 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치의 저장성과 관능적 특성을 조사하였다.
제안 방법
- 암세포주에 대한 MIT assay는 Kim EJ 등(1998)의 방법을 변형하여 사용하였다. 10% FBS 를 함유한 RPMI 1640배지에 5xl04 cells/mL 농도로 96 well plate에 각각 180 pL씩 첨가하여 4시간 동안 항온기(37℃, 5% CO2)에서 배양시킨 후 당귀잎 추출물을 최종농도가 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 mg/mL 가 되도록 20 11L씩 첨가하여 48시간 동안 다시 배양시켰다. 대조구에는 동일한 양의 증류수를 첨가하였으며 시료당 각각의 실험군은 3개의 well을 동일조건 으로 사용하였다.
- 대조구는 무말랭이 2,000 g에 고춧가루 500 g, 물엿 1,000 g, 액젓 900 g, 양파 200 g, 생강 100 g, 설탕을 300 g을 넣고 잘 버무려 무말랭이 김치를 제조하였다. 당귀잎 첨가구는 대조구와 동일한 비율의 양념을 첨가하였고 당귀잎을 김치 총 중량의 1~ 3% 첨가하는 대신에 무말랭이를 1-3% 적은 양으로 첨가하였다.
- 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치를 유리병에 약 100 g씩 담아서 밀봉한 후 20℃의 항온기에 4주일간 저장 하면서 일정 기간별로 생균수를 측정하였다. 총균수 측정은 각 시료를 멸균컵에 담아 멸균 희석수 90 mL를 가하여 homogenizer로 5,000 rpm에서 5분간 homogenize한 후 10배 단계 희석액 0.
- 무말랭이를 물에 깨끗이 씻어 물에 불린 후 김치를 제조하였다. 대조구는 무말랭이 2,000 g에 고춧가루 500 g, 물엿 1,000 g, 액젓 900 g, 양파 200 g, 생강 100 g, 설탕을 300 g을 넣고 잘 버무려 무말랭이 김치를 제조하였다. 당귀잎 첨가구는 대조구와 동일한 비율의 양념을 첨가하였고 당귀잎을 김치 총 중량의 1~ 3% 첨가하는 대신에 무말랭이를 1-3% 적은 양으로 첨가하였다.
- 0 mg/mL 가 되도록 20 11L씩 첨가하여 48시간 동안 다시 배양시켰다. 대조구에는 동일한 양의 증류수를 첨가하였으며 시료당 각각의 실험군은 3개의 well을 동일조건 으로 사용하였다. 여기에 5 mg/mL의 MIT 용액 20 pL 씩 첨가하여 4시간 동안 배양시켜 formazan을 형성시킨 후 DMSO(dimethyl sulfoxide) 150 J1L를 첨가하여 formazan을 녹인 다음 Microplate reader (Molecular Device, Emax)를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 먼저 액젓과 물엿을 넣고 중불에서 30초간 끓인 후에 무말랭이, 고춧가루, 다진 마늘, 다진 생강을 넣고 버무리고 마지막으로 당귀잎을 첨가하여 골고루 섞어서 보관용기에 넣어 20℃에 4주간 저장하면서 저장성을 조사하였다.
- 본 연구는 무말랭이 김치를 제조하기 위하여 무말랭이의 제조조건을 검토하고 소비자들의 건강식품에 대한 관심을 충족시키기 위하여 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치 제조에 앞서 당귀잎 추출물의 기능성을 검토하였다. 아울러 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치의 적정 제조조건을 검토한 후, 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치의 저장성과 관능적 특성을 조사하였다.
- 본 실험에 사용한 세포주는 유방암세 포인 MDA-MB- 231(KCLB 30026)와 폐암 세포인 A549로서 세포주은 행에서 분양받아 사용하였다. 암세포주에 대한 MIT assay는 Kim EJ 등(1998)의 방법을 변형하여 사용하였다. 10% FBS 를 함유한 RPMI 1640배지에 5xl04 cells/mL 농도로 96 well plate에 각각 180 pL씩 첨가하여 4시간 동안 항온기(37℃, 5% CO2)에서 배양시킨 후 당귀잎 추출물을 최종농도가 0.
- 전자공여능은 Blois MS의 방법(1958)을 변형하여 시료의 l, l-diphenyl-2-picryl hydrazyl(DPPH)에 대한 전자공여 효과로서 시료의 환원력을 측정하였다. 즉, 시료 2 mL에 0.
- 당귀잎을 첨가한 무말랭이 김치를 유리병에 약 100 g씩 담아서 밀봉한 후 20℃의 항온기에 4주일간 저장 하면서 일정 기간별로 생균수를 측정하였다. 총균수 측정은 각 시료를 멸균컵에 담아 멸균 희석수 90 mL를 가하여 homogenizer로 5,000 rpm에서 5분간 homogenize한 후 10배 단계 희석액 0.1 mL를 미리 만들어 놓은 Plate Count Agar(PCA, Difco)에, 효모수는 Potato Dextrose Agar(PDA, Difco)에 접종한 후, 25℃의 항온기에서 총균수는 3일, 효모수는 7일간 배양한 후 colony 수를 즉정하였다. 총균수와 효모수는 김치 1 g 당의 colony forming unit(CFU/g)로 표시하였다.
대상 데이터
- 당귀잎은 2004년 7월에 채취된 잎을 대구, 칠성시장 에서 구입하여 건조 후 분말화한 것을 사용하였으며 추출은 당귀잎 분말의 10배량의 용매로서 물추출물은 80℃, 에탄올 추출물은 70% 에탄올로서 70℃에서 3시간 씩 3회 반복 추출하였다. 추출한 시료는 환류냉각관을 가진 진공증발 농축기로서 농축한 후 동결건조하여 기 능성 실험 시료로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 무는 2004년 9월 대구시, 매천시장에서 개당 1.8-2.0 kg의 무를 구입하여 상, 중, 하 3부위중 중간 부분을 1x1x5 cm로 잘라서 바람이 잘 들고 햇볕이 좋은 날 채반 위에서 자연건조하면서 무의 중량과 수분함량 변화를 측정하였다.
- 본 실험에 사용한 세포주는 유방암세 포인 MDA-MB- 231(KCLB 30026)와 폐암 세포인 A549로서 세포주은 행에서 분양받아 사용하였다. 암세포주에 대한 MIT assay는 Kim EJ 등(1998)의 방법을 변형하여 사용하였다.
- 당귀잎은 2004년 7월에 채취된 잎을 대구, 칠성시장 에서 구입하여 건조 후 분말화한 것을 사용하였으며 추출은 당귀잎 분말의 10배량의 용매로서 물추출물은 80℃, 에탄올 추출물은 70% 에탄올로서 70℃에서 3시간 씩 3회 반복 추출하였다. 추출한 시료는 환류냉각관을 가진 진공증발 농축기로서 농축한 후 동결건조하여 기 능성 실험 시료로 사용하였다.
데이터처리
- Mean+S.E. Means in each raw with different superscript letters are significantly different (p<0.05) by Duncane multiple range test.
- 결과는 SPSS 통계분석 프로그램을 이용하여 각 실험군 간 평균치의 통계적 유의성을 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
- 관능검사는 대학교에 재학중인 여학생 15명을 대상으로 실시하였으며, 외관은 색(color)을 평가하였으며, 향(flavor), 아삭함(texture), 맛(taste), 뒷맛(after taste) 및 종합적인 기호도(overall preference)를 5점 평점법(Kee HJ 등, 2000)에 의해 평가하였다. 관능평가는 3회 반복 하여 평균값을 나타내었으며, 종합적인 기호도로서 매우 좋다는 5점, 매우 나쁘다는 1점으로 하였다
- 아질산염 소거작용은 Kato H 등(1987)의 방법에 따라 1 mM의 NaNCh용액 1 mL에 각 시료를 1 mL 가하 고, 0.1 N HC1 과 0.1 M 구연산 완충용액을 사용하여 반응용액의 pH를 각각 1.2, 3.0, 6.0으로 조정한 후 반응용액의 부피를 10 mL로 하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 반응시킨 후 각 반응액 1 mL를 취하여 2% 초산용액 5 mL와 Griess시약 0.
성능/효과
- 5는 여름무와 가을무의 건조 과정에서 무의 중량(A) 및 수분함량(B) 변화를 나타내었다. 15시간의 건조과정에서 무의 중량은 6시간까지는 두 품종의 중량 감소가 비슷하였으나 그 이후로는 여름무의 중량 변화가 적어서 15시간 건조 후의 총중량은 저장직전에 비하여 가을무가 7.5%, 여름무가 5.5%에 도달하여 두 품종간에 2%의 중량 차이를 나타내었다.
- Fig. 3은 당귀잎 추출물의 A549-cell(폐암세포)에 대한 증식억제 효과를 나타낸 것으로 추출물의 억제효과는 500 ppm에서 물추출물은 22%, 에탄올 추출물은 24%로서 비슷한 수준이었으나 1,000 ppm에서는 물추출물이 27%, 에탄올 추출물은 23%로서 물추출물이 약간 높은 항암활성을 나타내었다.
- Fig. 5의 건조과정에서 중량과 수분함량 변화의 측정결과를 종합해 볼 때, 무말랭이 제조를 위하여 수분 함량이 낮은 가을무가 건조속도가 빠르고 최종 무말랭이 수율이 높을 뿐만 아니라 색상과 외관이 우수하여 무말랭이 제조에 적합한 품종으로 판단되었다. 한편, Kim MR 등(2002)과 Ryu KD 등(2000)은 동일한 품종의 무를 재배하는 계절에 따라 가을무가 여름무에 비하여 가용성 고형물 함량이 높은 것으로 보고하여 가 을무가 무말랭이 김치의 맛을 좋게 하는데 도움이 될 것으로 예상된다.
- 1 %로서 여름무가 가을무에 비하여 2% 이상 높았다. 건조과정에서 무의 수분함량은 건조 9시간까지 수분함량의 감소가 완만하였으나 9시간 이후부터 수분 함량이 빠르게 감소하여 15시간 건조 후에는 가을무가 32.6%, 여름무가 39.5%로 약 7%의 수분함량 차이를 나타내었다. 여름무는 동일한 시간 건조시켰을 때 건조 속도가 느리고 수분함량이 많아서 색상이 갈색으로 변화되는 현상을 관찰할 수 있었다.
- 관능검사는 대학교에 재학중인 여학생 15명을 대상으로 실시하였으며, 외관은 색(color)을 평가하였으며, 향(flavor), 아삭함(texture), 맛(taste), 뒷맛(after taste) 및 종합적인 기호도(overall preference)를 5점 평점법(Kee HJ 등, 2000)에 의해 평가하였다. 관능평가는 3회 반복 하여 평균값을 나타내었으며, 종합적인 기호도로서 매우 좋다는 5점, 매우 나쁘다는 1점으로 하였다
- 8xl03 CFU/g으로 총균수에 비하여 1/100 이하로 낮은 편이었으나, 당귀 첨가구간의 효모수는 10배 이상의 차이를 나타내었으며 당귀잎 첨가량이 많을수록 효모수가 많은 경향이었다. 김치 저장중의 효모수는 저 장초기의 3일 동안 균수가 급격히 감소하여 1.0-3.0x102 CFU/g으로서 저장직전에 비하여 0.2-1.7 log cycle 감소하여 최저 균수에 도달하였다. 김치 저장 3일-7일째 부터 저장말기까지 효모수는 3.
- 6은 당귀잎 첨가 무말랭이 김치를 20℃에 4주간 저장하면서 총균수와 효모수를 조사한 결과이다. 김치 저장직전의 총균수는 2.2-4.8x105 CFU/g이었으며 저장기간에 따른 총균수의 변화 역시 거의 비슷한 균수의 증가를 나타내어 저장 4주 후에는 저장직전보다 0.6-1.1 log cycle 증가하여 3.2-4.1x10s CFU/g에 도달하였다.
- 당귀잎 추출물을 물과 70% 에탄올로 추출한 수율은 물추출물이 5.32%, 에탄올 추출물이 4.29%로서 물추출 물이 약간 높은 수율을 나타내었다.
- 무말랭이 김치 저장직전의 효모수는 2.8xl02-6.8xl03 CFU/g으로 총균수에 비하여 1/100 이하로 낮은 편이었으나, 당귀 첨가구간의 효모수는 10배 이상의 차이를 나타내었으며 당귀잎 첨가량이 많을수록 효모수가 많은 경향이었다. 김치 저장중의 효모수는 저 장초기의 3일 동안 균수가 급격히 감소하여 1.
- 7의 QDA profile로 나타내었다. 무말랭이 김치의 물성(아삭함), 향, 뒷맛은 대조구와 당귀잎 첨가구 간에 유의적인 차이가 없었으나, 색상 은 당귀잎을 1-2% 첨가한 김치가 대조구와 3% 첨가구에 비하여 기호도가 높았으며, 맛과 종합적인 기호도는 당귀잎을 2% 첨가한 무말랭이 김치가 대조구에 비해 유의적으로 높은 점수를 얻었다(p<0.05). 특히 당귀잎 2% 첨가구는 모든 항목에서 가장 높은 점수를 얻었기에 무말랭이 김치 제조시 당귀잎의 적정 첨가량은 2%가 가장 이상적인 것으로 판단되었다.
- 본 실험 결과에서 Fig. 3과 Fig. 4의 결과를 비교하면 당귀잎 추출물은 A549 cell에 비하여 MDA cell에 대한 항암활성이 높았으며, 특히 물추출물과 에탄올 추출물의 MDA cell에 대한 항암활성이 A549 cell에 비하여 8-9% 높은 수준을 나타내었다. Do JR 등(2005)은 지유, 감초, 정향 등의 생약재 추출물로서 HeLa cell에 대하여 동일한 농도에서 물추출물은 15-55%, 에탄올 추출물은 10-36%의 항암활성을 나타내어 생약재 추출물 종류와 암세포의 종류에 따라 항암활성에 큰 차이를 보고한 바 있어 식품으로부터 기능성 성분을 추출할 경우에는 적절한 용매의 선정이 중요한 것으로 생각된다.
- 당귀잎 추출물의 pH가 높아질수록 아질산염 소거능이 감소하는 결과는 여러 연구자들(Kim SM 등, 2001, Kim ML, 2005a, Kim ML, 2005b)의 결과와 일치하였다. 본 실험에서는 인체의 위내 pH 조건과 비슷한 pH 1.2에서 당귀잎 추출물의 아질산염 소거능이 높은 결과는 생체 내에서도 nitrosamine 생성을 억제할 것으로 생각된다.
- 7 CFU/g으로 증가하여 본 실험의 무말랭이 김치에 비하여 효모수가 크게 증가하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 무말랭이 김치는 배주김치에 비하여 저장중, 총균수와 효모수의 변화가 적은 편으로 특히, 당귀잎을 첨가한 경우에 효모의 증식이 억제되어 김치의 저장성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 판단되었다.
- 5xlO3 CFU/g으로 증가하였는데, 당귀잎 첨가농도가 높을수록 김치의 효모 수는 낮은 편이었다. 저장 1주일째의 효모수는 당귀잎 3% 첨가구와 대조구간의 차이가 약 0.9 log cycle로서 최대의 차이를 나타내었으나 이후부터 저장기간이 경 과할수록 당귀잎 첨가구와 대조구간의 효모수 차이가 축소되어 저장 28일에는 당귀잎 3% 첨가구와 대조구 간의 효모수 차이가 0.5 log cycle에 불과하였다.
- 05). 특히 당귀잎 2% 첨가구는 모든 항목에서 가장 높은 점수를 얻었기에 무말랭이 김치 제조시 당귀잎의 적정 첨가량은 2%가 가장 이상적인 것으로 판단되었다.
후속연구
- 따라서 김치의 주재료를 장기간 저장할 수 있도록 가공하게 되면 김치의 가격변동 폭을 줄일 수 있고 지속적인 재료 공급이 가능할 것으로 생각된다. 이러한 방안의 하나로서 무가 많이 생산되는 계절에 무말랭이를 제조하여 연중 김치의 주재료로 공급하게 되면 무의 가격변동에 관계없이 일정량의 재료 확보가 가능할 것으로 생각된다.
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