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문제 정의
- 따라서 탐라오가피의 재배적인 장점을 이용한 산업적 활용과 식품 소재화를 위하여 생체조절기능이 있으며, 소비자가 즐겨 찾는 제품개발에 접목할 수 있는 이용기술연구로서 가공제품의 상품화에 토대가 되는 유용성분 분석, 추출특성 등을 수행함으로써 제주자생 탐라오가피의 수요확대와 제주의 특색을 지닌 상품의 다양화에 기여하고자 하였다.
제안 방법
- 2 ㎛ membrane filter로 여과하였다. HPLC의 분석은 Symmetry Cis, 3.9x 150 mm(Waters) column을 사용하여 acetonitrile : water(15 : 85)의 용매로 gradient하였다(1). Eleuth®oside B의 검 량식은 y = 43565x + 2262.
- 물 및 발효주정을 증류수로 30, 50, 70, 95%로 각각 조절한 다음 10 L 추출용기 에 0.5 cm 이하로 세절한 줄기 시료 300g/7.5L의 비율로 추출용매를 가하여 30분부터 9시간 동안 HXTC를 유지하는 항온수조에서 환류냉각장치를 부착하여 추출하였다. 추출시 료는 0.
- 5L의 비율로 추출용매를 가하여 30분부터 9시간 동안 HXTC를 유지하는 항온수조에서 환류냉각장치를 부착하여 추출하였다. 추출시 료는 0.5 〜2시 간 간격으로 0.8 pm membrane Ulter로 여과시키면서 sampling하였으며, 9 시간까지 시료를 50mL 용기에 넣어 4°C를 유지하는 냉장고에 보존하면서 성분분석에 사용하였다.
- 추출용매에 사용된 주정은 알코올 함량이 95%로 알코올 향이 매우 강하여 탈취제인 활성탄을 1L당 1.3g 비율로 유리 용기에 넣어 잘 저어준 다음 뚜껑을 닫고 15〜18시간 동안 방치한 후 여과지로 2〜3회 반복하여 여과하였다.
- 탐라오가피를 기능성 식품소재로 활용하기 위하여 물과 주정의 비율을 달리하여 추출시간에 따른 유용성분의 경시 적 변화를 검토하였다• 물 및 주정농도를 각각 30~95%로 조절한 다음 0.5 cm 이하로 세절한 줄기를 300g/7.5L의 비율로 첨가하여 9시간 동안 100°C를 유지하는 항온수조에 서 환류냉각 추출하였다. 추출 중에 pH의 변화는 대체로 주정농도가 높을수록 높아지는 경향을 보였고, 추출 후 3시 간까지 pH가 낮아졌으며 pH 4.
- 탐라오가피의 기능성성분을 추출하는 데는 에탄올을 용매로 하는 경우가 가장 좋았기 때문에(3), 본 실험에서는 에탄올 농도를 달리하여 각각의 추출특성을 검토하였다. 탐라 오가피 줄기에서의 추출시간 중에 추출물의 pH 변화는 Fig.
대상 데이터
- 2 pm membrane filter로 여과한 것을 표준액으로 사용하였다. HPLC 분석조건은 Lima Cj8 (2), 4.6x150 mn(Waters) column을 사용하여 50 mM sodium acetate(pH 5.5) : CH3CN (90 : 10) 인 buffer complex : QI3CN = 20 : 80의 용매를 사용하였다. Acanthoic acid의 검량식은 y = 8425.
- 오가피의 대표적인 유효성분이며 지표물질인 eleutheroside B와 E의 분석은 추출용매를 달리한 시료를 70% methanol로 분석조건에 알맞도록 5~30배로 희석한 다음 0.2 ㎛ membrane filter로 여과하여 HPLC 분석 용 시료로 사용하였다. Eleutheroside B와 E(Matsura Yakugyo Co.
- Acanthoic acid 표준품은 한국생명공학연구원 항암연구실에서 분리 . 정제한 것을 분양받아 사용하였다. Acanthoic acid는 6.
- 제주도농업기술원 자원식물시험포장(산천단 소재) 에서재배한 7년생 탐라오가피koreanum Nakai) 의 줄기를 2월에 채취하여 선별한 다음 0.5 cm 이하로 절단, 세척 등 전처리를 하여 50°C에서 열풍 건조하여 실험재료로 사용하였다.
데이터처리
- abc : Means with the same letter in the same row are significantly different as detemined by Duncan's multiple range test(p<0.05).
- abc : Nfeans wilh the same letter in tie same row are significantly dififeot as detennined by Duncan's multiple range test(p<0.05).
성능/효과
- 탐라 오가피의 대표적인 기능성성분은 lignan 배당체인 eleutherosides 와 diterpenoid인 acanthoic acid라고 할 수 있다. Fig. 3, Fig. 4 및 Table 3의 결과에서 탐라오가피에 함유하는 eleutherosides 의 추출에는 물을 이용한 가열추출방법으로도 가능하지만, acanthoic acid의 추출에는 에탄올용액이 필수적 임을 알 수 있었다. 따라서 탐라오가피를 기능성 식품소재로 이용하기 위하여 기능성분을 많게 하고 추출효율을 높게 하는 알맞은 추출 방법을 종합한 결과에서 주정농도 40〜70%로 3〜5시간 동안 환류 추출하는 것이었다.
- 색도 b 값은 주정농도가 낮을수록, 추출시간 이 경과함에 따라 증가하는 경향이었다. 가용성고형물은 추출 직후부터 2~3시간 안에 급증하였으며, 물 및 주정농 도가 낮을수록 많이 추출되었다. 주정농도 30%〜70%인 경우 줄기에서 0.
- 4 및 Table 3의 결과에서 탐라오가피에 함유하는 eleutherosides 의 추출에는 물을 이용한 가열추출방법으로도 가능하지만, acanthoic acid의 추출에는 에탄올용액이 필수적 임을 알 수 있었다. 따라서 탐라오가피를 기능성 식품소재로 이용하기 위하여 기능성분을 많게 하고 추출효율을 높게 하는 알맞은 추출 방법을 종합한 결과에서 주정농도 40〜70%로 3〜5시간 동안 환류 추출하는 것이었다.
- 물과 주정을 혼합하여 추출하였을 때가 주정원액에서 보다 eleutheroside 함량이 매우 높음을 확인할 수 있었다. 따라서 탐라오가피를 원료로 eleutheroside의 추출효율을 높게 하기 위해서는 물 또는 주정에 물을 일정비율로 혼합할 필요가 있었고, 또한 알맞은 추출시간은 3〜5시간이라고 판단되었다.
- 전체적으로 줄기에서 pH 변화는 추출 직후부터 3시간 동안에 감소 폭이 컸으며 5시간 이후에는 큰 변화 없이 일정 수준을 유지하였다. 또한, 주정 원액만으로 추출하였을 때, pH의 값은 주정 70% 보다 낮고 주정 30%〜50%의 수준을 보였다. 이는 탐라오가피의 침출 중 pH의 변화(1)와 일치하는 양상을 나타내어, acanthoic acid 등 비극성 이 강한 산이 추출되어 이행되는 탐라오가피의 원료특성으로 여겨진다.
- 주정농도 95% 외에는 유리당의 함량 차이가 크지 않았으며, 주정 원액만으로 추출하였을 경우가 유리 당 함량이 가장 적었다. 물과 주정을 혼용하였을 때는 유리당 함량에 유의차가 없었으나, 주정 원액만을 사용하였을 경우는 유의적인 상관관계를 보였다(Table 2). 유리당을 많게 추출하기 위해서는 추출용 매로 주정보다 물이 효과적 이었고, 물을 30% 이상 혼용할 필요가 있었다.
- 추출용매에 대한 영향은 eleutheroside B보다 E가 크게 나타났으나 차이는 크지 않았으며, 추출 용매에 따른 함량변화는 매우 적었다. 물과 주정을 혼합하여 추출하였을 때가 주정원액에서 보다 eleutheroside 함량이 매우 높음을 확인할 수 있었다. 따라서 탐라오가피를 원료로 eleutheroside의 추출효율을 높게 하기 위해서는 물 또는 주정에 물을 일정비율로 혼합할 필요가 있었고, 또한 알맞은 추출시간은 3〜5시간이라고 판단되었다.
- 물과 주정을 혼용하였을 때는 유리당 함량에 유의차가 없었으나, 주정 원액만을 사용하였을 경우는 유의적인 상관관계를 보였다(Table 2). 유리당을 많게 추출하기 위해서는 추출용 매로 주정보다 물이 효과적 이었고, 물을 30% 이상 혼용할 필요가 있었다.
- 28%(w/v)로 낮았다. 이러한 결과에서 주정 원액만을 추출용매로 사용하였을 때는 수용성 물질들이 추출이 지연되고, 탐라오가피에 함유하는 대부분의 성분들을 추출하는 데는 한계가 있다고 판단되었다. 가용성 고형 물의 변화는 추출 직후부터 2〜3시간에 급증하였으며, 이후에는 일정 수준을 유지함으로써 물 및 주정농도 30%, 50%, 70%로 추출하였을 때, 3〜5시간이면 대부분의 가용성 성분들이 추출될 것으로 여겨진다.
- 물 및 주정을 혼용한 경우에서 추출잔사에 남아있는 함량이 가장 적게 나타나 추출액으로 대부분 이행되었다. 전체적으로 eleutherosides 성분은 Table 3에서 보는 바와 같이 주정농도 70%에서 9시간 추출시킨 추출물을 기준하였을 때, 약 97% 추출됨을 알 수 있었다. 잔존하는 성분함량의 많은 주정원액에서는 82% 정도가 추출되었다.
- 09로 낮았다. 전체적으로 줄기에서 pH 변화는 추출 직후부터 3시간 동안에 감소 폭이 컸으며 5시간 이후에는 큰 변화 없이 일정 수준을 유지하였다. 또한, 주정 원액만으로 추출하였을 때, pH의 값은 주정 70% 보다 낮고 주정 30%〜50%의 수준을 보였다.
- 물만으로 추출하였을 때, 추출잔사에 남아있는 acanthoic acid 함량은 탐라오가피 줄기 시료에 함유하는 성분량⑴과 거의 같은 수준이었다. 주정농도 70% 이상의 추출용매에서는 매우 적었으며, 추출 용매에 따른 유의차(Table 3)가 뚜렷하게 나타났다. 따라서 탐라 오가피 원료에 함유하는 acanthoic acid를 효과적으로 추출하기 위해서는 주정용액을 사용할 필요가 있었다.
- 5L의 비율로 첨가하여 9시간 동안 100°C를 유지하는 항온수조에 서 환류냉각 추출하였다. 추출 중에 pH의 변화는 대체로 주정농도가 높을수록 높아지는 경향을 보였고, 추출 후 3시 간까지 pH가 낮아졌으며 pH 4.0-6.5 범위였다. 색도 a 값은 추출용매에 따라 차이가 있었으나, 추출 2~3시간까지에 변화가 컸다.
- 주정 농도 30%에서 가장 큰 b 값을 나타냈으며 , 주정 농도 95%에서 매우 낮았다. 추출 후 9시간에서 물 및 주정농도 30〜70% 처리하였을 때 b 값이 비슷한 수치를 보여, 탐라 오가피의 가용성분을 추출하기 위해서는 물과 주정을 혼합하여 사용하는 것이 효과적이라고 판단되었다.
- 추출용매로 주정원액을 사용하였을 때 추출시간 내내 지속적인 증가를 보였다. 추출용매에 대한 영향은 eleutheroside B보다 E가 크게 나타났으나 차이는 크지 않았으며, 추출 용매에 따른 함량변화는 매우 적었다. 물과 주정을 혼합하여 추출하였을 때가 주정원액에서 보다 eleutheroside 함량이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
- 물 및 주정용액으로 3~5시간 추출하였을 때, 원료의 약 97% 추출되었다. 추출잔사를 분석한 결과에서 acanthoic acid의 추출은 물만으로는 추출이 어려웠으며 주정농도 40% 이상 유지 할 필요가 있었다. 따라서 탐라오가피의 기 능성분의 추출에서는 주정농도 40〜70%로 3〜5시간 동안 환류 추출하는 것이었다.
- 추출용매를 달리하여 9시간 동안 추출한 다음 여과시킨 후 각각의 추출용매로 3회 세척한 추출잔사를 55 °C 에서 12시간 동안 열풍 건조한 시료에 대하여 기능성 성분을 분석한 결과는 Table 3에서 와 같다. 추출잔사에 남아있는 acanthoic acid는 추출용매에 대한 영향의 매우 크게 나타났으며, 추출용매에 따라 남아있는 성분의 함량비에도 차이가 있었다. 물만으로 추출하였을 때, 추출잔사에 남아있는 acanthoic acid 함량은 탐라오가피 줄기 시료에 함유하는 성분량⑴과 거의 같은 수준이었다.
- 6으로 추출시간이 경과함에 따라 - 값이 감소하였지 만, 50〜95%인 경 우는 - 값이 증가하는 경 향을 보였다. 침출특성에서와 같이 추출용매에 대한 영향이 추출 시간보다 크게 나타났으며, 주정원액인 경우 육안으로관찰했을 때 다른 추출용매보다 녹색이 선명하였다. 색도 b 값은 주정농도가 낮을수록 추출시간이 지남에 따라 증가하는 경향이었고, 추출 후 3시간까지 급속한 증가를 보였다.
- 탐라오가피 에 함유하는 acanthoic acid의 함량은 건조시킨 시료를 기준으로 뿌리에서 18, 116.7 ug/g였고, 줄기에서는 매우 낮게 검출되어 부위에 따라 함량의 차이가 컸다. Table 3에서 보는 바와 같이 줄기에는 acanthoic acid의 함량이 매우 낮았다.
- 또한, Kim 등(19)은 오가피류를 ethanol로 추출하였을 때, 암세포 생육억제 효과가 높다고 하였다. 특히 간암세포에 대해서는 가시오가피 근피를 50% ethanol 로 추출하였을 때 가장 높은 억제 활성을 나타냈고 돌연변이 유발억제, 면역증진 실험에서도 높은 효과가 있다고 하였다.
후속연구
- Table 3에서 보는 바와 같이 줄기에는 acanthoic acid의 함량이 매우 낮았다. 탐라오가피의 대표적인 기능성물질인 eleutherosides와 acanthoic acid 성분이 어느 정도 추출되었는지를 확인할 필요가 있다. 추출용매를 달리하여 9시간 동안 추출한 다음 여과시킨 후 각각의 추출용매로 3회 세척한 추출잔사를 55 °C 에서 12시간 동안 열풍 건조한 시료에 대하여 기능성 성분을 분석한 결과는 Table 3에서 와 같다.
- 최근에 약리활성 에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 일부 제약회사에서 건강보조식품으로 개발하기 시작하였으나, 이를 식품소재로 이용하기 위한 연구는 모자란 실정 이다. 현재 가공제품을 생산하는데 사용하는 추출용매는 주로 물을 이용하고 있으나, 최근 소비자들이 웰빙에 대한 관심이 높아짐에 따라 탐라 오가피에 함유하는 기능성성분을 많이 추출하는 방안으로 식품 제조에 알맞은 주정용액을 활용한 추출효과를 검토할 필요가 있다.
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