[논문]지충이 추출물의 항산화, 항균 활성 및 물리적 특성에 미치는 감마선 조사의 영향

이소정; 송유진; 이소영; 김꽃봉우리; 윤소영; 이청조; 정지연; 박나비; 곽지희; 박진규; 김재훈; 최종일; 이주운; 변명우; 안동현

지충이 추출물의 항산화, 항균 활성 및 물리적 특성에 미치는 감마선 조사의 영향
Effects of Gamma Irradiation on Antioxidant, Antimicrobial Activities and Physical Characteristics of Sargassum thunbergii Extract 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.42 no.4 = no.212, 2010년, pp.431 - 437

이소정 (부경대학교 식품공학과) , 송유진 (부경대학교 식품공학과) , 이소영 (한국식품연구원 전통식품연구단) , 김꽃봉우리 (부경대학교 식품공학과) , 윤소영 (부경대학교 식품공학과) , 이청조 (부경대학교 식품공학과) , 정지연 (부경대학교 식품공학과) , 박나비 (부경대학교 식품공학과) , 곽지희 (부경대학교 식품공학과) , 박진규 (한국원자력연구원 방사선 과학연구소) , 김재훈 (한국원자력연구원 방사선 과학연구소) , 최종일 (한국원자력연구원 방사선 과학연구소) , 이주운 (한국원자력연구원 방사선 과학연구소) , 변명우 (한국원자력연구원 방사선 과학연구소) , 안동현 (부경대학교 식품공학과)

초록
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지충이(Sargssum thunbergii) 분말 및 에탄올과 물 추출물에 감마선 조사를 실시한 후, 추출물의 항산화, 항균활성 및 물리적 특성 변화를 알아보았다. 그 결과, 지충이 분말에 감마선 조사를 하였을 때, 조사선량에 따라 물 추출물의 수율과 페놀함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능은 차이를 나타내지 않았다. 감마선 조사한 지충이 추출물의 열과 pH 처리에 따른 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능 변화를 측정한 결과, 열 및 pH 처리에 안정한 항산화 활성을 보였다. 감마선 조사에 따른 항균활성 측정결과, 5종의 그람 양성균에 대해 조사선량에 따른 활성의 차이를 보이지 않았다. 한편, 감마선 조사에 따른 색도 및 점도 변화를 알아본 결과, 색도와 점도는 감마선 조사선량의 증가에 따라 유의적으로 감소하였다. 이상의 결과를 통해 감마선 조사는 지충이 추출물의 항산화 및 항균활성 등의 생리활성은 유지시키면서 수율의 증진과 색도 및 점도의 개선을 통해 추출물의 가공적성을 향상시켜 기능성 식품소재로서 적용 가능성을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to determine the effect of gamma irradiation (3-20 kGy) on the antioxidant, antimicrobial activities and physical characteristics of Sargassum thunbergii (ST) extracts. When ST powder was treated by gamma irradiation, the yields and total phenolic compounds (TPC) of water extracts were increased, but radical scavenging activities were not changed. When ST extract was irradiated, the TPC and DPPH radical scavenging activities were increased. In addition, gamma irradiation of ST extract decreased viscosity and removed color. These results suggest that gamma irradiation would be a useful method for improving the physical characteristics of ST extract while maintaining native biological activities.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

감마선 조사한 지충이 에탄올 추출물의 조사선량에 따른 항균활성을 알아보았다. 선행연구(9)에서 지충이 추출물의 항균활성은 에탄올 추출물에서 높았으며 실험에 사용된 모든 그람양성균에서 항균활성을 보임을 보고하였다.
따라서 본 연구에서는 우리나라 전 해안에 걸쳐 풍부하게 자생하고 있으며 높은 생리활성을 가지는 지충이(Sargssum thunbergii)에 감마선 조사를 실시하여 지충이의 항산화, 항균 활성 및 물리적 특성의 변화를 알아보고 기능성 식품 소재로서 산업적 이용 가능성을 알아보았다.
따라서 가공 식품에 천연물을 첨가하기 위해서는 추출물이 열과 pH에 안정하여야한다. 본 연구에서는 높은 항산화활성을 가진 지충이 추출물에 감마선 조사를 실시하여 감마선 조사된 지충이 추출물의 열 및 pH에 대한 항산화활성의 안정성을 측정하였다. 지충이 에탄올 추출물에 60℃에서 10, 30 및 60분, 80과 100℃에서 10, 20분, 121℃에서 15분 처리하여 항산화활성을 측정한 결과, 페놀함량은 조사선량이 증가함에 따라 다소 변화하는 경향을 나타내었으나 조사선량에 따른 일정한 경향을 보이지 않았다(Table 4).
식물계에 널리 존재하는 페놀화합물은 2차 대사산물로 다양한 구조와 분자량을 가지며, 이에 따라 이화학적 성질 및 생리적 기능도 매우 다양하게 나타난다(23). 이에 본 연구에서는 감마선 조사에 따른 총 페놀화합물의 함량 변화를 조사하였다. 지충이 분말에 감마선 조사를 실시한 후 에탄올과 물로 추출하여 페놀함량을 측정한 결과(Table 2), 에탄올 추출물의 경우 3, 7 및 20 kGy 조사구가 7.

가설 설정

1)Growth inhibition size of clearzone: +, smaller than 1.5 mm.
2)Means in the same column bearing different superscripts are significantly different (p<0.05).

제안 방법

DPPH 라디칼 소거능은 Blois(19)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 0.
반응이 끝나면 무수 탄산나트륨 포화용액 1 mL을 첨가하고 전체가 10 mL이 되도록 초순수를 가하여 상온에서 1시간 방치시킨 후 UV/visible spectrophotometer(GENESYS 10 UV, Rochester, NY, USA)로 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 표준물질로 하여 동일한 방법으로 작성된 표준곡선으로부터 총 페놀화합물 함량을 정량하였다.
이를 급랭시킨 후 실험에 사용하였다. pH 처리는 추출물의 농도를 8 mg/mL로 하여 1 N NaOH와 1 N HCl을 가하여 pH 2, 4, 6, 8 및 10으로 처리하고 24시간 실온에서 방치시킨 후 본래의 pH로 중화시켜 이를 4 mg/mL 농도로 희석하여 실험에 사용하였다. 이때 안정성 실험은 총 페놀화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거능을 통해 알아보았다.
4 mg/mL을 UV/visible spectrophotometer(GENESYS 10 UV)로 380-700 nm에서 scanning하여 최대흡수파장을 얻었다. 감마선 조사에 따른 지충이 추출물의 색 변화는 UV/visible spectrophotometer로 지충이 추출물의 최대흡수파장에서 흡광도를 측정하여 나타내었다.
감마선 처리한 지충이 에탄올 추출물의 겉보기 점도는 원추평판형(Cone and plate) 회전식 점도계(Brookfield DV-II+ viscometer, Middleboro, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. 4 mg/mL 농도의 시료 4 mL를 주입하고 25℃를 유지하면서 40 cP용 spindle을 이용하여 회전속도를 0.
5 mL 분주하여 30분간 방치시킨 후, 517 nm에서 흡광도(GENESYS 10 UV)를 측정하였다. 대조구는 시료대신 용매를 가하여 동일한 방법으로 측정하였다. 또한 시료 자체의 색에 대한 흡광도 값을 보정해주기 위해 0.
선행연구(9)에서 지충이 추출물의 항균활성은 에탄올 추출물에서 높았으며 실험에 사용된 모든 그람양성균에서 항균활성을 보임을 보고하였다. 따라서 이를 토대로 본 연구에서는 5종의 그람 양성균에 대해 감마선 조사한 지충이 에탄올 추출물의 항균활성을 측정하였다. 그 결과(Table 8), 실험에 사용된 모든 균주에 대해 감마선 조사된 지충이 추출물은 항균활성을 보였으며 조사선량에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
이와 함께 감마선 조사에 의한 천연물의 추출 수율 증진에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다(21). 따라서 지충이 분말을 3, 7 및 20 kGy로 감마선 조사한 후 각각 에탄올과 물로 추출하여 추출 수율을 알아보았다. 그 결과(Table 2), 에탄올 추출물은 3, 7 및 20 kGy에서 8.
대조구는 시료대신 용매를 가하여 동일한 방법으로 측정하였다. 또한 시료 자체의 색에 대한 흡광도 값을 보정해주기 위해 0.2 mM DPPH 대신에 메탄올을 첨가하여 흡광도를 측정하였다.
열처리는 추출물의 농도를 4 mg/mL로 하여 60℃에서 10, 30 및 60분, 80℃와 100℃에서 각각 10 및 20분, 121℃에서 15분 처리하였다. 이를 급랭시킨 후 실험에 사용하였다.
pH 처리는 추출물의 농도를 8 mg/mL로 하여 1 N NaOH와 1 N HCl을 가하여 pH 2, 4, 6, 8 및 10으로 처리하고 24시간 실온에서 방치시킨 후 본래의 pH로 중화시켜 이를 4 mg/mL 농도로 희석하여 실험에 사용하였다. 이때 안정성 실험은 총 페놀화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거능을 통해 알아보았다.
따라서 해조 추출물의 점도를 낮추는 것은 식품에 적용 시 중요한 공정 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 3-20 kGy 선량의 감마선을 조사한 지충이 물 추출물의 조사선량에 따른 점도 변화를 측정하였다(Fig. 1). 그 결과, 4 mg/mL 농도의 지충이 물 추출물은 비조사구의 점도가 2.
지충이 분말에 감마선 조사 후 에탄올 및 물로 추출하여 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다(Table 2). 에탄올 추출물의 경우, 조사구가 약 89-91%의 라디칼 소거능을 보여 94%의 소거능을 보인 비조사구에 비해 다소 낮은 값을 보였으나 감마선 조사로 인한 큰 활성 차이는 보이지 않았다.
하지만 최근 감마선 조사에 의해 천연물의 색소가 파괴되어 밝은 색을 나타낸다는 보고(37)에 따라 감마선을 이용한 연구가 활발해지고 있다. 지충이 에탄올 및 물 추출물에 3, 7 및 20 kGy의 감마선을 조사한 뒤 비조사구의 최대흡수파장을 측정하여 에탄올 추출물은 최대 흡수 파장인 410 nm, 물 추출물은 400 nm의 파장을 얻어 감마선 조사선량에 따른 UV spectrum 흡수강도를 측정하였다. 그 결과(Table 9), 에탄올 추출물의 경우는 비조사구, 3, 7 및 20 kGy 조사구에서 각각 0.
지충이(Sargssum thunbergii) 분말 및 에탄올과 물 추출물에 감마선 조사를 실시한 후, 추출물의 항산화, 항균활성 및 물리적 특성 변화를 알아보았다. 그 결과, 지충이 분말에 감마선 조사를 하였을 때, 조사선량에 따라 물 추출물의 수율과 페놀함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능은 차이를 나타내지 않았다.
총 페놀화합물 함량은 Folin-Denis법(18)을 변형하여 측정하였다. 초순수 6.
한국원자력연구원 방사선과학연구소에 있는 감마선 조사 시설(Point source AECL, IR-79, MDS Nordion International Co., Ltd., Ottawa, Canada)을 이용하여 선원 10만 Ci, Co-60을 실온에서 시간당 일정 선량률로 분말 또는 추출물에 각각 3, 7 및 20 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 조사하였다. 감마선 조사한 시료는 4℃에서 보관하면서 실험에 사용하였다.

대상 데이터

실험에 사용된 균주는 Table 1과 같이 그람 양성균 5종을 선정하여 사용하였다. 균주는 사면배지에 배양되어있는 균주의 단일 집락을 일 백금이 취한 후, 액체 배양하여 활성화시켜 사용하였다. 항균활성 실험은 높이가 4-5 mm인 Muller Hinton agar(MHA, Difco, Sparks, MD, USA) 배지에 약 10⁵-10⁶ CFU 농도가 되도록 균액을 분주한 후 도말하였다.
본 실험에 사용된 지충이(Sargssum thunbergii)는 부산 기장에서 채취한 것으로 담수로 깨끗이 수세하여 이물질을 제거하고 건조하여 분쇄한 후 −20℃에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
실험에 사용된 균주는 Table 1과 같이 그람 양성균 5종을 선정하여 사용하였다. 균주는 사면배지에 배양되어있는 균주의 단일 집락을 일 백금이 취한 후, 액체 배양하여 활성화시켜 사용하였다.

데이터처리

2)Mean±SD with different letters (a-c) within the same column are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
2)Mean±SD with different letters (a-c) within the same column are significantly different from one another at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
2)Mean±SD with different letters (a-d) within the same column are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
2)Mean±SD with different letters (a-d) within the same column are significantly different from one another at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
3)Mean±SD with different letters (A-D) within the same raw are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
3)Mean±SD with different letters (a-c) within the same column are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
3)Mean±SD with different letters (a-d) within the same column are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
4)Mean±SD with different letters (A-B) within the same raw are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
4)Mean±SD with different letters (A-C) within the same raw are significantly different at p<0.05 as determined by Turkey’s multiple range test.
실험결과에 대한 통계처리는 SAS program(Statistical analytical system V8.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석을 하였으며 조사 항목들 간의 유의성 검정은 p<0.05 수준에서 Turkey의 다중검정법으로 실시하였다.

성능/효과

감마선 조사한 지충이 추출물의 열과 pH 처리에 따른 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능 변화를 측정한 결과, 열 및 pH 처리에 안정한 항산화 활성을 보였다. 감마선 조사에 따른 항균활성 측정결과, 5종의 그람 양성균에 대해 조사선량에 따른 활성의 차이를 보이지 않았다. 한편, 감마선 조사에 따른 색도 및 점도 변화를 알아본 결과, 색도와 점도는 감마선 조사선량의 증가에 따라 유의적으로 감소하였다.
그 결과, 지충이 분말에 감마선 조사를 하였을 때, 조사선량에 따라 물 추출물의 수율과 페놀함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능은 차이를 나타내지 않았다. 감마선 조사한 지충이 추출물의 열과 pH 처리에 따른 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능 변화를 측정한 결과, 열 및 pH 처리에 안정한 항산화 활성을 보였다. 감마선 조사에 따른 항균활성 측정결과, 5종의 그람 양성균에 대해 조사선량에 따른 활성의 차이를 보이지 않았다.
따라서 지충이 분말을 3, 7 및 20 kGy로 감마선 조사한 후 각각 에탄올과 물로 추출하여 추출 수율을 알아보았다. 그 결과(Table 2), 에탄올 추출물은 3, 7 및 20 kGy에서 8.23, 8.14 및 7.96%의 값을 보여 비조사구인 8.08%와 큰 차이를 보이지 않았다. 반면 물 추출물에서는 20.
따라서 이를 토대로 본 연구에서는 5종의 그람 양성균에 대해 감마선 조사한 지충이 에탄올 추출물의 항균활성을 측정하였다. 그 결과(Table 8), 실험에 사용된 모든 균주에 대해 감마선 조사된 지충이 추출물은 항균활성을 보였으며 조사선량에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 Bacillus cereus와 Salmonella Typhimurium에 대한 복분자 에탄올 추출물의 항균효과가 감마선 조사 전과 후 동일하다는 Kim 등(33)의 보고와 유사한 경향을 보였다.
지충이 에탄올 및 물 추출물에 3, 7 및 20 kGy의 감마선을 조사한 뒤 비조사구의 최대흡수파장을 측정하여 에탄올 추출물은 최대 흡수 파장인 410 nm, 물 추출물은 400 nm의 파장을 얻어 감마선 조사선량에 따른 UV spectrum 흡수강도를 측정하였다. 그 결과(Table 9), 에탄올 추출물의 경우는 비조사구, 3, 7 및 20 kGy 조사구에서 각각 0.442, 0.397, 0.335 및 0.092의 흡광도 값을 보여 조사선량이 증가함에 따라 유의적으로 낮은 값을 보였다. 물 추출물은 7과 20 kGy 조사구가 비조사구에 비해 낮은 값을 보여 감마선 조사가 색의 변화에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
1). 그 결과, 4 mg/mL 농도의 지충이 물 추출물은 비조사구의 점도가 2.25 cP였으나 3, 7 및 20 kGy에서는 1.84, 1.33 및 0.61 cP로 조사선량에 비례하여 감소하였다. 이러한 결과는 알긴산 및 카라기난 수용액에 감마선 조사 시 조사선량에 따라 유의적으로 점도가 감소한 Song 등(27)의 연구와 일치하는 결과이며 메밀 전분에 5-30 kGy 감마선 조사 시 조사선량이 증가함에 따라 점도가 감소한 Lee 등(35)의 결과와도 유사한 경향을 보였다.
지충이(Sargssum thunbergii) 분말 및 에탄올과 물 추출물에 감마선 조사를 실시한 후, 추출물의 항산화, 항균활성 및 물리적 특성 변화를 알아보았다. 그 결과, 지충이 분말에 감마선 조사를 하였을 때, 조사선량에 따라 물 추출물의 수율과 페놀함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능은 차이를 나타내지 않았다. 감마선 조사한 지충이 추출물의 열과 pH 처리에 따른 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능 변화를 측정한 결과, 열 및 pH 처리에 안정한 항산화 활성을 보였다.
물 추출물의 경우 비조사구와 조사구 모두 88-89%의 유사한 라디칼 소거능을 보여 감마선 조사에 따른 유의적인 변화를 보이지 않았다. 또한, 지충이 에탄올 및 물 추출물에 감마선 조사를 실시한 후 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과(Table 3)에서도 3-20 kGy 조사구가 약 95%의 라디칼 소거능을 보여 비조사구의 97%보다는 다소 낮았으나 큰 차이가 없었다. 물 추출물에서도 비조사구에 비해 조사구의 활성이 다소 증가하였으나 큰 차이를 보이지 않았다.
DPPH 라디칼 소거능의 경우, 80℃까지는 조사선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았고 100℃ 이후에는 유의적인 차이를 보였지만 활성의 차이는 크지 않았다(Table 5). 또한, 지충이 에탄올 추출물에 pH를 2, 4, 6, 8 및 10으로 처리한 후 중화시켜 항산화활성을 측정한 결과, 페놀함량은 pH 8-10에서 다소 낮아졌으며 조사선량에 따라 유의적인 차이를 보였으나 일정한 경향은 나타나지 않았다(Table 6). 반면, DPPH 라디칼 소거능은 pH 전범위에서 안정함을 보였으며 조사선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 7).
24 mg/g of dry sample의 값을 보인 비조사구와 비교 시 조사선량에 따라 유의적인 증가를 나타내었다. 물 추출물에서는 조사구가 5.26-6.03 mg/g of dry sample의 값을 보여 4.46 mg/g of dry sample인 비조사구에 비해 높은 페놀함량을 보였으며 조사선량에 따라 유의적인 증가를 나타내었다. Variyar 등(24)에 따르면 고형분 상태에서 감마선 조사는 고분자인 tannin의 분해를 증가시켜 페놀화합물의 함량을 증가시킨다고 보고하여 본 연구과 유사한 경향을 보였다.
092의 흡광도 값을 보여 조사선량이 증가함에 따라 유의적으로 낮은 값을 보였다. 물 추출물은 7과 20 kGy 조사구가 비조사구에 비해 낮은 값을 보여 감마선 조사가 색의 변화에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 Son 등(38)의 연구에서 감마선 조사한 녹차의 명도는 증가한 반면, 적색도 및 황색도는 감소하였다는 결과와 유사한 경향으로 감마선 조사가 천연물내의 chlorophyll과 flavonoid 등의 색소 성분을 파괴시켜 밝은 색을 나타내는 것으로 사료된다.
08%와 큰 차이를 보이지 않았다. 반면 물 추출물에서는 20.03, 21.80 및 22.99%의 추출 수율을 보여 비조사구인 16.99%에 비해 모든 조사선량에서 추출 수율이 증가함을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 20여종의 한방약재에 10 kGy로 감마선 조사를 했을 때, 추출 수율이 유지 또는 다소 증가된 Yook 등(12)의 결과와 유사하며, Antrodia camphorata에 감마선 조사 시 15와 20 kGy에서 수율이 증가된 Huang 등(22)의 연구와도 유사한 결과를 보였다.
또한, 지충이 에탄올 추출물에 pH를 2, 4, 6, 8 및 10으로 처리한 후 중화시켜 항산화활성을 측정한 결과, 페놀함량은 pH 8-10에서 다소 낮아졌으며 조사선량에 따라 유의적인 차이를 보였으나 일정한 경향은 나타나지 않았다(Table 6). 반면, DPPH 라디칼 소거능은 pH 전범위에서 안정함을 보였으며 조사선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 7). 이러한 결과는 패 추출물에 열처리 할 경우 추출물의 페놀함량과 라디칼 소거능이 안정함을 보였고 pH 처리에서는 pH 10에서 페놀함량이 다소 감소한 Kim 등(32)의 보고와 유사한 결과로 지충이 추출물은 열에 안정하며 pH에도 비교적 안정한 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
지충이 분말에 감마선 조사 후 에탄올 및 물로 추출하여 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다(Table 2). 에탄올 추출물의 경우, 조사구가 약 89-91%의 라디칼 소거능을 보여 94%의 소거능을 보인 비조사구에 비해 다소 낮은 값을 보였으나 감마선 조사로 인한 큰 활성 차이는 보이지 않았다. 물 추출물의 경우 비조사구와 조사구 모두 88-89%의 유사한 라디칼 소거능을 보여 감마선 조사에 따른 유의적인 변화를 보이지 않았다.
반면, DPPH 라디칼 소거능은 pH 전범위에서 안정함을 보였으며 조사선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 7). 이러한 결과는 패 추출물에 열처리 할 경우 추출물의 페놀함량과 라디칼 소거능이 안정함을 보였고 pH 처리에서는 pH 10에서 페놀함량이 다소 감소한 Kim 등(32)의 보고와 유사한 결과로 지충이 추출물은 열에 안정하며 pH에도 비교적 안정한 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 감마선 조사된 지충이 추출물은 열과 pH에서 조사선량에 따라 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능이 유의적인 차이를 보이는 경우가 있으나 값의 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.
한편, 감마선 조사에 따른 색도 및 점도 변화를 알아본 결과, 색도와 점도는 감마선 조사선량의 증가에 따라 유의적으로 감소하였다. 이상의 결과를 통해 감마선 조사는 지충이 추출물의 항산화 및 항균활성 등의 생리활성은 유지시키면서 수율의 증진과 색도 및 점도의 개선을 통해 추출물의 가공적성을 향상시켜 기능성 식품소재로서 적용 가능성을 보여주었다.
이에 본 연구에서는 감마선 조사에 따른 총 페놀화합물의 함량 변화를 조사하였다. 지충이 분말에 감마선 조사를 실시한 후 에탄올과 물로 추출하여 페놀함량을 측정한 결과(Table 2), 에탄올 추출물의 경우 3, 7 및 20 kGy 조사구가 7.23, 7.75 및 10.80 mg/g of dry sample의 페놀함량을 보여 5.24 mg/g of dry sample의 값을 보인 비조사구와 비교 시 조사선량에 따라 유의적인 증가를 나타내었다. 물 추출물에서는 조사구가 5.
본 연구에서는 높은 항산화활성을 가진 지충이 추출물에 감마선 조사를 실시하여 감마선 조사된 지충이 추출물의 열 및 pH에 대한 항산화활성의 안정성을 측정하였다. 지충이 에탄올 추출물에 60℃에서 10, 30 및 60분, 80과 100℃에서 10, 20분, 121℃에서 15분 처리하여 항산화활성을 측정한 결과, 페놀함량은 조사선량이 증가함에 따라 다소 변화하는 경향을 나타내었으나 조사선량에 따른 일정한 경향을 보이지 않았다(Table 4). DPPH 라디칼 소거능의 경우, 80℃까지는 조사선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았고 100℃ 이후에는 유의적인 차이를 보였지만 활성의 차이는 크지 않았다(Table 5).
감마선 조사에 따른 항균활성 측정결과, 5종의 그람 양성균에 대해 조사선량에 따른 활성의 차이를 보이지 않았다. 한편, 감마선 조사에 따른 색도 및 점도 변화를 알아본 결과, 색도와 점도는 감마선 조사선량의 증가에 따라 유의적으로 감소하였다. 이상의 결과를 통해 감마선 조사는 지충이 추출물의 항산화 및 항균활성 등의 생리활성은 유지시키면서 수율의 증진과 색도 및 점도의 개선을 통해 추출물의 가공적성을 향상시켜 기능성 식품소재로서 적용 가능성을 보여주었다.
한편, 지충이 에탄올 및 물 추출물에 감마선 조사를 실시한 후, 총 페놀화합물 함량을 측정한 결과(Table 3), 에탄올 추출물의 경우, 비조사구의 5.70 mg/g of dry sample에 비해 조사구가 선량에 따라 다소 감소하는 경향을 보였다. 그러나 물 추출물에서는 7 및 20 kGy에서 페놀함량이 비조사구에 비해 다소 증가하였다.

후속연구

이러한 결과는 Son 등(38)의 연구에서 감마선 조사한 녹차의 명도는 증가한 반면, 적색도 및 황색도는 감소하였다는 결과와 유사한 경향으로 감마선 조사가 천연물내의 chlorophyll과 flavonoid 등의 색소 성분을 파괴시켜 밝은 색을 나타내는 것으로 사료된다. 따라서 감마선 조사에 의해 색소를 제거시켜 지충이 추출물을 복잡한 처리과정을 거치지 않고 식품 및 의약품 등 다양한 소재로 이용할 수 있으며, 제품에 첨가할 때도 더 많은 양을 첨가할 수 있으므로 기능성을 최대한 살릴 수 있어 산업적인 가치를 높일 것으로 기대된다.
이처럼 물 추출물의 점도가 감마선 조사에 의해 감소되는 것은 물 추출물에 다량 함유되어 있는 다당류가 감마선 조사에 의해 glycosidic bond 결합이 파괴되어 저분자화 되기 때문인 것으로 사료된다(36). 따라서 감마선 조사에 의해 점도를 감소시켜 활성이 뛰어난 지충이 추출물의 식품 적용을 용이하게 할 수 있을 것으로 사료된다.
감마선 조사된 지충이 추출물은 열과 pH에서 조사선량에 따라 페놀함량과 DPPH 라디칼 소거능이 유의적인 차이를 보이는 경우가 있으나 값의 차이가 크지 않은 것으로 나타났다. 이로 미루어보아 지충이 추출물은 감마선 조사 후 2차 가공공정 상에서도 활성의 변화가 거의 없을 것으로 사료되며 따라서 감마선 조사한 지충이 추출물을 효과적으로 식품산업에 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
subtilis 및 Pseudomouas aeruginosa에서 감마선 조사 전 후의 활성변화에 유의적인 차이가 없다는 Kim 등(13)의 보고와도 일치하는 결과이다. 이상의 결과로 미루어보아 지충이 추출물의 항균활성은 감마선 조사에서도 활성의 변화를 보이지 않아 천연 보존제로서 감마선 조사를 통해 더욱 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지충이란?	일반적으로 해조류 중 갈조류가 녹조류나 홍조류에 비해 뛰어난 생리활성을 보이며(4), 특히 모자반과의 해조류들이 다양한 생리활성을 보이는 것으로 보고(5,6)되고 있다. 갈조식물(Phaeophyta) 모자반과(Sargassaceae)에 속하는 지충이(Sargassum thunbergii)는 우리나라 전 연안에 널리 분포하고 있는 갈조류로 조간대 하부에 뚜렷한 군락을 이루며 자란다. 어린식물은 사료로 이용되고 있으나 그 외에는 활용이 비교적 낮은 해조류이다.
	어린 지충이는 무엇으로 이용되는가?	갈조식물(Phaeophyta) 모자반과(Sargassaceae)에 속하는 지충이(Sargassum thunbergii)는 우리나라 전 연안에 널리 분포하고 있는 갈조류로 조간대 하부에 뚜렷한 군락을 이루며 자란다. 어린식물은 사료로 이용되고 있으나 그 외에는 활용이 비교적 낮은 해조류이다. 지금까지 지충이에 대한 연구로는 일반성분(7)과 항산화(8), 항균(9), 항염증(10) 등의 생리활성 및 norisoprenoid 화합물들인 (+)-epiloliolide, (-)-loliolide, apo-9'-fucoxanthinone 등의 물질(11)이 보고되고 있을 뿐 지충이의 기능적 특성과 생리활성을 이용하여 산업적으로 적용할 수 있는 응용분야에 대한 연구는 미비한 실정이다.
	해조류는 어떤 식품인가?	기능성 소재로서는 독성을 가져 부작용을 유발하는 화학적 합성품보다는 안전한 천연물 유래의 기능성 물질이 소비자들에게 높은 선호도를 보이고 있다(1). 해조류는 식이성 섬유소인 다당류를 다량 함유하고 있을 뿐 아니라 비타민과 무기질이 풍부한 알칼리성 식품으로 산성식품의 소비가 많은 현대인의 생체 균형을 유지시켜주며, 다양한 생리활성을 가지는 천연물로 알려져 있다. 이러한 장점들에도 불구하고 김, 미역, 다시마, 파래 등 소수의 종만이 일반 식품으로 이용되고 있을 뿐, 해조류의 식품 산업에 대한 활용은 육상식물에 비해 매우 낮은 편이었다(2).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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