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문제 정의
- 본 연구에서는 유기산을 이용하여 전처리를 한 후, 수열 처리를 통해 왕겨 추출물의 항산화력을 증대시키고자 하였다.
제안 방법
- Table 1에서 전 처리된 5종류의 50 mM 유기산 중에서총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력이 가장 우수한 인산을 선택하여, 인산 농도에 따른 왕겨 추출물의 항산화력을 측정하였다(Table 3). 대조구로서 증류수와 천연 항산화제인 비타민 C를 이용하여 비교하였다.
- 본 연구에서는 유기산의 전처리가 왕겨 추출물의 항산화능에 미치는 영향을 조사하기 위해 왕겨를 5종류(초산, 구연산, 젖산, 인산, 주석산)의 50 mM 유기산 용액에 넣어 18시간 동안 전 처리한 후, 121℃에서 30분간 수열처리 하여 얻은 추출물의 항산화력을 비교한 결과를 Table 1에 나타내었다. 대조구로 유기산 용액 대신 증류수를 사용하였다. 총 페놀 함량(TPC, total phenolic contents)은 인산 용액으로 전 처리한 경우에 0.
- Table 1에서 전 처리된 5종류의 50 mM 유기산 중에서총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력이 가장 우수한 인산을 선택하여, 인산 농도에 따른 왕겨 추출물의 항산화력을 측정하였다(Table 3). 대조구로서 증류수와 천연 항산화제인 비타민 C를 이용하여 비교하였다. 총 페놀 함량은 인산의 농도에 비례하여 증가하였는데, 100 mM의 인산에서 0.
- 본 연구에서는 유기산의 전처리가 왕겨 추출물의 항산화능에 미치는 영향을 조사하기 위해 왕겨를 5종류(초산, 구연산, 젖산, 인산, 주석산)의 50 mM 유기산 용액에 넣어 18시간 동안 전 처리한 후, 121℃에서 30분간 수열처리 하여 얻은 추출물의 항산화력을 비교한 결과를 Table 1에 나타내었다. 대조구로 유기산 용액 대신 증류수를 사용하였다.
- 왕겨 10 g에 5종류(초산, 구연산, 젖산, 인산, 주석산)의 50 mM 유기산 100 mL을 가하여 18시간 동안 상온에서 방치한 후, 121℃에서 30분간 수열처리 하여 왕겨 추출물을 제조한 후 항산화능을 측정하였다. 대조구로 증류수를 사용한 경우에 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, ABTS 라디칼 소거능은 각각 0.
- 왕겨 10 g에 각각의 유기산 용액 100 mL을 가하여 18시간동안 상온(21±5℃)에서 침지하여 산처리 한 후(9), 121℃에서 30분간 autoclave(Sanyo Co., Osaka, Japan)를 이용하여 열처리하였다.
- 총 페놀 함량은 Gutfinger(14)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 왕겨 유기산 추출물 1 mL을 취하여 2%(w/v) Na2CO3용액 1 mL을 가하여 3분간 방치한 후, 50% FolinCiocalteu 시약 0.
대상 데이터
- 2,2'-Azino-(bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), tannic acid는 Sigma Chemical Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고, FolinCiocalteu 시약은 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japan)에서 구입하여 사용하였다. 초산(99.
- , Osaka, Japan)를 이용하여 열처리하였다. 각 반응물을 Whatman No. 1 여과지에 여과하여 왕겨 유기산 추출물을 제조하였고, 이후의 실험에 이용하였다(Fig. 1).
- 본 실험에 사용한 왕겨는 경남 고성의 정미소에서 구입하였으며, 4℃에서 저장하면서 사용하였다. 2,2'-Azino-(bis 3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), tannic acid는 Sigma Chemical Co.
- (Osaka, Japan)에서 구입하여 사용하였다. 초산(99.5%), 구연산(99.5%), 젖산(90.0%), 인산(85.0%), 주석산(99.8%)은대정이화학(시흥, 대한민국)에서 구입하였다. 그리고 sodium carbonate, methanol은 모두 일급 이상의 등급을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 측정은 3회 반복하여 행해졌으며, 그 결과는 SAS (Statistical Analysis System)를 이용하여 평균과 표준편차, Student-Newman-Keul's multiple range tests로 평균값들에 대해 유의성을 검정하였다(18).
이론/모형
- ABTS 라디칼 소거능은 Muller(17)의 방법에 따라 측정 하였다. 왕겨 추출물 0.
- DPPH 라디칼 소거능은 Blois(15)의 방법에 준하여 각 왕겨 추출물 0.1 mL에 4.1×10-5 M의 DPPH 용액 0.9 mL을 가한 후 상온에서 10분간 반응시켜 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 환원력은 Oyaizu의 방법(16)에 따라 측정하였으며, 항산화 물질에 대한 철 이온의 환원력을 측정한 것이다. 즉, 1 mL의 인산염 완충 용액(0.
성능/효과
- ABTS는 DPPH와 같은 라디칼이지만 DPPH는 자유 라디칼이며 ABTS는 양이온 라디칼이라는 점에서 차이가 나며 항산화물질에 따라 두 라디칼에 결합하여 제거하는 능력이 차이가 난다(22). ABTS 라디칼 소거능을 조사한 결과, 대조구인 증류수에서 가장 높은 값을 보였고(88.92%), 유기산을 전처리한 경우에는 초산이 70.28%로 가장 높았으며 구연산이 55.98%로 가장 낮았다.
- 왕겨 10 g에 5종류(초산, 구연산, 젖산, 인산, 주석산)의 50 mM 유기산 100 mL을 가하여 18시간 동안 상온에서 방치한 후, 121℃에서 30분간 수열처리 하여 왕겨 추출물을 제조한 후 항산화능을 측정하였다. 대조구로 증류수를 사용한 경우에 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, ABTS 라디칼 소거능은 각각 0.44 mg/mL, 70.97%, 1.00 OD, 88.98%이었으며, 비교적 효과가 좋았던 인산의 경우에는 각각 0.82 mg/mL, 81.34%, 1.18 OD, 64.03%로 측정되었다. 인산의 농도별 전처리 효과를 보기 위해 10, 25, 50, 100 mM의 농도에서 같은 조건으로 왕겨 추출물을 제조하여 항산화능과 관련된 지표를 분석한 결과, 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 인산 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으나, 환원력은 인산의 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 ABTS 라디칼 소거능은 50 mM 인산 농도까지는 인산의 농도가 증가할수록 감소하였으나 100 mM 인산에서는 다시 증가하였다.
- 왕겨 유래 각 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과를 Table 1에 나타내었다. 대조구로서 증류수를 사용한 경우의 DPPH 라디칼 소거능은 70.97%이었으나, 인산과 주석산의 경우에는 각각 81.34%와 79.61%로 비교적 높게 측정되었고, 초산은 대조구인 증류수와 비슷한 70.77%의 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었고, 구연산과 젖산은 각각 76.21, 73.19%의 값을 보였다. 이 같은 결과는 총페놀 함량과 비슷한 경향을 나타내는데, 이는 페놀 화합물의 수소 공여능이 DPPH 라디칼 소거능과 직접 관련이 있기 때문이다(20).
- 본 연구에 사용된 왕겨는 전체적으로 10 g을 100 mL의 용매에 넣어 추출물을 제조한 것으로서, 대조구인 정제된 천연 항산화물질 비타민 C와 비교해보면 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능은 왕겨 추출물이 상당히 높은 항산화력을 보유하고 있음을 알 수 있다. 다양한 물질로 구성된 복합 조출물인 왕겨 추출물과 순수 단일 물질인 비타민 C와 직접 비교하는 것은 어렵지만, 왕겨 추출물에는 다양한 페놀 화합물이 존재하여 잘 알려진 천연 항산화제인 로즈마리 추출물과 비슷한 항산화력을 보이는 것이 보고된 바 있다(10).
- 2 N HCl in 50% methanol)를 한 결과 전체적으로 페놀 함량이 증가함이 보고되었다(25). 본 연구에서도 대부분의 유기산의 전처리가 왕겨 추출물의 페놀 화합물 함량을 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 산성 조건은 식물 조직을 느슨하게 하며(26), 이때의 수열처리는 보다 효율적으로 페놀 화합물을 유리화시킬 수 있었다.
- 인산의 농도가 증가할수록 pH가 감소하였음을 알 수 있다. 이를 통해 pH가 감소할수록 왕겨의 페놀화합물의 유리화가 용이해지며, 증가한 페놀 화합물로 인해 DPPH 라디칼은 비슷한 경향으로 증가하지만, 환원력과 ABTS 라디칼 소거능은 페놀화합물과 비례하는 경향을 보이지는 않았다. 이와 같이 총 페놀 함량과 각 항산화력 분석 결과는 정확하게 일치하지는 않는 이유는 페놀 화합물만이 항산화력을 담당한다고는 보기 어렵고(27), 실제로 항산화물질은 연쇄 반응 개시, 전이금속이온 결합, 과산화물의 분해, 라디칼 소거 등의 여러 단계에서 각각 작용하기 때문이라 여겨진다(28).
- 인산의 농도별 전처리 효과를 보기 위해 10, 25, 50, 100 mM의 농도에서 같은 조건으로 왕겨 추출물을 제조하여 항산화능과 관련된 지표를 분석한 결과, 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 인산 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으나, 환원력은 인산의 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 ABTS 라디칼 소거능은 50 mM 인산 농도까지는 인산의 농도가 증가할수록 감소하였으나 100 mM 인산에서는 다시 증가하였다. 이상의 결과로 왕겨에 존재하는 페놀성 항산화물질을 유기산 전처리로 효율적으로 유리화 시킬 수 있음을 확인하였다.
- 이상의 연구결과를 통하여 우리나라에서 농산부산물로 다량으로 발생하는 왕겨에 유기산 전처리 및 수열처리를 가하여 항산화능이 높은 추출물의 제조가 가능함을 확인하였다.
- 인산의 농도별 전처리 효과를 보기 위해 10, 25, 50, 100 mM의 농도에서 같은 조건으로 왕겨 추출물을 제조하여 항산화능과 관련된 지표를 분석한 결과, 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 인산 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으나, 환원력은 인산의 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 ABTS 라디칼 소거능은 50 mM 인산 농도까지는 인산의 농도가 증가할수록 감소하였으나 100 mM 인산에서는 다시 증가하였다.
- 대조구로 유기산 용액 대신 증류수를 사용하였다. 총 페놀 함량(TPC, total phenolic contents)은 인산 용액으로 전 처리한 경우에 0.82 mg/mL로 가장 높았고, 초산 용액을 이용한 경우에는 0.42 mg/mL로서 증류수를 사용한 경우(0.62 mg/mL)보다 낮았다. 구연산, 젖산, 주석산을 전 처리한 경우는 각각 0.
- 대조구로서 증류수와 천연 항산화제인 비타민 C를 이용하여 비교하였다. 총 페놀 함량은 인산의 농도에 비례하여 증가하였는데, 100 mM의 인산에서 0.84 mg/mL로 가장 높게 측정되었다. 그러나 DPPH 라디칼 소거능은 50 mM 인산에서 81.
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