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문제 정의
- 따라서 본 연구는 생홍화씨의 소화성, 기능성 및 기호성을 개선하기 위한 연구의 일환으로 홍화씨를 발아하여 발아홍화씨를 생산하고 그들의 일반성분 및 기능성성분(지방산, 토코페롤, 수용성아미노산 및 페놀화합물 조성)의 함량을 발아하지 않은 홍화씨와 비교 분석하였다.
가설 설정
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제안 방법
- 건조 홍화씨를 20℃의 물에 하룻밤 침지시킨 후 빛이 차단된 항온실(온도: 20～22℃, 습도: 75～80%)에서 3～4일간 하루 6번씩 물뿌림하면서 홍화씨를 0.5～1.0 cm 발아시켰다. 발아시킨 홍화씨는 껍질째 동결건조한 후 가정용 분쇄기를 사용하여 20～40 mesh 크기로 분쇄하여 발아홍화씨 분말을 제조하였다.
- 홍화씨 및 발아홍화씨 분말 20 g에 80% 에탄올수용액 300 mL를 가한 후 2시간 동안 2회 반복하여 ultrasonicator에서 추출한 다음 여과 및 감압농축하여 에탄올추출물을 얻었다. 다음, 에탄올추출물을 80% 에탄올수용액 100 mL에 용해한 후 노르말-헥산 200 mL로 탈지한 후 농축하여 탈지 에탄올추출물[수율: 홍화씨(0.91 %) 및 발아홍화씨(0.78 %)]을 얻었다. 탈지에탄올추출물을 80% 에탄올수용액으로 용해하여 100 mL로 정용한 후 같은 용매로 10배 희석하여 0.
-
유리아미노산 분석
분쇄한 홍화씨 및 발아홍화씨 10 g을 75% 에탄올수용액 100 mL로 2시간 동안 2회 반복 reflux 추출한 후 여과 및 농축하여 에탄올추출물을 제조하였다. 다음, 이 추출물 100 mg을 아미노산 분석용 완충액(0.
- 앞서 얻어진 홍화씨 및 발아홍화씨유 0.1 g을 n-hexane 10 mL에 용해한 후 PTFE syringe filter(25 mm 0.2 μm, Whatman)를 사용하여 감압여과시킨 다음 HPLC (Younglin Acme, Korea)를 사용하여 4가지 tocopherol 성분(α-, β-, γ- 및 δ-tocopherol)의 함량을 측정하였다.
- 여기에 n-hexane 2 mL를 넣어서 교반한 후 얻어진 n-hexane 층을 무수 Na2SO4 가하여 수분을 제거한 다음 1.0 μL를 Supelco-waxTM-10 column을 장착한 Gas Chromatography(Hewlett-Packard 6890 series, USA)로 지방산을 분석하였다.
- 이 액을 아미노산 완충액으로 2배 희석하여 0.45 μm membrane filter(Gelman, Ann Arbor, MI, USA)를 통과시킨 다음 amino acid analyzer (Biochrom 30, Biochrom Ltd., UK)를 이용하여 유리아미노산 함량을 측정하였다.
- 탈지에탄올추출물을 80% 에탄올수용액으로 용해하여 100 mL로 정용한 후 같은 용매로 10배 희석하여 0.45 μm membrane filter를 통과시킨 후 HPLC로 분석하였다.
- 분쇄한 홍화씨 및 발아홍화씨의 페놀화합물의 함량은 80% 에탄올추출물을 제조하여 전보(16)와 같이 실시하였다. 홍화씨 및 발아홍화씨 분말 20 g에 80% 에탄올수용액 300 mL를 가한 후 2시간 동안 2회 반복하여 ultrasonicator에서 추출한 다음 여과 및 감압농축하여 에탄올추출물을 얻었다. 다음, 에탄올추출물을 80% 에탄올수용액 100 mL에 용해한 후 노르말-헥산 200 mL로 탈지한 후 농축하여 탈지 에탄올추출물[수율: 홍화씨(0.
- 홍화씨를 이용한 골다공증 및 고지혈증 예방용 건강기능식품을 개발하기 위한 연구의 일환으로 홍화씨의 소화성, 기능성 및 기호성을 증대시킬 수 있는 방안으로 발아홍화씨를 제조하여 일반성분 및 기능성성분(지방산, tocopherols, 수용성아미노산 및 페놀화합물)의 함량을 홍화씨와 비교 분석하였다. 홍화씨는 발아하면서 조단백질과 조지방은 감소한 반면, 가용성 무질소물, 조섬유소 및 회분은 다소 증가하는 경향을 나타내었으며, linoleic 및 oleic aicds가 약 80% 이상 거의 대부분을 차지하고 있었으며, 그 외 palmitic, stearic 및 arachidic acids가 주요 지방산으로 나타났고, 발아에 따른 지방산의 조성 비율은 거의 변화가 없었다.
- 홍화씨와 발아홍화씨 20 g을 분쇄한 후 soxhlet 장치에서 에테르로 6시간 추출하고 이를 감압농축하여 홍화씨유을 얻었다. 홍화씨유 100 mg을 test tube(10 mL)에 넣고 6% H2SO4(in MeOH) 3 mL를 가하여 용해한 후 여기에 내부표준물질 heptadecanoic acid(1.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 홍화(Carthamus tinctorius L.)씨는 2007년 8월초 경북 의성 농가에서 직접 생산한 것을 수확 후 정선 및 수세하여 햇빛에서 일주일간 자연건조시키고 방냉한 후 -20℃에서 보관하면서 공시재료로 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 3회 반복 실험하여 평균치와 표준편차를 계산하였다.
- 45 μm membrane filter를 통과시킨 후 HPLC로 분석하였다. 이때 각 페놀화합물은 이전에 분리된 표준 페놀화합물의 retention time과 비교하여 확인하였으며, 각 화합물의 calibration curve는 회귀분석그래프를 이용하여 작성한 후 각각의 페놀화합물의 함량을 계산하였다.
이론/모형
- 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방은 soxhlet법, 조단백질은 micro-Kjeldahl법, 회분은 550℃ 직접회화법, 그리고 조섬유는 헨네베르크 · 스토오만개량법으로 각각 측정하였다.
- 홍화씨와 및 발아홍화씨의 일반성분 함량은 식품공전의 방법(34)에 따라 다음과 같이 실시하였다. 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방은 soxhlet법, 조단백질은 micro-Kjeldahl법, 회분은 550℃ 직접회화법, 그리고 조섬유는 헨네베르크 · 스토오만개량법으로 각각 측정하였다.
성능/효과
- 그리고 발아홍화씨는 홍화씨보다 필수아미노산인 threonine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, lysine 및 histidine의 함량이 3～10배 크게 증가하였으며, 특히 홍화씨에는 존재하지 않았던 O-phospho-L-serine, phosphoethanolamine, α-aminoisobutyric acid, methionine 및 L-anserine이 발아홍화씨에는 0.8, 0.5, 0.3, 2.4 및 0.7 mg%로 각각 미량으로 나타나 발아에 의한 영향을 볼 수 있었다.
- 이와 같이 홍화씨의 페놀화합물의 함량은 전보에서 보고한(16) 홍화씨의 함량과 다소 차이가 있음을 알 수 있었는데, 이는 페놀화합물의 함량이 홍화의 품종, 재배 및 수확시기에 따라 달라질 수 있는 것을 의미하며, 홍화씨를 발아함에 따라 세로토닌유도체를 함유한 모든 페놀화합물의 함량은 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과는 콩(25) 및 땅콩(28)을 발아함에 따라 이소플라본 및 레즈베라트롤 배당체가 감소하고 그들의 아글리콘이 증가한다는 보고와 호박씨(36)를 발아했을 때 triterpene 배당체가 증가한다는 보고를 미루어 볼 때 식물종류에 따라 종자발아 중 다양한 생리대사 작용이 일어남을 알 수 있었다. 한편, 홍화씨를 발아하면 껍질과 핵이 쉽게 분리되어 홍화씨 분말을 이용한 가공식품 제조에 있어 소화성 및 기호성이 문제시되는 거칠고 딱딱은 껍질을 배제할 수 있고 또한 설사와 쓴맛을 지니는 리그난배당체 및 세로토닌유도체의 함량이 다소 감소됨을 알 수 있었기에 홍화씨보다 발아홍화씨 분말을 건강식품 소재로 활용하는 것이 바람직하다고 생각된다.
- 홍화씨 및 발아홍화씨에는 4가지 tocopherol 성분 중 α-tocopherol만 확인되었으며, 홍화씨 및 발아홍화씨의 α-tocopherol 함량은 각각 744.7 및 809.0 mg%로서 홍화씨를 발아함에 따라 α-tocopherol 함량이 다소 증가함을 알 수 있었다.
- 홍화씨를 이용한 골다공증 및 고지혈증 예방용 건강기능식품을 개발하기 위한 연구의 일환으로 홍화씨의 소화성, 기능성 및 기호성을 증대시킬 수 있는 방안으로 발아홍화씨를 제조하여 일반성분 및 기능성성분(지방산, tocopherols, 수용성아미노산 및 페놀화합물)의 함량을 홍화씨와 비교 분석하였다. 홍화씨는 발아하면서 조단백질과 조지방은 감소한 반면, 가용성 무질소물, 조섬유소 및 회분은 다소 증가하는 경향을 나타내었으며, linoleic 및 oleic aicds가 약 80% 이상 거의 대부분을 차지하고 있었으며, 그 외 palmitic, stearic 및 arachidic acids가 주요 지방산으로 나타났고, 발아에 따른 지방산의 조성 비율은 거의 변화가 없었다. 홍화씨와 발아홍화씨의 α-tocopherol 함량은 각각 744.
- 홍화씨와 발아홍화씨의 α-tocopherol 함량은 각각 744.7 및 809.0 mg%로서 발아 후 64.3 mg% 증가하였으며, 홍화씨의 주된 아미노산으로 asparagine, arginine, proline, glutamic acid가 차지하고 있었으며, 발아함에 따라 그들의 함량이 크게 증가하였고, 특히 threonine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, lysine 및 histidine 등의 필수아미노산 함량이 크게 증가하였다.
- 5%이었다. 홍화씨와 발아홍화씨의 일반성분을 비교해 볼 때 가용성 무질소물, 조섬유 및 회분은 발아함에 따라 다소 증가하였으나 조단백질 및 조지방은 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이와 같이 홍화씨의 발아 및 생장 중 체내대사가 이루어짐으로써 영양성분이 다소 변화가 초래되었으며, 그 중 지방과 단백질은 에너지원으로 다소 소모되었을 것이라 생각된다.
- 홍화씨 및 발아홍화씨의 유리아미노산의 함량을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 홍화씨의 주요 구성아미노산은 asparagine(57.6 mg%), arginine(38.2 mg%), proline(20.8 mg%), glutamic acid(15.9 mg%)가 전체 총 아미노산의 68.5% 차지하고 있었으며, 그 외 아미노산 함량은 10 mg% 이하로 낮았다. 반면, 발아홍화씨는 주요 아미노산인 proline(85.
후속연구
- 이와 같이 발아홍화씨는 천연항산화제로서 잘 알려진 α-tocopherol의 함량이 다소 많은 것을 볼 때 발아홍화씨는 항산화성 기능성소재로 활용할 가치가 있다고 판단된다.
- 홍화씨에는 3종의 리그난(8'-hydroxyarctigenin 4'-O-β-D-glucoside, 8'-hydroxyarctigenin 및 matairesinol)과 4종의 세로토닌유도체[N-feruloylserotonin 5-O-β-D-glucoside, N-feruloylserotonin, N-(pcoumaroyl)-serotonin 5-O-β-D-glucoside, N-(p-coumaroyl)serotonin] 그리고 2종의 플라보노이드(acacetin 7-O-β-D-glucuronide, acacetin) 화합물이 존재하였으며, 발아함에 따라 세로토닌유도체를 함유한 모든 페놀화합물의 함량은 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이와 같이 홍화씨를 발아함에 따라 섬유소 및 유용 기능성성분의 증가와 더불어 설사를 유발하는 고미성분의 감소 그리고 소화성 및 기호성을 떨어뜨리는 홍화씨 껍질의 분리 및 효율성 확대를 이룰 수 있기에 향후 발아홍화씨는 항골다공증 및 항고지혈증 건강기능식품 소재로서 개발 가능성이 높다고 사료된다.
- 그런데 발아홍화씨의 껍질에는 항골다공증, 항염증, 항고지혈증, 항산화성 및 피부 항노화성 세로토닌아글리콘[N-feruloylserotonin 및 N-(p-coumaroyl)serotonin]이 거의 대부분 존재하고 있기에(데이터 생략) 이를 제거하여 폐기하기보다는 효과적으로 추출 및 생산하여 기능성식품 및 화장품 신소재로 사용하는 것이 요망되며, 아울러 발아홍화씨 핵에는 세로토닌아글리콘을 제외한 앞서 모든 폴리페놀화합물과 기능성물질이 대부분 존재하기에 껍질을 제외한 발아홍화씨 핵 분말을 골다공증 및 고지혈증 예방용 건강기능식품 원료로 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 발아홍화씨의 보다 상세한 생리활성물질의 검색과 더불어 그들의 골아세포 증식 및 분화 촉진효과를 조사하여 보고할 예정이다.
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