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문제 정의
- 대표적인 지용성 항산화 비타민 A 및 비타민 E의 기여도를 알아보고자 정량해 보았다. 정제 오미자씨유에 함유된 비타민 A 및 비타민 E의 함량을 정량한 결과를 Table 8에 나타내었다.
- , 2011), 오미자씨의 항산화 생리활성에 관한 연구는 아직 미비한 상태이다. 따라서 본 연구는 새로운 식물 소재인 오미자씨 지질의 항산화 효과를 살펴보고자 유지를 추출하여 정제된 유지의 지방산 조성 및 대표적 지용성 항산화 비타민인 비타민 A 및 비타민 E의 기여도를 검토하여 새로운 유지 자원의 개발에 이용하고자 하였다.
제안 방법
- 5 M hydroxylamine hydrochloride 700 µL를 첨가하여 교반하였다. glacial acetic acid로 20 mL로 조절한 후 280 ㎚에서 acetyl bromide soluble lignin의 함량을 측정하였다. 수분의 함량은 80℃ 증발 건조기에서 항량이 될 때까지 건조 후 무게의 변화를 측정하였다.
- 건강기능식품공전에 따라 250 mL 환저플라스크에 정제유지 10 g을 취하여 pyrogallol 10 ㎎, ethanol 50 mL, 90% KOH 10 ㎎을 넣어 잘 혼합시켜 100℃의 수욕상에서 30분 동안 반응시킨 후 냉각하고, 분액여두에 옮긴 후 petroleum ether 50 mL로 3회 추출하였다. 추출액에 증류수 30 mL을 넣어 페놀프탈레인 시약이 무색이 될 때까지 세척하고 Na2SO4를 통과하면서 탈수과정을 거친 후 감압건조하여 용매 ethanol 5 mL에 녹인 후 0.
- A)을 사용하였으며, 표준용액은 (±)-α-tocopherol 40 ㎎ 을 취하여 ethanol 20 mL 정용하고 비타민 E 10 mL을 취하여 ethanol 100 mL로 정용하여 표준용액 (STD5)를 제조하였다. 높은 농도의 STD5를 2배씩 희석해서 STD4 (10 ppm), STD3 (5 ppm), STD2 (2.5 ppm), STD1 (1.25 ppm)을 제조하고, 0.45㎛ 멤브레인 필터로 여과 후 표준용액으로 사용하여 HPLC로 분석하였으며 분석조건은 Table 2와 같다.
- 3% 사용하는 것이 효과적이라는 Ohlson 등 (1976)의 보고와 비슷하였다. 따라서 헥산에 의하여 추출된 유지를 인산 0.15%로 85℃에서 20분간 처리하여 탈검 조작을 행하고 다음 실험에 사용하였다.
- 교반이 끝나면 상층에 soapstock이 형성되며, 5500 rpm에서 30분간 원심분리하여 oil과 soapstock, 기타 gum물질을 분리하였다. 또한 oil 속의 비누성분을 제거하기 위해서 끓인 증류수를 oil과 1 : 1 비율로 섞어 수세한 후 저속으로 2~3 min간 교반을 실시하였으며 수세작업은 2회 실시하였다.
- 항산화 활성은 추출용매인 1% HCl이 포함된 60% MeOH을 대조군으로 하여 대조군에 대한 라디칼 소거능을 백분율로 나타내었다. 또한 시판 정제 포도씨유 및 카놀라씨유의 라디칼 소거능을 비교하였다.
- glacial acetic acid로 20 mL로 조절한 후 280 ㎚에서 acetyl bromide soluble lignin의 함량을 측정하였다. 수분의 함량은 80℃ 증발 건조기에서 항량이 될 때까지 건조 후 무게의 변화를 측정하였다.
- round flask에 100 g의 오미자씨유를 담아 교반시키면서 1~5 M의 농도를 달리한 NaOH를 1% 첨가하여 80℃에서 20분간 교반하면서 탈산을 행하였다. 수율 및 산가가 가장 우수한 3M의 NaOH에 첨가량을 0.1~1%까지 달리하여 70℃에서 20분간 교반하면서 탈산을 행하여 첨가량을 결정하였다. 이후, 3 M NaOH 1% 첨가량에 온도를 60~80℃까지 달리하여 20분간 교반하면서 탈산 조작을 순차적으로 행하여 가장 우수한 탈산조건을 선정하였다.
- gas를 연속적으로 주입하였다. 시약으로서 phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid을 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3%등 여러 가지의 농도로 실험하였다. 수욕상에서 오미자씨유를 처음에 매우 낮은 속도로 천천히 교반시키며 가열하다가 40~50℃ 정도에서 시약을 첨가하면서 원하는 최종온도 85℃를 유지하며 15~20분 동안 섞는다.
- 오미자씨 유지의 가장 적합한 추출 방법을 선정하기 위하여 초임계 CO2 추출, 용매추출 및 압착법을 사용하여 추출하였다. 초임계 CO2 추출은 충남 오창군 보건의료산업센터에서 보유중인 초임계추출기(Supercritical extractor, SCF system)를 사용하였으며, 추출조건은 400 bar, 65℃, CO2 유속은 40 mL/min로 하여 분쇄한 오미자씨 300 g을 초임계 이산화탄소로 추출하였다.
- 오미자씨유로부터 추출된 유지 (crude oil) 중 함유된 부적절한 각종 불순물을 효과적으로 분리 제거하여 유지의 품질을 향상시키기 위하여 탈검, 탈산 과정을 거쳐 정제 오미자씨유를 조제하였다.
- 오미자씨의 일반분석 중 조지방 함량은 오미자씨 100 g의 무게를 달아 분획여두를 이용 에테르를 넣고 지방을 추출하고, 추출이 끝난 수기를 드라이오븐에 넣어 건조한 다음 데시케이터에서 방냉 후 무게를 측정하였다. 리그닌의 함량은 Fukushima and Hatfield(2001)의 방법에 따라 오미자 유지 10 g에 acetyl bromide 용액 (25% v/v acetyl bromide in glacial acetic acid) 1 mL를 첨가하고 50℃에서 2시간 가열하고 실온에서 냉각 후, 2 M sodium hydroxide 4 mL와 0.
- 용매추출, 탈검, 탈산 후 각각의 유지의 지방산을 GC를 이용하여 분석하였다. 각 유지 25 ㎎을 0.
- 용매추출은 오미자씨를 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄한 후 300 g을 정확히 칭량하고 여기에 각각의 추출용매(n-hexane, diethyl ether, chloroform) 3 L을 가하여 sonicator (Bransonic ultrasonic cleaner 5210-DTH, USA)에서 2시간 추출한 후 여과하여 rotary evaporator (Buchi, Sweden)로 감압·농축하여 수율을 비교하였으며, 압착에 의한 추출은 오미자씨를 적당한 온도 (65℃)로 5분간 열처리 한 후 오미자씨를 분쇄기에 미세하게 분쇄한 후 300 g을 정확히 칭량하여 압착기로 추출하였다.
- 1~1%까지 달리하여 70℃에서 20분간 교반하면서 탈산을 행하여 첨가량을 결정하였다. 이후, 3 M NaOH 1% 첨가량에 온도를 60~80℃까지 달리하여 20분간 교반하면서 탈산 조작을 순차적으로 행하여 가장 우수한 탈산조건을 선정하였다. 이때 교반은 탈검 (degumming)보다 저속으로 회전시켰다.
- 일정 농도의 정제 오미자씨 유지와 400 µM DPPH 용액을 30분간 반응시킨 후 515 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 최적의 탈산조건을 찾기 위하여 탈검 조작을 마친 오미자씨유 100 g을 충분히 교반하면서 NaOH 농도별, 첨가량, 가열온도 등을 변화시켜가면서 실험하였다. round flask에 100 g의 오미자씨유를 담아 교반시키면서 1~5 M의 농도를 달리한 NaOH를 1% 첨가하여 80℃에서 20분간 교반하면서 탈산을 행하였다.
-
2) 오미자씨유의 탈산
탈검 반응을 행하고 얻어진 오미자씨유에 함유된 유리지방산을 제거하기 위하여 탈산 조작을 행하였다. 유지 중의 유리지방산은 유지의 과산화물이 분해되어 탄소수가 적은 지방산으로 유지의 산패와 유지의 품질 및 신선도를 나타내는 척도가 되는 것이므로 유지의 생산에서 유리 지방산의 효과적인 제거는 매우 중요한 일이다.
- 페놀화합물은 phenolic hydroxyl기를 가지기 때문에 단백질및 기타 거대 분자들과 결합하는 성질을 가지며, 항산화 효과 등의 생리활성 기능을 가지는 것으로 알려져 있어 (Cuvelier et al., 1996; Kwon et al., 2011) 오미자씨유에 함유된 총 페놀 함량을 조사하였다. 또한 포도씨유, 카놀라씨유는 시판하고 있는 제품을 구입하여 비교품으로 사용하였다.
- 5 mL를 넣어 잘 섞어주고, 5분간 방치한 후, 10% Na2CO3 용액 1 mL를 넣고, 흡광도 725 ㎚에서 1시간 이내에 측정하였다. 표준물질로 gallic acid (Sigma, USA) 0~100 ㎍/mL의 농도로 조제하여 표준곡선으로부터 총 페놀 함량을 구하였다.
대상 데이터
- A)을 사용하였으며, 표준용액은 250 mL 환저플라스크에 retinol 50 ㎎을 취하여 정제유와 같은 방법으로 수행하여 얻어진 용액을 ethanol 10 mL에 정용하고, 다시 1 mL을 취해 ethanol을 가해 100 mL로 정용한 용액을 표준용액 (STD5)으로 하였다. 높은 농도의 STD5를 2배씩 희석해서 STD4 (10 ppm), STD3 (5 ppm), STD2 (2.5 ppm), STD1 (1.25 ppm)을 제조하여 표준용액으로 사용하였다. 표준용액을 이용한 HPLC 분석조건은 Table 2와 같다.
- , 2011) 오미자씨유에 함유된 총 페놀 함량을 조사하였다. 또한 포도씨유, 카놀라씨유는 시판하고 있는 제품을 구입하여 비교품으로 사용하였다. 정제 오미자씨유의 총 페놀 함량을 측정한 결과 Fig.
- 본 시험에 사용한 재료는 전북 장수에서 구입한 신선한 오미자 100 ㎏을 분쇄하여 당 연구실에서 분리 보관 중인 Aspergillus oryzae 유래의 pectinase를 첨가하여 40℃에서 12시간 반응 후 과육을 제거하고 남은 오미자씨를 수세한 다음 상온의 그늘에서 24시간 동안 건조한 후 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 추출, 용매추출 및 압착법을 사용하여 추출하였다. 초임계 CO2 추출은 충남 오창군 보건의료산업센터에서 보유중인 초임계추출기(Supercritical extractor, SCF system)를 사용하였으며, 추출조건은 400 bar, 65℃, CO2 유속은 40 mL/min로 하여 분쇄한 오미자씨 300 g을 초임계 이산화탄소로 추출하였다. 용매추출은 오미자씨를 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄한 후 300 g을 정확히 칭량하고 여기에 각각의 추출용매(n-hexane, diethyl ether, chloroform) 3 L을 가하여 sonicator (Bransonic ultrasonic cleaner 5210-DTH, USA)에서 2시간 추출한 후 여과하여 rotary evaporator (Buchi, Sweden)로 감압·농축하여 수율을 비교하였으며, 압착에 의한 추출은 오미자씨를 적당한 온도 (65℃)로 5분간 열처리 한 후 오미자씨를 분쇄기에 미세하게 분쇄한 후 300 g을 정확히 칭량하여 압착기로 추출하였다.
- 표준물질은 (±)-α-tocopherol (Sigma, U.S.A)을 사용하였으며, 표준용액은 (±)-α-tocopherol 40 ㎎ 을 취하여 ethanol 20 mL 정용하고 비타민 E 10 mL을 취하여 ethanol 100 mL로 정용하여 표준용액 (STD5)를 제조하였다.
- 45 ㎛ 멤브레인 필터로 여과 후 시험용액으로 사용 하였다. 표준물질은 retinol (Sigma, U.S.A)을 사용하였으며, 표준용액은 250 mL 환저플라스크에 retinol 50 ㎎을 취하여 정제유와 같은 방법으로 수행하여 얻어진 용액을 ethanol 10 mL에 정용하고, 다시 1 mL을 취해 ethanol을 가해 100 mL로 정용한 용액을 표준용액 (STD5)으로 하였다. 높은 농도의 STD5를 2배씩 희석해서 STD4 (10 ppm), STD3 (5 ppm), STD2 (2.
이론/모형
- 리그닌의 함량은 Fukushima and Hatfield(2001)의 방법에 따라 오미자 유지 10 g에 acetyl bromide 용액 (25% v/v acetyl bromide in glacial acetic acid) 1 mL를 첨가하고 50℃에서 2시간 가열하고 실온에서 냉각 후, 2 M sodium hydroxide 4 mL와 0.5 M hydroxylamine hydrochloride 700 µL를 첨가하여 교반하였다.
- 오미자씨 유지의 산도는 AOAC (1990)에 의하여 유지 20 mL를 pH 8.3에 도달 할 때까지 0.1 N NaOH 용액으로 적정한 후 0.1 N NaOH 소요량을 환산하였으며, 정제유지의 총 페놀 화합물은 Folin-Denis 방법 (Slinkard and Sinleton, 1977; Gutfinger, 1981)으로 측정하였다. 즉 ethanol에 0.
- 오미자씨 유지의 항산화 활성은 Dietz 등 (2005)의 방법을 이용한 DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 실험을 행하였다. 일정 농도의 정제 오미자씨 유지와 400 µM DPPH 용액을 30분간 반응시킨 후 515 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 이것을 20분 동안 정치시켜 침전물을 제거한 후 30분 동안 5500 rpm으로 원심 분리하여 탈검유를 얻었다. 탈검 효과는 AOCS Ca12-55 방법(AOCS, 1979)으로 무기인 함량을 분석하여 확인하였다.
성능/효과
- 이 유리지방산을 제거하기 위하여 NaOH 농도 및 첨가량과 반응온도에 따른 제거 효율을 파악하고자 오미자씨유의 수율 및 산가의 변화를 단계적으로 측정하여 Table 6에 그 결과를 나타내었다. NaOH 농도 및 첨가량에 있어서 수율에는 차이가 없었으나 산가에서 3M의 NaOH, 첨가량에 있어서는 1%에서 산가가 낮았으며, 3 M의 NaOH 1%를 첨가하여 반응온도별 수율 및 산가는 온도 80℃에서 수율 92.81%, 산가는 0.72로 제일 좋은 결과를 얻었다. 이 결과는 20% NaOH 처리 시 포도씨유의 수율이 55.
- 03%)를 나타내었으나 추출유지의 갈변현상 및 부유 잔유물의 과다, 추출시간의 과다 등의 현상이 나타나 오미자씨유의 추출 방법으로는 부적합한 것으로 판단되었다. 또한 열처리 후 압착방법의 경우 추출수율이 급격히 감소 (17.76%)하였으며 열처리 과정에서 가열 산패의 현상이 나타나 이 또한 부적합한 방법으로 판단되었다. 용매에 의한 추출은 diethyl ether 32.
- 이는 자연 산화물의 제거에 의한 감소로 판단된다. 또한 탈산 후 지방산의 조성은 불포화 지방산이 88.70%, 포화 지방산 9.97%로 불포화 지방산이 포화지방산에 비하여 8.9배 높은 함량을 나타내었으며 그중 oleic acid가 15.7%, linoleic acid가 71.1%, linolenic acid가 0.38%를 차지하여 탄소수 18개의 불포화 지방산이 전체 지방산의 87.2%를 차지하였다. 이 linoleic acid는 필수지방산으로 vitamin F로 불리어지며 γ-linolenic acid (18 : 3) 및 arachidonic acid (20 : 4)의 생합성 전구체로 알려져 있다.
- 오미자씨유를 시약의 농도별로 탈검 처리한 후 원심분리 하여 얻어진 오미자씨유의 수율은 시약에 따른 차이를 나타내지 않았으며, 처리 농도에 따른 유의적인 차이도 보이지 않았다. 반면 잔존 무기인의 함량의 경우 인산처리 시 초산이나 옥살산의 처리보다 효과적인 잔존 인산 감소 효과를 나타내었으며, 인산 0.15% 처리에서 오미자 씨유의 수율은 96.17%였고, 잔존 인산의 흡광도 값은 0.0151로 인산 0.05% 처리 시 흡광도 값 0.0529에 비해 약 3.5배 감소한 것으로 나타나 가장 효율적인 방법으로 판단되었다. 이결과는 인산 0.
- 2와 같다. 오미자씨 유지의 0.5% 첨가 시 71.7%, 1% 첨가 시 91.7%의 소거능을 보여 매우 우수한 항산화 활성을 갖고 있는 것으로 판단된다. 이는 1% 첨가 시 87.
- 오미자씨 유지의 추출은 초임계 CO2 추출, 용매 추출, 압착 추출 등의 방법을 사용하여 추출한 결과, 용매 및 압착 추출에 비해 초임계 추출의 경우 가장 높은 추출수율 (37.03%)를 나타내었으나 추출유지의 갈변현상 및 부유 잔유물의 과다, 추출시간의 과다 등의 현상이 나타나 오미자씨유의 추출 방법으로는 부적합한 것으로 판단되었다. 또한 열처리 후 압착방법의 경우 추출수율이 급격히 감소 (17.
- n-hexane을 사용하여 추출한 오미자씨유에 함유된 인지질 및 수지를 제거하기 위한 최적 탈검 조건을 설정하기 위해 시약별, 농도별 처리 후 오미자씨유의 수율 변화 및 무기인 함량을 측정한 결과 Table 5와 같다. 오미자씨유를 시약의 농도별로 탈검 처리한 후 원심분리 하여 얻어진 오미자씨유의 수율은 시약에 따른 차이를 나타내지 않았으며, 처리 농도에 따른 유의적인 차이도 보이지 않았다. 반면 잔존 무기인의 함량의 경우 인산처리 시 초산이나 옥살산의 처리보다 효과적인 잔존 인산 감소 효과를 나타내었으며, 인산 0.
- 76%)하였으며 열처리 과정에서 가열 산패의 현상이 나타나 이 또한 부적합한 방법으로 판단되었다. 용매에 의한 추출은 diethyl ether 32.27% 및 chloroform 32.08%에 비해 n-hexane으로 추출 시 36.06%의 추출수율을 나타내었으며 유지의 육안 관찰시 가장 양호한 결과를 보였다 (Table 4).
- 25였다는 Hitotsumatsu와 Takeshita (2007)의 보고와 유사한 결과를 얻었다. 이 결과로부터 n-hexane에 의해 추출된 원유를 인산 0.15%로 85℃에서 20분간 탈검하고, 이 탈검화물에 3 M의 NaOH 1%를 첨가하여 80℃에서 20분간 교반 시 가장 효율적으로 오미자씨유의 검화물 및 유리지방산을 제거하는 것으로 판단되었다.
- 7%의 소거능을 보여 매우 우수한 항산화 활성을 갖고 있는 것으로 판단된다. 이는 1% 첨가 시 87.4%와 85.1%의 소거능을 보인 시판 정제 포도씨유 및 카놀라씨유와 비교 시 높은 활성을 나타내어, 식품을 비롯한 다양한 분야에 적용할 수 있는 새로운 기능성 유지로서 이용이 가능할 것으로 판단된다.
- 또한 인체 LDL 및 radical에 의한 세포막지질의 산화 방지 등 항산화 기능도 보고되어 있다 (Flintoff-Dye and Omaye, 2007; Piergiacomi and Palacios, 2006). 이상의 결과로 오미자씨유는 우수한 항산화 기능이 있는 것으로 판단된다.
- 1과 같다. 총 페놀 함량은 오미자씨유 1.45 g/100 g, 포도씨유 0.75 g/100 g, 카놀라씨유 0.59 g/100 g으로 오미자씨유가 포도씨유나 카놀라씨유보다 월등히 높았다. 총 페놀 함량은 포도씨유에 238.
- 추출에 사용된 오미자씨의 조지방 함량은 37.07%, lignin 함량은 1.78%, 수분 함량은 12.77%로 (Table 3) 포도씨의 지방 함량 21.90 ± 2.34% (Lee et al., 2002), 구아씨의 지방 함량 7% (Satya and Basant, 1981), 해바라기씨의 지방 함량 0.3% (Lee, 1999)에 비해 유지의 함량이 월등히 높으며, 또한 오미자 약리 활성의 대표성분인 lignin의 함량이 과육(0.435%) 에 비해 약 3.93배 함유되어 있어 새로운 고 기능성 식용유지의 소재로서 적합한 것으로 판단되었다.
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