효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량은 각각 108.65, 389.99 mg/mL으로 나타내었으며, 지표성분인 HBA 함량은 발효 전 2.46 mg/g에서 발효 후 7.94 mg/g로 증가되었다. 비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다. 특히, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 발효천마추출물에서 20배 이상의 활성능이 증가되었다. 이상의 결과로부터 건천마를 발효할 경우 전자공여능 및 라디칼 소거능이 증가됨을 확인하였으며 향후 항산화소재로서의 이용가능성을 확인하였다.
효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량은 각각 108.65, 389.99 mg/mL으로 나타내었으며, 지표성분인 HBA 함량은 발효 전 2.46 mg/g에서 발효 후 7.94 mg/g로 증가되었다. 비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다. 특히, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 발효천마추출물에서 20배 이상의 활성능이 증가되었다. 이상의 결과로부터 건천마를 발효할 경우 전자공여능 및 라디칼 소거능이 증가됨을 확인하였으며 향후 항산화소재로서의 이용가능성을 확인하였다.
This study was conducted to compare and analyze change of content of polyphenol and p-hydroxybenzyl alcohol (HBA), which is an index-component, and antioxidant activity between fermented Gastrodia elata Blume and non-fermented G. elata Blume. The polyphenol contents before and after the fermentation...
This study was conducted to compare and analyze change of content of polyphenol and p-hydroxybenzyl alcohol (HBA), which is an index-component, and antioxidant activity between fermented Gastrodia elata Blume and non-fermented G. elata Blume. The polyphenol contents before and after the fermentation were 108.65 and 389.99 mg/mL respectively, and the content of index-component HBA increased from 2.46 mg/g before fermentation to 7.94 mg/g after fermentation. In comparison between the non-fermented G. elata Blume extract (NFGE) and fermented G. elata Blume extract (FGE) in DPPH, ABTS, and superoxide radical scavenging assay, we found that FGE showed more activity than NFGE as the extract was more concentrated. Especially, the superoxide radical scavenging activity was increased more than twenty times in FGE. In conclusion, we confirmed increase in the electron donating ability and radical scavenging when the dried G. elata Blume is fermented, and its further feasibility as an antioxidant.
This study was conducted to compare and analyze change of content of polyphenol and p-hydroxybenzyl alcohol (HBA), which is an index-component, and antioxidant activity between fermented Gastrodia elata Blume and non-fermented G. elata Blume. The polyphenol contents before and after the fermentation were 108.65 and 389.99 mg/mL respectively, and the content of index-component HBA increased from 2.46 mg/g before fermentation to 7.94 mg/g after fermentation. In comparison between the non-fermented G. elata Blume extract (NFGE) and fermented G. elata Blume extract (FGE) in DPPH, ABTS, and superoxide radical scavenging assay, we found that FGE showed more activity than NFGE as the extract was more concentrated. Especially, the superoxide radical scavenging activity was increased more than twenty times in FGE. In conclusion, we confirmed increase in the electron donating ability and radical scavenging when the dried G. elata Blume is fermented, and its further feasibility as an antioxidant.
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문제 정의
따라서 본 연구는 효모를 이용한 천마의 발효시 항산화 소재로서의 이용가능성을 확인하기 위하여 발효 전과 후의 총 폴리페놀 함량과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol 함량 변화 및 항산화활성을 비교하였으며, 식품소재로써 다양한 활용가능성을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다. 특히, superoxide 라 효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량은 각각 108.
효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량은 각각 108.
제안 방법
Gallic acid를 증류수로 녹여 농도가 0, 25, 50, 100, 200 및 400 µg/mL 용액이 되도록 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료추출물의 총 폴리페놀 함량을 산출하였다.
9996 이상의 직선성을 나타내 었다. HBA의 동정은 표준품의 retention time과 peak area 를 비교하여 동정하였고, 자동분석기에 의해서 계산된 함량을 시료 중 함량과 추출물 중 비율을 산출하여 값을 나타내었다. 발효 기간 설정 후 천마추출물과 발효천마추출물에서의 HBA의 함량 비교 분석은 이와 같은 동일한 방법으로 실시하였다.
HBA의 동정은 표준품의 retention time과 peak area 를 비교하여 동정하였고, 자동분석기에 의해서 계산된 함량을 시료 중 함량과 추출물 중 비율을 산출하여 값을 나타내었다. 발효 기간 설정 후 천마추출물과 발효천마추출물에서의 HBA의 함량 비교 분석은 이와 같은 동일한 방법으로 실시하였다.
지표성분인 HBA 함량 분석은 1,000 ppm stock solution 으로 제조한 다음 농도가 각각 25, 50, 100 ppm이 되도록 제조하여 표준원액으로 사용하였다. 발효기간(1, 3, 5, 7, 9, 12일)별 시료를 80% 에탄올로 10배 희석한 후 6,000 rpm에 20분간 원심분리하여 얻은 상등액을 Syringe filter (Minisart RC15, Sartirius, Germany)를 사용하여 여과한 다음 발효 조건 설정을 위한 분석용 시료로 사용하였다. HBA의 분석은 Table 1의 조건에 따라 HPLC를 이용하여 분석하였다.
발효기간(1, 3, 5, 7, 9, 12일)에 따른 pH는 pH 측정기 (D-51, Horiba, Kyoto, Japan)를 이용하여 측정하였고 당도는 빛에 대한 물질의 굴절률을 이용하여 용액의 농도를 측정하는 휴대용 굴절 당도계(N-1E, Atago, Kyoto, Japan)를 이용하여 상온에서 측정하였다.
지표성분인 HBA 함량 분석은 1,000 ppm stock solution 으로 제조한 다음 농도가 각각 25, 50, 100 ppm이 되도록 제조하여 표준원액으로 사용하였다. 발효기간(1, 3, 5, 7, 9, 12일)별 시료를 80% 에탄올로 10배 희석한 후 6,000 rpm에 20분간 원심분리하여 얻은 상등액을 Syringe filter (Minisart RC15, Sartirius, Germany)를 사용하여 여과한 다음 발효 조건 설정을 위한 분석용 시료로 사용하였다.
cerevisiae, KCCM 50583)배양은 YEPD 배지를이용하여멸균기(AC-60, Han Yang Scientific Equipment, Seoul, Korea)에서 121℃에 15분간 멸균을 한 후 효모균을접종하였고진탕배양기(VS-8480SR, Scientific, Bucheon, Korea)에 넣은 후 150 rpm에서 34℃로 3일 동안 배양하였다. 천마발효는 멸균된 발효용기에 건천마 분말 200 g을 취하고 증류수 600 mL를 첨가한 뒤 잘 혼합시킨 것과 건 천마 분말 200 g을 취하고 당10%와 증류수 600 mL를 첨가한 발효용기를 121℃에 15분간 멸균한 다음 각각의 시료에 효모 배양액 5%(v/v)를 접종한 후 150 rpm에서 34℃ 로 발효 기간(1, 3, 5, 7, 9, 12일)별 배양한 발효액을 발효 조건 설정을 위한 시료로 사용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 천마는 무주군 안성 농협에서 2010년 10월에 구입한 후 물로 수세하여 표면 흙과 이물질을 제거한 다음 일정 두께로 세절하여 50℃ 열풍건조기를 이용하여 건조한 시료를 분말화하여 시료로 사용하였다. 효모(Saccharomyces cerevisiae, KCCM 50583)는 한국미생물보존센터에서 분양받아 사용하였고, p-hydroxybenzyl alcohol, folin-ciocalteu's reagent, 1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl(DPPH), 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline -6-sulfonic acid)(ABTS)는 Sigma(St.
추출물은 5일 동안 발효시킨 천마발효액을 동결건조(FD 5510 SPD, Ilshin, Gwangju, Korea)하여 얻은 분말 5 g 과 건천마 분말 5 g을 취하여 각각 80% 에탄올 75 mL에 현탁시킨 후 상온에서 4시간 동안 추출한 다음 6,000 rpm 에서 20분간 원심 분리하여 얻은 상등액을 감압 농축 (N-1000, Eyela, Tokyo, Japan)한 후 건조하여 분말화된 시료를 실험에 사용하였다.
효모균(S. cerevisiae, KCCM 50583)배양은 YEPD 배지를이용하여멸균기(AC-60, Han Yang Scientific Equipment, Seoul, Korea)에서 121℃에 15분간 멸균을 한 후 효모균을접종하였고진탕배양기(VS-8480SR, Scientific, Bucheon, Korea)에 넣은 후 150 rpm에서 34℃로 3일 동안 배양하였다. 천마발효는 멸균된 발효용기에 건천마 분말 200 g을 취하고 증류수 600 mL를 첨가한 뒤 잘 혼합시킨 것과 건 천마 분말 200 g을 취하고 당10%와 증류수 600 mL를 첨가한 발효용기를 121℃에 15분간 멸균한 다음 각각의 시료에 효모 배양액 5%(v/v)를 접종한 후 150 rpm에서 34℃ 로 발효 기간(1, 3, 5, 7, 9, 12일)별 배양한 발효액을 발효 조건 설정을 위한 시료로 사용하였다.
데이터처리
본 연구의 결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었고, 각 실험군 간의 비교분석은 SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 Duncan's multiple range test로 p ˂0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
ABTS 라디칼 소거능의 측정은 Re 등(1999)의 방법에 의해 측정하였다. 7 mM ABTS 600 µL와 7.
DPPH는 알코올 등의 유기용매에서 매우 안정적이며 항산화 기작 중 proton-radical scavenger에 의하여 탈색되어 항산화 활성을 육안으로 쉽게 관찰할 수 있는 장점이 있다. DPPH 라디칼 소거능의 측정은 Biosis 등(1958)의 방법에 의해 측정하였다. 3.
Superoxide 라디칼 소거능의 측정은 Fontana 등(2001) 의 방법을 참고하여 측정하였다. Phosphate buffer(pH 7.
성능/효과
HBA 함량은 당무첨가구에 비해 당첨가구에서 높게 나타내었으며, 발효기간이 지날수록 증가하였으나 발효 5일 경과시 당무첨가구 2.98 mg/g, 당첨가구 3.56 mg/g으로 가장 높게 나타내었다. 이러한 결과로 보아 효모균 발효시 34℃에서 발효기간 최적 조건은 발효 5일로 판단된다.
효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 발효 전과 발효 후의 총 폴리페놀 함량은 각각 108.65, 389.99 mg/mL으로 나타내었으며, 지표성분인 HBA 함량은 발효 전 2.46 mg/g에서 발효 후 7.94 mg/g로 증가되었다. 비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다.
4와 같다. 발효 전과 후의 HBA함량은 유의적인 차이가 있음을 나타내었고 HBA 함량이 발효 전 2.46 mg/g에서 발효 후 7.94 mg/g로 증가 되었다. 이러한 결과는 효모균을 이용한 발효에 의해서 HBA 함량이 증가하였음을 확인하였다.
발효기간에 따른 이화학적 특성 변화게 나타났으며, 당무첨가구와 당첨가구 모두 효모균 발효시 발효기간이 지날수록 감소하는 것으로 확인되었다. 특히, pH와 °Brix 함량 모두 발효 5일 경과 후 큰 변화가 없는 것으로 나타내었다.
1995). 본 연구에서 역시 총 폴리페놀 함량이 높게 나온 발효천마가 DPPH 라디칼 소거활성이 높게 나타낸 것으로 보아 페놀성 화합물과 DPPH 라디칼 소거능과의 상관관계가 있는 것으로 여겨지며, DPPH 라디탈 소거에 의한 전자공여능이 페놀성 물질에 기인하여 항산화 활성을 나타내는 것으로 사료된다.
94 mg/g로 증가되었다. 비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다. 특히, superoxide 라 효모를 이용한 발효천마와 비발효천마의 폴리페놀 함량과과 지표성분인 p-hydroxybenzyl alcohol(HBA) 함량 변화 및 항산화활성을 비교 분석하고자 본 연구를 수행하였다.
94 mg/g로 증가 되었다. 이러한 결과는 효모균을 이용한 발효에 의해서 HBA 함량이 증가하였음을 확인하였다. HBA는 페놀성 화합물의 일종으로 강력한 항산화제로 알려져 있으며 antioxidant gene의 발현을 통하여 focal ischemic brain 손상을 감소시키는 것으로 보고되었다(Yu et al.
21%로 다소 차이가 있음을 나타내었다. 이러한 결과로 보아 본 소거 활성이 DPPH 라디칼 소거 활성과 비교하여 제거 능력이 다소 낮은 것으로 나타났는데 이러한 소거능의 차이는 측정방법의 차이로 사료된다. Jeng 등(1994)에 의하면 DPPH 는 자유라디칼을 ABTS는 양이온 라디칼을 소거하는 점에서 서로 차이가 나며 두 기질과 반응물과의 결합정도가 달라지므로 라디칼 제거 능력에서도 차이가 있음을 보고한 바와 같이 이는 본 연구결과와 유사하였다.
56 mg/g으로 가장 높게 나타내었다. 이러한 결과로 보아 효모균 발효시 34℃에서 발효기간 최적 조건은 발효 5일로 판단된다.
5와 같다. 추출물의 농도가 1, 2, 4 및 8 mg/mL의 범위에서 비발효천마추출물이 각각 7.13, 10.42, 19.82, 35.45%의 억제효과를 나타내었고 발효천마추출물은 각각 17.89, 32.62, 57.53, 84.48%로 비발효천마추출물보다 억제효과가 높았다. Jeon 등 (2011)의 경우 인삼열매추출물과 유산균 발효 인삼열매추출물을 0.
추출물의 농도에 따라 발효 전과 후의 활성능을 비교한 결과 대조구인 trolox 보다는 전반적으로 활성이 낮게 나타났으나 비발효천마추출물보다 발효천마추출물이 높은 활성능을 나타내었다. 추출물의 농도가 2, 4, 8 및 16 mg/mL의 범위에서 비발효천마추출물이 각각 17.20, 20.55, 24.78, 30.32%의 소거율을 나타내었고 발효천마추출물은 각각 14.43, 19.83, 30.61, 46.21%로 다소 차이가 있음을 나타내었다. 이러한 결과로 보아 본 소거 활성이 DPPH 라디칼 소거 활성과 비교하여 제거 능력이 다소 낮은 것으로 나타났는데 이러한 소거능의 차이는 측정방법의 차이로 사료된다.
6과 같다. 추출물의 농도에 따라 발효 전과 후의 활성능을 비교한 결과 대조구인 trolox 보다는 전반적으로 활성이 낮게 나타났으나 비발효천마추출물보다 발효천마추출물이 높은 활성능을 나타내었다. 추출물의 농도가 2, 4, 8 및 16 mg/mL의 범위에서 비발효천마추출물이 각각 17.
비발효천마추출물과 발효천마추출물의 DPPH, ABTS, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 비발효천마추출물보다 발효천마추출물의 활성능이 높음을 확인할 수 있었다. 특히, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 발효천마추출물에서 20배 이상 의 활성능이 증가되었다. 이상의 결과로부터 건천마를 발 효할 경우 전자공여능 및 라디칼 소거능이 증가됨을 확인하였으며 향후 항산화소재로서의 이용가능성을 확인하였다.
후속연구
Hu 등(2003) 에 의하면 건조천마는 DPPH, superoxide, hydroxy 라디칼 소거능에 강력한 작용을 한다고 보고하였다. 따라서 건 천마 분말을 이용한 효모발효에 의해 생성된 활성물질들에 의해 superoxide 라디칼 소거능이 증가한 것으로 판단되며, 앞으로 발효천마에 존재하는 활성물질들에 대한 구체적인 연구의 필요성이 요구된다. 또한, 총 폴리페놀 함량이 높은 발효천마가 항산화 활성도 높은 것으로 사료된다.
특히, superoxide 라디칼 소거능을 비교한 결과 발효천마추출물에서 20배 이상 의 활성능이 증가되었다. 이상의 결과로부터 건천마를 발 효할 경우 전자공여능 및 라디칼 소거능이 증가됨을 확인하였으며 향후 항산화소재로서의 이용가능성을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소종에 의한 손상은 어떤 질병의 원인이 될 수 있는가?
, 2009). 활성산소종은 정상적인 대사과정 중에서 지속적으로 생성되는 부산물로 DNA손상, 암, 동맥경화, 심장질환 등 다양한 질병과 노화의 원인으로 알려졌다(Aruoma et al., 1991).
천마는 무엇과 공생하는가?
천마(天麻, Gastroia elata Blume)는 난초과(Orchidaceae) 식물에 속하는 다년초로써 담자균류인 뽕나무 버섯 속 (Armillaria mellea) 균사와 공생하며 땅속의 괴경을 가지며, 한방에서의 천마는 고혈압, 두통, 마비, 신경성질환, 당뇨병, 간질, 어지럼증 등의 증상에 대하여 효능이 있는 것으로 알려져 있다(Lee, 1990). 천마는 gastrodin, vanillyl
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