주박 추출물을 열수와 에탄올로 추출하여 항균활성, 항산화, DPPH 라디컬 소거능 그리고 SOD 유사활성을 실험하였다. 주박의 추출물은 B. subtilis, Staph. aureus, P. aeruginosa 그리고 E. coli 균주에 대해서 모든 항균활성을 가지고 있었다. 대두유 유화물을 이용한 주박의 항산화력은 control보다 추출물이 더 높았다. 그리고 주박 추출물의 농도가 200 ppm일때 효과가 있었다. 주박 추출물의 DPPH의 소거능은 80% 이상의 저해 효과 나타냈다. SOD 유사활성은 에탄올 추출물보다 열수 추출물이 더 높게 나타났다. 주박의 지속적인 연구를 함으로써 화장품 원료로서 가능성이 있고, 또한 주박을 다른 용매 추출법에 의해 식품의 기능성 원료로 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
주박 추출물을 열수와 에탄올로 추출하여 항균활성, 항산화, DPPH 라디컬 소거능 그리고 SOD 유사활성을 실험하였다. 주박의 추출물은 B. subtilis, Staph. aureus, P. aeruginosa 그리고 E. coli 균주에 대해서 모든 항균활성을 가지고 있었다. 대두유 유화물을 이용한 주박의 항산화력은 control보다 추출물이 더 높았다. 그리고 주박 추출물의 농도가 200 ppm일때 효과가 있었다. 주박 추출물의 DPPH의 소거능은 80% 이상의 저해 효과 나타냈다. SOD 유사활성은 에탄올 추출물보다 열수 추출물이 더 높게 나타났다. 주박의 지속적인 연구를 함으로써 화장품 원료로서 가능성이 있고, 또한 주박을 다른 용매 추출법에 의해 식품의 기능성 원료로 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
The purpose of this study was to investigate antimicrobial, antioxidant, DPPH radical scavenging and SOD-like activity effect of Jubak(AFC) extract using hot water and ethanol solvent. All extracts from Jubak(AFC) had antimicrobial activities in the Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomo...
The purpose of this study was to investigate antimicrobial, antioxidant, DPPH radical scavenging and SOD-like activity effect of Jubak(AFC) extract using hot water and ethanol solvent. All extracts from Jubak(AFC) had antimicrobial activities in the Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli. Antioxidant activities of the Jubak(AFC) using soybean oil emulsion was confirmed to be higher in the extract using ethanol and hot water than control and the antioxidant was practically effective when concentration of the Jubak was 200 ppm. Scavenging effect of DPPH radical of Jubak extracts showed inhibition effect was above 80%. SOD-like activity were higher in hot water extracts than in ethanol extracts. If keeping up Jubak's study, it could have potential as a cosmetic raw material. Additionally, Jubak could be expected as functional material in food by different extract method.
The purpose of this study was to investigate antimicrobial, antioxidant, DPPH radical scavenging and SOD-like activity effect of Jubak(AFC) extract using hot water and ethanol solvent. All extracts from Jubak(AFC) had antimicrobial activities in the Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli. Antioxidant activities of the Jubak(AFC) using soybean oil emulsion was confirmed to be higher in the extract using ethanol and hot water than control and the antioxidant was practically effective when concentration of the Jubak was 200 ppm. Scavenging effect of DPPH radical of Jubak extracts showed inhibition effect was above 80%. SOD-like activity were higher in hot water extracts than in ethanol extracts. If keeping up Jubak's study, it could have potential as a cosmetic raw material. Additionally, Jubak could be expected as functional material in food by different extract method.
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문제 정의
SOD(superoxide dismutase)는 생체 내에서 O2-(superoxide)의 소거에 관여하는 효소이며, 생체 내에서 생성된 활성 산소는 체내에서 산화적 장애를 초래하게 되므로 이런 현상을 억제하기 위해 SOD 유사활성을 지닌 소재를 주박에서 탐색하고자 연구를 하게 되었다. Superoxide에 대한 산화 억제 작용을 알아보기 위해 superoxide와 반응하여 갈변물질을 내는 pyrogallol의 자동 산화반응을 측정한 결과를 Fig.
따라서 본 연구는 주박 추출물의 생리활성 실험을 통해 기능성 소재로서 산업적 이용 가치를 확인하고, 식품 및 화장품 개발에 목적을 두고 실험하였다.
제안 방법
혼합액에 주박 추출물을 200 ppm 첨가하여 60℃로 반응시키면서 24시간마다 TBA value를 측정하였다. Control은 추출물과 합성 항산화제를 첨가하지 않은 것을 사용하였고, 대조구는 합성 항산화제를 첨가하여 사용하였다. TBA가 측정은 반응액 2 ㎖와 증류수 6 ㎖를 넣고 7.
각 시료 1 ㎖에 2×104M DPPH 1.0 ㎖를 넣고 교반한 후 30분 동안 방치한 다음 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
)로 전화시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다. 시료 용액 2 ㎖에 Tris-HCl의 완충용액(50 mM Tris+10 mM EDTA, pH 8.5) 3.0 ㎖와 7.2 mM pyrogallol 0.2 ㎖를 가하여 25℃에서 10분간 반응시킨 후 1N HCl 0.1 ㎖를 가하여 반응을 정지시키고 반응액 중 산화된 pyrogallol의 양을 420 ㎚에서 측정하였다. SOD 유사활성은 시료용액의 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율을 %로 나타내었다.
주박 추출물의 열수 및 Et-OH 추출에 따른 항산화력 효과를 검토하기 위하여 쌀코지, 보리코지, 밀코지 그리고 상황 버섯 코지와 발효시켜 생산된 부산물의 산화 억제 효과를 검토하기 위하여 각각의 부산물을 열수와 Et-OH를 이용하여 추출하였다. 열수와 Et-OH로 추출한 추출물 200 ppm을 대두유 혼합물에 첨가하여 60℃로 저장하면서 24시간마다 TBA가를 측정하였으며, 대조구로는 BHA로 비교하였다. 그 결과, Fig.
주박 추출물을 열수와 에탄올로 추출하여 항균활성, 항산화, DPPH 라디컬 소거능 그리고 SOD 유사활성을 실험하였다. 주박의 추출물은 B.
주박 추출물의 열수 및 Et-OH 추출에 따른 항산화력 효과를 검토하기 위하여 쌀코지, 보리코지, 밀코지 그리고 상황 버섯 코지와 발효시켜 생산된 부산물의 산화 억제 효과를 검토하기 위하여 각각의 부산물을 열수와 Et-OH를 이용하여 추출하였다. 열수와 Et-OH로 추출한 추출물 200 ppm을 대두유 혼합물에 첨가하여 60℃로 저장하면서 24시간마다 TBA가를 측정하였으며, 대조구로는 BHA로 비교하였다.
주박 추출물의 전자 공여능은 Blois(1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 1 ㎖에 2×104M DPPH 1.
항균활성 실험은 NA 평판배지에 0.4% soft agar에 시험균주 1%를 접종하여 중층하였고, 멸균된 paper disc(φ 8 ㎜, Whatman)를 사용하여 주박 시료를 20, 40, 60 ppm 첨가하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 후, 형성된 clear zone(㎜)으로 항균활성을 비교하였다.
혼합액에 주박 추출물을 200 ppm 첨가하여 60℃로 반응시키면서 24시간마다 TBA value를 측정하였다. Control은 추출물과 합성 항산화제를 첨가하지 않은 것을 사용하였고, 대조구는 합성 항산화제를 첨가하여 사용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 균주는 Table 2와 같이 Gram(+), Gram (－)을 선택하여 균주 모두 nutrient broth에 계대 배양하여 실험에 사용하였다. 항균활성 실험은 NA 평판배지에 0.
본 연구에 이용된 현미는 농협(수원 권선구 구운동 소재)에서 구입하여 사용하였으며, 국균(Aspergillus kawachii)은 (주)수원 종국으로부터 제공받아 사용하였다. 쌀코지, 밀코지, 보리코지, 상황버섯 코지 제조 방법은 Fig.
실험 비율은 Table 1과 같다. 알코올 발효 후, 실험에 사용된 주박은 분말 상태로 제조하여 사용하였다.
이론/모형
SOD 유사활성은 Marklund & Marklund(1974)의 방법에 따라 과산화수소(H2O2)로 전화시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다.
성능/효과
AFC 3과 4의 경우에는 단일 곡류 발효한 주박의 열수 추출물의 경우 Staph. aureus 균주가 다른 균주에 비해 높은 항균활성을 나타내었고, 다른 균주간의 항균활성 큰 차이는 없었으며, 곡류 혼합 발효한 주박 추출물의 경우에는 약간의 항균활성을 보여주었다. 또한, Et-OH 추출한 경우에는 단일 및 혼합 곡류 발효 주박 추출물의 항균활성은 Staph.
Et-OH 추출 시료 시 AFC 1와 AFC 2의 항균활성의 차이는 크게 나타나질 않았다. 곡류의 단일 발효와 혼합 발효한 주박의 항균활성은 E. coli 균주에서는 약간의 차이가 나타났으나 대체적으로 뚜렷한 차이는 나지 않는 것으로 확인되었다. 그러나 열수와 Et-OH 추출 간의 항균활성을 비교한 결과, Et-OH 추출 시에 항균활성이 E.
열수와 Et-OH로 추출한 추출물 200 ppm을 대두유 혼합물에 첨가하여 60℃로 저장하면서 24시간마다 TBA가를 측정하였으며, 대조구로는 BHA로 비교하였다. 그 결과, Fig. 2에서 보는 바와 같이 각각의 곡류와 상황버섯 코지를 함께 발효 후, 주박 부산물을 열수(AFC W1, 3, 5) 추출한 것과 Et-OH (AFC E1, 3, 5) 추출한 추출액의 경우 산화 억제 효과를 확인할 수 있었지만, 대조구인 BHA보다는 산화 억제 효과가 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 주박의 열수 및 Et-OH 추출물 모두 3일째부터 항산화력이 급격하게 떨어지는 결과를 나타내었다.
coli 균주에서는 약간의 차이가 나타났으나 대체적으로 뚜렷한 차이는 나지 않는 것으로 확인되었다. 그러나 열수와 Et-OH 추출 간의 항균활성을 비교한 결과, Et-OH 추출 시에 항균활성이 E. coli을 제외한 모든 균주에서 높게 나타났음을 확인할 수 있었다. AFC 3과 4의 경우에는 단일 곡류 발효한 주박의 열수 추출물의 경우 Staph.
coli 균주에 대해서 모든 항균활성을 가지고 있었다. 대두유 유화물을 이용한 주박의 항산화력은 control보다 추출물이 더 높았다. 그리고 주박 추출물의 농도가 200 ppm일때 효과가 있었다.
지금까지 곡류 중의 기능적 특성을 연구하기보다는 곡류에 함유된 식이섬유를 이용한 생리적 기능성(Oh & Lee 1996)과 찹쌀 및 보리쌀 탁주 술덧의 발효과정 중 휘발성 향기성분의 특성(Lee & Choi 1998)에 대한 연구 등은 보고되었지만, 탁주 제조 후 폐기되는 주박을 이용한 항균활성에 대한 보고는 전무한 상태이다. 따라서 본 실험 결과로 볼 때 주박을 열수 추출과 Et-OH 추출한 경우 Gram(+) 뿐만 아니라 Gram(－)에 대한 발육 억제 활성을 갖는 생리활성 물질을 함유하고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 지금까지 폐기되고 가축의 사료로 사용되었던 주박 부산물에 대한 추가적인 연구가 수반되어 진행된다면 화장품 산업에 이용 가능한 원료로 사용 가능할 것으로 생각된다.
coli 균주에서는 매우 낮은 항균활성을 나타내었다. 또한, 곡류의 단일 발효와 혼합 발효한 주박의 항균활성은 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.
2에서 보는 바와 같이 각각의 곡류와 상황버섯 코지를 함께 발효 후, 주박 부산물을 열수(AFC W1, 3, 5) 추출한 것과 Et-OH (AFC E1, 3, 5) 추출한 추출액의 경우 산화 억제 효과를 확인할 수 있었지만, 대조구인 BHA보다는 산화 억제 효과가 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 주박의 열수 및 Et-OH 추출물 모두 3일째부터 항산화력이 급격하게 떨어지는 결과를 나타내었다. 지금까지 상황버섯(Phellinus linteus)의 자실체 열수 추출물은 소화기 계통의 암에 저지 효과(Ikekawa 등 1968)가 있다고 알려지면서 지금까지 수많은 연구가 진행되었고, 상황버섯의 항암 효과(Chung 등 1994)뿐만 아니라 면역반응을 항진(Kim 등 1996)시킨다는 연구보고도 있어 민간에서 많이 사용되고 있다.
3에 나타내었다. 열수와 ethanol 추출물을 첨가했을 때 열수 추출물이 ethanol 추출물보다 활성능이 2배 정도 높게 나타났다. 주박의 열수 추출물의 경우, 쌀코지 단독으로 발효시킨 시료(AFC 1)를 제외한 나머지 시료에서 약 80% 이상의 높은 활성능을 나타냈다.
주박의 항균력을 측정하기 위해 열수와 Et-OH 용매 추출후 농축하여 항균 활성을 측정한 결과는 Table 3에서 보는 바와 같다. 열수추출의 경우 AFC 1과 2에서 추출물의 항균활성은 Gram(+)와 Gram(－) 미생물에서 대부분 낮은 항균력을 나타내었으나, AFC 2는 E. coli 균주가 다른 균주보다 높은 항균활성을 보여주었다. Et-OH 추출 시료 시 AFC 1와 AFC 2의 항균활성의 차이는 크게 나타나질 않았다.
최근까지 Lee 등(2006)에 의해 상황버섯(Phellinus linteus) 추출물의 생리활성에 대해 보고되었지만, 상황버섯 코지를 이용하거나 상황버섯 코지를 이용한 후 생산되는 부산물에 대한 연구는 거의 없었다. 이 결과 볼 때, 주정 발효시 사용한 곡류 코지와 상황버섯 코지의 혼합 발효한 주박 부산물 추출물에서도 생리활성 물질을 확인할 수 있었다.
그러나 열수와 ethanol 추출 시료간의 차이는 크지 않았다. 이 결과로 볼 때 주박의 항산화력이 있음을 확인할 수 있었다.
주박의 열수 추출물의 경우, 쌀코지 단독으로 발효시킨 시료(AFC 1)를 제외한 나머지 시료에서 약 80% 이상의 높은 활성능을 나타냈다. 한편, 쌀코지 단독 발효(AFC 1)할 때보다 상황버섯코지와 함께 발효(AFC 2)시켰을 때 얻어진 주박 부산물에서 약간 높은 활성능을 나타냈으며, 보리코지와 밀코지에서는 단독 발효(AFC 3, 5)시켰을 때, 혼합 발효(AFC 4, 6)시킨 주박의 추출물보다 활성능이 높게 나타났다. 본 실험 결과, 주박 추출물의 경우, 어떠한 성분에 의해 SOD 활성능이 높게 나타났는지에 대한 연구가 필요한 실정이다.
후속연구
따라서 본 실험 결과로 볼 때 주박을 열수 추출과 Et-OH 추출한 경우 Gram(+) 뿐만 아니라 Gram(－)에 대한 발육 억제 활성을 갖는 생리활성 물질을 함유하고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 지금까지 폐기되고 가축의 사료로 사용되었던 주박 부산물에 대한 추가적인 연구가 수반되어 진행된다면 화장품 산업에 이용 가능한 원료로 사용 가능할 것으로 생각된다.
본 실험 결과, 주박 추출물의 경우, 어떠한 성분에 의해 SOD 활성능이 높게 나타났는지에 대한 연구가 필요한 실정이다. 또한, ethanol만을 추출용매로 사용하는 것보다 다른 용매로 주박을 추출하여 활성능을 확인할 필요가 있기에 지속적인 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
SOD 유사활성은 에탄올 추출물보다 열수 추출물이 더 높게 나타났다. 주박의 지속적인 연구를 함으로써 화장품 원료로서 가능성이 있고, 또한 주박을 다른 용매 추출법에 의해 식품의 기능성 원료로 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
주박의 효능은?
이러한 경향은 일본의 청주 즉 사케(酒) 소비량 감소와도 일치하는데, 이를 극복하기 위하여 일본에서는 청주뿐만 아니라 청주를 거르고 난 후의 술지게미(酒粕)의 생리기능에 대한 연구를 활발히 진행하여 왔다. 그 결과, 주박은 당뇨, 고혈압, 골다공증에 효과가 있으며, 뇌경색, 심근경색 및 동맥경화를 예방하고 알레르기 체질을 개선하고, 미백 효과를 나타내는 등 다양한 기능성분을 함유하고 있음이 보고되었고, 이들 성분을 이용한 건강식품과 기능성 식품을 개발하려는 연구가 지속되고 있다(Gekkeikan 1993; Saito 등 1994; Nippon Shuzo 1998).
주박 추출물을 열수와 에탄올로 추출하여 항균활성, 항산화, DPPH 라디컬 소거능 그리고 SOD 유사활성을 실험한 연구를 통해 어떤 균주에 대한 주박 추출물의 항균활성을 확인할 수 있었는가?
주박 추출물을 열수와 에탄올로 추출하여 항균활성, 항산화, DPPH 라디컬 소거능 그리고 SOD 유사활성을 실험하였다. 주박의 추출물은 B. subtilis, Staph. aureus, P. aeruginosa 그리고 E. coli 균주에 대해서 모든 항균활성을 가지고 있었다. 대두유 유화물을 이용한 주박의 항산화력은 control보다 추출물이 더 높았다.
주박이란?
주박은 쌀, 물, 누룩, 효모 등을 이용하여 청주나 약주를 발효 후, 술을 걸러내는 과정에서 생성되는 부산물이며, 탁주로 부터 분리된 주박은 식량이 부족했던 시기에 대체식품의 역할을 담당했을 만큼 영양적인 면에서 우수하다고 알려져 있다. 현재 우리나라에서도 탁주(막걸리) 제조 과정에서 생산된 부산물 주박은 양돈업자에 의해 사료용으로 소비되거나 추가비용을 들여 폐기하는 실정이다(Kim & Cho 2006).
참고문헌 (17)
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Kim HM, Han SB, Oh GT, Kim YH, Hong DH, Hong ND, Yoo ID. 1996. Stimulation of humoral and cell mediated immunity by polysaccharide from mushroom Phellinus linteus. Int J Immunopharmac 18:295-303
Kim SM, Cho WK. 2006. Effects of Takju(Korean turbid rice wine) lees on the serum glucose levels in streptozotocininduced diabetic rats. Korean J Food Culture 21:638-643
Lee HL, Kwon HJ, Chun SS, Kim JH, Cho YJ, Cha WS. 2006. Biological activities of extracts from Phelliuns linteus. J Korean Soc Appl Biol Chem 49:298-303
Lee KS, Kim DH. 1991. Effect of sake cake on the quality of low salted Kochuzang(In Korean). Korean J Food Sci Techno 23: 109-115
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Marklund S, Marklund G. 1974. Involvement of the superoxide anion radical in the autoxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. Eur J Biochem 47:469-474
Saito Y, Wanezaki K, Kawato A, Imayasu S. 1994. Structure and activity of angiotensin I converting enzyme inhibitory peptides from sake and sake lees. Biosci Biotechno Biochem 58:L1767-1771
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