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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 녹두 종피의 생리활성 유효성분의 활용과 더불어 생리활성을 높여 기능성 식품 개발을 위한 원료로 활용할 수 있는 기초자료로 제공하고자 녹두를 시간별로 로스팅 처리하였다. 녹두 로스팅 온도는 로스팅 온도를 다양하게 설정하여 실험한 선행 예비실험 결과, 가장 우수한 항산화 활성을 보여주었던 110℃의 조건으로 고정시켜 놓았고, 최적의 로스팅 시간(10분, 20분, 30분)을 선정하기 위해서 로스팅 시간에 따른 녹두의 항산화 생리활성 변화를 측정하고자 하였다.
- 본 연구에서는 녹두 종피의 유효성분의 활용 및 유용성분의 활성을 높여 기능성 식품 제조 시 원료로의 활용도를 증대시킬 목적으로 녹두를 시간별(10분, 20분 및 30분)로 로스팅처리하였다. 녹두를 시간을 달리하여 로스팅 처리한 후, 로스팅 시간에 따른 녹두 추출물의 생리활성의 변화를 측정하였다.
제안 방법
- Kato 등(1987)의 방법을 사용하여 아질산에 대한 소거 활성을 측정하였다. 1 mM 아질산나트륨 용액 1 ㎖에 시료 2 ㎖를 섞고, 0.1 N HCl(pH 1.2), 0.2 M 구연산 완충액(pH 3.0, pH 6.0)으로 각각 pH 1.2, pH 4.0, pH 6.0으로 보정한 다음, 반응용액의 부피를 10 ㎖로 조정하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 동안 반응시키고, 시험관에 1 ㎖씩 취한 다음 2% 초산용액 5 ㎖를 첨가하고, 사용 직전에 조제한 Griess 시약(30% acetica cid로 각각 조제한 1% sulfanylic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합) 0.
- DPPH법에 의한 free radical 소거 활성은 Naik의 방법(2004)을 변형하여 다음과 같이 측정하였다. 100 ㎍/㎖ 농도가 되게끔 시료를 4 ㎖의 methanol에 녹여 1.
- 따라서 본 연구에서는 녹두 종피의 생리활성 유효성분의 활용과 더불어 생리활성을 높여 기능성 식품 개발을 위한 원료로 활용할 수 있는 기초자료로 제공하고자 녹두를 시간별로 로스팅 처리하였다. 녹두 로스팅 온도는 로스팅 온도를 다양하게 설정하여 실험한 선행 예비실험 결과, 가장 우수한 항산화 활성을 보여주었던 110℃의 조건으로 고정시켜 놓았고, 최적의 로스팅 시간(10분, 20분, 30분)을 선정하기 위해서 로스팅 시간에 따른 녹두의 항산화 생리활성 변화를 측정하고자 하였다.
- 녹두는 로스터기(Proaster THCR-01, Taewhan automation industry Co., Kyounggi, Korea)를 이용하여 500 g씩 로스팅 하였다. 이 때 로스팅 온도는 110℃로, 로스팅 시간은 10분, 20분, 30분간 로스팅하였다(Fig.
- 녹두를 시간을 달리하여 로스팅 처리한 후, 로스팅 시간에 따른 녹두 추출물의 생리활성의 변화를 측정하였다. 녹두는 로스터기를 사용하여 로스팅 하였으며, 이때 로스팅 온도는 선행 예비실험 결과를 참조하여 110℃로 고정시켜놓고 로스팅 시간은 10, 20 및 30분간으로 설정하였다. 로스팅 시간별 시료의 pH 측정 결과, 전체적으로 6.
- 본 연구에서는 녹두 종피의 유효성분의 활용 및 유용성분의 활성을 높여 기능성 식품 제조 시 원료로의 활용도를 증대시킬 목적으로 녹두를 시간별(10분, 20분 및 30분)로 로스팅처리하였다. 녹두를 시간을 달리하여 로스팅 처리한 후, 로스팅 시간에 따른 녹두 추출물의 생리활성의 변화를 측정하였다. 녹두는 로스터기를 사용하여 로스팅 하였으며, 이때 로스팅 온도는 선행 예비실험 결과를 참조하여 110℃로 고정시켜놓고 로스팅 시간은 10, 20 및 30분간으로 설정하였다.
- 이를 540 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산의 백분율로 나타내었다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수를 가하여 측정하였다.
- 로스팅 녹두를 1 g씩을 정확히 칭량하여 증류수 100 ㎖를 더한 후 10분 동안 추출한 액을 pH-meter(HORIBA, ModelF-12, Japan)를 이용해서 측정하였다
- DNS 시약은 dinitrosalicylic acid 10 g과 phenol 2 g을 1ℓ의 volumetric flask에 넣고 1%의 sodium hydroxide 용액으로 1ℓ로 묽히면서 stirring시켜 충분히 용해시켜 사용하였다. 로스팅 처리한 녹두분말을 10배의 증류수로 희석하여 여과(Whatman No 2)시킨 여액 3 ㎖를 시험관에 넣고, DNS 시약 3 ㎖와 40%의 Rochell salt 1 ㎖를 가하여 boiling bath에서 5분 동안 가열한 후, 시험관을 흐르는 수돗물에서 식힌 뒤 이것을 575 nm에서 흡광도를 측정하여 포도당으로 미리 정해진 검량선에서 환원당 함량을 산출하였다.
- , Kyounggi, Korea)를 이용하여 500 g씩 로스팅 하였다. 이 때 로스팅 온도는 110℃로, 로스팅 시간은 10분, 20분, 30분간 로스팅하였다(Fig. 1). 로스팅이 끝난 녹두는 로스터기에 장착된 공기 냉각기로 실온에서 충분히 식힌 후에 분쇄기(FM860T, Hanil Electric, Seoul, Korea)로 분말화 하고, 추출 전까지 원 웨이 벨브(one-way valve)를 부착한 봉투에 담고, 밀봉하여 포장한 후, 서늘하고 어두운 곳에 보관하면서 시료로 사용하였다.
- 2 ㎖를 가하여 반응시켜 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀함량은 tannic acid를 이용하여 작성한 표준곡선을 통해 계산하였다. 총 플라보노이드는 추출물 0.
- 3 ㎖를 가하여 혼합하고, 실온에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 quercetin을 표준물질로 하여 작성한 표준 곡선을 통해 계산하였다.
- 총 폴리페놀함량은 tannic acid를 이용하여 작성한 표준곡선을 통해 계산하였다. 총 플라보노이드는 추출물 0.5 ㎖에 10% aluminum nitrate 0.1 ㎖, 1 M potassium acetate 0.1 ㎖ 및 에탄올 4.3 ㎖를 가하여 혼합하고, 실온에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 quercetin을 표준물질로 하여 작성한 표준 곡선을 통해 계산하였다.
대상 데이터
- 로스팅이 끝난 녹두는 로스터기에 장착된 공기 냉각기로 실온에서 충분히 식힌 후에 분쇄기(FM860T, Hanil Electric, Seoul, Korea)로 분말화 하고, 추출 전까지 원 웨이 벨브(one-way valve)를 부착한 봉투에 담고, 밀봉하여 포장한 후, 서늘하고 어두운 곳에 보관하면서 시료로 사용하였다. 대조군으로 로스팅하지 않은 생 녹두를 사용하였다.
- 시료는 생협 초록마을(Seoul, Korea)에서 구입하여 로스팅 하였다. 추출에 사용한 용매는 에탄올(Duksan Pure Chemical Co.
- 시료는 생협 초록마을(Seoul, Korea)에서 구입하여 로스팅 하였다. 추출에 사용한 용매는 에탄올(Duksan Pure Chemical Co. Korea)을 사용하였으며, 실험에 사용한 시약은 dinitrosalicylic acid, Folin-Ciocalteu, ABTS, peroxidase, xanthine, xanthine oxidase(이상 Sigma Chemical Co. USA), phenol, sodium hydroxide, Rochell salt, tannic acid, aluminum nitrate, potassium acetate, DPPH, H2O2, TCA, sodium nitrite, HCl, citric acid, acetic acid, naphthylamine(이상 Duksan Pure Chemical Co. Korea) 등을 사용하였다.
데이터처리
- 본 연구에서 얻어진 모든 측정치는 Mean±S.D.로 나타내었고, 각 실험군 간의 비교분석은 SPSS Program(SPSS Institute, USA)을 이용하여 ANOVA 분석 후 p<0.05에서 Duncan's multiple range test를 사용하여 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- Kato 등(1987)의 방법을 사용하여 아질산에 대한 소거 활성을 측정하였다. 1 mM 아질산나트륨 용액 1 ㎖에 시료 2 ㎖를 섞고, 0.
- Park 등(2000)의 방법에 따라 96 well micro plate에 PBS 100㎕, 400 ㎍/㎖ 농도의 시료 20 ㎕를 넣고, 1 mM H2O2를 가하여 5분 방치한 후, 1.25 mM ABTS 30 ㎕와 PBS에 녹인 1 Unit/㎖ peroxidase 30 ㎕를 첨가하여 37℃에서 10분간 반응시켜 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표현하였다.
- 로스팅 녹두 시료의 일반 영양성분은 AOAC법(1990)에 준하여 수분은 105℃ 상압가열법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백은 Kjeldahl법, 회분 함량은 550℃ 회화법으로 분석하였으며, 탄수화물 함량은 시료 100 g 중에서 수분, 단백질, 지질, 조섬유소, 회분 함량을 감한 값으로 환산하였다.
- 로스팅 녹두의 환원당 함량은 Dinitrosalicylic acid(DNS)법으로 측정하였다(Miller GL 1959). DNS 시약은 dinitrosalicylic acid 10 g과 phenol 2 g을 1ℓ의 volumetric flask에 넣고 1%의 sodium hydroxide 용액으로 1ℓ로 묽히면서 stirring시켜 충분히 용해시켜 사용하였다.
- 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 AOAC법(1990)에 의하여 측정하였다. 즉, 녹두 추출물 1 ㎖를 취하여 2%(w/v) Na2CO3 용액 1 ㎖를 가하여 3분간 방치한 후, 50% Folin-Ciocalteu 시약 0.
성능/효과
- ABTS radical 소거 활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 30분 녹두에서 47.64%로 가장 우수한 활성을 보였고, 생 녹두는 20.5%로 가장 낮은 활성을 나타내었다.
- 로스팅한 녹두의 xanthine oxidase 저해활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 30분 처리군이 5.129%로 가장 우수한 활성을 보였고, 생 녹두는 23.47%로 가장 낮은 활성을 나타내었다.
- 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 대체로 로스팅 시간이 길어질수록 증가하였다. DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능, xanthine oxidase 저해 활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 증가하였다. 아질산염 소거 활성 역시 로스팅시간이 길어질수록 활성이 증가하는 경향을 보였고 pH의 증가에 따라 활성이 감소하는 경향을 보여주었다.
- 대체적으로 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 증가되는 경향을 보여주었고, pH가 높아질수록 활성이 감소되는 경향을 보여주었다. pH 1.2에서 생 녹두는 19.89%, 30분 로스팅 녹두는 47.6%로, pH 4.0에서 생녹두는 10.27%, 30분 로스팅 녹두는 36.46%로, pH 6.0에서 생녹두는 6.06%, 30분 로스팅 녹두는 17.27%로 나타나, 생 녹두를 로스팅 처리할 경우 아질산염 소거 활성이 증가됨을 알 수 있었다. 식품의 가공, 저장 및 조리 중에 용이하게 생성되는 Maillard 반응 생성물의 아질산염 소거능은 비교적 우수한 것으로 알려져 있는데(Kim 등 1990), 본 결과에서도 생 녹두에 비해 로스팅 처리한 군의 활성이 좋게 나온 결과와 일치함을 알 수 있었다.
- 로스팅 시간이 길어질수록 DPPH radical 소거 활성은 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 그 중 30분 처리 녹두에서 13.46%로 가장 좋은 DPPH radical 소거 활성을 보였고, 생 녹두는 6.21%로 가장 낮은 활성을 나타내었다
- 로스팅 시간에 따른 녹두의 항산화 성분 변화를 알아보고자 로스팅 녹두 추출물의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드함량을 원물 대비 함량으로 환산하여 측정한 결과는 Table 3에 제시된 바와 같다. 녹두의 총 폴리페놀 함량은 로스팅시간이 길어질수록 증가하여 30분 로스팅한 녹두에서 383㎎/g으로 가장 높았고, 생 녹두에서 275 ㎎/g으로 가장 낮은 함량을 보여주었다. 로스팅 녹두의 총 플라보노이드 함량 또한 29.
- 로스팅 시간에 따른 녹두의 아질산염 소거 활성을 pH별로 측정한 결과는 Table 5에 제시된 바와 같다. 대체적으로 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 증가되는 경향을 보여주었고, pH가 높아질수록 활성이 감소되는 경향을 보여주었다. pH 1.
- 이 결과는 원두의 배전이 강할수록 수분 함량이 점차 감소하였다는 보고와 유사한 결과였다(Lee 등 2013). 또한 본 연구에서 조단백질의 함량은 로스팅 시간에 따른 차이가 거의 나타나지 않았으나, 조회분, 조지방 및 탄수화물 등 나머지 성분은 로스팅 시간이 길어짐에 따라 큰 차이가 아니었으나, 다소 증가되는 경향을 보여주었다. 이는 로스팅 시간이 길어질수록 수분 함량이 줄어들어 상대적으로 고형분 함량이 늘어남에 따른 결과로 생각되어진다.
- 녹두는 로스터기를 사용하여 로스팅 하였으며, 이때 로스팅 온도는 선행 예비실험 결과를 참조하여 110℃로 고정시켜놓고 로스팅 시간은 10, 20 및 30분간으로 설정하였다. 로스팅 시간별 시료의 pH 측정 결과, 전체적으로 6.2 정도의 값을 나타냈으며, 환원당 함량은 생 녹두가 가장 높았으며, 로스팅시간이 길어질수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 일반성분의경우 수분은 로스팅 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 나머지 성분은 증가하는 경향을 보여주었다.
- 로스팅 시간별로 녹두의 환원당 함량을 측정한 결과는 생녹두의 환원당 함량이 3.13 ㎎/g으로 가장 높았으며, 로스팅시간이 길어질수록 환원당 함량이 유의적으로 적어지는 경향을 보여주었다. 이는 단당류는 아미노산 및 단백질 분해물과 결합하여 Maillard 반응물을 생성하며, 로스팅 중 분해되어 퓨란 유도체를 생성하였기 때문으로 생각된다(Do 등 1989).
- DPPH radical 소거 활성과 ABTS radical 소거 활성 및 xanthine oxidase 저해 활성은 Table 4와 같다. 로스팅 시간이 길어질수록 DPPH radical 소거 활성은 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 그 중 30분 처리 녹두에서 13.
- Xanthine oxidase는 xanthine을 기질로 하여 uric acid를 생성하는 과정에서 superoxide radical을 생성하는 효소이다(Hong 등2004). 로스팅한 녹두의 xanthine oxidase 저해활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 30분 처리군이 5.
- 로스팅 시간별 녹두의 일반성분은 Table 2에 제시된 바와 같다. 수분의 경우 로스팅 시간이 길어질수록 유의적으로 감소하는 경향을 나타내어 30분간 로스팅 한 녹두에서 8.39%로 가장 낮은 값을 보였고, 생 녹두에서 10.08%로 가장 높은 값을 보였다. 이는 높은 열에 의해 수분이 더 많이 증발하였기 때문으로 생각된다.
- DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능, xanthine oxidase 저해 활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 증가하였다. 아질산염 소거 활성 역시 로스팅시간이 길어질수록 활성이 증가하는 경향을 보였고 pH의 증가에 따라 활성이 감소하는 경향을 보여주었다. 이를 통해 녹두를 110℃로 로스팅 할 경우 30분간 열처리는 열처리 시간에 비례하여 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다.
- 아질산염 소거 활성 역시 로스팅시간이 길어질수록 활성이 증가하는 경향을 보였고 pH의 증가에 따라 활성이 감소하는 경향을 보여주었다. 이를 통해 녹두를 110℃로 로스팅 할 경우 30분간 열처리는 열처리 시간에 비례하여 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다.
- 2 정도의 값을 나타냈으며, 환원당 함량은 생 녹두가 가장 높았으며, 로스팅시간이 길어질수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 일반성분의경우 수분은 로스팅 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 나머지 성분은 증가하는 경향을 보여주었다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 대체로 로스팅 시간이 길어질수록 증가하였다.
- 일반성분의경우 수분은 로스팅 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 나머지 성분은 증가하는 경향을 보여주었다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 대체로 로스팅 시간이 길어질수록 증가하였다. DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능, xanthine oxidase 저해 활성 역시 로스팅 시간이 길어질수록 활성이 증가하였다.
후속연구
- 인삼의 경우 볶음처리 하였을 때 수용성 고형분, 갈변물질, 조산성 다당체의 함량의 증가와 DPPH에 의한 수소공여능이 증가되었다는 보고가 있다(Park 등 1993). 때문에 녹두를 로스팅할 경우 맛과 향뿐만 아니라, 다양한 생리활성 효과까지 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
- 특히 녹두 종피에 존재하고 있는 생리활성 효과가 우수한 vitexin과 isovitexin은 숙주나물 재배나 녹두 빈대떡 제조 시 식감 저해 등의 이유로 버려지고 있어서 녹두 종피에 존재하는 vitexin과 isovitexin의 이용화 기술의 개발이 필요하다.
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