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문제 정의
- 따라서 본 연구는 순무 싹의 다양한 기능성식품 소재로의 이용성을 높이는데 있어 기초적인 자료로 활용하고자, 순무 싹의 일반성분과 영양성분을 분석하고 생리활성 기능을 검증하여 기능성식품 개발 방안을 모색하고자 실시하였다.
제안 방법
- 97이 되도록 적당량의 에탄올을 가하여 DPPH 용액으로 하였다. DPPH 용액 2 mL와 순무 싹 에탄올 추출물 2 mL를 시험관에 취하고 vortex mixer로 5초간 진탕하여 517 nm에서 반응시간에 따른 순무 싹 에탄올 추출물의 환원력을 측정하였다. DPPH radical을 50% 소거시키는 시료의 농도를 RC50으로 하였으며 양성대조군으로 합성항산화제인 BHT를 사용하였다.
- HMG-CoA reductase 저해활성 측정은 Kleinsek 등의 방법(30)을 변형하여 측정하였다. 반응액의 제조는 0.
- 4 mL를 가하여 15분간 방치한 다음 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 증류수를 가하여 상기와 동일한 방법으로 측정하였으며, 아질산염 소거능은 추출물의 시료를 첨가하기 전과 후의 아질산염 백분율(%)로 표시하였다.
- 본 실험에서 사용한 순무 싹 건조분말의 일반성분 함량은 Table 1과 같다. 발아에 의한 영양소의 함량 변화를 평가할 때에는 실질적인 고형물의 변화가 중요하기 때문에 습량기준보다는 건량기준이 효과적이라고 보고(33,34)되어 본 연구에서도 건량기준으로 일반성분 및 영양성분 함량을 관찰하였다. 7일간 발아시킨 순무 싹의 일반성분 함량은 수분 2.
- 5 M HNO3으로 50 mL로 정용하였다. 분석항목별 표준용액을 혼합 후 다른 vial에 8 mL씩 취하여 표준용액으로 하였고 0.5 M HNO3을 대조구로 하여 원자흡수분광광도계(AA-6501GS, Shimadzu)로 분석하였으며 분석조건은 다음과 같다. Acetylene flow rate는 2.
- 순무 싹 에탄올 추출물 시료는 dimethyl sulfoxide(DMSO)로 농도 별(25, 50 및 100 μg/mL)로 용해하여 반응액에 첨가하였으며, 음성대조군은 DMSO만을 첨가하였으며, 양성대조군으로는 현재 시판 중인 고지혈증 치료제인 lovastatin(7)을 사용하였다.
- 시료 1 g에 80% ethanol 50 mL를 가하여 heating mentle에서 75℃로 5시간 가열한 다음 Whatman filter paper(No. 2)로 여과하고 여액을 rotary vacuum evaporator에서 감압농축 후 10 mL로 정용하여 Ion Chromatography(DX-600, Dionex, CA, USA)로 분석하였으며, 분석조건은 Carbo PacTM-PA10 analytical(4×250 mm)과 용출용매 Ca-EDTA(500 mg/L)를 조합하였다.
- 용액 1 mL를 취하고 membrane filter(0.2 μm)로 여과한 다음 아미노산자동분석기(Biochrom 20, Pharmacia Biotech, Cambridge, England)로 분석하였으며, column은 Ultrapace Ⅱ cation exchange resin column(11±2 μm, 220 mm)을 사용하였고, 0.2 N Na-citrate buffer 용액(pH 3.20, 4.25 및 10.00)의 flow rate는 40 mL/hr, ninhydrin 용액의 flow rate는 25 mL/hr, column 온도는 46℃, 반응 온도는 88℃로 하였고, analysis time은 44 min으로 하였다.
대상 데이터
- DPPH 용액 2 mL와 순무 싹 에탄올 추출물 2 mL를 시험관에 취하고 vortex mixer로 5초간 진탕하여 517 nm에서 반응시간에 따른 순무 싹 에탄올 추출물의 환원력을 측정하였다. DPPH radical을 50% 소거시키는 시료의 농도를 RC50으로 하였으며 양성대조군으로 합성항산화제인 BHT를 사용하였다.
- 순무(Brassica campestris ssp rapa) 싹은 2008년 3월에 아시아종묘(주)에서 구입하였는데, 순무 종자를 시료 부피 5배의 물에서 24시간 동안 침지시킨 후 발아가 종료되면 재배실로 옮겨 특별히 제작된 순무 싹 재배기를 이용하여 암소에서 4시간마다 20분간 살수하면서 7일 동안 수경재배 한 것으로 크기가 30～40 mm 내외 정도인 것을 사용하였다. 구입한 순무 싹은 가피를 제거시킨 후 흐르는 물에서 3회 수세한 다음 동결건조하고 분쇄하여 분말로 제조한 후-70℃에서 냉동보관하면서 시료로 사용하였다.
- Separate funnel에 증류수를 약간 가하여 10분간 방치하였다가 하층을 제거하고 이를 3회 반복한 후, 남아있는 수분은 Na2SO4로 완전 제거한 다음 여과하였다. 여액을 N2 gas로 헥산을 휘발, vitamin A와 E 용액을 2 mL로 농축하여 HPLC(LC-10AVP, Shimadzu, Kyoto, Japan)로 측정하였으며, 분석조건으로 column은 shimpack GLC-ODS(M) 25 cm을 사용하였고, 비타민 A와 비타민 E 분석을 위한 detector는 SPD-10A(UV-VIS detector 254 nm)와 RF-10A(Spectrofluorometric detector)를 각각 사용하였다.
데이터처리
- 본 실험은 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 얻은 결과로 결과는 실험군당 평균으로 나타내었고, SPSS 통계 package를 이용하여 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 한 후 p<0.05 수준에서 Tukey's test에 의하여 각 실험군의 평균치간의 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 구성당 분석은 Gancedo 방법(25)에 준하여 실시하였다. 시료 1 g에 80% ethanol 50 mL를 가하여 heating mentle에서 75℃로 5시간 가열한 다음 Whatman filter paper(No.
- 순무 싹의 무기질 분석은 AOAC 방법(24)에 따라 시료 0.5 g, 20% HNO3 10 mL 및 60% HClO4 3 mL를 취하여 투명해질 때까지 가열한 후 0.5 M HNO3으로 50 mL로 정용하였다. 분석항목별 표준용액을 혼합 후 다른 vial에 8 mL씩 취하여 표준용액으로 하였고 0.
- 순무 싹의 비타민 A와 비타민 E 분석은 식품공전법(26)의 시험방법을 기준으로 수행하였다. 시료 0.
- 시료의 전자공여능 측정을 Blois의 방법(32)에 준하여, 순무싹 에탄올 추출물의 DPPH에 대한 수소공여능을 측정하였다. DPPH 16 mg을 에탄올 100 mL에 용해하고 20초간 진탕한 후 517 nm에서 흡광도가 0.
- 아질산염 소거능(nitrite scavenging ability, NSA) 측정은 Kato 등의 방법(31)에 준하여 1 mM NaNO2 용액 1 mL에 추출물 시료 0.02 mL를 가하고 0.1 N HCl(pH 1.2), 0.2 M citrate phosphate buffer(pH 4.2, pH 6.0)로 각각 pH를 보정한 다음 반응액의 부피를 10 mL로 정용하였다. 용액을 37℃에서 1시간 반응시킨 후 1 mL씩 취하고 2% 초산 5 mL와 30% 초산에 용해한 Griess 시약(1% sulfanylic acid : 1% naphthylamine＝1:1) 0.
- 유기산 분석은 AOAC 방법(24)에 따라 시료 1 g에 증류수 50 mL를 가하여 80℃ 수조에서 4시간 가열한 다음 Whatman filter paper(No. 2)로 여과하고, 여액을 rotary vacuum evaporator로 감압․농축한 후 증류수로 10 mL로 정용하여 Ion Chromatography(DX-600, Dionex)로 분석하였으며, 분석조건은 검출기는 Photodiode Array Detector(M990, Waters, MA, USA), column은 Supelcogeltm C-610H column(300×3.9 mm, 4 μm)을 이용하여 실시하였다.
- 일반성분은 AOAC 방법(24)에 준하여 실시하였는데, 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 micro-kjeldahl법, 조지방은 soxhlet 추출법, 조회분은 건식 회화법으로 분석하였고, 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분의 함량을 제외한 값으로 하였다.
- 지방 100 mg을 toluene 5 mL에 용해하고 Wungaarden의 방법(28)에 따라 BF3-methanol로 메칠화 하여 Gas Chromatography(GC-10A, Shimadzu)로 분석하였으며, 기기 분석조건은 column은 SPTM-2560 capillary column(100 mm length×0.25 mm i.d.×0.25 μm film thickness)을 사용하였고, column 온도는 170℃에서 5분간 유지한 후 250℃까지 4℃/min로 승온하였다.
- 지방산 분석은 AOAC 방법(24)에 따라 시료 5 g을 warming blender에 넣고 chloroform 10 mL와 methanol 20 mL을 가하고 2분간 균질화한 다음 chloroform 10 mL을 더 가한 후 30초간 균질화하였다. 여과 후 30분간 방치한 후 상층을 제거하고 무수 Na2SO4를 가하여 탈수한 다음 rotary vacuum evaporator로 감압 농축하였다.
성능/효과
- 발아에 의한 영양소의 함량 변화를 평가할 때에는 실질적인 고형물의 변화가 중요하기 때문에 습량기준보다는 건량기준이 효과적이라고 보고(33,34)되어 본 연구에서도 건량기준으로 일반성분 및 영양성분 함량을 관찰하였다. 7일간 발아시킨 순무 싹의 일반성분 함량은 수분 2.35%, 조단백질 22.51%, 조지방 21.60%, 조회분 4.35% 및 탄수화물 49.19%이었다. 같은 십자화과에 속하고 7일간 발아시킨 브로콜리 싹의 경우 건량기준으로 수분 함량은 2.
- DPPH radical 소거능도 아질산염 소거능과 동일하게 농도가 증가함에 따라 DPPH radical 소거능도 증가하여 순무 싹 에탄올 추출물을 250, 500 및 1,000 μg/mL의 농도로 첨가하였을 경우 각각 15.28%, 43.39% 및 69.29%의 DPPH radical 소거능을 각각 나타내었다.
- HMGCoA reductase 저해활성은 시료를 넣지 않은 대조군의 효소활성에 대한 저해 정도를 백분율로 환산하여 검토하였는데, 순무 싹 에탄올 추출물 100 μg/mL은 40.87%의 HMG-CoA reductase 저해활성을 나타내었고, 50 μg/mL은 27.64%, 25 μg/mL은 4.61%로 농도 의존적으로 저해활성을 나타내었다.
- 순무 싹의 지방산 조성과 함량은 Table 5와 같다. 구성 지방산 중 포화지방산의 함량은 tricosanoic acid, heneicosanoic acid 순으로 검출되었고, 불포화지방산은 linoleic acid, oleic acid, linolenic acid 순으로 나타났다. 같은 십자화과에 속하는 유채를 5일간 발아시켜 지방산 함량의 변화를 측정한 결과 포화지방산은 palmitic acid, stearic acid, arachidic acid 순이었고 불포화지방산은 oleic acid, erucic acid, linoleic acid, linolenic acid와 eicosenoic acid 순으로 나타났다(36).
- 19%를 함유하였다. 구성당은 glucose가 73.39 mg/L로 가장 많았고, fructose가 12.62 mg/L 검출되어 총 2종이 검출되었다. 아미노산은 glutamic acid 함량이 242.
- 7일간 발아시킨 순무 싹 분말의 구성당, 유기산 및 비타민 함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 구성당의 분석 항목은 xylose, fucose, arabinose, galactose, ribose, glucose 및 fructose의 유리당과 sucrose, maltose 및 lactose의 이당류를 각각 분석하였는데, Table 2에서와 같이 순무 싹은 총 2종의 유리당이 검출되었으며 glucose가 73.39 mg%로 가장 많이 검출되었고, fructose는 12.62 mg% 검출되었다. 브로콜리 싹은 ribose, fructose 및 glucose 3종의 유리당이 검출되었다(35).
- Woo 등(6)은 다양한 종류의 발아채소의 에탄올 추출물의 항산화 효과를 관찰하였는데 유채, 다채, 브로콜리 및 알파파 싹 에탄올 추출물의 전자공여능이 높게 측정되었으며 합성항산화제인 BHA와 유사한 경향을 보였다고 보고하였다. 그러나 본 연구에서는 합성항산화제인 BHT에 비하여 순무 싹 에탄올 추출물의 아질산염소거능이 낮은 것으로 나타났다. 발아 메밀의 경우도 전자공여능이 87.
- 순무 뿌리와 순무 잎 모두 K의 함량이 가장 높았으며 이는 순무 싹의 무기질 성분 분석 결과와도 유사하였다. 그러나 순무 싹의 K 함량이 순무 뿌리와 순무 잎보다 2배 이상 높았고 다른 무기질 함량도 더 높은 경향을 나타내어 순무 싹이 좋은 무기질 공급원이 될 수 있을 것으로 사료된다.
- 24%의 HMG-CoA reductase 저해활성을 나타내었다. 또한 항산화 활성은 시료의 농도가 1,000 μg/mL일 때 아질산염 소거능 및 DPPH radical 소거능이 각각 64.25% 및 69.29%로 매우 높은 항산화 활성을 나타내었다. 이상의 결과 순무 싹 분말은 필수아미노산을 비롯한 항산화 비타민과 무기질을 다량 함유하고 있으며 순무 싹 에탄올 추출물은 HMG-CoA reductase 저해활성 및 항산화 활성이 우수한 것으로 나타나 순무 싹을 이용한 기능성식품의 개발가치가 한층 더 높아질 것으로 기대되어진다.
- 06 mg%이었다. 무기질은 총 8종의 성분이 검출되었고, 이중 K 함량이 가장 많았으며, 다음으로 Mg, Ca, Na 순이었고 Fe, Zn, Mn, Cu의 함량은 미량이었다. 순무 싹 에탄올 추출물의 기능성을 측정한 결과 순무 싹 에탄올 추출물 100 μg/mL 농도에서 35.
- 56%에 비해서는 낮은 경향을 보였다. 본 실험에서 사람 위 내의 pH와 유사한 조건인 pH 1.2에서 아질산염 소거작용을 나타낸 것은 순무 싹 에탄올 추출물이 생체 내에서도 효과적인 아질산염 소거 작용을 통해 nitrosamine 생성을 억제할 것으로 생각된다. 같은 십자화가 채소인 브로콜리 싹 메탄올 추출물의 경우 500 μg/mL 농도에서 아질산염 소거능이 66.
- 순무 싹의 생리활성 기능과 이용 가능성에 관한 연구의 일환으로 순무 싹의 영양성분 및 생리활성 효능을 검증하여 측정한 결과는 다음과 같다. 순무 싹 분말의 일반성분은 건물(dry basis)을 기준으로 수분함량은 2.35%, 조단백질 22.51%, 조지방 21.60%, 조회분 4.35% 및 탄수화물 49.19%를 함유하였다. 구성당은 glucose가 73.
- 순무 싹 에탄올 추출물에 비하여 양성대조군으로 사용한 고지혈증 치료제인 lovastatin은 100 μg/mL 농도로 처리하였을 경우 91.28%의 저해활성을 보여 같은 농도의 순무 싹 에탄올 추출물보다 HMG-CoA reductase 저해활성이 높게 나타났다.
- 순무 싹 에탄올 추출물의 기능성을 측정한 결과 순무 싹 에탄올 추출물 100 μg/mL 농도에서 35.24%의 HMG-CoA reductase 저해활성을 나타내었다.
- 브로콜리 싹의 경우 포화지방산 함량은 palmitic acid, arachidic acid, lignoceric acid, behenic acid 순이었고, 불포화지방산은 cis-11,14-eicosatrienoic acid, linolenic acid, linoleic acid, oleic acid 순으로 나타났다(35). 순무 싹은 불포화지방산에 비하여 포화지방산 함량이 높았으나, 브로콜리 싹과 유채 싹은 포화지방산에 비하여 불포화지방산의 함량이 높은 것으로 나타났다.
- 57 mg%로 가장 많이 함유되었고, 다음으로 leucine, aspartic acid, valine 순이었다. 순무 싹의 구성 지방산 중 포화지방산 함량은 tricosanoic acid가 가장 높았으며 heneicosanoic acid, palmitic acid 순으로 나타났다. 불포화지방산은 linoleic acid가 가장 높았으며 oleic acid, linolenic acid 순으로 나타났다.
- 순무 싹의 구성 아미노산 조성과 함량은 Table 4와 같다. 아미노산의 조성은 단백질의 질 평가에 중요한 요소인데, 순무 싹의 분석 결과 총 18종의 아미노산이 분리되었으며 아미노산은 전체적으로 고른 분포를 보였다. 순무 싹의 총아미노산 함량은 1,699.
- 유기산 분석 항목은 citric acid, formic acid, succinic acid, oxalic acid, tartaric acid 및 malic acid를 분석하였는데, Table 2에서와 같이 순무 싹의 유기산은 총 2종이 검출되었으며 tartaric acid 함량이 2,962.74 mg%로 가장 많았고 다음으로 malic acid 순이었다. 브로콜리 싹의 경우 총 3종의 유기산이 검출되었는데 이 중 lactic acid가 41,875.
- 불포화지방산은 linoleic acid가 가장 높았으며 oleic acid, linolenic acid 순으로 나타났다. 유기산은 총 2종의 유기산이 검출되었으며, tartaric acid 함량이 2,962.74 mg/L로 가장 높았고 다음으로 malic acid 순이었다. 비타민 A와 E의 함량은 각각 0.
- 15 mg%로 이 중 glutamic acid 함량이 가장 많았고 다음으로 leucine, aspartic acid, valine 순이었다. 이 중 필수아미노산은 798.56 mg%로 leucine, valine, lysine, isoleucine, threonine, phenylalanine, methionine 순이었으며, 총 아미노산에 대한 필수아미노산의 비율은 47.00%로 나타났다. 이러한 결과는 7일간 발아시킨 메밀 싹의 경우 36.
- 00%로 나타났다. 이러한 결과는 7일간 발아시킨 메밀 싹의 경우 36.48%(34), 5일간 발아시킨 유채 싹의 32.22%(39), 4일간 발아시킨 무순의 41.94%(37), 7일간 발아시킨 브로콜리 싹의 45.62%(35)보다 순무 싹의 필수아미노산 함량이 높게 검출되었다. 또한 4일, 8일 및 12일간 발아시킨 무순의 경우 성장 시기에 따른 구성 아미노산 함량은 발아기간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였다고 보고하였으며, glutamic acid, alanine, aspartic acid가 가장 많이 검출되었으며 이 중 glutamic acid의 함량은 다른 아미노산들과 달리 발아 기간이 길어짐에 따라 함량이 높아지는 경향을 보였다(37).
- 체내 pH 조건인 pH 1.2에서 아질산염 소거능은 Table 7에서와 같이 순무 싹 에탄올 추출물의 첨가 농도가 증가할수록 아질산염 소거능은 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내어 순무 싹 에탄올 추출물 250, 500 및 1,000 μg/mL의 농도를 첨가하였을 경우 각각 19.89%, 49.28% 및 64.25%의 아질산염 소거활성을 각각 보였으나, 동일한 농도에서의 합성항산화제인 BHT의 31.26%, 52.13% 및 79.56%에 비해서는 낮은 경향을 보였다.
후속연구
- 29%로 매우 높은 항산화 활성을 나타내었다. 이상의 결과 순무 싹 분말은 필수아미노산을 비롯한 항산화 비타민과 무기질을 다량 함유하고 있으며 순무 싹 에탄올 추출물은 HMG-CoA reductase 저해활성 및 항산화 활성이 우수한 것으로 나타나 순무 싹을 이용한 기능성식품의 개발가치가 한층 더 높아질 것으로 기대되어진다.
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