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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 기호성을 갖는 후발효차를 제조하는 과정 중 녹차가 가지는 기능성 중의 하나인 항산화 활성이 변화되는지를 확인하기 위하여 항산화 성분 및 활성을 측정하였다.
가설 설정
- 2)Values with different superscripts within the same column (a,b) and row (A-D) were significantly different (p<0.05).
- 2)Values with different superscripts within the same column (a-c) and row (A-D) were significantly different (p<0.05).
- 2)Values with different superscripts within the same column (a-c) and row (A-E) were significantly different (p<0.05).
- 2)Values with different superscripts within the same column (a-c) and row (A-F) were significantly different (p<0.05).
- 2)Values with different superscripts within the same column (a-c) and row (A-G) were significantly different (p<0.05).
제안 방법
- )와 2.6 mM potassium persulphate를 제조한 후, 암소에 하루 동안 방치하여 양이온(ABTS+)을 형성시킨 후, 734 nm에서 흡광도를 측정하여 흡광도 값이 1.5 이하가 되도록 희석하고 희석된 ABTS․+용액 1 mL에 시료 20 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였다.
- 5 이하가 되도록 희석하고 희석된 ABTS․+용액 1 mL에 시료 20 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였다. 0.1 mM ascorbic acid를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(AEAC, ascorbic acid equivalent antioxidant capacity, mg%)을 계산하였다.
- 시료는 1일, 4일, 7일, 10일, 15일, 20일 동안 발효를 진행하면서 채취하였으며 채취 후 수분 함량이 2%가 되도록 건조 과정을 거친 후 밀봉 충진봉투(12×21 cm, 100 μm, Samji, Ansan, Korea)에 넣어 보관하면서 실험에 사용하였다. 대조군으로는 발효시키지 않은 원료 녹차를 사용하여 후발효차와 비교하였다.
- 시료는 1일, 4일, 7일, 10일, 15일, 20일 동안 발효를 진행하면서 채취하였으며 채취 후 수분 함량이 2%가 되도록 건조 과정을 거친 후 밀봉 충진봉투(12×21 cm, 100 μm, Samji, Ansan, Korea)에 넣어 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 위생적으로 안전성이 확보된 후발효차를 제조하기 위해 Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae 및 Lactobacillus bulgaricus를 이용하여 후발효차를 제조한 후 발효시간에 따른 항산화 성분 및 활성의 변화를 측정하였다. 후발효차의 ascorbic acid의 함량은 발효기간 내내 균종에 관계 없이 녹차(66.
- 위생적인 후발효차를 제조하기 위하여 B. subtilis, S. cerevisiae 및 L. bulgaricus를 녹차에 접종하고 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 ascorbic acid의 함량 변화를 측정한 결과는 Table 1과 같다. 녹차의 경우, 66.
- 즉 녹차를 발효시키기 위해 멸균 처리가 된 비닐팩에 녹차와 멸균 증류수에 각각의 균주(1.5×107 CFU/g)를 용해시킨 조성물을 6:4(w/w)의 비율로 수분평형이 될 수 있도록 충분히 혼합시킨 후 incubator에서 발효시켰다.
- bulgaricus를 이용하여 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 전자공여능 측정은 Blois(14)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉 추출 시료 2 mL를 0.2 mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma Chemical Co.) 2 mL와 혼합한 후, 실온에서 30분 방치시킨 후, 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며 전자공여능(electron donating ability, %)은 다음 식에 의하여 산출하였다.
- 후발효차의 제조는 전보(10)와 마찬가지로 녹차에 선택된 균주와 차엽의 수분함량이 37～40% 되도록 멸균 증류수를 공급하여 발효를 진행하였다. 즉 녹차를 발효시키기 위해 멸균 처리가 된 비닐팩에 녹차와 멸균 증류수에 각각의 균주(1.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 시료는 2008년도 06월 제주도 서광다원에서 재배된 녹차 중 아미노산 함량이 2.7% 이상인 옥록차를 이용하여 후발효 공정을 진행하였다. 후발효를 위해 사용된 균주로는 Amore Pacific 기술연구원(Yongin, Korea)에서 B.
- bulgaricus를 녹차에 접종하고 발효기간별로 발효시킨 후 후발효차의 polyphenol 화합물의 함량은 AOAC법(12)에 따라 측정하였다. 즉 시료 1 mL에 0.5 mL의 Folin-Denis 시약과 1 mL의 포화 Na2CO3용액, 7.5 mL의 증류수를 차례로 혼합하여 30분 경과한 뒤 760 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로는 gallic acid(Sigma Chemical Co.)를 사용하였다.
- 2 mL를 차례대로 넣은 후 혼합하고 실온에서 10분간 방치하고 760 nm에서 흡광도를 측정하여 ascorbic acid의 함량을 측정하였다. 표준물질로는 L-ascorbic acid(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다.
- 위 반응액을 상온에서 40분간 방치한 후 415 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 표준물질로는 quercetin(Sigma Chemical Co.)을 사용하였다.
- 7% 이상인 옥록차를 이용하여 후발효 공정을 진행하였다. 후발효를 위해 사용된 균주로는 Amore Pacific 기술연구원(Yongin, Korea)에서 B. subtilis, S. cerevisiae, L. bulgaricus를 분양받아 사용하였다(10).
데이터처리
- 본 시험에서 얻어진 결과는 SPSS 14.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) program을 사용하여 각 실험구간의 유의성을 검증한 후 Duncan's multiple range test에 의해 실험군 간의 차이를 분석하였다.
이론/모형
- B. subtilis, S. cerevisiae 및 L. bulgaricus를 이용하여 발효기간별로 발효시킨 후발효차에 존재하는 ascorbic acid의 함량은 Park 등(11)의 방법에 따라 측정하였다. 시료 추출은 시료 3.
- B. subtilis, S. cerevisiae 및 L. bulgaricus를 이용하여 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 ABTS radical cation decolorization 측정은 Robert 등(15)의 방법을 이용하였다. 7.
- B. subtilis, S. cerevisiae 및 L. bulgaricus를 이용하여 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 전자공여능 측정은 Blois(14)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉 추출 시료 2 mL를 0.
- 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 flavonoid 화합물의 함량 측정은 Moreno 등(13)의 방법에 의해 측정하였다. 즉시료 0.
- 위생적인 후발효차를 제조하기 위하여 B. subtilis, S. cerevisiae 및 L. bulgaricus를 녹차에 접종하고 발효기간별로 발효시킨 후 후발효차의 polyphenol 화합물의 함량은 AOAC법(12)에 따라 측정하였다. 즉 시료 1 mL에 0.
성능/효과
- 74 mg%으로 가장 많은 함량을 함유하여 이미 알려진 바와 같이 항산화 활성이 높을 것으로 판단되었다. B. subtilis 균에 의한 발효차는 48.20～51.39 mg% 정도였으며 S. cerevisiae 균에 의한 발효차는 43.62～51.75 mg%, L. bulgaricus 균에 의한 발효차는 53.28～62.84 mg%로 발효기간 내내 균종에 관계없이 녹차의 ascorbic acid의 함량에 비하여는 다소 낮은 함량을 보였고 산소와의 접촉을 최소화한 L. bulgaricus 균에 의한 발효가 비교적 함량 변화가 적은 것으로 나타났다. 이와 같이 ascorbic acid의 함량이 기존 녹차보다 발효가 진행됨에 따라 감소하는 이유는 발효 및 건조과정 등을 거치는 과정에서 산소와의 접촉, 산화 등에 의하여 감소하는 것으로 판단되었다.
- 각 시료 발효기간별 ascorbic acid의 함량(Table 1)과 ABTS 항산화 활성과의 상관관계를 분석한 결과, B. subtilis 균에 의한 발효차는 R2=0.985, S. cerevisiae 균에 의한 발효차는 R2=0.995, L. bulgaricus 균에 의한 발효차는 R2=0.941로 세 균주 모두 상관도가 매우 높은 것으로 나타나 ascorbic acid의 함량이 ABTS 항산화 활성과 상관관계가 매우 높음을 확인할 수 있었다.
- 67%로 세 균주 모두 급격히 감소하였다. 그러나 발효기간이 증가하면서 서서히 증가하여 발효 20일에는 B. subtilis 균에 의한 발효에서 75.02%, S. cerevisiae 균의 발효는 61.04%, L. bulgaricus 균의 발효는 71.10%를 나타내었다. 이와 같은 결과로 보면 녹차의 항산화 활성이 매우 뛰어남을 다시 한 번 확인할 수 있었으며 후발효차는 녹차보다는 다소 낮은 활성이지만 항산화 활성이 현저히 감소하지는 않은 것으로 판단되었다.
- bulgaricus를 이용하여 발효기간별로 발효시킨 후발효차의 ABTS 항산화 활성의 변화를 측정한 결과는 Table 5와 같다. 녹차의 ABTS 항산화 활성은 203.22 AEAC였으며 B. subtilis에 의한 발효차는 155.86～169.78 AEAC mg% 정도였으며 S. cerevisia에 의한 발효차는 119.98～143.10 AEAC mg%, L. bulgaricus에 의한 발효차는 159.35～196.49 AEAC mg%로 발효기간 내내 세 균주 모두 녹차에 비하여 낮은 활성을 보였고 산소와의 접촉이 적었던 L. bulgaricus 균에 의한 발효차가 가장 적은 변화를 보이는 것으로 사료되었다.
- bulgaricus를 각각 녹차에 접종하고 발효 과정 중 DPPH 전자공여능의 변화를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 발효기간에 따른 전자공여능을 측정한 결과, 발효 전 87.47%의 전자공여능을 가진 녹차는 발효 1일차에는 B. subtilis에 의해 65.47%, S. cerevisiae 균의 발효는 65.13%, L. bulgaricus 균의 발효는 66.67%로 세 균주 모두 급격히 감소하였다. 그러나 발효기간이 증가하면서 서서히 증가하여 발효 20일에는 B.
- Jeong 등(20)의 연구에서 국내에 시판되는 녹차, 보이차, 우롱차, 홍차의 항산화를 비교한 결과 ABTS 항산화 활성은 녹차가 가장 높고 보이차, 우롱차, 홍차 순이었다고 하였으며 이는 차의 카테킨 중 EGCG와 EGC 함량이 높은 시료에서 높은 라디칼 소거능을 나타내었다고 보고하였다. 본 실험에서도 후발효차가 녹차보다는 ABTS 항산화 활성이 감소되는 것으로 보아 후발효차 제조 시 카테킨류 이외에도 ascorbic acid 등의 감소에 의한 영향도 있는 것으로 사료되었다.
- 12%로 세 균주 모두 발효가 진행됨에 따라 함량이 다소 감소하였다. 실험에 사용한 녹차의 flavonoid 함량은 7.78 mg%였으며 미생물을 이용한 후발효차의 경우에는 4.33～7.88 mg%로 대부분 녹차에서의 함량보다 적은 것으로 나타났다. 항산화 활성의 경우, 녹차의 DPPH 전자공여능 및 ABTS 항산화 활성은 각각 87.
- Flavonoid는 차의 기능적인 우수성을 제시하는 지표 인자 중 하나로 인식되고 있어 후발효차 제조 과정 중 발효의 진행 정도에 따른 flavonoid의 함량 변화를 측정하였으며 그 결과는 Table 3과 같다. 실험에 사용한 녹차의 flavonoid 함량은 7.78 mg%였으며 미생물을 이용한 후발효차의 경우에는 세 균주 모두 발효가 시작되면서 flavonoid 함량은 감소하였다가 발효기간이 증가하면서 다시 서서히 증가하는 경향이었다. 그러나 실험에 적용한 발효기간 동안의 flavonoid 함량은 녹차보다는 적은 것으로 나타나 발효 초기 및 후기에서의 flavonoid의 함량 차이에 관한 연구는 좀 더 체계적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.
- 이상의 결과를 종합하여 보면, 미생물을 이용한 후발효차 제조 시 Bacillus subtilis를 이용하였을 때 위생적이고 기호도가 우수한 제품(10)을 생산할 수 있었다. 그러나 후발효차 제조 시 ascorbic acid, polyphenol 화합물 및 flavonoid 화합물 등의 항산화 성분들의 함량은 녹차보다는 다소 감소하게 되고 이에 따라 항산화 활성도 감소하게 되었지만 항산화 활성이 제조과정 중 현저하게 감소하지는 않은 것으로 판단되며 항산화 활성이 감소하지 않으면서도 기호도가 우수한 후 발효차 개발에 관한 차후 연구가 필요할 것으로 사료되었다.
- 10%를 나타내었다. 이와 같은 결과로 보면 녹차의 항산화 활성이 매우 뛰어남을 다시 한 번 확인할 수 있었으며 후발효차는 녹차보다는 다소 낮은 활성이지만 항산화 활성이 현저히 감소하지는 않은 것으로 판단되었다.
- bulgaricus 균에 의한 발효가 비교적 함량 변화가 적은 것으로 나타났다. 이와 같이 ascorbic acid의 함량이 기존 녹차보다 발효가 진행됨에 따라 감소하는 이유는 발효 및 건조과정 등을 거치는 과정에서 산소와의 접촉, 산화 등에 의하여 감소하는 것으로 판단되었다.
- 전보(10)에서 본 연구자들은 위생적으로 안전성이 확보된 후발효차를 개발하기 위하여 식품 또는 식품첨가물로서 직접 사용이 가능한 Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae 및 Lactobacillus bulgaricus 3종을 선정하여 후발효차를 제조하였을 때 B. subtilis를 이용한 후발효차에서 색을 제외한 맛, 향 및 종합적 기호도 즉 관능적 평가에서 시판 보이차에 비하여 우수한 제품을 제조할 수 있었으며 위생화된 후발효차 개발이 가능한 것으로 판단되었다.
- 후발효차 발효기간에 따른 차의 품질을 결정하는 중요한 인자인 polyphenol 화합물의 함량 변화를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 초기 녹차의 polyphenol 화합물의 함량은 14.88%였으며 발효가 진행됨에 따라 B. subtilis 균의 발효는 11.54～12.77%, S. cerevisiae 균의 발효는 11.58～12.88%, L. bulgaricus 13.34～14.12%로 L. bulgaricus에 의한 발효가 가장 감소폭이 적은 것으로 나타났다. 그러나 대체적으로 발효 균주에 관계없이 발효가 진행됨에 따라 점점 polyphenol 화합물의 함량은 감소하는 것으로 판단되었다.
- 88 mg%로 대부분 녹차에서의 함량보다 적은 것으로 나타났다. 항산화 활성의 경우, 녹차의 DPPH 전자공여능 및 ABTS 항산화 활성은 각각 87.47% 및 203.22 AEAC mg%였으나 발효기간에 따른 후발효차에서는 녹차에 비하여는 낮은 활성을 보여 후발효차 제조 시 어느 정도 항산화성분의 함량 및 활성이 다소 감소하게 되지만 미생물을 이용하여 후발효차를 제조 시 위생적이고 기호도가 우수한 제품을 생산할 수 있는 것으로 판단되었다.
- 위생적으로 안전성이 확보된 후발효차를 제조하기 위해 Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae 및 Lactobacillus bulgaricus를 이용하여 후발효차를 제조한 후 발효시간에 따른 항산화 성분 및 활성의 변화를 측정하였다. 후발효차의 ascorbic acid의 함량은 발효기간 내내 균종에 관계 없이 녹차(66.74 mg%)에 비하여 비교적 낮은 함량(43.62～62.84 mg%)을 보였고 산소와의 접촉을 최소화한 L. bulgaricus 균에 의한 발효가 비교적 적은 변화를 보였다. Polyphenol 화합물의 함량은 녹차의 경우 14.
후속연구
- 78 mg%였으며 미생물을 이용한 후발효차의 경우에는 세 균주 모두 발효가 시작되면서 flavonoid 함량은 감소하였다가 발효기간이 증가하면서 다시 서서히 증가하는 경향이었다. 그러나 실험에 적용한 발효기간 동안의 flavonoid 함량은 녹차보다는 적은 것으로 나타나 발효 초기 및 후기에서의 flavonoid의 함량 차이에 관한 연구는 좀 더 체계적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.
- 이상의 결과를 종합하여 보면, 미생물을 이용한 후발효차 제조 시 Bacillus subtilis를 이용하였을 때 위생적이고 기호도가 우수한 제품(10)을 생산할 수 있었다. 그러나 후발효차 제조 시 ascorbic acid, polyphenol 화합물 및 flavonoid 화합물 등의 항산화 성분들의 함량은 녹차보다는 다소 감소하게 되고 이에 따라 항산화 활성도 감소하게 되었지만 항산화 활성이 제조과정 중 현저하게 감소하지는 않은 것으로 판단되며 항산화 활성이 감소하지 않으면서도 기호도가 우수한 후 발효차 개발에 관한 차후 연구가 필요할 것으로 사료되었다.
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