선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 2009년 새롭게 육성된 품종인 하이아미는 진미벼와 계화벼의 교잡으로 필수아미노산 함량이 기존 품종에 비하여 30%정도 높으며 녹미는 우리 고유의 토종 찹쌀인 청량 미로 낟알의 색이 녹색인 품종이다. 따라서 본 연구에서는 새롭게 육성되어진 벼 품종들의 현미와 백미 70% 에탄올 추출물의 항산화 성분 함량과 항산화 활성을 측정하고 이들의 상관성을 비교․분석함으로써 식생활 개선, 품종 농가보급 및 항산화 관련 건강식품 개발 등 효율적인 이용 증진을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
- 본 연구에서는 여러 가지 벼 품종(삼광벼, 설갱벼, 큰눈벼, 화선찰벼, 홍진주벼, 흑광벼, 일품벼, 하이아미 및 녹미)의 현미와 백미 70% 에탄올 추출물의 항산화 성분과 항산화 활성을 비교․분석하여 쌀의 기능적 가치를 평가함으로써 이용 가능성을 살펴보고자 하였다. 주요 품종별 현미와 백미의 항산화 성분으로는 polyphenol, flavonoid, tocopherol, tocotrienol 및 γ-oryzanol을 측정하였으며, 항산화력은 ABTS와 DPPH radical 제거능 및 환원력을 측정하였다.
제안 방법
- 2 mL을 취한 후 질소 가스로 완전 농축하고, 1 mL의 n-hexane으로 녹인 다음 0.22 μm nylon membrane filter(MSI Inc., Westboro, MA, USA)로 여과한 다음 순상 HPLC (Younglin Inc., Seoul, Korea)로 분석하였다.
- 9 품종의 정조를 동일한 조건으로 제현기(model SY88-TH, Ssangyong Ltd., Incheon, Korea)를 이용하여 brown rice(현미)를 만들고 이중 일부를 다시 도정기(model MC-90A, Toyo Co., Wakayama, Japan)로 도정하여 milled rice(백미)로 제조하였다. 시료는 분쇄기(Micro hammercutter mill, Type-3, MHK Trading Co.
- Column은 Merck사로부터 구입한 LiChrosphere Diol 100(250 × 4 mm. i.d. 5 μm, Hibar Fertigsaube RT, Darmstadt, Germany)을사용하였고 검출기는 형광검출기(Linear instruments, Thermo Separation Products Inc., San Jose, CA, USA)로 파장은 excitation wavelength는 290 nm, emission wave-length는 330 nm에서 검출하였으며, 이동상은 n-hexane과 isopropanol을 99:1(v/v)로 혼합하였고 1 mL/min의 속도로 하고 추출물 20 μL를 주입하여 분석하였다.
- DPPH radical 소거활성은 Kim 등(22)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 0.
- DPPH radical 소거활성은 Kim 등(22)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 0.2 mL에 0.2 mM DPPH 용액 0.8 mL를 가한 후, 520 nm에서 정확히 30분 후에 분광광도계(UV-1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다. 이때 전자공여능은 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 구하였다.
- 8 mL를 가한 후, 520 nm에서 정확히 30분 후에 분광광도계(UV-1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다. 이때 전자공여능은 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 구하였다.
- 주요 품종별 현미와 백미의 70% 에탄올 추출물에 대한 항산화 활성으로 DPPH radical 소거능을 측정하였다. 추출물의 농도는 1 mg/mL로 하였으며 측정 결과는 Fig.
- 주요 품종별 현미와 백미의 항산화 성분으로는 polyphenol, flavonoid, tocopherol, tocotrienol 및 γ-oryzanol을 측정하였으며, 항산화력은 ABTS와 DPPH radical 제거능 및 환원력을 측정하였다.
- 즉, 100 μL 추출액에 2% Na2CO3 용액 2 mL를 가한 후 3분간 방치시키고 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 μL를 가하였다.
- 표준물질은 (+)-catechin hydrate를 사용하여 표준 검량선을 작성하였으며, 추출물의 total flavonoid 함량은 시료 1 g 중의 μg (+)-catechin hydrate로 나타내었다.
- 희석된 ABTS · + 용액 1 mL에 희석된 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였으며, 표준물질로서 L-ascorbic acid를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(AEAC, μg ascorbic acid equivalent antioxidant capacity)으로 나타내었다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 시료는 2008년에 농촌진흥청 국립식량 과학원에서 재배, 수확된 삼광벼(Samkwangbyeo), 설갱벼 (Seolgaengbyeo), 화선찰벼(Hwaseonchalbyeo), 큰눈벼 (Keunnunbyeo), 홍진주벼(Hongjinjubyeo), 흑광벼(Heugkwangbyeo), 일품벼(Ilpumbyeo), 하이아미(Haiami), 녹미 (Nokmi)를 사용하였다. 본 연구의 항산화 성분 분석과 항산화 활성 측정에 사용된 Folin-Ciocalteu reagent, gallic acid, (+)-catechin hydrate, ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazo-line-6-sulfonic acid), L-ascorbic acid, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 등은 Sigma-Aldrich(St.
- 본 연구의 항산화 성분 분석과 항산화 활성 측정에 사용된 Folin-Ciocalteu reagent, gallic acid, (+)-catechin hydrate, ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazo-line-6-sulfonic acid), L-ascorbic acid, DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 등은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA) 제품을, tocopherol과 tocotrienol 분석을 위한 methanol, isopropanol, D.W., n-hexane 등은 J. T. Baker(Phillipsburg, NJ, USA) 제품을 사용하였다.
- , Wakayama, Japan)로 도정하여 milled rice(백미)로 제조하였다. 시료는 분쇄기(Micro hammercutter mill, Type-3, MHK Trading Co., Bucheon, Korea)로분쇄하여 80 mesh 체에 통과시키고 걸리는 것은 다시 분쇄하여 체에 완전히 통과시킨 후 시료로 사용하였다. 준비된시료는 70% ethanol을 가한 뒤 상온에서 24시간 교반하면서 추출하였다.
- 표준물질로는 Wako Pure Chemical Ind. (Osaka, Japan)의 γ-oryzanol을 사용하였으며 표준 검량선은 3～20 μg/mL 사이의 값을 사용하였다.
이론/모형
- 각 추출액의 total polyphenol 함량은 Velioglu 등(16)의 방법에 따라 측정하였다. 즉, 100 μL 추출액에 2% Na2CO3 용액 2 mL를 가한 후 3분간 방치시키고 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 μL를 가하였다.
- 시료의 γ-oryzanol 함량은 Lilitchan 등(19)의 방법에 따라 측정하였다.
- 시료의 tocopherol 및 tocotrienol 함량은 Lee와 Lee(18)의 방법에 따라 측정하였다. 약 2～3 g의 시료를 취하여 약 80 ℃의 물 4 mL, 10 mL 2-propanol, 5 g MgSO4를 첨가한 후추출용매 20 mL을 넣고 2분간 균질화 시킨다.
- 총 항산화력 측정은 Re 등(20)의 방법에 따라서 측정하였다. 즉, 7.
- 현미와 백미의 70% 에탄올 추출물의 상대적인 총 항산화력은 ABTS cation decolorization assay 방법을 이용하였으며 총 항산화력은 AEAC(ascorbic acid equivalent antioxidant activity) 값으로 산출하였다. Fig.
- 환원력은 Mau 등(21)의 방법에 따라 측정하였다. 250 μL 시료에 동량의 0.
성능/효과
- Fig. 1(B)에서 보는바와 같이 현미와 백미 순으로 유색미인 홍진주벼 70% 에탄올 추출물에서 3918.60 및 123.99 μg AEAC eq/g sample, 흑광벼 70% 에탄올 추출물에서 2307.00 및 104.22 μg AEAC eq/g sample으로 높은 항산화력이 측정되었으며 모든 품종 에서 백미보다는 현미에서 높은 항산화력을 나타내었다.
- 각 품종별 현미와 백미의 추출 수율을 측정한 결과는 Table 1에 나타내었다. 각 시료의 추출 수율은 기존에 알려진 바와 같이 현미가 백미보다 높았으며, 각 품종(삼광벼, 설갱벼, 화선찰벼, 큰눈벼, 홍진주벼, 흑광벼, 일품벼, 하이아미 및 녹미) 중 현미에서는 큰눈벼가 3.80%로 가장 높았으며, 백미에서는 녹미가 1.28%로 추출 수율이 높았다. Woo 등(7)의 보고에 의하면 하이아미와 일품벼 백미의 70% 에탄올 추출 수율은 각각 1.
- 주요 품종별 현미와 백미의 항산화 성분으로는 polyphenol, flavonoid, tocopherol, tocotrienol 및 γ-oryzanol을 측정하였으며, 항산화력은 ABTS와 DPPH radical 제거능 및 환원력을 측정하였다. 각 품종의 현미와 백미의 70% 에탄올 추출물에서 1.98～3.80% 와 0.44～1.28%의 추출 수율을 보였으며, 실험결과 현미 추출물에서 백미 추출물보다 높은 함량의 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타내었다. 또한 각 품종의 현미와 백미 중에서 항산화 성분 및 항산화 활성이 높은 품종으로는 유색미인 홍진주벼로 나타났다.
- 28%의 추출 수율을 보였으며, 실험결과 현미 추출물에서 백미 추출물보다 높은 함량의 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타내었다. 또한 각 품종의 현미와 백미 중에서 항산화 성분 및 항산화 활성이 높은 품종으로는 유색미인 홍진주벼로 나타났다. 홍진주벼와 더불어 흑광벼에서도 상당한 항산화 성분을 함유하고 있었으며, 그에 따른 우수한 항산화 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 모든 품종의 현미에서 α-, γ-tocopherol 및 α-tocotrienol 이 검출되었으나 흑광벼 백미와 큰눈벼 백미에서는 각각 α -tocopherol과 α-tocotrienol이 검출되지 않았다.
- 벼 품종별 현․백미 추출물의 항산 화성분과 항산화력 간의 상관관계 분석 결과 현미의 경우 항산화 성분인 total polyphenol 성분과 DPPH 라디칼 소거능(R2 =0.8311), ABTS 라디칼 소거능(R2 =0.9897) 및 환원력 (R2 =0.9901) 그리고 flavonoid 성분과 DPPH 라디칼 소거능 (R2 =0.7624), ABTS 라디칼 소거능(R2 =0.9620) 및 환원력 (R2 =0.9855) 간에는 상당한 상관성을 나타낸 반면, γ-oryzanol과 비타민 E 등의 항산화 성분과 항산화 활성사이에 서는 상관성이 존재하지 않는 것으로 나타났으며, 백미의 경우도 항산화 성분 함량과 항산화력 간에는 어떠한 상관성이 존재하지 않았다.
- 이전의 연구에서 Kong 등(2)과 Oki 등(27)은 흑미의 메탄올 추출물이 백미의 메탄올 추출물보다 DPPH radical을 이용한 측정에서 높은 활성을 나타내었다고 보고하였으며, Villano 등(28)은 polyphenolic 화합물 중 flavonoid 계열 화합물의 DPPH radical 을 이용한 측정에서 우수한 항산화력이 있음을 보고하였다. 본 실험결과 측정된 백미에 비해 현미의 우수한 DPPH radical을 이용한 전자공여능은 미강층에 다량 존재하는 항산화 물질들과 연관이 있을 것으로 생각된다.
- 곡류에 함유되어 있는 항산화 물질 중 polyphenol 화합물 들은 free radical을 안정화시킬 수 있는 phenolic ring이 존재하기 때문에 뛰어난 항산화력을 가지는 것으로 보고되어져 있다(23). 본 실험에서는 total polyphenol 화합물의 함량은 Table 1과 같이 나타내었으며 현미에서는 녹미가 가장낮은 함량으로 1.15 mg/g sample로 나타났고 홍진주벼가 5.99 mg/g sample으로 가장 높게 보인 반면 백미에서는 0.15 ～0.35 mg/g sample로 삼광벼가 가장 낮았고 화선찰벼가 가장 높은 함량으로 측정되었다. 시험품종 중 홍진주벼와 흑광벼는 삼광벼를 비롯한 다른 품종보다 높은 total polyphenol 함량을 나타냈으며 Kong 등(2)의 연구에서 보고된 흑광벼와 흑진주벼의 현․백미 total polyphenol 함량과 비교하였을 때 유색미의 total polyphenol 함량이 매우 우수한 것임을 확인할 수 있었다.
- 35 mg/g sample로 삼광벼가 가장 낮았고 화선찰벼가 가장 높은 함량으로 측정되었다. 시험품종 중 홍진주벼와 흑광벼는 삼광벼를 비롯한 다른 품종보다 높은 total polyphenol 함량을 나타냈으며 Kong 등(2)의 연구에서 보고된 흑광벼와 흑진주벼의 현․백미 total polyphenol 함량과 비교하였을 때 유색미의 total polyphenol 함량이 매우 우수한 것임을 확인할 수 있었다. 또한 total flavonoid 함량은 현미 에서는 홍진주벼가 1,624.
- 품종별 현미와 백미에 대한 tocopherol과 tocotrienol 함량은 순상 HPLC를 통해 8가지 유도체를 분리․정량하여 mg/100 g으로 표시한 결과 Table 2와 같이 나타내었다. 실험 결과 vitamin E 함량은 모든 품종의 현미 추출물에서 백미 추출물보다 높은 함량을 보였으며 현미에서는 삼광벼가 4.24 mg/100 g sample로 다른 품종보다 높았으며 백미에서는 흑광벼가 2.77 mg/100 g sample로 높은 함량을 보였다. 모든 품종의 현미에서 α-, γ-tocopherol 및 α-tocotrienol 이 검출되었으나 흑광벼 백미와 큰눈벼 백미에서는 각각 α -tocopherol과 α-tocotrienol이 검출되지 않았다.
- 이상의 결과에서 쌀의 항산화 성분과 항산화 활성 연구에 있어 γ-oryzanol, polyphenol 등과 같이 항산화 활성을 보이는 성분들은 백미 추출물보다는 현미 추출물에서 다량 포함되어 있었으며 일반벼보다는 유색미에서 다량 함유되어 있음을 알 수 있었다.
- 1(A)와같이 나타났다. 품종별 DPPH radical 소거능은 현미일 경우 홍진주벼와 흑광벼가 88.79, 77.23%로 높았으며 나머지 품종에서는 7.76～38.11%로 나타내었고 모든 품종의 백미에서는 12.71～20.82%로 측정되었다. 이전의 연구에서 Kong 등(2)과 Oki 등(27)은 흑미의 메탄올 추출물이 백미의 메탄올 추출물보다 DPPH radical을 이용한 측정에서 높은 활성을 나타내었다고 보고하였으며, Villano 등(28)은 polyphenolic 화합물 중 flavonoid 계열 화합물의 DPPH radical 을 이용한 측정에서 우수한 항산화력이 있음을 보고하였다.
- 벼 품종별 현미와 백미의 환원력은 항산화 성분의 수소공 여능에 의한 것으로서 잠재적인 항산화 활성의 척도가 될 수가 있다. 현미의 환원력은 1 mg/mL의 농도에서 홍진주벼와 흑광벼의 70% 에탄올 추출물에서 0.51, 0.25로서 다른품종의 현미 추출물의 환원력(A700＝0.05～0.10)보다 높은 값으로 측정되었다. 또한 백미 상태의 경우에는 0.
- 또한 각 품종의 현미와 백미 중에서 항산화 성분 및 항산화 활성이 높은 품종으로는 유색미인 홍진주벼로 나타났다. 홍진주벼와 더불어 흑광벼에서도 상당한 항산화 성분을 함유하고 있었으며, 그에 따른 우수한 항산화 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 쌀의 항산화 성분과 항산화 활성 연구에 있어 γ-oryzanol, polyphenol 등과 같이 항산화 활성을 보이는 성분들은 백미 추출물보다는 현미 추출물에서 다량 포함되어 있었으며 일반벼보다는 유색미에서 다량 함유되어 있음을 알 수 있었다.
후속연구
- 이에 많은 항산화 물질들에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 다양한 품종의 현미와 백미 추출물들은 환원력을 나타내고 있으며 이는 매일 주식으로 섭취하는 쌀의 특성상 인체에 도움이될 것으로 사료된다(7). 벼 품종별 현․백미 추출물의 항산 화성분과 항산화력 간의 상관관계 분석 결과 현미의 경우 항산화 성분인 total polyphenol 성분과 DPPH 라디칼 소거능(R2 =0.
- 이상의 결과에서 쌀의 항산화 성분과 항산화 활성 연구에 있어 γ-oryzanol, polyphenol 등과 같이 항산화 활성을 보이는 성분들은 백미 추출물보다는 현미 추출물에서 다량 포함되어 있었으며 일반벼보다는 유색미에서 다량 함유되어 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 쌀 기능성 구명연구를 위한 기초 자료를 제공하고, 금후 건강증진 식품으로서 쌀의 효능을 소비자들에게 인식시켜 나아가 쌀 소비 촉진에 기여할 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.