Schizandrin함량이 높은 음료개발올 위한 오미자 (Schizandra chinensis Baillon) 추출조건 Extraction Condition from Schizandra chinensis Baillon for Beverage Develooment of High Scizandrin Concentration원문보기
오미자를 이용한 고기능성 음료개발을 위하여 이번 연구에서는 추출조건별로 오미자의 기능성분 함량 및 anthocyanin 색소에 대한 최적 추출조건을 설정하였다. 분쇄하지 않은 오미자를 이용해서 추출한 경우, Bl값은 차이가 없었으나, schizandrin은 20% 수준에 그쳐 최종적으로 분쇄한 오미자를 시료로 설정하였다. 분쇄한 오미자는 $40^{\circ}C$, 75% ethanol로 추출했을 때 schizandrin 함량이 가장 높았으며, Bl 값은 온도와 ethanol 함량이 높아 질수록 감소하였다. 높은 기능성과 제품의 관능성을 고려할 때 schizandrin 함량과 Bl값을 최적으로 만족하는 조건은 분쇄 오미자를 $46^{\circ}C$에서 24% ethanol을 사용하여 3시간 추출했을 경우 높은 값을 얻을 수 있었다.
오미자를 이용한 고기능성 음료개발을 위하여 이번 연구에서는 추출조건별로 오미자의 기능성분 함량 및 anthocyanin 색소에 대한 최적 추출조건을 설정하였다. 분쇄하지 않은 오미자를 이용해서 추출한 경우, Bl값은 차이가 없었으나, schizandrin은 20% 수준에 그쳐 최종적으로 분쇄한 오미자를 시료로 설정하였다. 분쇄한 오미자는 $40^{\circ}C$, 75% ethanol로 추출했을 때 schizandrin 함량이 가장 높았으며, Bl 값은 온도와 ethanol 함량이 높아 질수록 감소하였다. 높은 기능성과 제품의 관능성을 고려할 때 schizandrin 함량과 Bl값을 최적으로 만족하는 조건은 분쇄 오미자를 $46^{\circ}C$에서 24% ethanol을 사용하여 3시간 추출했을 경우 높은 값을 얻을 수 있었다.
Omija (Schizandra chinensis Baillon) has five lignans such as schizandrin, gomisin A, gomisin N, gomisin C and schizandrin C. Its major constituent, schizandrin, has a deterrent effect on nephrotoxicity of cisplatin, blood sugar and an ulcer of the stomach. In this study, we have investigated optimi...
Omija (Schizandra chinensis Baillon) has five lignans such as schizandrin, gomisin A, gomisin N, gomisin C and schizandrin C. Its major constituent, schizandrin, has a deterrent effect on nephrotoxicity of cisplatin, blood sugar and an ulcer of the stomach. In this study, we have investigated optimized extraction condition to make high functional beverage by quantifying schizandrin and measuring of browning index. Browning index was used as an index of color deterioration of anthocyanin. Browning index was decreased according to increment in extraction temperature and ethanol concentration. The optimum extraction time, extraction temperature and alcohol concentration levels were 3 hrs, $46^{\circ}C$ and 24% alcohol for high schizandrin concentration and desired browing index.
Omija (Schizandra chinensis Baillon) has five lignans such as schizandrin, gomisin A, gomisin N, gomisin C and schizandrin C. Its major constituent, schizandrin, has a deterrent effect on nephrotoxicity of cisplatin, blood sugar and an ulcer of the stomach. In this study, we have investigated optimized extraction condition to make high functional beverage by quantifying schizandrin and measuring of browning index. Browning index was used as an index of color deterioration of anthocyanin. Browning index was decreased according to increment in extraction temperature and ethanol concentration. The optimum extraction time, extraction temperature and alcohol concentration levels were 3 hrs, $46^{\circ}C$ and 24% alcohol for high schizandrin concentration and desired browing index.
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문제 정의
오미자의 기능성분인 schizandrin 함량을 높게 해야 하지만, schizandrin의 함량이 높을 조건은 BI값이 낮아져 제품의 관능성을 떨어뜨린다. 따라서 오미자 고유의 색깔을 충분히 유지하면서 schizandrin의 함량을 높일 수 있는 최적점을 도출하였다. 그래프 상에서 X 값이 -0.
따라서 이번 연구에서는, schizandrin 함량을 최대로 하는 고기능성 음료개발을 위하여 오미자 추출조건을 규명하였다. 정량분석은 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 실시하였으며, 오미자 고유의 색을 나타내는 anthocyanin 색소는 browning index (BI)를 지표로 사용하여 분석하였다.
오미자를 이용한 고기능성 음료개발을 위하여 이번 연구에서는 주출조건별로 오미자의 기능성분 함량 및 anthocyanin 색소에 대한 최적 추출조건을 설정하였다. 분쇄하지 않은 오미자를 이용해서 추출한 경우, BI값은 차이가 없었으나, schizandrine 20% 수준에 그쳐 최종적으로 분쇄한 오미자를 시료로 설정하였다.
제안 방법
anthocyanin이 파괴되면 붉은 색이 퇴색되어 500-535 nm 부근에서 흡광도가 감소하고, 독립적인 반응에 의해 갈색 색소가 생성되어 420 nm 부근에서 흡광도가 증가하므로(17) 본 연구에서는 이를 이용하여 오미자 anthocyanin 색소를 비교하였다. 오미자 추출 시 두 가지 변수인 온도 및 추출용매에 따른 BI변화 반응표면 식은 Table 3과 같으며, 회귀계수 값이 0.
schizandrin의 표준시료는 20 mg을 70% 메탄올에 녹인 후, 1, 10, 100, 1000 ppm으로 제조하여 전개시켰다. 얻어진 chromatogram 피크의 적분 값을 토대로 한 검량곡선 (calibration curve)을 이용하여 정량분석하였다.
BI를 사용하였다(15). 분광광도계를 이용하여 오미자 anthocyanin 색소와 갈색 색소가 각각 최대 흡광도를 나타내는 525 nm와 420 nm에서의 홉광도 비로부터 BI를 계산하여 오미자 anthocyanin 색소를 비교하였다.
대한 최적 추출조건을 설정하였다. 분쇄하지 않은 오미자를 이용해서 추출한 경우, BI값은 차이가 없었으나, schizandrine 20% 수준에 그쳐 최종적으로 분쇄한 오미자를 시료로 설정하였다.
오미자의 일반성분 분석은 조지방, 수분, 회분, 조단백질, 조섬유를 분석하였으며, 탄수화물의 함량은 앞의 다섯 가지 성분의 합을 뺀 나머지로 계산하였다. 조지방은 산분해법에 의하여 실시하였으며, 수분과 회분 함량은 AOAC법(14)에 준하여 105℃ 상압건조법과 직접 회화법을 이용하여 측정하였다.
조지방은 산분해법에 의하여 실시하였으며, 수분과 회분 함량은 AOAC법(14)에 준하여 105℃ 상압건조법과 직접 회화법을 이용하여 측정하였다. 조단백 질은 자동질소분해증류장치 를 사용하여 측정하였으며, 조섬유는 식이섬유자동분석기 (Fibertec 2010)를 사용하여 측정하였다.
온도는 용매 및 시간을 달리하여 40~80℃ 에서 추출하였다. 추출물은 Whatman (No. 3)여과지를 이용하여 감압 여과한 후 부피를 보정하였다.
0 血/min로 유지하였다. 추출물은 시린지 필터 (syringe filter, Minisart RC15, 0.45 Sartorius, Germany)를 사용하여 여과한 후 10 以를 HPLC에 주입하여 20분간 전개시켰다.
02, SPSS, USA)을 사용하였다. 추출용매, 추출온도를 독립변수로 설정하였으며, 이 독립변수에 영향을 받는 종속변수로서 schizandrin 의 농도와 BI를 측정하여 최적점 도출에 사용하였다(Table 1).
대상 데이터
오미자 (Schizandra chinensis Baillon)는 전라북도 무주군에서 2006년도 수확한 오미자를 건조된 상태에서 구입하여 4 ℃ 에서 보관하면서 사용하였다. 표준물질인 schizandrine Wako사 (20 mg, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
분쇄 오미자는 건조된 오미자를 전량 분쇄하였다. 추출용매는 물, 헥산, 에탄올 (25, 50, 75, 100%)을 사용하였으며, 추출시간은 3시간으로 하였다. 온도는 용매 및 시간을 달리하여 40~80℃ 에서 추출하였다.
USA)를 이용하여 분석하였다. 컬럼은 Waters Sunfire (Cl8, 5 IM, 4.6x150 mm)를 이용하였으며, 검출기는 Waters 2487 Dual X, Absorbance Detector를 사용하였다. 이때 크로마토그램은 252 nm의 파장에서 얻었다.
℃ 에서 보관하면서 사용하였다. 표준물질인 schizandrine Wako사 (20 mg, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)로부터 구입하여 사용하였다. 용매는 모두 HPLC급을 사용하였다.
이론/모형
본 실험에서는 오미자의 추출조건 최적화를 위하여 RSM (Response Surface Methodology) 을 이용하였으며 이때 computer programe Sigma plot ((2002) for Windows version 8.02, SPSS, USA)을 사용하였다. 추출용매, 추출온도를 독립변수로 설정하였으며, 이 독립변수에 영향을 받는 종속변수로서 schizandrin 의 농도와 BI를 측정하여 최적점 도출에 사용하였다(Table 1).
오미자 anthocyanin 색소의 추출조건별 변색에 대한 안정성 지표로 BI를 사용하였다(15). 분광광도계를 이용하여 오미자 anthocyanin 색소와 갈색 색소가 각각 최대 흡광도를 나타내는 525 nm와 420 nm에서의 홉광도 비로부터 BI를 계산하여 오미자 anthocyanin 색소를 비교하였다.
규명하였다. 정량분석은 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 실시하였으며, 오미자 고유의 색을 나타내는 anthocyanin 색소는 browning index (BI)를 지표로 사용하여 분석하였다.
합을 뺀 나머지로 계산하였다. 조지방은 산분해법에 의하여 실시하였으며, 수분과 회분 함량은 AOAC법(14)에 준하여 105℃ 상압건조법과 직접 회화법을 이용하여 측정하였다. 조단백 질은 자동질소분해증류장치 를 사용하여 측정하였으며, 조섬유는 식이섬유자동분석기 (Fibertec 2010)를 사용하여 측정하였다.
성능/효과
BI 측정 결과, 추출용매의 ethanol 함량과 추출 온도가 낮을수록 높게 나타났으며, 4013 물 추출에서 2.6으로 최적점을 보였다(Fig. 5).
BI 측정 결과, 추출용매의 ethanol 함량과 추출 온도가 낮을수록 높게 나타났으며, 40℃ 물 추출에서 2.6으로 최적점을 보였다(Fig. 3). 이는 가열온도 및 에탄올 함량이 증가할수록 BI가 감소하여 anthocyanin 색소가 파괴되고 갈색 색소가 생성되었음을 시사하고 있다.
2와 같이 0을 중심으로 산개하여 다른 경향성은 없는 것으로 판단하였다. schizandrin에 대한 주출조건을 최적화하고자 RSM program 을 이용하여 분석한 결과, 분쇄한 오미자의 schizandrin 은 추출온도 40℃, 추출용매 75% 에탄올에서 7.0 mg/g으로 최적점을 보였으며 온도의 영향은 크지 않았다.
건조 오미자의 일반성분을 분석한 결과는 Table 2와 같이 수분 12.23%, 회분 3.25%, 조단백질 7.17%, 조지방 23.0%, 조섬유 14.54% 및 탄수화물이 39.78%로 각각 나타났다. 건조 오미자의 주성분은 탄수화물과 조지방으로서 Lee(16)는 수분 10.
6). 그 결과 schizandrhie 추출용매로서 ethanol의 함량이 높을 때 많이 추출되었으며, BI 값은 반대로 ethanol의 함량이 적을 때 증가하였다. 오미자의 기능성분인 schizandrin 함량을 높게 해야 하지만, schizandrin의 함량이 높을 조건은 BI값이 낮아져 제품의 관능성을 떨어뜨린다.
높은 기능성과 제품의 관능성을 고려할 때 schizandrin 함량과 BI값을 최적으로 만족하는 조건은 분쇄 오미자를 46℃에서 24% ethaiW을 사용하여 3시간 추출했을 경우 높은 값을 얻을 수 있었다.
분쇄한 오미자는 40℃, 75% ethanol로 추출했을 때 schizandrin 함량이 가장 높았으며, BI 값은 온도와 ethanol 함량이 높아질수록 감소하였다.
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