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문제 정의
- 따라서 본 연구는 현재 농가에서 활용하고 있는 냉온풍제습건조기와 열풍건조기를 활용하여 catalpol 함량 등 성분의 변화, benzo[α]pyrene 함량 등을 조사하여 농가에서 안전하게 건지황을 제조할 수 있는 제조 공정 표준화를 위한 기초적 자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 5, 10, 20 및 40 ng의 benzo[α]pyrene과 각각 50 ng의 내부표준물질이 함유되도록 희석하여 표준액으로 하였다.
- 45 ㎛)로 여과하여 기기분석에 사용하였다. Catalpol 함량 분석은 HPLC (Waters, Milford, MA, USA)를 사용하였다. 이동상의 조건은 1% acetonitrile, 유속은 1 mL/min로 하였고, HPLC column은 Agilent TC-C18 (Analytical, 4.
- 따로 benzo[α]pyrene표준품 및 3-메틸콜란트렌 표준품 적당량을 정밀하게 달아 각각 acetonitrile에 녹여 mL당 1 ㎍을 함유하는 표준원액 및 내부표준원액을 만들었다.
- 시료액 1 mL에 DNS 시약 3 mL을 혼합하여 끓는 물에서 5분간 반응시키고, 얼음물에서 15분간 급속 냉각하였다. 반응액은 증류수를 가하여 25 mL로 정용한 후 UV/Vis-spectro-photometer (Shimadzu mini-1240, Tokyo, Japan)를 이용하여 550 ㎚에서 흡광도를 측정하여 검량선을 이용하여 환원당량을 계산하였다. 환원당 함량의 검량선은 glucose를 이용하여 작성하였다.
- 생지황 시료는 냉온풍제습건조기를 이용하여 40, 45, 50, 55, 60℃에서 6일간, 열풍건조기를 이용하여 60, 65, 70, 80, 90, 100℃에서 2일간, 그리고 비닐하우스내에서 60일간 자연일광 건조하였다. 지황의 benzo[α]pyrene 함량은 식품의약품안전청 (2007) “건강기능식품 중 benzo[α]pyrene 시험지침”에 근거하여 다음과 같이 분석하였다.
- 생지황 시료는 냉온풍제습건조기를 이용하여 40, 45, 50, 55, 60℃에서 6일간, 열풍건조기를 이용하여 60, 65, 70℃에서 2일간, 그리고 비닐하우스내에서 60일간 자연일광 건조하였다. 건조한 지황을 70% EtOH와 H2O로 추출하여 동결 건조한 다음 DNS법 (Dubois et al.
- Catalpol함량분석은 Zhu 등 (2003)의 연구 방법에 따라서 최적의 조건을 선정하였다. 생지황을 건조방법 및 건조온도 별로 건조한 지황을 분말화한 후 2 g을 취하여 30% 메탄올 100 mL를 넣고 충분히 혼합한 다음 2시간 동안 초음파 진탕 추출하였다. 추출액을 여과 (filter paper No.
- 생지황을 크기별로 각각 200 g씩을 취하여 냉온풍제습건조기 (45 ± 1℃)에 넣고 6일 동안 매일 중량을 측정하여 수분함 량을 구하였다.
- 생지황을 크기별로 나누어 냉온풍제습건조기 (60 ± 1℃)에서 6일간, 열풍건조기 (80 ± 1℃)에서 2일간 그리고 비닐하우스에서 60일간 건조하였다.
- 이동상은 Acetonitrile/Water gradient, Flow는 0.4 mL/min, column은 Capcell Pak (2.1 × 250 ㎜, 5 ㎛, Shiseido, Japan)을 사용하였고, column 온도는 40℃, Sample injection volumn은 10 µL로 하였으며, 검출기는 UV detector를 사용하였고 분석파장은 들뜸 파장 (λem) = 294 ㎚, 형광파장 (λ) = 404 ㎚로 하여 측정하였다.
- 5 여과지를 이용하여 중력여과로 잔사를 분리하였다. 증류수를 넣어서 여액이 최종적으로 100 mL가 되게 희석하고, 최종 희석액 1~2 mL을 ICP spectrometer (OPTIMA 5300 DV, Perkin Elmer)에 투입하여 함유된 칼슘, 인, 아연, 철, 나트륨 등 11가지의 원소의 함량을 다음 식에 의해 계산하였으며, 분석에 사용된 ICP-MS의 분석조건은 Table 1과 같다.
- 지황의 benzo[α]pyrene 함량은 식품의약품안전청 (2007) “건강기능식품 중 benzo[α]pyrene 시험지침”에 근거하여 다음과 같이 분석하였다.
대상 데이터
- 합한 헥산층에물 약 50mL를 넣어 세척하고, 이 헥산층을 무수황산나트륨을 넣은 여과지를 사용하여 탈수 여과한 다음 45℃의 수욕상에서 감압 (약 700 mmbar)하여 헥산 약 2 mL가 될 때까지 농축하였다. Florisil cartridge는 미리 디클로로메탄 10 mL 및 헥산 20 mL를 순서대로 초당 2~3 방울의 속도로 유출시켜 활성화시킨 후 사용하였다. 활성화된 cartridge에 위의 추출용액을 넣어 헥산·디클로로메탄 혼합액 (3 : 1) 20 mL를 초당 2~3방울의 속도로 용출시켰다.
- Sample injection volumn은 10 µL로 하였고 검출기는 UV detector를 사용하였으며, 분석파장은 206 ㎚ 로 측정하였다.
- 본 실험에 사용한 지황은 2010년 충남 금산군 농업기술센터 특화작목에서 시험 재배한 품종으로 중부대학교 한방제약 과학과에서 감정하여 사용하였다. 생지황 시료는 크기별 (대 : 약 50 g/개, 소 : 약 4 g/개)로 나누어 건조하였으며, 건조를 위해 냉온풍제습건조기[주)세진플랜트, 한국]와 열풍건조기[주)중앙 정밀, 한국]를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 지황은 2010년 충남 금산군 농업기술센터 특화작목에서 시험 재배한 품종으로 중부대학교 한방제약 과학과에서 감정하여 사용하였다. 생지황 시료는 크기별 (대 : 약 50 g/개, 소 : 약 4 g/개)로 나누어 건조하였으며, 건조를 위해 냉온풍제습건조기[주)세진플랜트, 한국]와 열풍건조기[주)중앙 정밀, 한국]를 사용하였다.
데이터처리
- 분석결과는 3회 반복 측정치의 평균 ± 표준편차로 표시하였고, 평균값의 P < 0.05 수준에서 Duncan's multiple range test (DMRT)에 의하여 유의성 검정을 하였다.
이론/모형
- 생지황 시료는 냉온풍제습건조기를 이용하여 40, 45, 50, 55, 60℃에서 6일간, 열풍건조기를 이용하여 60, 65, 70℃에서 2일간, 그리고 비닐하우스내에서 60일간 자연일광 건조하였다. Catalpol함량분석은 Zhu 등 (2003)의 연구 방법에 따라서 최적의 조건을 선정하였다. 생지황을 건조방법 및 건조온도 별로 건조한 지황을 분말화한 후 2 g을 취하여 30% 메탄올 100 mL를 넣고 충분히 혼합한 다음 2시간 동안 초음파 진탕 추출하였다.
- 생지황 시료는 냉온풍제습건조기를 이용하여 40, 45, 50, 55, 60℃에서 6일간, 열풍건조기를 이용하여 60, 65, 70℃에서 2일간, 그리고 비닐하우스내에서 60일간 자연일광 건조하였다. 건조한 지황을 70% EtOH와 H2O로 추출하여 동결 건조한 다음 DNS법 (Dubois et al., 1956)으로 환원당 함량을 측정하였다. 즉, 지황분말시료 1 g을 증류수 100 mL에 정용 하여 시료액을 제조하였다.
성능/효과
- 지황의 건조조건에 따른 환원당 함량은 Table 4와 같다. 70% EtOH 추출물의 경우 괴경이 큰 것은 냉온풍제습건조나 열풍 건조 모두 건조온도가 높아질수록 환원당함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 괴경의 크기에 따른 환원당 함량에 차이가 없는 것으로 판단된다. 한편, 물 추출물의 경우 환원당 함량은 자연일광건조가 가장 높았고 열풍건조, 냉온풍제습건조의 순으로 나타내었다.
- 한편, 물 추출물의 경우 환원당 함량은 자연일광건조가 가장 높았고 열풍건조, 냉온풍제습건조의 순으로 나타내었다. 70% EtOH 추출물의 경우와는 달리냉온풍제습건조시에는 낮은 온도에서 환원당함량이 높은 경향이었으며, 괴경의 크기에 따라서도 함량에 차이가 있었다. 열풍건조가 냉온풍제습건조 보다 환원당 함량이 높았는데, 이는 건조방법 별로 건조온도의 차이에 기인한 것으로 추측된다,
- 06 ㎎/g으로 K > P > Na > Ca > Mg의 순이었다. K, P 및 Na의 경우 냉온풍제습건조나 열풍건조가 자연일광건조 보다 무기성분 함량이 높게 나타났으며, 건조방법별로 약간 다르지만 괴경의 크기에 따라서도 함량에 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 추출용매에 따라서는 물 추출물이 70% EtOH 추출물보다 일반적으로 무기성분의 함량이 높게 나타내었다.
- 냉온풍제습건조기를 활용하여 45 ± 1℃에서 6일간 수분함량을 조사한 결과, 건조 6일 후에 괴경이 큰 것은 17.2%, 작은 것은 15.6%로 나타났다.
- 냉온풍제습건조법으로 40~60℃, 열풍건조법으로 60~100℃ 그리고 자연일광에서 건조하였으며, 건조 조건별 벤조피렌 함량은 각각 0.018 ± 0.001 ~0.076 ± 0.001 ㎍/㎏, 0.065 ± 0.002~0.367 ± 0.011 ㎍/㎏, 무검출로 나타나 괴경의 크기 및 온도와 관계없이 벤조피렌함량은 모두 식품공전기준인 5.0 ㎍/㎏ (5 ppb)에 훨씬 미달되어 안전한 것으로 판단된다.
- 본 실험에서도 열풍건조의 온도에 따라 catalpol 함량이 감소하여 비슷한 경향을 나타내었다. 따라서 지황의 건조온도는 catalpol 함량만을 기준으로 할 때는 냉온풍제습건조시에는 50~60℃, 열풍건조시에는 65~70℃로 조정하여 건조하는 것이 적절할 것으로 생각된다.
- 또한 괴경의 크기가 작은 경우에는 건조온도에 따라 약간의 차이는 있으나 일정한 경향을 나타내지 않았다. 열풍건조시 catalpol함량은 괴경이 큰 경우는 70℃까지는 건조온도가 높아질수록 많아졌으나, 괴경이 작은 경우에는 건조온도가 높아질수록 오히려 감소하는 경향이었다. 열풍건조시 괴경의 크기와 관계없이 80℃ 이상에서는 catalpol 함량이 급격히 감소하는 것을 알 수 있었으며, 그러므로 80℃ 이상의 온도에서 catalpol이 파괴되는 것으로 생각된다.
- 70% EtOH 추출물의 경우 괴경이 큰 것은 냉온풍제습건조나 열풍 건조 모두 건조온도가 높아질수록 환원당함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 괴경의 크기에 따른 환원당 함량에 차이가 없는 것으로 판단된다. 한편, 물 추출물의 경우 환원당 함량은 자연일광건조가 가장 높았고 열풍건조, 냉온풍제습건조의 순으로 나타내었다. 70% EtOH 추출물의 경우와는 달리냉온풍제습건조시에는 낮은 온도에서 환원당함량이 높은 경향이었으며, 괴경의 크기에 따라서도 함량에 차이가 있었다.
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