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문제 정의
- 본 연구에서는 여러 가지 약리학적 성분과 활성을 지닌 것으로 보고된 합환목으로 알려진 자귀나무를 이용한 한방 소재의 기능성 제품 및 식품의 개발 가능성을 알아보기 위하여 줄기와 잎에 함유된 일반성분과 당, 수용성 단백질 등의 영양성분과 폴리페놀 및 플라보노이드 화합물의 함량 그리고 무기질과 아미노산 및 아미노산 유도체의 함량을 측정하였다.
가설 설정
- 2)nd is not detected.
- 3)tr is trace.
제안 방법
- 1 mL Folin-Ciocalteu's phenol reagent를 첨가, 다시 실온에서 30분간 반응시킨 후, 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. Bovine serum albumin(Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 위와 동일한 방법으로 측정된 표준곡선으로부터 자귀나무 줄기와 잎에 함유된 수용성 단백질의 함량을 산출하였다.
- Flow rate는 20 mL/hr에 ninhydrin 25 mL/hr의 조건으로 pH 2.8∼3.5, column의 온도는 35∼80°C, 반응온도 135°C의 조건으로 분석하였다.
- 45 μm membrane filter로 여과하였다. 그리고 Sep-Pak C18 cartridge로 색소 및 단백질 성분을 제거한 후 high performance liquid chromatography(HPLC, Waters 600E controller, Waters Co., Milford, MA, USA)를 이용하여 분석하였다. Detector는 RI(Waters 2410, Waters), carbohydrate column(4.
- 식용 및 약용으로 사용되고 있는 자귀나무(A. julibrissin)의 줄기와 잎을 대상으로 새로운 기능성식품이나 의약품의 소재로써 영양학적 가치 및 활용 가능성을 알아보고자 일반 성분, 당, 수용성 단백질, 폴리페놀과 플라보노이드, 무기질 그리고 유리아미노산 및 아미노산 유도체의 함량을 분석하였다. 자귀나무의 줄기는 잎보다 탄수화물 함량은 높았으나 그 외의 조단백질과 조지방, 조회분은 잎에서 더 높았다.
- 유리아미노산 및 아미노산 유도체는 자귀나무 줄기와 잎 1 g에 증류수 100 mL를 가하여 추출한 후 0.45 μm filter로 여과하여 분석용 column(Lithium high resolution peek)이 부착된 아미노산 자동분석기(Pharmacia Chrom 20, Pharmacia Biotech, Stockholm, Sweden)를 사용하여 분석하였다.
- 45 μm filter로 여과하였다. 이를 시료액으로 하여 inductively coupled plasma(ICP) optical emission spectrometers(IRIS Interpid II XSP, Thermo, Rockford, IL, USA)를 이용하여 RF power 1.15 kW, sample uptake 1.8 mL/min, pump tubing은 tygon orange, 그리고 gas는 argon을 사용하여 자귀나무 줄기와 잎의 무기질 함량을 측정하였다.
- 총 폴리페놀 화합물은 tannic acid를 이용하여 최종농도가 0, 37.5, 75, 150, 300 μg/mL가 되도록 취하여 위와 같은 방법으로 측정된 표준곡선으로부터 폴리페놀 화합물 함량을 산출하였다.
- 총 플라보노이드 정량은 quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 최종농도가 0, 10, 25, 50, 100, 250, 500 μg/mL가 되도록 취하여 위와 동일한 방법으로 측정한 표준곡선으로부터 산출하여 자귀나무의 플라보노이드 화합물 함량을 구하였다.
- 플라보노이드 화합물 정량은 Nieva Moreno 등(18)의 방법을 변형하여 추출액 0.1 mL에 80% ethanol 0.4 mL를 첨가하여 혼합한 후 10% aluminum nitrate 0.1 mL와 1 M potassium acetate 0.1 mL 그리고 80% ethanol 4.3 mL를 가하여 25°C에서 40분간 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 자귀나무의 부위별 환원당은 Somogyi-Nelson 방법(14)에 따라 반응시킨 후 spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량의 정량은 glucose(Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA)로 표준곡선을 작성하여 자귀나무 줄기와 잎 추출시료의 환원당 함량을 산출하였다.
대상 데이터
- 실험재료인 자귀나무(A. julibrissin)는 2007년 7월경에 경북 경산 일대의 야산에서 동정 후 채집하여 줄기와 잎으로 각각 분리하고 흐르는 물에 수회 세척하여 흙과 이물질을 제거하여 사용하였다. 줄기는 수피부분만을 분리하여 0.
- 줄기는 수피부분만을 분리하여 0.5 cm 정도로 세절하였으며, 잎은 총엽병 부분을 제거한 후 열풍건조기(DR-0160, Hankwang, Siheung, Korea)로 40°C에서 12∼24시간 동안 충분히 건조시킨 뒤 본 유용성분을 분석하기 위한 실험재료로 사용하였다.
데이터처리
- 자귀나무의 줄기와 잎 추출물에 대한 모든 결과는 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 SPSS 17.0 for windows program을 이용하여 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 표시하였다.
이론/모형
- 무기질 함량은 Yun 등(19)의 습식분해법에 따라 건조된 시료 1 g에 65%의 HNO3 6 mL와 30% H2O2 1 mL를 가한 다음 microwave digestion system(Ethos-1600, Milestone, Sorisole, Italy)을 사용하여 시료를 전처리, 분해하여 0.45 μm filter로 여과하였다.
- 수분은 105°C 상압 가열 건조법으로 측정하였으며, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다.
- 수용성 단백질 함량은 Lowry 등(16)의 방법에 따라 자귀 나무 추출시료 0.2 mL를 취하여 혼합시약(A : B＝50:1, A: 2% Na2CO3 in 0.1 N NaOH, B: 1% C4H4KNaO6 in 0.5% CuSO4․5H2O)을 1 mL 첨가하여 30°C에서 10분간 반응시켰다.
- 유리당은 Shim 등(15)이 행한 방법에 따라 자귀나무 줄기와 잎에서 추출한 시료액을 hexane으로 유지성분을 제거하고 0.45 μm membrane filter로 여과하였다.
- 자귀나무 줄기와 잎의 폴리페놀 화합물의 함량은 FolinDenis(17)법으로 추출시료 0.2 mL을 시험관에 취하여 증류수를 첨가하여 2 mL로 만든 다음, Folin-Ciocalteu's phenol reagent 0.2 mL를 첨가한 후, vortex하여 3분간 실온에서 반응시킨 후, Na2CO3 포화용액 0.4 mL를 가하여 혼합하고 여기에 증류수를 1.4 mL 가하고 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 spectrophotometer를 사용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 자귀나무의 부위별 환원당은 Somogyi-Nelson 방법(14)에 따라 반응시킨 후 spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량의 정량은 glucose(Sigma-Aldrich Co.
- 자귀나무의 줄기와 잎의 일반성분은 AOAC의 표준 분석법(13)에 준하여 분석하였다. 수분은 105°C 상압 가열 건조법으로 측정하였으며, 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다.
- 조지방은 Soxhlet 추출방법, 조회분은 550°C 조건의 직접회화법으로 분석하였다.
성능/효과
- 건조된 자귀나무 줄기와 잎의 당 함량을 측정한 결과 줄기의 환원당은 711.80 mg%였으며, 잎은 1,422.83 mg%로 잎이 줄기보다 2배 많았다. 유리당은 줄기에서 총 15.
- 2배 이상 아미노산 함량이 높았다. 또한 뽕나무 줄기는 2,450.5 mg%로 proline(313.7 mg%)과 glutamic acid(235.6 mg%)의 함량이 비교적 높다고 하였으며(28), 명일엽의 유리아미 노산 총량이 2,136.0 mg%라는 결과(29)와 비교하여도 자귀나무 줄기와 잎의 유리아미노산 함량이 높았으며, 특히 proline은 콜라겐의 주요 구성요소로서 근육강화를 유지하고, 피부조직을 개선하여 노화방지효과가 있는 아미노산(30)으로 뽕나무와 명일엽보다 매우 많은 양을 함유하였다. 그리고 자귀나무 잎에 많이 함유된 cysteine은 케라틴 단백질의 주성분이며 체내 항산화제인 글루타치온의 전구체로 독성물질 해독, Fe 흡수 및 피부 재생, 지방연소, 백혈구 생성 촉진 등 다양한 생리기능의 발현에 관여하며, arginine은 성장호르몬의 분비를 증가시킨다(31).
- 07 mg%로 싸리나무보다 약 2배 많았으며, 특히 Mg는 약 9배 이상 많이 함유된 것으로 분석되었다. 또한 자귀나무 잎의 무기질 함량은 영아자 잎에서는 Ca 1,127.10 mg%, K 77.33 mg% 그리고 Mg 51.55 mg%라는 Chung 등(22)의 결과와 비교하여 자귀나무 잎에 함유된 Ca(287.73 mg%)은 영아자 잎보다 낮았으나 수분과 전해질의 평형 유지 및 근육의 수축과 이완작용에 관여하는 K(1,489.53 mg%)는 약 20배 이상 많았으며, 효소의 보조인자나 활성제로 작용하고 에너지 대사에 관여하는 무기질인 Mg도 자귀나무 잎이 영아자 잎보다 4배 이상 높았다. 그러므로 자귀나무 줄기와 잎은 생체유지에 필요한 무기질을 다량 함유하므로 우수한 무기질 공급원으로서 여러 가지 생리학적 효능을 기대할 수 있을 것으로 판단된다(27).
- 61%라고 보고하였으며 이러한 결과와 비교하면 자귀나무 줄기의 조단백질과 조지방은 약 4배, 조회분은 10배 이상 많이 함유되었다. 또한 한방재료로 사용되고 있는 두충의 잎에는 탄수화물 11.5%, 조단백질이 17.7%, 조회분 6.9%, 조지방 2.9%이며, 인진에는 탄수화물 41.2%, 조단백질 7.2%, 조회분 5.2%, 그리고 조지방이 1.7%를 함유하였다는 결과(21)와 비교하면 자귀나무 잎이 두충잎보다 조단백질의 함량은 낮았으나 탄수화물과 조회분, 조지방은 많았으며, 인진보다는 자귀나무 잎이 1.5배 이상 많았다.
- 75 mg%를 함유하였다. 무기질은 줄기 1,656.56 mg%, 잎 2,018.71 mg%로 Ca와 K, Mg의 함량이 높았으며, 전체 무기질 함량의 99%를 차지하였다. 총 17종이 분리 동정된 유리아미노산은 줄기 2,977.
- 6배 이상 많은 수용성 단백질을 함유하였다(Table 3). 본 결과를 가죽나무의 부위별 함유성분을 분석한 결과, 줄기에서는 1,072.21 mg%이며, 잎은 9,839.52 mg%라는 보고(23)와 비교하면 자귀나무 줄기와 잎의 수용성 단백질의 함량이 매우 낮았다. 그러나 우산나물 잎에는 210.
- 자귀나무의 줄기는 잎보다 탄수화물 함량은 높았으나 그 외의 조단백질과 조지방, 조회분은 잎에서 더 높았다. 수용성 단백질은 줄기에서 229.57 mg%, 잎은 1,073.59%였으며, 폴리페놀 화합물은 각각 446.67 mg%와 2,583.33 mg%, 플라보노이드는 16.36 mg%와 2,234.75 mg%를 함유하였다. 무기질은 줄기 1,656.
- 아미노산 유도체는 줄기에서 11종 263.53 mg%로 γ-aminoisobutyric acid(108.74 mg%), 잎에서는 13종 696.47 mg%로 phosphoserine(253.90 mg%)이 함량이 높았다.
- 83 mg%로 잎이 줄기보다 2배 많았다. 유리당은 줄기에서 총 15.66 mg%로 glucose만이 동정되었으며, 잎에서는 glucose 21.25 mg%, sucrose 14.50 mg%, sorbitol 3.30 mg% 그리고 maltose은 1.25 mg%로 총 40.30 mg%로 자귀나무 잎이 줄기보다 다양한 조성의 유리당이 동정되었으며, 총 함량도 약 2.5배 이상 많았다(Table 2).
- 이러한 분석결과를 싸리나무 줄기의 환원당(147.58 mg%)과 fructose(31.0 mg%), glucose(16.70 mg%), sucrose(4.70 mg%) 등 총 52.40 mg%의 유리당을 함유하였다는 Lee 등(20)의 결과와 비교하면 자귀나무 줄기의 환원당 함량(711.80 mg%)이 싸리나무 줄기보다 약 5배 이상 많았으나, 유리당(15.66 mg%)은 싸리나무 줄기의 약 30% 정도로 낮았으며, 조성에서도 많은 차이가 있었다. 자귀나무 잎은 Chung 등(22)의 영아자 잎에서 glucose 20.
- 8배, 플라보노이드는 약 130배 이상 자귀나무 잎이 줄기보다 더 많았다. 이상의 결과 식용과 약용으로 사용되는 자귀나무는 잎이 줄기보다 생리학적 가치뿐만 아니라 식품영양학적으로도 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 이를 이용한 기능성식품이나 의약품 등의 소재로써 활용 가능성 매우 높은 것으로 판단된다.
- 90 mg%)이 함량이 높았다. 자귀나무 줄기보다는 잎이 조회분, 조지방뿐만 아니라 당과 무기질, 유리아미노산의 함량도 더 높았으며, 생리활성을 나타내는 물질로 알려져 있는 폴리페놀은 약 5.8배, 플라보노이드는 약 130배 이상 자귀나무 잎이 줄기보다 더 많았다. 이상의 결과 식용과 약용으로 사용되는 자귀나무는 잎이 줄기보다 생리학적 가치뿐만 아니라 식품영양학적으로도 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 이를 이용한 기능성식품이나 의약품 등의 소재로써 활용 가능성 매우 높은 것으로 판단된다.
- 자귀나무 줄기와 잎에 함유된 수용성 단백질의 함량을 측정한 결과, 줄기는 229.57 mg%였으며, 잎에서 1,073.59 mg%로 잎이 줄기보다 약 4.6배 이상 많은 수용성 단백질을 함유하였다(Table 3). 본 결과를 가죽나무의 부위별 함유성분을 분석한 결과, 줄기에서는 1,072.
- 자귀나무 줄기와 잎에서 분리 동정된 아미노산 유도체의 함량은 Table 6과 같이 줄기에는 총 11종이 분리 동정되었으며, 총 263.53 mg%로 γ-aminoisobutyric acid가 108.74 mg%로 전체의 41%를 함유하였으며, 이외에 phosphoserine 69.57 mg%, carnosine 23.88 mg%, anserine 19.19 mg%를 함유하였다.
- 자귀나무 줄기와 잎의 유리아미노산은 총 17종이 분리 동정되었으며 그 결과는 Table 5와 같이 줄기에서는 2,977.28 mg%, 잎은 8,840.66 mg%로 이중 proline이 1,163.89 mg%와 4,381.77 mg%로 전체 무기질의 40%와 50%를 차지하였다. 필수와 비필수 아미노산의 함량이 줄기와 잎에서 많은 차이가 있었으나 잎이 줄기보다 필수아미노산은 약 1.
- 자귀나무 줄기와 잎의 폴리페놀 화합물 함량 측정한 결과 줄기에는 446.67 mg%이었으며, 잎에는 2,583.33 mg%로 잎이 줄기보다 약 6배 많았다(Table 3). 가죽나무의 부위별 폴리페놀 화합물 함량을 분석한 Lee(23)는 줄기 210.
- 자귀나무의 부위별 플라보노이드 함유량을 측정한 결과 줄기에 16.36 mg%, 잎에 2,234.75 mg%를 함유하였다(Table 3). 가죽나무 줄기와 잎이 각각 64.
- julibrissin)의 줄기와 잎을 대상으로 새로운 기능성식품이나 의약품의 소재로써 영양학적 가치 및 활용 가능성을 알아보고자 일반 성분, 당, 수용성 단백질, 폴리페놀과 플라보노이드, 무기질 그리고 유리아미노산 및 아미노산 유도체의 함량을 분석하였다. 자귀나무의 줄기는 잎보다 탄수화물 함량은 높았으나 그 외의 조단백질과 조지방, 조회분은 잎에서 더 높았다. 수용성 단백질은 줄기에서 229.
- 자귀나무의 줄기와 잎 건체에 함유된 무기질 성분을 분석한 결과, 자귀나무 줄기에서는 1,656.56 mg%로 14종류의 무기질 성분이 검출되었으며, 이중 Ca이 933.07 mg%로 전체 무기질 중 55% 이상을 함유하였고, 자귀나무 잎은 12종류의 무기질이 검출되었으며 총 2,018.71 mg%로 K가 1,489.53 mg%로 자귀나무 잎의 전체 무기질량의 약 74%를 함유하였고, Ca(287.73 mg%)과 Mg(223.53 mg%)이 비교적 높아 자귀나무 줄기와 잎에 함유된 K와 Ca 그리고 Mg가 전체 무기질의 99%를 차지하였다(Table 4).
- 자귀나무 줄기와 잎에 함유된 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 및 탄수화물의 일반성분에 대한 분석 결과는 Table 1과 같다. 줄기와 잎 모두 탄수화물 함량이 71.08%와 64.85%로 가장 많았으며, 줄기는 조단백질 8.05%, 조회분 8.98%, 조지방 2.95%였으며, 잎은 조단백질 11.38%, 조회분 9.07% 그리고 조지방 3.03%로 잎이 줄기보다 조단백질과 조지방, 조회분의 함량이 더 높았다.
- 71 mg%로 Ca와 K, Mg의 함량이 높았으며, 전체 무기질 함량의 99%를 차지하였다. 총 17종이 분리 동정된 유리아미노산은 줄기 2,977.28 mg%, 잎 8,840.66 mg%로 proline이 많았으며, 잎에서는 특히 cysteine이 비교적 많았다. 아미노산 유도체는 줄기에서 11종 263.
- 77 mg%로 전체 무기질의 40%와 50%를 차지하였다. 필수와 비필수 아미노산의 함량이 줄기와 잎에서 많은 차이가 있었으나 잎이 줄기보다 필수아미노산은 약 1.8배 이상, 비필수 아미노산은 3.2배 이상 많았으며, 특히 cysteine은 5.6배 이상 높았다.
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