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문제 정의
- 이상에서 볼 때 밀 배아의 영양 및 기능적 특성과 그 가치성에도 불구하고 밀 배아에 대한 다양한 연구가 미흡한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 밀 배아에 존재하는 생리 활성 물질을 분석하고 아울러 항균 활성을 측정하여 밀 배아를 이용한 다양한 식품가공에 대한 기초 자료를 제시하고자 한다.
- 밀 제분 과정에서 부산물로 나오는 밀 배아의 활용 가능성을 제시하기 위하여 밀 배아의 생리 활성 물질 및 항균 활성에 관하여 연구하였다. 그 결과 밀 배아의 지방산 조성은 linoleic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid , linolenic acid 등이었으며, 산가 8.
제안 방법
- 25), 조회분은 550℃ 회화법, 조섬유는 H2SO4-KOH법으로 정량하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조지방, 조단백, 조회분, 조섬유를 뺀 값으로 하였다. 그리고 인지질의 실험 방법은 아세톤법(기준유지분석시험 1984)으로 행하였다.
- 밀 배아 지방의 화학적 성질로 산가(AOCS 1990b), 과산화물가(AOCS 1990c), 요오드가(AOCS 1990d), 비누화값(AOCS 1990e), 굴절율(AOCS 1990f) 등을 측정하였다.
- 동결건조(Freeze dryer, TD-5075R, Seoul, Korea)된 밀 배아 100 g을 정확히 칭량하여 10배의 물 및 에탄올을 각각 첨가한 후, 환류냉각장치를 이용하여 5시간 동안 추출하였다. 추출물은 여과지(Whatman No.
- 2)로 여과한 후 감압 회전 증발기로 40±1℃에서 농축 건조한 후 다시 동결 건조하여 측정 시료로 사용하였다. 추출 수율의 측정은 추출에 사용한 시료의 건물에 대한 추출물의 총 고형분 함량의 백분비로 하였다. 제조된 밀 배아 에탄올 추출물들은 냉동실(-40℃)에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 제조된 밀 배아 에탄올 추출물들은 냉동실(-40℃)에서 보관하면서 실험에 사용하였다. 불검화물은 밀 배아 100 g을 취한 후 1 N KOH 1 L를 첨가하여 1시간 동안 환류 조작하여 검화하였다. 검화가 끝난 후, 온수와 에틸에테르를 넣고 혼합하고 상등액을 분액여두에 옮긴 후 에틸에테르로 3번 반복하여 추출하였다.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물을 각각 일정 농도로 주입한 paper disc(8 mm, Toyo Roshi Kaicha, Ltd. Japan)를 평판배지 위에 흡착시켜 멸균수 30 μL를 주입 후 37℃에서 24시간 배양하여 paper disc 주변의 inhibition clear zone(8 mm : no inhibition, 8～9 mm : very slight inhibition, 9～10 mm : slight inhibition, 10～14 mm : moderate inhibition)의 직경(mm)을 측정하여 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물에 대한 항균 효과를 비교분석하였다.
- 조제된 시료는 37±1℃ 항온기에 저장하면서 1일 간격으로 과산화물가를 측정, 비교하였다.
- 비교군은 리놀레산 50 g에 천연항산화제 α-tocopherol, ascorbyl palmitate 및 합성 항산화제 BHT를 각각 200 ppm 농도로 첨가하여 실험하였다.
- 이 혼합액을 실온에서 15분간 방치한 후 UV/Vis spectrophotometer(TU-1800, USA)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정, 잔존하는 아질산량을 구하였다. Blank 시험은 Griess시약 대신 증류수를 0.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 리놀레산 기질에서의 항산화 효과는 실험군 이외에 대조군과 비교군을 두어 실험하였다. 대조군은 첨가물을 넣지 않은 리놀레산 50 g을 사용하였으며, 실험군은 리놀레산 50 g에 대하여 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물을 각각 200 ppm, 500 ppm 및 1,000 ppm의 농도로 첨가하였다.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 리놀레산 기질에서의 항산화 효과는 실험군 이외에 대조군과 비교군을 두어 실험하였다. 대조군은 첨가물을 넣지 않은 리놀레산 50 g을 사용하였으며, 실험군은 리놀레산 50 g에 대하여 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물을 각각 200 ppm, 500 ppm 및 1,000 ppm의 농도로 첨가하였다. 비교군은 리놀레산 50 g에 천연항산화제 α-tocopherol, ascorbyl palmitate 및 합성 항산화제 BHT를 각각 200 ppm 농도로 첨가하여 실험하였다.
- 각 시험균주를 해당 액체 배지에 24시간 전배양하였고, 평판배지의 조제는 각각의 생육배지로 멸균된 1.5% agar를 petri dish에 20 mL씩 분주하여 응고시킨 후 각 시험 균액을 0.1 mL씩 첨가하여 멸균된 유리봉으로 배지위에 고르게 펴지도록 도포하여 사용하였다. 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물을 각각 일정 농도로 주입한 paper disc(8 mm, Toyo Roshi Kaicha, Ltd.
- 본 연구에서는 밀 배아의 에탄올 추출물과 식물성 기름 등에 대하여 산화를 억제시키는 작용을 갖는다(Sims et al 1972)고 알려진 불검화물에서의 총 페놀 및 플라보노이드 성분 함량을 측정하였는데, 그 결과는 Fig. 2와 같다. 밀 배아의 에탄올 추출물과 불검화물의 총 페놀 함량은 2.
대상 데이터
- 5 mL를 넣고 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준용액으로는 탄닌산(tannic acid, Sigma Co., St. Louis, USA)을 사용하였다.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 항균 효과 검색은 paper disc법(Kim et al 2000)을 이용하여 측정하였다. 항균 효과 측정에 사용된 균주는 Gram 양성균과 Gram 음성균 각각 2종류씩 사용하였고, 사용된 배지의 조건은 Table 2와 같았다. Gram 양성균으로는 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus를, Gram 음성균으로는 Escherichia coli, Salmonella enteritidis를 각각 사용하였다.
- 항균 효과 측정에 사용된 균주는 Gram 양성균과 Gram 음성균 각각 2종류씩 사용하였고, 사용된 배지의 조건은 Table 2와 같았다. Gram 양성균으로는 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus를, Gram 음성균으로는 Escherichia coli, Salmonella enteritidis를 각각 사용하였다.
데이터처리
- 실험 결과는 SAS package(release 8.01)(SAS 1997)를 이용하여 평균±표준편차로 표시하였고, 평균값의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.
이론/모형
- 즉, 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백은 semi micro Kjeldahl법(N×6.25), 조회분은 550℃ 회화법, 조섬유는 H2SO4-KOH법으로 정량하였다.
- 밀 배아의 일반 성분은 AOAC법(AOAC 1990)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백은 semi micro Kjeldahl법(N×6.
- 탄수화물은 100에서 수분, 조지방, 조단백, 조회분, 조섬유를 뺀 값으로 하였다. 그리고 인지질의 실험 방법은 아세톤법(기준유지분석시험 1984)으로 행하였다.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 총 페놀 함량은 Folin-Dennis법(Teresa-Satue et al 1995)에 의하여 분석하였다. 즉, 캡 튜브에 증류수 7 mL, 시료 1 mL씩 넣은 후 FolinDennis 시약 0.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 아질산염 소거능은 Gray & Dugan(1975) 방법에 준하여 측정하였다.
- 밀 배아의 에탄올 추출물 및 불검화물의 항균 효과 검색은 paper disc법(Kim et al 2000)을 이용하여 측정하였다. 항균 효과 측정에 사용된 균주는 Gram 양성균과 Gram 음성균 각각 2종류씩 사용하였고, 사용된 배지의 조건은 Table 2와 같았다.
성능/효과
- 2와 같다. 밀 배아의 에탄올 추출물과 불검화물의 총 페놀 함량은 2.02% 및 0.45%이었고, 플라보노이드 함량은 6.89% 및 6.90%로 밀 배아에서는 총 페놀보다 플라보노이드 함량이 더 많은 것으로 나타났다. 품종 및 도정도별 백미와 미강의 특성 및 페놀산 함량에 대한 연구(Kim et al 2004)에서는 도정한 백미 중 총 페놀 함량이 30.
- 본 연구에서 행한 밀 배아 에탄올 추출액(pH 1.2) 100, 500 및 1,000 ppm에서의 아질산염 소거능(Fig. 3)은 80.21, 80.32 및 83.89%이었고, 불검화물 100, 500 및 1,000 ppm에서의 아질산염 소거능은 67.93, 77.38 및 80.32%로 에탄올 추출액에서의 효과가 더 높았다. 그리고 대조구로 사용한 BHT 및 tocopherol의 아질산염 소거능은 밀 배아와 유사한 반면 ascorbic acid는 더 높은 것으로 나타났다.
- 32%로 에탄올 추출액에서의 효과가 더 높았다. 그리고 대조구로 사용한 BHT 및 tocopherol의 아질산염 소거능은 밀 배아와 유사한 반면 ascorbic acid는 더 높은 것으로 나타났다.
- 2,500〜20,000 μg/disc의 농도에서 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli 및 Salmonella enteritidis에 대한 에탄올 추출물과 불검화물의 항균 활성을 비교하였는데, 에탄올 추출물의 20,000 μg/disc 농도에서 Staphylococcus aureus 및 Salmonella enteritidis만이 약간의 가능성을 보였을 뿐 농도 및 추출 방법 모두에서 항균성을 탐지해 낼 수가 없었다.
- 본 연구에서는 리놀레산을 기질로 하여 시간 경과에 따른 밀 배아의 항산화성을 알아보았는데(Fig. 4), 우선 리놀레산의 5일 동안 항산화성 변화를 보면 0.67, 22.70, 44.25, 65.81 및 91.17 meq/kg으로 과산화물이 꾸준히 증가하였다. 밀 배아의 에탄올 추출물도 시간 경과에 따라 과산화물이 지속적으로 증가하였는데 최종 5일의 200, 500, 1,000 ppm 농도에 따른 항산화 정도는 46.
- 17 meq/kg으로 과산화물이 꾸준히 증가하였다. 밀 배아의 에탄올 추출물도 시간 경과에 따라 과산화물이 지속적으로 증가하였는데 최종 5일의 200, 500, 1,000 ppm 농도에 따른 항산화 정도는 46.59, 40.33 및 36.91 meq/kg으로 나타났다. 그리고 불검화물(Fig.
- 47 meq/kg을 나타내어 에탄올 추출물에서의 항산화성이 더 높았다. 또한, 비교군으로 상업적으로 판매되고 있는 합성항산화제 BHT와 천연항산화물질인 tocopherol, ascorbyl palmitate acid(ASP) 등 항산화제품에 대해서도 리놀레산 기질에서의 항산화 효과를 알아보았는데(Fig. 6), 5일경의 과산화물의 정도는 BHT 9.38, tocopherol 76.88, ASP 63.92 meq/kg으로 BHT의 효능이 가장 높았고, 밀 배아의 항산화성은 tocopherol과 ASP보다 좋은 것으로 나타났다.
- 밀 제분 과정에서 부산물로 나오는 밀 배아의 활용 가능성을 제시하기 위하여 밀 배아의 생리 활성 물질 및 항균 활성에 관하여 연구하였다. 그 결과 밀 배아의 지방산 조성은 linoleic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid , linolenic acid 등이었으며, 산가 8.5, 과산화물가 7.1, 요오드가 126.8, 비누화값은 159.7이었고, 굴절율은 1.547로 측정되었다. 생리 활성 작용을 갖는 페놀 및 플라보노이드 성분 함량은 2.
- 547로 측정되었다. 생리 활성 작용을 갖는 페놀 및 플라보노이드 성분 함량은 2.02% 및 0.45%이었다. 불검화물의 플라보노이드 함량은 6.
- 45%이었다. 불검화물의 플라보노이드 함량은 6.89% 및 6.90%로 밀 배아에서는 총 페놀보다 플라보노이드 함량이 더 많은 것으로 나타났다. 밀 배아 에탄올 추출물의 아질산염 소거능은 80.
- 89%이었는데, 이는 ascorbic acid 보다는 작지만 BHT 및 tocopherol보다는 아질산염 소거능이 큰 것이다. 밀 배아의 항산화성은 리놀레산의 5일 동안 변화 정도를 보면 0.67, 22.70, 44.25, 65.81 및 91.17 meq/kg으로 증가하였고 에탄올 추출물도 지속적으로 증가하였으며, 불 검화물도 시간 경과에 따라 항산화성이 증가하였다. 그리고 밀 배아의 항균 활성을 알아본 결과는 농도 및 추출 방법 모두에서 항균성을 탐지해 낼 수가 없었다.
- 그리고 밀 배아의 항균 활성을 알아본 결과는 농도 및 추출 방법 모두에서 항균성을 탐지해 낼 수가 없었다. 이상에서 볼 때 밀 배아에는 인지질, 지방산 등 영양 성분이 풍부하고 특히 플라보노이드 등의 생리 활성 물질 및 항산화성이 있는 것으로 나타나 밀 배아를 첨가한 기능적인 제품 개발의 가능성을 확인하였다.
- 91 meq/kg으로 나타났다. 그리고 불검화물(Fig. 5)에서도 시간 경과에 따라 과산화물이 증가하였으며, 5일경에 70.09, 68.01 및 62.47 meq/kg을 나타내어 에탄올 추출물에서의 항산화성이 더 높았다. 또한, 비교군으로 상업적으로 판매되고 있는 합성항산화제 BHT와 천연항산화물질인 tocopherol, ascorbyl palmitate acid(ASP) 등 항산화제품에 대해서도 리놀레산 기질에서의 항산화 효과를 알아보았는데(Fig.
후속연구
- 따라서 nitrosoamine은 식품 성분간의 상호반응으로 식품 내에서 뿐만 아니라 인체에서 pH가 낮은 조건인 위내에서도 니트로소화 반응이 쉽게 일어날 수 있다(Gray & Dugan 1975, Walker R 1975). Nitroso 반응을 억제하기 위해서는 nitrosoamine 생성 기질인 amine의 생성을 억제하거나 식품의 아질산염을 소거해야 하며 또한 아질산염 소거능이 우수한 식품을 아질산염과 아민이 존재할 수 있는 생식품 및 가공식품과 함께 섭취하면 니트로사민에 의한 암의 발생 등 유해한 물질의 생성을 예방할 수 있을 것이다. Mirvish et al(1972)가 ascorbic acid 첨가에 의한 NA 생성 억제를 최초로 보고한 이래 NaHSO3(Kubbcrod et al 1974), sorbic acid(Tanaka et al 1978), α-tocopherol(Reddy et al 1982) 등의 억제 효과도 보고되어 있다.
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