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문제 정의
- 그러나 양하가 식용, 약용 등의 용도로 사용되어지고 있음에도 불구하고 항산화효과에 대해서는 아직 보고된 바 없다. 따라서, 본 연구는 독특한 향을 가지고 있는 것으로 알려진 양하를 생양하, 건양하 및 분말앙하로 구분하여 항산화 효과를 알아보고, 향기성분에 대한 분석을 통하여 향신료 및 기능성식품의 소재로 활용하기 위한 기초연구를 수행하고자 실시하였다.
- 양하 (Zinger mioga Rose)를 이용하여 기능성 식품소재로 개발하기 위한 기초적 연구를 수행하였다. 일반성분 분석 결과, 수분함량은 생양하 95.
제안 방법
- 연속증류추출장치에 의해 얻어진 향기성분 농축물의 분석은 gas chromatography (GC)외" gas chromatography-mass (GC- MS)로 실시하였다. GC는 Hewlett-Packard 5890 (USA)을 사용하였으며 분석조건으로 FID, columne Carbowax 20M (J&W, 60 mx 0.
- 25㎛ film thickness), 이온화전압은 70 eV mass spectrum scan range 41-450 m/z, ion source와 interface 온도는 230℃로 하였고 온도의 조건은 GC와 동일하게 하였다. GC에 의해 분리된 각 피크 성분의 동정은 GC-MS의 분석 결과로 얻은 mass spectral library data와의 비교 및 Wiley/NBS registry of mass spectra data에 의한 문헌의 검색으로 표준물질의 머무름시간 (tR)을 비교하여 확인하였다. 또한, 동정된 휘발성 향기성분의 상대적 정량을 위하여 내부 표준물질로 첨가한 butylbenzene과 각 화합물의 peak area %를 비교하여 성분들의 함유량을 계산하였다.
- Rancimat 743 (Metrohm AQ CH-9101 Herisau, Switzerland) 을 이용하여 reaction vessel에 라드 3.0 g과 각각의 시료를 30 mg 첨가한 후 120℃로 조절된 aluminium heating block 상에서 시간당 20 의 여과된 공기를 주입하여 산화시켰다. 이때 발생하는 휘발성 산화 생성물을 60 의 증류수가 들어있는 absorption vessel에 이행시켜 전기전도도의 변화에 따라 자동적 으로 산출된 유도기 간으로 항산화정도를 측정 하였다 (Laubli & Brutel, 1986).
- 냉동보존된 생양하 20 g과 건양하 10 g을 0.5 cm 두께로 잘라 추출에 사용하였고 분말양하는 30 mesh로 분쇄하여 10 g 을 사용하였으며, 세 가지 시료 공히 70% ethanol (1 :10 = w/v)로 상온에서 24시간 동안 3회 반복추출한 후 여과지 (Whatman No. 2)로 여과하였다. 그 후, 회전식 진공 농축기로 35℃의 수욕조에서 감압농축한 다음 동결건조하여 생양하 (Yeild 3.
- GC에 의해 분리된 각 피크 성분의 동정은 GC-MS의 분석 결과로 얻은 mass spectral library data와의 비교 및 Wiley/NBS registry of mass spectra data에 의한 문헌의 검색으로 표준물질의 머무름시간 (tR)을 비교하여 확인하였다. 또한, 동정된 휘발성 향기성분의 상대적 정량을 위하여 내부 표준물질로 첨가한 butylbenzene과 각 화합물의 peak area %를 비교하여 성분들의 함유량을 계산하였다.
- 78%에 비해 항산화 활성이 높게 나타났다. 또한, 양하의 휘발성 향기 성분을 SDE 방법으로 추출하여 GC와 GC-MS로 분석 . 동정한 결과 총 122종의 성분이 동정되었으며, 주요향기성분은 테르펜류인 a-pinene, P-pinene P-phellandrene, 1, 4-terpineol, P-terpinene 등 이었다.
- 소량의 용매로 추출하고 향기의 손실이 비교적 적은 장점이 있는 연속증류추출장치에 의해 얻어진 양하를 GC 및 GC-MS 로 분석 . 동정한 결과는 Table 3과 같다.
- 양하의 유지 산화 억제 효과를 알아보기 위해 유지산화 안정도를 측정하였으며 라드에 양하를 첨가한 후, Rancimat 743을 이용하여 conductivity가 급격하게 증가되는 시점까지를 유도기간으로 계산하여 항산화 정도를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다.
- 47%로 생양하와 건양하보다 함량이 높았다. 양하의 항산화효과는 Rancimat와 DPPH free radical scavening activity를 측정하였다. 유지산화안정도 실험의 결과 분말 양하.
- 6 mC 첨가한 후 vortex mixer로 10초간 진탕하고 상온에 30 분간 방치 한 다음 UV/VIS spectrophotometer (Cary 500, an, USA)를 사용하여 517nm에서 흡광도를 측정하여 대조구에 대한 흡광도의 감소비율로서 항산화 활성도를 나타내었다. 이 때, 활성의 비교를 위하여 천연항산화제 인 a- tocophelol과 합성항산화제인 butylated hydroxytoluene (BHT) 을 사용하였으며 동일한 방법으로 측정하였다.
- 0 g과 각각의 시료를 30 mg 첨가한 후 120℃로 조절된 aluminium heating block 상에서 시간당 20 의 여과된 공기를 주입하여 산화시켰다. 이때 발생하는 휘발성 산화 생성물을 60 의 증류수가 들어있는 absorption vessel에 이행시켜 전기전도도의 변화에 따라 자동적 으로 산출된 유도기 간으로 항산화정도를 측정 하였다 (Laubli & Brutel, 1986). Antioxidative index (Al)는 항산화첨가구의 유도기간/무첨가구의 유도기간을 나타내었다.
- 즉, 4.0x lOeM DPPH용액 2.4 에 추출물을 각각 0.6 mC 첨가한 후 vortex mixer로 10초간 진탕하고 상온에 30 분간 방치 한 다음 UV/VIS spectrophotometer (Cary 500, an, USA)를 사용하여 517nm에서 흡광도를 측정하여 대조구에 대한 흡광도의 감소비율로서 항산화 활성도를 나타내었다. 이 때, 활성의 비교를 위하여 천연항산화제 인 a- tocophelol과 합성항산화제인 butylated hydroxytoluene (BHT) 을 사용하였으며 동일한 방법으로 측정하였다.
- 이때 휘발성 향기 성분의 추출용매는 재증류한 n-pentane과 diethylether 혼합용매 (1 :1, v/v) 200 를 사용하였으며 냉각수의 온도는 4℃ 로 유지하였다. 추출 후 추출용매에 무수황산나트륨을 첨가하여 24시간 동안 방치하여 수분을 제거하였고 정량분석을 위해 n-butylbenzene 1 /#를 내부표준물질로서 시료에 첨가하였다. 향기성분의 유기용매 분획분은 Vigreux column을 사용하여 약 2까지 농축하고 GC용 vial에 옮긴 후 질소가스 기류 하에서 약 0.
- 항산화 활성은 DPPH (l, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 전자를 공여하여 자유기를 소거하는 활성을 측정하여 나타내었다. 즉, 4.
- 추출 후 추출용매에 무수황산나트륨을 첨가하여 24시간 동안 방치하여 수분을 제거하였고 정량분석을 위해 n-butylbenzene 1 /#를 내부표준물질로서 시료에 첨가하였다. 향기성분의 유기용매 분획분은 Vigreux column을 사용하여 약 2까지 농축하고 GC용 vial에 옮긴 후 질소가스 기류 하에서 약 0.2 m2 까지 농축하여 GC와 GC/MS의 분석시료로 하였다.
- 휘발성 향기성분의 추출용 시료로 사용하였다. 휘발성 향기성분의 추출은 연속증류추출장치 (SDE apparatus)로 상압에서 2시간 동안 추출하였다. 이때 휘발성 향기 성분의 추출용매는 재증류한 n-pentane과 diethylether 혼합용매 (1 :1, v/v) 200 를 사용하였으며 냉각수의 온도는 4℃ 로 유지하였다.
대상 데이터
- 2)로 여과하였다. 그 후, 회전식 진공 농축기로 35℃의 수욕조에서 감압농축한 다음 동결건조하여 생양하 (Yeild 3.8%), 건양하 (Yeild 4.5% 분말양하 (Yeild 9.8%) 의 에탄올 추출물을 얻어 시료로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 양하 (Zinger mioga Rose.)는 전남 광주 어등산 부근에서 채취한 것으로 생양하, 건양하 (60℃, 48 his 건조)와 동결건조 후 분말상태로 만든 분말양하로 구분하여 냉동보존 (-20℃)하면서 실험의 재료로 사용하였다.
- 한편, 향기성분의 정성을 위한 GC-MS의 분석에는 Shimadzu (QP-5000, Japnan)를 사용하였다. 분석조건으로 컬럼은 DB-WAX (J&W, 60mx 0.25mm i.d., 0.25㎛ film thickness), 이온화전압은 70 eV mass spectrum scan range 41-450 m/z, ion source와 interface 온도는 230℃로 하였고 온도의 조건은 GC와 동일하게 하였다. GC에 의해 분리된 각 피크 성분의 동정은 GC-MS의 분석 결과로 얻은 mass spectral library data와의 비교 및 Wiley/NBS registry of mass spectra data에 의한 문헌의 검색으로 표준물질의 머무름시간 (tR)을 비교하여 확인하였다.
- 5로 조정하여 이를. 휘발성 향기성분의 추출용 시료로 사용하였다. 휘발성 향기성분의 추출은 연속증류추출장치 (SDE apparatus)로 상압에서 2시간 동안 추출하였다.
데이터처리
- 표준편차로 나타내었다. 각 실험군 간의 유의성 검정은 SAS program을 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계 분석하였다.
- 시료는 각각 3회 측정하고 실험결과를 통계 처리하여 평균치와 표준편차로 나타내었다. 각 실험군 간의 유의성 검정은 SAS program을 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계 분석하였다.
이론/모형
- 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조지방은 Soxhlet법, 조단백은 micro-Kjeldahl법, 조섬유는 HzSQ-NaOH분해법, 회분은 건식방법으로 분석하였으며 AOAC (1990) 방법에 준하여 분석하였다.
성능/효과
- 유지산화안정도 실험의 결과 분말 양하.가 4.21 AI로 대조구에 비해 4.6배의 항산화 효과가 있었고, DPPH free radical scavening activity를 측정한 결과 분말 양하의 값이 76.61%로 생양하 49.35%, 건양하 61.78%에 비해 항산화 활성이 높게 나타났다. 또한, 양하의 휘발성 향기 성분을 SDE 방법으로 추출하여 GC와 GC-MS로 분석 .
- 대조구가 0.91 AI인데 비해 모든 처리구의 AI가 높게 나타나 유의적으로 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다. 특히, 그중에서도 분말양하의 AI가 4.
- 61%를 나타내었다. 대조군으로 사용했던 0.01% a-tocopher이과 BHT는 항산화 활성이 각각 92.02%와 94.89%로 유의적으로 높게 나타났고 이보다는 낮으나 양하의 경우 건조방법에 따라 값이 변화하는 것을 확인할 수 있었으며 생강의 에탄올 추출물의 항산화활성이 48.3~84.9%로 나타난 것과 거의 유사한 경향을 보였다 (Bang et al., 2001). 또한, Bang et al.
- (1991)은 신선한 양하의 어린 화뇌를 이용하여 150여종 이상의 향기성분을 분석 . 동정하였으며 주요 향기성분은 hydrocarbon류는 p-phellandrene, P-elemene, P-pinene 그리고 oxygenated compound는 (2)-3-hexenol, linalool, pinocarveol, pentadecanal, indole이라고 보고하였는데 본 실험과 약간 상이한 결과를 얻었으나 terpene계 hydrocarbon 류가 주요 향기성분임에는 일치하였다.
- 또한, 양하의 휘발성 향기 성분을 SDE 방법으로 추출하여 GC와 GC-MS로 분석 . 동정한 결과 총 122종의 성분이 동정되었으며, 주요향기성분은 테르펜류인 a-pinene, P-pinene P-phellandrene, 1, 4-terpineol, P-terpinene 등 이었다.
- 81%를 나타내었다. 또한, 조단백 11.21%, 조지방 2.44%, 회분 10.78% 그리고 조섬유 14.47%로 분말양하의 함량이 생양하나 건양하에 비해 높았으며, 분말양하의 조단백, 조지방 함량이 유의적으로 높게 나타났다 (p < 0.05). 식품성분표 (Food composition table seventh revision, 2007)에 제시되어 있는 생양하의 일반성분과 비교하였을때 수분, 회분 및 조섬유의 함량은 비슷하였으나 조단백과 회분의 함량은 각각 약 2배와 1.
- 81%이었다. 분말양하가 조단백 11.21%, 조지방 2.44%, 회분 10.78% 그리고 조섬유 14.47%로 생양하와 건양하보다 함량이 높았다. 양하의 항산화효과는 Rancimat와 DPPH free radical scavening activity를 측정하였다.
- (Femaroli, 1975). 양하의 향기성분은 이와 같이 다양한 향의 복합적 작용에 의해 독특한 향을 내는 것으로 사료되며 본 실험에서는 Kurobayashi et al. (1991)이 양하의 그린취로 동정한 상추, 당근, bellpepper와 같은 야채의 향기가 나는 2-sec- butyl-3-methoxypyrazine, 2-isoprophyl-3-methoxypyrazine 및 2-isoprophyl-3-methoxypyrazine이 검출되지 않은 것으로 보아 생태적 그리고 생리적 발육상태에 따라 향기성분의 차이가 있음을 확인할 수 있었다.
- 5배의 높은 함량을 나타내었다. 여수 및 제주지역 자생양하의 영양성분을 분석한 Jeong et al. (2005)의 결과와 비교하면 여수산 양하보다 수분, 조단백, 조섬유의 함량이 높은 경향을 보였고, 특히 조단백의 경우 약 2배의 함유량을 나타내었으며, 제주산 양하의 경우에 있어서는 수분함량은 유사하였으나 조단백, 회분 및조섬유의 함량이 높은 경향을 나타내었으며 마찬가지로 조단백의 함량이 약 2배 많았다.
- 주요성분들을 관능기별로 분류하면 a-pinene, p-pinene p-phellandrene 둥 terpene hydrocarbon 류 40종, P-germacrane 등 hydrocarbonee- 8종, 1, 4-terpineol, berbenol, (E)-pinocarveol, linalool 등을 포함한 alcohol류 27 종, carvone, cryptone 등 ketone류 16종, phellandral, cumic aldehyde 등 aldehyde 류 10종, ethyl acetate 등 ester류 9종, heterocyclic compound 2종, acetic acid 1 종, 기타 9종 등 합계 122종의 화합물을 동정하였다. 이들 성분들의 peak area 를 살펴보면 terpene hydrocarbon류 70.42%, ale아류 9.18%, ketone류 5.43%, ester류 3.11%, aldehyde류 1.66%, hydrocarbone- 1.17%, acid 0.22%, heterocyclic compound류 0.03%, 그리고 기타 5.15%를 포함하여 총 96.37%가 확인되었다. 또한, 주된 향기 성분은 P-pinene (147.
- 위한 기초적 연구를 수행하였다. 일반성분 분석 결과, 수분함량은 생양하 95.3%, 건양하 7.63% 및 분말양하 9.81%이었다. 분말양하가 조단백 11.
- 성분이 검출되었다. 주요성분들을 관능기별로 분류하면 a-pinene, p-pinene p-phellandrene 둥 terpene hydrocarbon 류 40종, P-germacrane 등 hydrocarbonee- 8종, 1, 4-terpineol, berbenol, (E)-pinocarveol, linalool 등을 포함한 alcohol류 27 종, carvone, cryptone 등 ketone류 16종, phellandral, cumic aldehyde 등 aldehyde 류 10종, ethyl acetate 등 ester류 9종, heterocyclic compound 2종, acetic acid 1 종, 기타 9종 등 합계 122종의 화합물을 동정하였다. 이들 성분들의 peak area 를 살펴보면 terpene hydrocarbon류 70.
후속연구
- 55% 검출되었다. 앞으로 양하의 향기성분을 이용하여 향신료 및 기능성식품소재로 이용하고자 할때 향기성분의 분석 및 동정도 중요하지만 독성에 관한 연구가 병행되는 안정성 검토가 필요할 것으로 생각된다.
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