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문제 정의
- 본 연구는 여러 가지 기능성이 우수한 것으로 알려진 대두 중에서 백태와 태광을재료로 각각의 청국장을 제조한 후, 원료 콩과 청국장의 기능성을 비교하기 위하여 대두와 청국장을 물과 에탄올로 추출하여 각 추출물의 총 폴리페놀함량을 측정하고 항산화능과 혈전용해능을 분석하여 천연 식품보존료 및 건강 기능성 식품의 개발에 활용하기 위한 기초자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 에탄올추출물은 70%의 에탄올 1,000 mL에 100 g의 시료를 가하여 70℃에서 3시간 동안 3회 반복 추출하여 여과하였다. 각 추출물은 회전식증발농축기(EYELA, N-N type, Tokyo, Japan)로 농축하여 동결건조한 후, 기능성 실험의 시료로 사용하였으며, 시료의 추출 수율은 추출 전 시료의 중량에 대한 각 추출물의 동결건조 후 중량 백분율로 나타내었다.
- 대두를 이용하여 천연보존료나 건강 기능성식품을 개발하기 위하여 백태와 태광으로 청국장을 제조하여 물과 70% 에탄올로 추출한 후, 폴리페놀 함량, 항산화능 및 혈전용해능을 측정하였다. 백태와 백태 청국장에 대한 물추출물의 폴리페놀 함량은 각각 189.
- 대두와 대두 청국장 추출물의 혈전용해능을 측정하기 위해 각 추출물과 plasmin을 농도(0-1.0 unit)별로 fibrin plate 상에 처리한 결과, 각 추출물의 혈전용해작용에 의해 형성된 투명환은 Fig. 7과 같으며 투명환이 타원형인 경우에는 긴 지름과 짧은 지름을 평균하여 면적을 계산하였다.
- 0으로 보정한 다음 반응용액의 부피를 10 mL로 하였다. 이 용액을 37 ℃에서 1시간 반응시킨 후 각 반응액 1 mL를 취하여 Griess 시약(1% sulfanilic acid : 1 % naphthylamine = 1 : 1) 0.4 mL를 가한 다음 혼합하여 실온에서 15분간 방치 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염의 백분율로 나타내었으며 공시험은 Griess 시약 대신 증류수를 가하여 동일하게 행하였다.
- 4 mL를 가하여 혼합하고 증류수를 첨가하여 4 mL로 만든 다음 실온에서 1시간 방치하여 상징액을 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 폴리페놀 화합물은 tannic acid를 0, 50, 100, 150, 200 및 300 ppm 용액이 되도록 취하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.
- 혈전용해 효소활성은 직경 8 mm의 paper disc를 제조한 fibrin plate에 놓고 각 농도의 콩 추출물과 청국장 추출물을 20 μL 가하여 37℃에서 12시간 동안 반응시킨 후, 생성된 투명환 부위의 직경을 측정하여 면적을 계산하였으며, 이때 대조구는 plasmin (Sigma, St Louis, MO, USA)을 농도별로 조제하여 사용하였다. 콩과 청국장 추출액의 혈전용해 능은 plasmin의 농도별 fibrin 용해면적을 기준으로 작성한 표준곡선에 대하여 추출시료의 fibrin 용해면적의 상대적 비율로서 계산하였다.
- 혈전용해 효소활성은 직경 8 mm의 paper disc를 제조한 fibrin plate에 놓고 각 농도의 콩 추출물과 청국장 추출물을 20 μL 가하여 37℃에서 12시간 동안 반응시킨 후, 생성된 투명환 부위의 직경을 측정하여 면적을 계산하였으며, 이때 대조구는 plasmin (Sigma, St Louis, MO, USA)을 농도별로 조제하여 사용하였다.
- 혈전용해능은 fibrin plate법(21)을 약간 수정하여 측정하였다. 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 백태와 태광은 영주시 문수면의 우가네 농장에서 재배한 것을 구입하여 4℃의 냉장고에 보관하면서 사용하였다. 청국장의 제조는 Park과 Joo (16)의 방법으로 백태와 태광을 3시간 동안 물에 불린 후, 100℃에서 6시간 동안 삶아 물기를 제거한 후에 채반에 부직포를 깔고 콩을 고르게 펴서 5 cm 정도의 볏짚을 꽂은 후, 43℃에서 24시간 동안 발효시킨 후에, 50℃에서 48시간동안 건조하였다.
데이터처리
- 본 실험에서 얻어진 결과는 SPSS 통계분석 프로그램 (version 12.0)을 이용하여 평균치와 표준편차를 산출하였으며, one way ANOVA test 및 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의적인 차이를 분석하였다.
이론/모형
- SOD 유사활성은 Marklund와 Marklund의 방법(19)에 따라 동결건조한 추출물 시료 0.2 mL에 Tris-HCl buffer(pH 8.5) 3 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL를 가하고 25℃에서 10분간 반응시킨 다음 1N HCl 1 mL로 반응을 정지시킨 후, 420 nm에서 흡광도를 측정하여 시료용액의 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
- 아질산염 소거작용(nitrite scavenging ability; NSA)의 측정은 Kato 등의 방법(20)에 준하였다. 즉, 1 mM NaNO2 용액 2 mL에 동결건조한 추출물 1 mL를 가하고, 0.
- 전자공여능(electron donating ability; EDA)은 Blois의 방법(18)에 따라 측정하였다. 동결건조한 추출물 2 mL 에 0.
- 본 실험에 사용한 백태와 태광은 영주시 문수면의 우가네 농장에서 재배한 것을 구입하여 4℃의 냉장고에 보관하면서 사용하였다. 청국장의 제조는 Park과 Joo (16)의 방법으로 백태와 태광을 3시간 동안 물에 불린 후, 100℃에서 6시간 동안 삶아 물기를 제거한 후에 채반에 부직포를 깔고 콩을 고르게 펴서 5 cm 정도의 볏짚을 꽂은 후, 43℃에서 24시간 동안 발효시킨 후에, 50℃에서 48시간동안 건조하였다.
- 총 폴리페놀 화합물의 함량은 Folin-Denis법(17)으로 측정하였다. 동결건조한 추출물을 10 mg/mL 농도로 증류수에 녹인 다음 0.
성능/효과
- 5에 나타내었다. 1,000 ppm에서 백태와 태광 물추출물의 아질산염소거능은 각각 33.6%, 30.2%로서 활성이 비슷하였으나 청국장 물추추물에서는 백태가 51.4%, 태광이 53.2%로서 콩과 청국장의 추출물 모두 콩의 종류에 따른 유의적인 차이가 없었다.
- 6과 같다. 1,000 ppm에서 백태와 태광은 각각 24.6%, 29.7%로서 비슷한 활성을 나타내었으며, 청국장은 백태가 61.3%, 태광이 61.9%로서 콩과 청국장의 추출물 모두 콩의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다. 에탄올추출물과 물추출물의 아질산염소거능을 비교해 보았을 때 대두 추출물에서는 큰 차이가 없었으나, 청국장 추출물에서는 백태와 태광의 에탄올추출물이 물추출물보다 10% 이상 높은 활성을 나타내었다.
- 4와 같다. 1,000 ppm에서 백태와 태광은 각각 39.2%, 37.9%로서 비슷한 활성을 나타내었으며 물추출물의 SOD 유사활성에 비하여 12% 높았다. 청국장 에탄올추출물의 SOD 유사활성은 백태가 55.
- 1,000 ppm에서 백태와 태광의 물추출물은 각각 27.3%, 26.1%로서 비슷한 활성을 나타내었고, 청국장은 백태가 49.2%, 태광이 46.6%로서 청국장 물추출물이 대두 추출물에 비하여 20% 이상 높은 활성 차이를 나타내었다(p<0.05).
- 1,000 ppm에서는 백태와 태광이 각각 28.2%, 35.2%로서 태광의 전자공여능이 유의적으로 높았으나(p<0.05) 이들 콩으로 제조한 청국장의 전자공여능은 백태가 65.3%, 태광이 66.1%로서 큰 차이가 없었다.
- 05) 물추출물에 비해서는 3~6% 높은 것으로 나타났다. 각 대두로 제조한 청국장 에탄올추출물의 SOD 유사활성은 500~1,000 ppm에서, 원료콩에 비하여 1.3~2배 높은 활성을 나타내었다.
- 각 콩으로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능은 500 ppm 농도에서, 원료콩에 비하여 백태 청국장은 5.6배, 태광 청국장은 4.2배 높은 활성을 나타내었으며, 1,000 ppm에서는 원료콩에 비하여 백태는 2.3배, 태광은 1.9배 높은 활성을 나타내어 백태로 제조한 청국장이 태광으로 제조한 청국장에 비하여 전자공여능의 증가비율이 높은 것으로 나타났다.
- 각 콩으로 제조한 청국장의 전자공여능은 에탄올추출물 500 ppm에서, 원료콩에 비하여 백태는 1.5배, 태광은 1.9배 높은 활성이었으며, 1,000 ppm에서는 원료콩에 비하여 백태는 1.4배, 태광은 1.2배 높은 활성을 나타내었다. 청국장 제조에 따른 에탄올추출물의 전자공여능의 활성 증가 비율은 대두의 종류에 따라 큰 차이가 없었으며, 물추출물에 비하여 활성의 증가비율이 아주 낮은 편이었다.
- 357 unit에 해당하는 활성으로서 4종의 물추출물 가운데 가장 높게 나타났다. 그 다음으로 백태의 물추출물, 백태 청국장의 에탄올추출물과 태광 청국장의 에탄올추출물의 혈전용해능이 모두 plasmin 0.257 unit의 동일한 활성을 나타냈다.
- 7%로서 추출물의 농도에 비례하여 전자공여능이 증가하였으나 대두의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다. 그러나 대두와 대두로 제조한 청국장 모두 500~1,000 ppm에서 에탄올 추출물의 전자공여능이 물추출물(Fig. 1)에 비하여 대두는 18~26% 높았으며, 청국장은 2.6~4.4% 높았다.
- 그리고 대두의 종류와 추출물의 종류에 따른 혈전용해능을 비교한 결과, 백태의 물추출물과 백태 청국장의 물추출물이 태광의 혈전용해능에 비하여 1.5~1.7배 높은 것으로 분석되었으므로 청국장 제조에는 백태가 적합한 것으로 생각된다.
- 3배 증가하였다. 대두로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능과 SOD 유사활성은 원료의 콩에 비하여 높은 활성을 나타내었다. 대두와 대두 청국장의 물과 에탄올추출물은 모두 혈전용해능을 나타내었으며 백태 청국장의 물추출물이 가장 우수한 혈전용해능을 나타내었다.
- 대두로 제조한 청국장의 혈전용해능이 원료 대두에 비하여 백태는 1.4~1.9배, 태광은 약 1.2배 증가하여 청국장 제조에 의해 물과 에탄올추출물에서 모두 혈전용해능이 증가하는 결과가 나타났다. 이렇게 청국장의 혈전용해능이 대두의 혈전용해능 보다 증가하는 현상은 검은콩으로 제조한 청국장의 경우에도 같은 결과가 보고되었으며(16), Chang 등(8)은 청국장의 발효에 의해 혈전용해능과 면역세포 활성능이 증가하였다는 결과를 보고한 바 있다.
- 대두로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능과 SOD 유사활성은 원료의 콩에 비하여 높은 활성을 나타내었다. 대두와 대두 청국장의 물과 에탄올추출물은 모두 혈전용해능을 나타내었으며 백태 청국장의 물추출물이 가장 우수한 혈전용해능을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 대두에 비하여 대두로 제조한 청국장 추출물의 폴리페놀 함량이 유의적으로 높았으며 청국장의 제조와 함께 항산화능과 혈전용해능도 증가하는 것으로 분석되었으므로 청국장은 건강식품의 개발이나 천연항산화제로서의 이용가능성이 높을 것으로 판단된다.
- 대두를 이용하여 천연보존료나 건강 기능성식품을 개발하기 위하여 백태와 태광으로 청국장을 제조하여 물과 70% 에탄올로 추출한 후, 폴리페놀 함량, 항산화능 및 혈전용해능을 측정하였다. 백태와 백태 청국장에 대한 물추출물의 폴리페놀 함량은 각각 189.25 mg/100g, 814.58 mg/100g 이었으며 태광과 태광 청국장에 대한 물추출물의 폴리페놀 함량은 각각 210.23 mg/100g, 834.23 mg/100g으로 대두 청국장 물추출물의 폴리페놀 함량은 각각의 대두에 비하여 4~4.3배 증가하였다. 대두로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능과 SOD 유사활성은 원료의 콩에 비하여 높은 활성을 나타내었다.
- Table 2는 백태와 태광의 추출물 및 이들 콩으로 제조한 청국장 추출물의 총폴리페놀 함량을 측정한 결과이다. 백태와 태광 물추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 189.25 mg/100 g, 280.23 mg/100 g이었으며, 백태와 태광으로 제조한 청국장 추출물의 총 폴리페놀 함량은 백태 청국장이 814.58 mg/100 g, 태광 청국장이 834.23 mg/100 g으로 태광 청국장의 함량이 약간 높게 나타났으나 콩추출물과 청국장추출물 모두에서 콩의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다.
- 2와 같다. 백태와 태광 에탄올추출물의 전자공여능은 500 ppm의 농도에서는 각각 35.3%, 29.6%로서 백태추출물의 활성이 유의적으로 높았으나 1,000 ppm에서는 각각 48.3%, 58.6%로서 태광이 유의적으로 높은 활성을 나타내었다.
- 73%로 거의 비슷한 수율이었으나, 청국장 물추출물에 비하여 약 1/3 정도의 낮은 수율을 보였다. 백태와 태광 청국장 추출물의 수율은 원료 대두의 추출수율에 비하여 물추출물은 83.0~86.5% 수준의 수율을 나타내었으나 에탄올추출물에서는 73.0~77.0%의 수율을 보여 청국장 추출물의 수율이 콩 추출물의 수율보다 낮았다.
- 12 mg/100 g으로서 태광의 폴리페놀 함량이 약간 높았다. 백태와 태광으로 제조한 청국장 에탄올추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 백태 청국장이 324.24 mg/100 g, 태광 청국장이 359.64 mg/100 g으로 태광 청국장이 백태 청국장보다 높았으나 물추출물에서와 마찬가지로 콩과 청국장 모두 콩의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다.
- 백태와 태광의 물추출물과 이들 콩으로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능은 Fig. 1과 같으며, 백태와 태광 물추출물 500 ppm에서의 전자공여능은 각각 8.9%, 12.1%였으며, 이들 콩으로 제조한 청국장 물추출물의 전자공여능은 500 ppm에서 백태가 50.2%, 태광이 51.1%로서 콩의 종류에 따른 유의적인 차이가 없었다. 1,000 ppm에서는 백태와 태광이 각각 28.
- 대두와 대두로 제조한 청국장 추출물에 의하여 형성된 투명환의 면적을 plasmin의 양으로 환산하여 혈전용해능을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 본 실험에 사용한 각 콩과 청국장 추출물의 농도는 5%로서, 백태 청국장 물추출물의혈전용해능은 plasmin 0.357 unit에 해당하는 활성으로서 4종의 물추출물 가운데 가장 높게 나타났다. 그 다음으로 백태의 물추출물, 백태 청국장의 에탄올추출물과 태광 청국장의 에탄올추출물의 혈전용해능이 모두 plasmin 0.
- 실험에 사용한 백태와 태광 및 이들 콩으로 제조한 각 청국장의 추출수율은 Table 1과 같으며 2종류의 대두 물추출물 수율은 백태가 50.12%, 태광이 48.34%로 큰 차이는 없었으며, 에탄올추출물의 수율은 백태가 19.39%, 태광이 19.12%로 거의 비슷한 수율이었고 물추출물의 수율이 에탄올추출물보다 2.5배 이상 높았다. 한편, 2종류의 대두로 제조한 청국장 물추출물의 수율은 백태 청국장이 41.
- 9%로서 콩과 청국장의 추출물 모두 콩의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다. 에탄올추출물과 물추출물의 아질산염소거능을 비교해 보았을 때 대두 추출물에서는 큰 차이가 없었으나, 청국장 추출물에서는 백태와 태광의 에탄올추출물이 물추출물보다 10% 이상 높은 활성을 나타내었다.
- 이러한 결과로서 Park과 Joo (16)의 검은콩(약콩과 서리태)에서 전자공여능 측정결과 1,000 ppm에서는 콩 추출물과 이들 콩으로 제조한 청국장 추출물의 전자공여능 간에 유의적인 차이가 없었지만 500 ppm에서는 검은콩 청국장 추출물이 검은콩 추출물보다 1.3~1.5배 높은 전자공여능을 나타내었으며 대두로 제조한 청국장에서도 현저하게 높은 활성의 증가를 보였다는 보고와 함께 콩의 발효에 의한 전자공여능의 향상을 확인 할 수 있었다.
- 이러한 결과를 종합해 볼 때, 대두에 비하여 대두로 제조한 청국장 추출물의 폴리페놀 함량이 매우 높고, 청국장 제조와 함께 항산화능과 혈전용해능도 증가하는 것으로 분석되었으므로, 청국장은 건강식품의 개발이나 천연항산화제로서의 이용가능성이 높을 것으로 판단된다. 아울러, 청국장을 이용한 건강기능성식품의 개발을 위해서는 콩의 종류별 최적 발효시간의 분석 또는 특정 생리활성물질을 대량으로 추출할 수 있는 발효조건 등에 관한 연구도 필요하다고 생각된다.
- 대두와 대두 청국장의 물과 에탄올추출물은 모두 혈전용해능을 나타내었으며 백태 청국장의 물추출물이 가장 우수한 혈전용해능을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 대두에 비하여 대두로 제조한 청국장 추출물의 폴리페놀 함량이 유의적으로 높았으며 청국장의 제조와 함께 항산화능과 혈전용해능도 증가하는 것으로 분석되었으므로 청국장은 건강식품의 개발이나 천연항산화제로서의 이용가능성이 높을 것으로 판단된다.
- 이상의 전자공여능 실험결과에서 백태와 태광 청국장의 물과 에탄올추출물 모두 콩 추출물에 비하여 높은 활성을 나타내었는데, 이는 본 실험에서 측정된 청국장의 폴리페놀함량(Table 2)이 콩 추출물보다 4배 이상 증가한 결과에서 기인한 것으로 판단된다. Kwak 등(6)은 청국장이 삶은 콩에 비하여 월등하게 항산화능이 증가한 것은 발효과정에서 생성된 폴리페놀함량의 증가와 더불어 isoflavone 함량이 3.
- 전체적으로 콩의 물추출물과 에탄올추출물의 총 폴리페놀함량은 백태와 태광 사이에 유의적인 차이가 없었으며, 청국장의 물추출물과 에탄올 추출물 역시 콩의 종류에 따른 총 폴리페놀함량은 유의적인 차이가 없었다. 그러나 백태와 태광 청국장의 총 폴리페놀함량은 물과 에탄올 추출물 모두 원료 콩의 각 추출물보다 4.
- 청국장 물추출물은 100, 300, 500 ppm에서도 동일한 농도의 대두 물추출물에 비하여 유의적으로 높은 SOD 유사 활성을 나타내었으며(p<0.05) 청국장 제조에 의해 SOD 유사활성이 1.8배 증가하였다.
- 81%로 거의 비슷하였다. 청국장 에탄올 추출물의 수율은 백태 청국장이 14.16%, 태광 청국장이 14.73%로 거의 비슷한 수율이었으나, 청국장 물추출물에 비하여 약 1/3 정도의 낮은 수율을 보였다. 백태와 태광 청국장 추출물의 수율은 원료 대두의 추출수율에 비하여 물추출물은 83.
- 청국장 에탄올추출물의 SOD 유사활성은 백태가 55.1%, 태광이 49.6%로서 백태로 제조한 청국장의 활성이 유의적으로 높았으며(p<0.05) 물추출물에 비해서는 3~6% 높은 것으로 나타났다.
- 2배 높은 활성을 나타내었다. 청국장 제조에 따른 에탄올추출물의 전자공여능의 활성 증가 비율은 대두의 종류에 따라 큰 차이가 없었으며, 물추출물에 비하여 활성의 증가비율이 아주 낮은 편이었다.
- 5배 이상 높았다. 한편, 2종류의 대두로 제조한 청국장 물추출물의 수율은 백태 청국장이 41.59%, 태광 청국장이 41.81%로 거의 비슷하였다. 청국장 에탄올 추출물의 수율은 백태 청국장이 14.
- 한편, 백태와 태광으로 제조한 청국장의 에탄올추출물의 전자공여능은 500 ppm에서 각각 54.7%, 55.3%였으며 1,000 ppm에서는 각각 69.1%, 68.7%로서 추출물의 농도에 비례하여 전자공여능이 증가하였으나 대두의 종류에 따른 유의적인 차이는 없었다. 그러나 대두와 대두로 제조한 청국장 모두 500~1,000 ppm에서 에탄올 추출물의 전자공여능이 물추출물(Fig.
후속연구
- 이러한 결과를 종합해 볼 때, 대두에 비하여 대두로 제조한 청국장 추출물의 폴리페놀 함량이 매우 높고, 청국장 제조와 함께 항산화능과 혈전용해능도 증가하는 것으로 분석되었으므로, 청국장은 건강식품의 개발이나 천연항산화제로서의 이용가능성이 높을 것으로 판단된다. 아울러, 청국장을 이용한 건강기능성식품의 개발을 위해서는 콩의 종류별 최적 발효시간의 분석 또는 특정 생리활성물질을 대량으로 추출할 수 있는 발효조건 등에 관한 연구도 필요하다고 생각된다.
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