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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 발효를 이용하여 면역 증진 목적으로 제조한 흑미(복합)발효물 및 분획물의 건강기능식품 소재화시 기초자료를 제공하고자 흑미(복합)발효물 및 분획물의 항산화성분 (총페놀, 총플라보노이드, proanthocyanidin), 다양한 in vitro 모델에서의 항산화 활성 및 아질산염 소거능 등을 평가하였다.
제안 방법
- 상황버섯균사 배양에 필요한 탄소원으로 흑미(강)를 사용하였으며 질소원으로는 대두 성분을 흑미 (강) 대비 10% 보강하여 전분분해효소(amylase) 및 단백질분해효소(protease)를 첨가했다. 60℃에서 전분 및 단백질 분해 효소처리공정을 통해 흑미(강)를 사용한 액상배양배지를 제조하였고 효소처리공정 후 멸균(121℃, 30분)하여 상황버섯균사 배양을 위한 최종 액상 흑미(강)배지를 얻었다. 상황버섯균사 종균배양액을 액상 흑미(강)배지에 10%(v/v) 접종하고 28℃에서 7일간 배양하여 상황버섯균사 배양/발효산물을 획득하였다.
- Reducing power는 Oyaizu(12)의 방법을 변형하여 측정하였다. 이 실험은 655 nm에서 ferric-ferricyanide (Fe3+)혼합물이 수소를 공여하여 유리라디칼을 안정화 시켜 ferrous (Fe2+)로 전환하는 환원력을 흡광도 값으로 나타내는 방법이다.
- 로 환원되어 TPTZ와 결합하여 blue 계열의 색을 나타내어 환원력을 흡광도 값으로 나타내는 방법이다. 측정 방법은 Benzie & Stranin (13)의 방법을 변형하여 측정하였다 . 300 mM sodium acetate buffer (pH 3.
- 흑미(복합)발효물 및 분획물의 항산화 성분은 총페놀, 총플라보노이드 및 proanthocyanidin 함량을 측정하였으며 1g에 해당하는 항산화 성분을 mg으로 표시하여 Table 1에 나타냈다. 총페놀은 저분자 분획물에서 109.
- 흑미(복합)발효물 및 분획물의 항산화 활성 평가는 다양한 in vitro 모델(DPPH, ABTS, reducing power, FRAP)을 이용하여 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능의 경우(Fig.
- 흑미(복합)발효물의 고분자 분획물(crude polysaccharide fraction) 은 실온에서 시료 무게의 20배에 해당하는 증류수를 첨가하여, 실온에서 1시간 동안 shaker(300 rpm)를 사용하여 추출하였다. 추출 후 원심분리기(12,000×g, 15분)를 사용하여 시료의 고형성분을 제거하고 수용성 상등 액의 총 부피에 대한 5배 99% 주정을 첨가하고 shaker(300 rpm)를 사용하여 교반하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 sodium carbonate, aluminium nitrate, potassium ferricyanide, sodium hydroxide, folin-ciocalteu’s reagent, gallic acid, rutin, vanillin, potassium acetate, (+)-catechin, potassium persulfate, sodium phosphate, trichloroacetic acid, DPPH, ABTS, TPTZ (2,4,6-tripyridyl-s-triazine), ferric chloride, acetic acid, griess reagent 등은 Sigma(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 SAS 9.2 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 one-way ANOVA 분석 수행하였고 평균값의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하였다.
이론/모형
- ABTS 측정방법은 ABTS의 양이온 라디칼의 흡광도가 항산화제에 의해 억제되어 특유의 청록색으로 탈색되는 현상을 이용한 방법이다. ABTS 라디칼 소거능 측정은 Roverta 등(11)의 방법으로 측정 하였다. 7 mM ABTS 용액과 2.
- 실온에서 1시간 동안 분획시켜준 뒤 4℃ 냉장고에 8-10시간 동안 정치 시켰으며 주정추출물을 원심분리기(12,000×g, 30분)를 이용해 침전물을 얻고 적당량의 증류수를 사용하여 녹인 후 동결건조 하였다. 저분자 분획물(low molecular fraction)은 Kong 등(4)의 방법에 의하여 흑미(복합) 발효물 5g에 80% 메탄올 150 mL을 가하여 1시간 45분 동안 상온에서 교반하였으며 15분 동안 sonicator를 사용하여 추출하는 과정을 24시간 동안 12회 반복하였다. Filter paper(WhatmanTM, Cat.
- 총플라보노이드 함량은 Moreno 등(8)의 방법을 이용하여 비색 정량하였다. 각 시료 0.
성능/효과
- 본 연구에서는 흑미(복합)발효물, 고분자 분획물 및 저분자 분획물의 항산화 성분과 각 항산화 활성을 평가하였으며, 실험결과를 바탕으로 항산화 성분과 항산화 활성에 대한 상관관계를 비교하여 R2값으로 나타내었다(Table 2). 그 결과 ABTS, reducing power, FRAP 실험방법이 항산화 성분에 대하여 1에 가까운 R2 값을 나타내어 페놀, 플라보노이드, proanthocyanidin이 증가함에 따라 항산화 활성도 유의적으로 증가한다는 사실을 알 수 있다. DPPH 라디칼소거능의 경우에도 R2 값이 0.
- 8에 가까운 것으로 나타나 높은 상관관계를 보였다. 위의 결과로 보아, 흑미(복합)발효물 및 분획물은 라디칼 소거능 및 산화·환원작용을 통하여 항산화 활성을 가지는 것으로 사료되며, 흑미(복합)발효물의 저분자 분획물은 천연 항산화 소재로서의 활용가능성이 높을 것으로 기대되었다.
- 이상의 결과로 볼 때, 다양한 in vitro 모델에서 저분자 분획물은 흑미(복합)발효물 및 고분자 화합물에 비하여 높은 항산화 활성을 보였고 이는 저분자 화합물에 함유된 항산화성분(총페놀, 총플라보노이드, proanthocyanidin)과 유의적인 상관관계를 나타내는 것으로 사료되었다.
- 2에서 비교적 높은 수치를 보였으며 이는 위장내의 낮은 pH 조건에서 nitrosamine 형성을 보다 효과적으로 억제할 수 있다고 보고하였다. 즉, pH 1.2 조건에서 측정한 저분자분획물의 아질산염 소거능은 저분자 분획물에 함유된 페놀성 화합물들이 낮은 pH 조건에서도 비교적 안정하며 위장내에서의 nitrosoamine 형성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 기대되었다.
- 1C). 한편, 산화 및 환원 반응에 의하여 식품에 함유된 페놀성 화합물에 의해 Fe3+를 Fe2+로 환원시키는 원리를 이용하여 항산화 활성을 평가하는 FRAP의 경우에도 DPPH, ABTS 및 reducing power의 결과와 같은 경향을 나타내 저분자 분획물에서 흑미(복합)발효물 및 고분자 분획물에 비하여 유의적으로 높은 항산화 활성을 보였다(Fig. 1D).
- 1B). 흑미(복합)발효물, 고분자 분획물 및 저분자 분획물의 ABTS 라디칼 소거능은 각각 14.22±4.16, 3.58±3.44 및 41.77±1.77%으로 나타나 저분자 분획물에서 가장 높은 항산화 활성을 나타냈다. Reducing power의 경우에도 흑미 저분자 분획물에서 0.
후속연구
- 따라서, 항산화 성분을 다량 함유한 흑미(복합)발효물의 저분자분획물은 흑미 미강과 함께 천연 항산화 식품으로서의 활용가능성이 높을 것으로 기대되었다.
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