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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 강원도 정선군에서 널리 재배, 생산하고 있는 잔대에 대하여 기능성 검토와 이용개발을 위하여 일반성분 분석, 아미노산, 지방산, 당류 및 비타민 분석을 통하여 영양적 가치를 평가하고 생리활성효과를 검토하기 위하여 항산화 활성을 규명함으로써 잔대를 이용한 기능성 식품을 개발하기 위한 기초 자료를 얻고자 하였다.
- 잔대 뿌리의 무기질, 아미노산, 지방산, 당류 함량과 항산화 효과에 대해서 조사하였다. 수분, 조단백 조지방, 조회분과 탄수화물은 각각 3.
제안 방법
- 감압여과장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 농축물을 얻었다. 70% 에탄올로 추출하여 얻은 농축물을 용매의 극성에 따라 분별 분리를 행하여 헥산(hexane), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부탄올(butane) 및 물 추출물(aqueous)의 순서로 극성의 차이에 의해 다섯 가지 분획물로 조제하였다. 분리된 각각의 용매 추출물은 감압농축 하여 용매를 제거한 후 동결 건조 하여 DPPH free radical 소거작용 측정을 위한 시료로 사용하였다.
- 5×10-4 M)를 첨가한 후, 30분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. RC50은 시료가 대조구의 흡광도를 1/2로 감소시키는 농도로 표시하였으며, 검체의 농도에 따른 수소전자공여능 변화 곡선을 통해 결정하였다.
- 분말상태인 잔대 뿌리에 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 첨가하고 80℃에서 8시간 동안 3회 추출하였다. 감압여과장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 농축물을 얻었다. 70% 에탄올로 추출하여 얻은 농축물을 용매의 극성에 따라 분별 분리를 행하여 헥산(hexane), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부탄올(butane) 및 물 추출물(aqueous)의 순서로 극성의 차이에 의해 다섯 가지 분획물로 조제하였다.
- 22 μm) 및 C18 Sep-Pak cartridges를 차례로 통과시킨 후 준비하였다. 그리고 standard는 fructose, glucose, sucrose, maltose, lactose를 증류수에 녹여 시료와 같은 농도인 10,000 ppm 농도로 준비한 후 시료와 동일하게 여과한 후 시료와 함께 HPLC로 분석하였다. 이때 HPLC 조건은 이동상 용매는 65% acetonitrile, column은 carbohydrate analysis column(3.
- 70% 에탄올로 추출하여 얻은 농축물을 용매의 극성에 따라 분별 분리를 행하여 헥산(hexane), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부탄올(butane) 및 물 추출물(aqueous)의 순서로 극성의 차이에 의해 다섯 가지 분획물로 조제하였다. 분리된 각각의 용매 추출물은 감압농축 하여 용매를 제거한 후 동결 건조 하여 DPPH free radical 소거작용 측정을 위한 시료로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 잔대 뿌리 시료는 정선군 농업기술센터로부터 직접 구입한 동결건조 된 분말을 실험에 이용하였다. 분말상태인 잔대 뿌리에 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 첨가하고 80℃에서 8시간 동안 3회 추출하였다. 감압여과장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 농축물을 얻었다.
- 분석 시 검출기는 FID, column은 HP-INNOWAX(30 m×0.32 mm id×0.50 μM df) capillary column을 사용하였으며, column의 초기온도는 170℃로 유지하여 분당 5℃로 260℃까지 승온하였다.
- 분석은 Waters 717 U6K injector, 510 pump, 680 gradient controller, 486 absorbance detector, millennium software로 이루어진 HPLC system에서 행하였고, column은 Pico-Tag column(3.9×150 mm, 4 μM, Waters)을 사용하였으며, 분석 중에는 47℃로 유지하였다.
- 잔대 뿌리의 비타민 조성은 다음의 방법에 의하여 알아보았다. 비타민 B1과 B2는 Kim와 Ryu(14)의 방법과 Ivanovic 등(15)의 방법을 약간 변경하여 추출하였고, 비타민 C는 Lee 등(16)의 방법에 의해 추출하였으며, 비타민 E는 Kwak 등(17)의 방법에 의해 추출하여 HPLC로 분석하였다. 비타민 B1과 B2 분석에 사용된 HPLC 조건은 capcell-pak C18 AG 120 column(250 mm×4.
- 여기에 시료 희석액 250 μL를 첨가하여 건조된 시료를 용해한 후 HPLC로 분석을 행하였다.
- 가열 후 염산을 1:1로 가하여 용해시킨 후 50 mL 용량 플라스크로 옮겨서 증류수로 정용하였다. 이 용액의 무기질 조성을 유도 결합 플라즈마 방출 분광계(Atomn Scan 25, Thermo Jorell Ash Co., France)로 분석하였으며, 분석 조건은 approximate RF Power가 1,150 W이며, analysis pump rate는 100 rpm으로 하였고, nebulizer pressure와 observation height는 각각 30 psi 및 15 mm로 하였다.
- 9×150 mm, 4 μM, Waters)을 사용하였으며, 분석 중에는 47℃로 유지하였다. 이때 이동상으로는 Graident A(Waters)를 사용하였고 eluent B는 60% 아세토니트릴을 사용하여 용매구배(gradient elution)시켜 분석하였다.
- 잔대 뿌리의 지방질은 2:1(v/v)로 chloroform과 methanol을 섞은 용액으로 추출하였고(12,13), 가수분해하여 boron trifluoride를 methyl ester 한 후 GLC(HP GC Model 5890 series Ⅱ, USA)로 분석하였다. 분석 시 검출기는 FID, column은 HP-INNOWAX(30 m×0.
- 즉 수분은 105℃ 상압건조법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 산분해법, 조단백질은 Kjeldahl법으로 분석하였다(8,9). 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방을 뺀 값으로 하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 잔대 뿌리 시료는 정선군 농업기술센터로부터 직접 구입한 동결건조 된 분말을 실험에 이용하였다. 분말상태인 잔대 뿌리에 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 첨가하고 80℃에서 8시간 동안 3회 추출하였다.
데이터처리
- 실험에서 얻어진 결과는 실험군당 평균±표준편차로 표시하였고, 각 군당 3개의 시료를 사용하여 실험은 3회 반복 시행하였다.
이론/모형
- 70% 에탄올 추출물과 각 분획물들을 Choi 등(18)의 방법에 따라 수소전자공여능(electron donating ability)에 의해 항산화 활성을 측정하였다. 여러 농도의 시료를 4 mL의 메탄올에 녹여 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH) 메탄올 용액 1 mL(1.
- Tryptophan을 제외한 아미노산 분석은 Pico-Tag 방법(10)에 따라 분석하였으며 적당량의 시료(단백질 10 mg)를 취하여 시험관에 넣고 0.03% 베타 멜캅토 에탄올을 함유하는 6 N 염산용액 10 mL를 가하고, 탈기하여 밀봉한 후 110℃에서 24시간 가수분해하여 농축한 후 건조하여 염산을 날려 보낸 다음 pH 2.2로 맞추어 시료로 사용하였다. 전 처리된 시료 50 μL를 취하여 진공펌프가 장착된 Pico-Tag work-station(Waters, USA)에서 건조한 후, water : methanol : trimethylamine(2:2:1) 혼합용액 10 μL를 첨가하여 재 건조시켰다.
- 무기질은 AOAC법(11)에 의해 분석하였다. 즉, 잔대 뿌리 동결건조 분말 1 g을 회화용기에 넣고 예비탄화를 시킨 후 550℃에서 2시간 동안 회화하였다.
- 일반성분 분석은 AOAC법(6)과 식품공전의 분석방법(7)에 따라 3회 분석하여 평균값으로 하였다. 즉 수분은 105℃ 상압건조법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 산분해법, 조단백질은 Kjeldahl법으로 분석하였다(8,9).
- 일반성분 분석은 AOAC법(6)과 식품공전의 분석방법(7)에 따라 3회 분석하여 평균값으로 하였다. 즉 수분은 105℃ 상압건조법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 산분해법, 조단백질은 Kjeldahl법으로 분석하였다(8,9). 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방을 뺀 값으로 하였다.
성능/효과
- 9% 함유되어 가장 적게 함유되어 있는 지방산으로 나타났다. 구성 지방산 중 포화지방산 palmitic acid, stearic acid, behenic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecaenoic acid, leagnoseric acid, magaric acid, tricosanoic acid, caprylic acid, tridecanoate acid, hendecanoic acid, caproic acid 순이었고, 불포화지방산은 linoleic acid, oleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid, docosatrienoic acid, palmitoleic acid 순으로 나타났다.
- 또한 더덕의 주요 무기물도 K와 Ca이었다(20). 따라서 장생도라지와 더덕의 주요 무기물이 본 연구에 사용한 잔대의 주요 무기물의 종류와 비슷하였다.
- 무기질 중에 칼륨의 함량이 가장 높게 나타났으며, 총 아미노산 함량은 103.5±9.1 mg/g이었고, 지방산에서 palmitic acid가 가장 많았다.
- 실험 결과 잔대 클로로포름 분획물에서 RC50값이 104.4 μg으로 가장 높은 항산화능을 나타내었으며, 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물에서의 DPPH 소거능 역시 각각 104.4와 108.9 μg으로 비슷한 활성을 나타내었다.
- 아미노산의 종류는 모두 16종이었으며, arginine (42.3±2.3 mg/g)과 glutamine(16.8±1.5 mg/g)의 함량이 높은 것으로 나타났다.
- 음식으로 반드시 섭취하여야 하는 필수아미노산(essential amino acid)인 lysine, leucine, phenylalanine, valine, isoleucine, histidine, threonine, methionine의 함유량은 각각 4.8±0.4 mg/g, 4.5±0.6 mg/g, 3.3±0.1 mg/g, 3.2±0.6 mg/g, 2.7±0.4 mg/g, 2.6±0.2 mg/g, 2.1±0.3 mg/g 그리고 0.1±0.0 mg/g이었고 총 아미노산에 대한 총 필수아미노산의 비율은 22.5%이었다.
- 5 mg/100 g이었다. 잔대 70% 에탄올, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 추출물에서 DPPH 라디칼 소거능의 항산화 효과 결과는 RC50값이 265.4, 117.1, 103.7, 104.4, 108.9, 484.1 μg로 나타났다.
- 잔대 뿌리 동결건조 분말에 함유되어 있는 무기성분을 분석한 결과(Table 2) 총 9종이 분리·동정되었으며, 그 중에 K이 1,475.4±3.1 mg/100 g으로 다른 무기성분보다 현저하게 높게 함유되어 있었으며, 전체 무기성분 함량의 75.5%였다.
- 잔대 뿌리 추출물에 함유된 유리당을 분석한 결과 fructose는 잔대 생체 1 g당 함유량이 2.98±0.2 mg 있었고, sucrose는 1 g당 14.8±3.2 mg이 함유되어 있었다.
- 잔대 추출물과 그 분획물들은 높은 항산화력을 나타냈지만 항산화제로 잘 알려져 있는 BHT와 α-tocopherol보다 낮은 항산화 활성을 보여 주었다.
- 지방산 분석결과는 Table 4에서 보는 바와 같이 모두 19종류가 함유되어 있었으며 palmitic acid와 linoleic acid가 각각 40.0과 12.2%로 가장 많이 함유되어 있었으며 tridecanoate acid, hendecanoic acid, 그리고 caproic acid는 0.9% 함유되어 가장 적게 함유되어 있는 지방산으로 나타났다. 구성 지방산 중 포화지방산 palmitic acid, stearic acid, behenic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecaenoic acid, leagnoseric acid, magaric acid, tricosanoic acid, caprylic acid, tridecanoate acid, hendecanoic acid, caproic acid 순이었고, 불포화지방산은 linoleic acid, oleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid, docosatrienoic acid, palmitoleic acid 순으로 나타났다.
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