뽕나무(Morus alba) 사일리지의 기능성 성분 및 항산화 활성 분석에 관한 연구 A Study on the Analysis of Functional Components and Antioxidative Activity in Mulberry (Morus alba) Silage원문보기
한우 고급육 생산을 위한 사양관리에 있어 기능성 사료의 활용 가능성을 규명하기 위해 뽕나무사일리지의 기능성 성분 및 항산화 활성효능을 분석하였다. 뽕나무 사일리지의 일반 성분을 분석한 결과, 건물함량 $28.41{\pm}3.12%$, 조단백질 함량 $12.43{\pm}0.28%$, 조지방 함량 $2.47{\pm}0.18%$, 조섬유 함량 $20.29{\pm}0.75%$ 및 조회분 함량 $6.98{\pm}0.12%$였다. 뽕나무 사일리지에 함유된 활성성분의 분석 결과, 대표적 활성성분으로 혈당강하성분인 1-deoxynojirimycin(1-DNJ)의 함량이 0.568mg/g으로 검량되었으며 혈압강하성분인 GABA($\gamma$-Aminobutyric acid)의 함량은 5,936.22 pmol의 농도가 검출되었다. Flavonoid는 본 연구에서 검출이 되지 않았으며 총 phenol이 21.69${\mu}g/mg$ 정도 함유된 것으로 분석되었다. 뽕나무 사일리지의 DPPH radical 소거활성은 뽕나무 사일리지 추출물의 농도가 높아질수록 비례해서 활성효과가 크게 나타나고 있었으며 0.25mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과가 인정되었고, Hydroxyl radical 소거 활성 역시 0.5-2.0mg/ml로 농도가 높아질수록 활성 효과가 커지는 것을 알 수 있었으며 2.0mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를 나타냈다. Alkyl radical 소거 활성은 보다 낮은 농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.125mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과를 나타내고 있어 이 역시 높은 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 뽕나무 사일리지의 기능성 가축사료화의 의미를 충분히 가질 수 있을 것으로 평가된다.
한우 고급육 생산을 위한 사양관리에 있어 기능성 사료의 활용 가능성을 규명하기 위해 뽕나무 사일리지의 기능성 성분 및 항산화 활성효능을 분석하였다. 뽕나무 사일리지의 일반 성분을 분석한 결과, 건물함량 $28.41{\pm}3.12%$, 조단백질 함량 $12.43{\pm}0.28%$, 조지방 함량 $2.47{\pm}0.18%$, 조섬유 함량 $20.29{\pm}0.75%$ 및 조회분 함량 $6.98{\pm}0.12%$였다. 뽕나무 사일리지에 함유된 활성성분의 분석 결과, 대표적 활성성분으로 혈당강하성분인 1-deoxynojirimycin(1-DNJ)의 함량이 0.568mg/g으로 검량되었으며 혈압강하성분인 GABA($\gamma$-Aminobutyric acid)의 함량은 5,936.22 pmol의 농도가 검출되었다. Flavonoid는 본 연구에서 검출이 되지 않았으며 총 phenol이 21.69${\mu}g/mg$ 정도 함유된 것으로 분석되었다. 뽕나무 사일리지의 DPPH radical 소거활성은 뽕나무 사일리지 추출물의 농도가 높아질수록 비례해서 활성효과가 크게 나타나고 있었으며 0.25mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과가 인정되었고, Hydroxyl radical 소거 활성 역시 0.5-2.0mg/ml로 농도가 높아질수록 활성 효과가 커지는 것을 알 수 있었으며 2.0mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를 나타냈다. Alkyl radical 소거 활성은 보다 낮은 농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.125mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과를 나타내고 있어 이 역시 높은 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 뽕나무 사일리지의 기능성 가축사료화의 의미를 충분히 가질 수 있을 것으로 평가된다.
This study was conducted to determine application possibility of mulberry (Morus alba) silage as a functional feed in feeding management of Korean native cattle for high quality beef production by analysing active components and antioxidative activity. The chemical analysis of mulberry silage indica...
This study was conducted to determine application possibility of mulberry (Morus alba) silage as a functional feed in feeding management of Korean native cattle for high quality beef production by analysing active components and antioxidative activity. The chemical analysis of mulberry silage indicates that the content of dry matter, crude protein, ether extract, crude fiber and crude ash was $28.41{\pm}3.12%,\;12.43{\pm}0.28%,\;2.47{\pm}0.18%,\;20.29{\pm}0.75%\;and\;6.98{\pm}0.12%$, respectively. The content of 1-deoxynojirimycin (1-DNJ), which is representative active ingredient of mulberry and blood sugar descending component, was 0.568 mg/g and the content of $\gamma$-Aminobutyric acid (GABA), which is blood pressure descending component, was 5,936.22 pmol. Mulberry silage used in this study did not contain flavonoids but did contain total phenols for 21.69 ${\mu}g/mg$. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was increased with increasing the concentration of mulberry silage extracts and there was above 50% of scavenging activity at the concentration of 0.25 mg/ml. Hydroxyl radical scavenging activity was also increased with increasing the concentration of silage extracts. Alkyl radical scavenging activity was high at the low concentration of silage extracts, which was above 50% of scavenging activity at the concentration of 0.125 mg/ml. The result of this study indicated that there was high possibility of mulberry silage as a functional feed for beef cattle.
This study was conducted to determine application possibility of mulberry (Morus alba) silage as a functional feed in feeding management of Korean native cattle for high quality beef production by analysing active components and antioxidative activity. The chemical analysis of mulberry silage indicates that the content of dry matter, crude protein, ether extract, crude fiber and crude ash was $28.41{\pm}3.12%,\;12.43{\pm}0.28%,\;2.47{\pm}0.18%,\;20.29{\pm}0.75%\;and\;6.98{\pm}0.12%$, respectively. The content of 1-deoxynojirimycin (1-DNJ), which is representative active ingredient of mulberry and blood sugar descending component, was 0.568 mg/g and the content of $\gamma$-Aminobutyric acid (GABA), which is blood pressure descending component, was 5,936.22 pmol. Mulberry silage used in this study did not contain flavonoids but did contain total phenols for 21.69 ${\mu}g/mg$. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was increased with increasing the concentration of mulberry silage extracts and there was above 50% of scavenging activity at the concentration of 0.25 mg/ml. Hydroxyl radical scavenging activity was also increased with increasing the concentration of silage extracts. Alkyl radical scavenging activity was high at the low concentration of silage extracts, which was above 50% of scavenging activity at the concentration of 0.125 mg/ml. The result of this study indicated that there was high possibility of mulberry silage as a functional feed for beef cattle.
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문제 정의
있었다. 뽕나무의 유효성분 및 그 기능성을 살려 기능성 축산물을 생산하기 위한 시도는 현재까지 전혀 이루어지지 않고 있기 때문에 본 연구에서는 뽕나무 사일리지의 기능성 성분분석 및 항산화 기능을 분석하여 뽕나무의 기능성 사료화 가능성을 제시하고자 한다.
제안 방법
농도별 시료 0.2 ml에 0.3 M의 DMPO(5, 5- dimethyl-1 -pyrroline n-oxide) 0.2 ml, lOrnM의 FeSO4 0.2 ml 및 lOmM의 H2O2 0.2 ml를 차례로 첨가한 후, 10초간 강하게 교반한 다음, 반응 혼합물을 캐피러리 튜브로 옮겨 ESR 분광기에서 하이드록실 라디칼 발생량을 측정하였다.
x-aminobutyric acid (GABA)의 분석은 기초과학지원연구원에의뢰하여 실시하였으며 그 방법은 다음과 같다. 뽕나무 사일리지 시료 중 일부를 취하여PICO-tag 방법을 이용, 가수분해 및 phenylisothiocyanate (PITC) 라벨링을 하였으며 이 중 일부를 취해 HPLC 에 loading 하여 나타난 크로마토그람 상의 면적을 구하여 정량하였다.
뽕나무 사일리지에 대한 기능성 평가를 위한 항산화 활성은 전자스핀공명 (ESR) 분광기를 이용한 라디칼 소거능 (消去能) 측정 실험을 통해 실시하였으며 각각의 활성 산소 소거능 측정 방법은 다음과 같다
예취된뽕나무는 파쇄기로 엽경을 함께 파쇄하여 드럼통에 비닐을 넣고 진압 및 밀봉하여 저장하여사일리지를 제조하였으며 저장 후 약 40일 경과된 시점에서 개봉하여 일부의 시료를 채취, 650의 dry oven 에서 48시간 건조 후 건물함량을 측정하고 이를 분쇄하여 사료가치 및 활성 성분 그리고 뽕나무 사일리지의 항산화 활성을 측정하기 위한 시료로 하였다.
-*bouxtyidlnei)t-rNon-fe e 을 차례로더한 후, 10초간 강하게 교반 하였다. 이 혼합물을 37℃ 워터베스에서 30분간 반응시킨 후, 캐피러리 튜브로 옮겨 ESR 분광기로 알킬 라디칼 발생량을 측정하였다.
즉, 추출물 1ml, EtOH 1 ml, 3차증류수 5 ml의 혼합용액 에 Folin-ciocalteu 시 약 5 μl을 가하여 혼합하고 5분 후 5% Na2CO3 1 ml를 넣어 1시간 암실에서 방치한 후 725 nm 에서 흡광도를 측정하여 페놀함량을 계산하였다.
1-deoxynqjirimycin (1-DNJ)는 Steady 와 Richards (1996)의 방법을 기본으로 하여 분석하였는데 먼저 1-DNJ 표준품을 용매에 녹여 표준원액으로 하였으며 뽕나무 사일리지 시료를역시 용매로 추출하여 시험원액으로 하였다. 표준원액 및 시험원액 각각을 정밀하게 취하여9-fluorenylmethylchloroformate 시 약을 가해 유도체화 시키고 여과한 액을 표준용액 및 시험용액으로 하여 형광검출기를 갖춘 고속액체크로마토그래프를 이용, 각각의 피크면적을 구해1-DNJ의 함량(%)을 구하였다. x-aminobutyric acid (GABA)의 분석은 기초과학지원연구원에의뢰하여 실시하였으며 그 방법은 다음과 같다.
한우 고급육 생산을 위한 사양관리에 있어 기능성 사료의 활용 가능성을 규명하기 위해 뽕나무 사일리지의 기능성 성분 및 항산화 활성효능을 분석하였다. 뽕나무 사일리지의 일반 성분을 분석한 결과, 건물함량 28.
대상 데이터
본 실험에 이용된 뽕나무는 경주 인근 지역에서 양잠용으로 재배되던 것을 2008년 6월 말에 수확하여 사일리지 제조에 활용하였다. 예취된뽕나무는 파쇄기로 엽경을 함께 파쇄하여 드럼통에 비닐을 넣고 진압 및 밀봉하여 저장하여사일리지를 제조하였으며 저장 후 약 40일 경과된 시점에서 개봉하여 일부의 시료를 채취, 650의 dry oven 에서 48시간 건조 후 건물함량을 측정하고 이를 분쇄하여 사료가치 및 활성 성분 그리고 뽕나무 사일리지의 항산화 활성을 측정하기 위한 시료로 하였다.
이론/모형
유효성분에 대한 분석은 각각 다음과 같은 방법으로 분석을 실시했다. 1-deoxynqjirimycin (1-DNJ)는 Steady 와 Richards (1996)의 방법을 기본으로 하여 분석하였는데 먼저 1-DNJ 표준품을 용매에 녹여 표준원액으로 하였으며 뽕나무 사일리지 시료를역시 용매로 추출하여 시험원액으로 하였다. 표준원액 및 시험원액 각각을 정밀하게 취하여9-fluorenylmethylchloroformate 시 약을 가해 유도체화 시키고 여과한 액을 표준용액 및 시험용액으로 하여 형광검출기를 갖춘 고속액체크로마토그래프를 이용, 각각의 피크면적을 구해1-DNJ의 함량(%)을 구하였다.
뽕나무 사일리지 추출물의 페놀성 물질 함량은 Amerine과 Ough의 방법 (1980)에 의해 비색정량하였다. 즉, 추출물 1ml, EtOH 1 ml, 3차증류수 5 ml의 혼합용액 에 Folin-ciocalteu 시 약 5 μl을 가하여 혼합하고 5분 후 5% Na2CO3 1 ml를 넣어 1시간 암실에서 방치한 후 725 nm 에서 흡광도를 측정하여 페놀함량을 계산하였다.
뽕나무 사일리지의 일반성분은 AOAC법 (1990) 에 기초하여 분석하였다. 유효성분에 대한 분석은 각각 다음과 같은 방법으로 분석을 실시했다.
성능/효과
0 mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를나타냈다. Alkyl radical 소거 활성은 보다 낮은농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.125 mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과를 나타내고 있어 이 역시 높은 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 뽕나무사일리지의 기능성 가축사료화의 의미를 충분히 가질 수 있을 것으로 평가된다.
0mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를 나타냈다. Alkyl 라디칼 소거 활성은 보다 낮은 농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.125mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과를 나타내고 있어 이 역시 높은 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다.
3은 본 실험에 사용한뽕나무 사일리지의 항산화 기능성을 평가하기위해 각기 DPPH 라디칼, Hydroxyl 라디칼 및 Alkyl 라디칼 소거활성 기능을 평가한 것이다. DPPH 라디칼 소거활성은 뽕나무 사일리지 추출물의 농도가 높아질수록 비례해서 활성효과가 크게 나타나고 있었으며 0.25mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과가 인정되었고,Hydroxyl 라디칼 소거 활성 역시 0.5-2.0mg/ml로 농도가 높아질수록 활성 효과가 커지는 것을 알 수 있었으며 2.0mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를 나타냈다. Alkyl 라디칼 소거 활성은 보다 낮은 농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.
Flavonoid는 본 연구에서 검출이 되지 않았으며 총 phenol이 21.69 |ig/mg 정도 함유된 것으로 분석되었다. 뽕나무 잎에는 품종에 따라약간씩 차이는 있으나 flavonoid와 phenol 성분이 함유되어 있는 것으로 보고(채 등, 2003)되고 있는데 본 연구에서는 phenol 성분은 검출되었으나 flavonoid 성분은 분석되지 않았다.
22 pmol의 농도가 검출되었다. Flavonoid는 본 연구에서 검출이 되지 않았으며 총phenol이 21.69 gg/mg 정도 함유된 것으로 분석되었다. 뽕나무 사일리지의 DPPH radical 소거 활성은 뽕나무 사일리지 추출물의 농도가 높아질수록 비례해서 활성효과가 크게 나타나고 있었으며 0.
12%였다. 뽕나무 사일리지에 함유된 활성성분의 분석 결과, 대표적 활성성분으로 혈당강하성분인 1-deoxynojirimycin (1-DNJ)의 함량이 0.568 mg/g으로 검 량되 었으며 혈압강하성분인 GABA (x-Aminobutyric acid)의 함량은 5, 936.22 pmol의 농도가 검출되었다. Flavonoid는 본 연구에서 검출이 되지 않았으며 총phenol이 21.
69 gg/mg 정도 함유된 것으로 분석되었다. 뽕나무 사일리지의 DPPH radical 소거 활성은 뽕나무 사일리지 추출물의 농도가 높아질수록 비례해서 활성효과가 크게 나타나고 있었으며 0.25 mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과가 인정되었고, Hydroxyl radical 소거 활성 역시 0.5-2.0 mg/ml로 농도가 높아질수록 활성 효과가 커지는 것을 알 수 있었으며 2.0 mg/ml의 농도에서는 50% 이상의 활성효과를나타냈다. Alkyl radical 소거 활성은 보다 낮은농도에서 높은 활성효과를 나타내었는데 0.
분석하였다. 뽕나무 사일리지의 일반 성분을 분석한 결과, 건물함량 28.41 ± 3.12%, 조단백질 함량 12.43 ± 0.28%, 조지방 함량 2.47 ± 0.18%, 조섬 유 함량 20.29 ± 0.75% 및 조회분함량 6.98 ± 0.12%였다. 뽕나무 사일리지에 함유된 활성성분의 분석 결과, 대표적 활성성분으로 혈당강하성분인 1-deoxynojirimycin (1-DNJ)의 함량이 0.
분석 결과이다. 뽕잎에 함유된 대표적 활성 성분으로 혈당강하성분인 1-deoxynojirimycin (1-DNJ)의 함량을 Stead와 Richards (1996)의 방법을 참고하여 뽕나무 사일리지에 대해서 분석한 결과 0.568 mg/g의 함량이 검량되었다. 이는채 등(2003)에서 뽕나무 종류별 뽕잎의 1-DNJ 분석 결과에 비해 다소 낮은 수치인데 채 등 (2003)의 실험에서는 뽕잎에 대해서만 분석을실시한 경우이고 본 연구에서는 뽕잎뿐만 아니라 줄기까지를 포함한 뽕나무 지상부 전체를사일리지로 만들어 분석을 한 결과이기 때문에차이가 발생한 것으로 판단된다.
분석결과이다. 사일리지 제조 후 40일후에 개봉하여 시료를채취 분석한 결과, 건물함량은 28.41 ± 3.12%였으며 조단백질 함량 12.43 ± 0.28%, 조지방 함량 2.47 ± 0.18%, 조섬유 함량 20.29 ± 0.75% 및조회분 함량 6.98 ± 0.12%였다. 국내에서 사료가치와 수량 그리고 기호성이 높아 가장 널리재배되고 있는 옥수수의 국산 및 외국 도입 품종으로 제조된 사일리 지에 비해(이 등, 2004) 뽕나무 사일리지는 건물함량이 다소 낮았으나조단백질 함량은 매우 높아 일반 클로버류에버금가는(김 등, 2007) 함량을 나타냈다.
125 mg/ml의 농도에서 50% 이상의 활성효과를 나타내고 있어 이 역시 높은 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 뽕나무사일리지의 기능성 가축사료화의 의미를 충분히 가질 수 있을 것으로 평가된다.
후속연구
이는채 등(2003)에서 뽕나무 종류별 뽕잎의 1-DNJ 분석 결과에 비해 다소 낮은 수치인데 채 등 (2003)의 실험에서는 뽕잎에 대해서만 분석을실시한 경우이고 본 연구에서는 뽕잎뿐만 아니라 줄기까지를 포함한 뽕나무 지상부 전체를사일리지로 만들어 분석을 한 결과이기 때문에차이가 발생한 것으로 판단된다. 1-DNJ는 뽕잎뿐만 아니라 뽕나무 뿌리 (Asano 등, 2000) 및줄기 (Asano 등, 1994) 등에서도 검출되고 있기때문에 뽕나무 지상부 전체를 사료화 하여 활용하는데 있어도 본 실험의 결과와 같이 어느정도의 1-DNJ 성분의 검출을 기대할 수 있을것으로 여겨진다.
그러나 본 연구에서 사용된 뽕나무 사일리지에서도 뽕잎에 함유된 각종 유효성분들이 함유되어 있는 것으로 분석되어 기능성 사료로서충분한 가능성이 있는 것으로 평가된다.
따라서, 유리기 (free radical) 및 반응산소종을 소거할 수 있는 화합물은 세포내에서 지질과산화물의 생성을억제하여 노화 및 다양한 질병의 억제와 치료에 효과적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서도 이들의 radical 소거 (消去) 활성효과를 통해뽕나무 사일리지의 항산화(抗酸化) 기능성을일부 입증할 수 있었으며 이를 토대로 뽕나무사일리지의 기능성 가축사료화의 의미를 가질수 있을 것으로 평가된다.
Amerine, M.A. and C.S. Ough. 1980. Methods for analysis of musts and wine. Wiley & Sons, New York. p. 176-180
AOAC. 1990. Official methods of analysis(15th ed.). Association & Official Analytical Chemists, Washington DC
Asano, N., K. Oseki, E. Tomioko, H. Kizu and K. Matsui. 1994. N-containing sugars from Moms alba and their glycosidase inhibitory activities. Caborhydrate Research. 259:243-255
Katai, K. 1942. Trace components in mulberry leaves. Nippon Sanshigaku Zassi. 26:349-352
Kim, S.Y.,J.lJ. Gao, W.C. Lee, K.S. Ryu, K.R. Lee and Y.C. Kim. 1999. Antioxidative flavonoids from the leaves of Moms alba. Arch. Pharm. Res. 22:81-85
Park, P.J., J.Y. Je and S.K. Kim. 2003. Free radical scavenging activity of chitooligodsccharides by electron spin resonance spectrometry. Journal of Agric. and Food Chem. 51:4624-4627
Stead, D.A. and R.M. Richards. 1996. Sensitive fluorimetric determination of gentamicin sulfate in biological matrices using solid-phase extraction, pre-column derivatization with 9-fluorenylmethyl chloroformate and reversed-phase high performance liquid chromatography. J. Chromatogr. B Biomed. Appl. 675:295-302
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