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문제 정의
- 이에 본 연구는 오미자를 이용한 효과적인 추출과 추출물의 항산화 특성을 확인하기 위하여 물과 에탄올을 용매로 하여 온도 및 추출시간에 따른 추출특성을 확인하고 기능성 추출소재를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 동결건조된 오미자의 추출방법은 환류추출방법을 이용하여 에탄올 농도(%), 추출시간(h), 추출온도(℃)를 달리한 3가지의 조건에 따른 추출특성을 분석하였다. 농도에 따른 추출특성 시험은 60℃, 2시간 동안 에탄올 농도 0, 50, 70, 99%에서 추출하였으며, 온도에 따른 추출특성 시험은 50% 에탄올, 2시간 동안 40, 60, 80, 100℃의 조건에서 추출하였다. 시간에 따른 추출특성 시험은 50% 에탄올, 60℃에서 2, 4, 6, 8시간 동안 추출하였다.
- 동결 건조한 오미자로부터 용매의 농도에 따른 추출특성을 알아보고자, 열수 추출물과 에탄올 추출물(50, 70, 99%)에 대해 60℃에서 2시간 동안 추출하여 이화학적 특성과 항산화능을 분석하였다. 에탄올 농도에 따른 오미자 추출물의 환원당 함량은 50% 에탄올 추출물에서 가장 높은 함량을 나타내었으며, 열수 추출물과 70% 에탄올 추출물은 50% 에탄올 추출물과 크게 차이를 나타내지 않았으나, 99% 에탄올 추출물은 환원당 함량이 크게 감소하였다(Table 1).
- 동결건조된 오미자의 추출방법은 환류추출방법을 이용하여 에탄올 농도(%), 추출시간(h), 추출온도(℃)를 달리한 3가지의 조건에 따른 추출특성을 분석하였다. 농도에 따른 추출특성 시험은 60℃, 2시간 동안 에탄올 농도 0, 50, 70, 99%에서 추출하였으며, 온도에 따른 추출특성 시험은 50% 에탄올, 2시간 동안 40, 60, 80, 100℃의 조건에서 추출하였다.
- 농도에 따른 추출특성 시험은 60℃, 2시간 동안 에탄올 농도 0, 50, 70, 99%에서 추출하였으며, 온도에 따른 추출특성 시험은 50% 에탄올, 2시간 동안 40, 60, 80, 100℃의 조건에서 추출하였다. 시간에 따른 추출특성 시험은 50% 에탄올, 60℃에서 2, 4, 6, 8시간 동안 추출하였다. 이때 얻어진 각 추출물은 감압 여과 장치(JP/N-1000SW, EYELA, Tokyo, Japan)에 의해 여과(Whatman No.
- 오미자 추출물의 추출온도에 따른 영향을 확인하기 위하여 에탄올 농도 50%, 추출시간은 2시간으로 고정하여 온도 조건별(40-100℃) 추출특성을 비교하였다. 환원당 함량은 40-80℃까지는 서서히 증가(500.
- 오미자 항산화 유용성분의 효과적인 추출을 위해 환류추출방법을 이용한 추출실험에서 온도는 60℃, 에탄올 농도는 50%로 고정한 후 추출시간의 영향을 검토하였다. 환원당 함량은 2시간 추출 시 가장 낮은 추출률을 나타내었고, 4시간 추출 시 가장 높 은 함량을 나타내었다(Table 2).
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 오미자는 2012년에 문경에서 생산된 생오미자를 구입하여 심온고(−70℃)에서 하루 동안 보관 후 동결건조(MCFD8518, Ilshinbiobase, Yangju, Korea)하였다. 동결 건조된 시료의 수분함량은 6.
데이터처리
- 본 실험은 분석에 영향을 미치는 모든 변수들은 Excel 2010, SAS program (SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여(19) Duncan's multiple range test 방법으로 결과 값들의 유의성을 분석하였으며(20), 결과 정리는 Origin 8.0 software (Origin Lab. Co., Northampton, MA, USA)를 사용하였다(21).
이론/모형
- 오미자 추출물의 기계적 색도는 색차계(CM-3600d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 Hunter’s Scale에 의한 L*(명도), a*(적색도), b*(황색도) 값을 측정하였으며, 증류수를 대조구(L* =100, a* =0.00, b* =0.00)로 하여 5회 반복하여 측정하였다.
- 오미자 추출물의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법(16)에 의해, 시료 0.2 mL과 증류수 1.8 mL를 혼합하고 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 0.2 mL를 가하였다. 6분 후, 7% Na2CO3 2 mL를 혼합하여 750 nm에서 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys Co.
- 오미자 추출물의 환원당 함량은 Nelson-Somogyi 변법(15)에 의해 A시약(Na2CO3, NaHCO3, Rochelle salt, Na2SO4)과 B시약(H2SO4, CuSO4)을 1:24로 혼합하여 D시약을 제조하였고, Ammonium molybdate, H2SO4와 Na2HASO47H2O를 혼합하여 C시약을 제조하였다. 시료 0.
성능/효과
- 001)을 나타내었다. DPPH 항산화능은 ABTS 항산화능과 유의적인 상관관계(r=0.693, p<0.01)가 인정되었으며, 적색도와는 높은 음의 상관관계를 나타내었다(r= −0.875, p<0.01). Macheix 등(28)과 Gil 등(29)은 폴리페놀과 같은 친수성 항산화물질은 자연계 식물체에 널리 존재하며, 이들은 DPPH 및 FRAP 라디칼 소거능 등 항산화능과 매우 밀접한 관계를 지닌다고 보고한 바 있다(r>0.
- Kim과 Suh(26)는 용매와 농도를 달리하여 대황을 추출하였을 때 총 폴리페놀 함량은 50% 에탄올>80% 메탄올>95% 에탄올>열수 순으로 나타났다고 하여, 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 따라서 오미자의 에탄올 농도는 50%가 유용성분의 추출에 가장 적당한 것으로 판단되었다.
- DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 2시간 추출 시 가장 낮은 항산화력을 나타내었으나, 4시간 이후에는 모두 비슷한항산화력을 나타내었다. 따라서 환원당, 적정산도 등 이화학적 특성과 항산화능을 고려하면 4-6시간의 추출시간이 가장 적합한 것으로 판단되었다.
- 동결 건조한 오미자로부터 용매의 농도에 따른 추출특성을 알아보고자, 열수 추출물과 에탄올 추출물(50, 70, 99%)에 대해 60℃에서 2시간 동안 추출하여 이화학적 특성과 항산화능을 분석하였다. 에탄올 농도에 따른 오미자 추출물의 환원당 함량은 50% 에탄올 추출물에서 가장 높은 함량을 나타내었으며, 열수 추출물과 70% 에탄올 추출물은 50% 에탄올 추출물과 크게 차이를 나타내지 않았으나, 99% 에탄올 추출물은 환원당 함량이 크게 감소하였다(Table 1). 즉, 환원당 함량은 에탄올(50, 70%)추출물> 열수 추출물>에탄올(99%) 추출물 순으로 나타나, 에탄올이 물과 혼합할 경우 환원당 추출에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 오미자 추출물의 적색도가 감소한 이유는 주 색소인 안토시아닌이 에탄올 농도가 증가할수록 추출률이 낮아지는데 기인하는 것으로 사료된다(24). 에탄올 농도에 따른 총 폴리페놀 함량은 50% 에탄올 추출물에서 71.59 mg GAE/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었고, 에탄올 농도가 증가할수록 감소하였으며, 열수 추출물에서 가장 낮은 함량을 나타내었다(Fig. 1).
- 001)와 높은 부의 상관관계를 나타내었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 오미자의 총 페놀 함량 및 오미자의 색상은 추출시간 및 온도에 매우 높은 의존성을 나타낸다고 판단되며, 총 페놀 함량과 적색도는 오미자 추출물의 이화학적 품질 및 항산화능을 나타내는 직간접적인 마커 물질로 이용 가능하리라 사료된다.
- 추출시간 및 온도에 따른 총 폴리페놀함량은 DPPH 항산화능(0.948<r<0.975, p<0.001, 0.01), ABTS 항산화능(0.947<r<0.997, p<0.001), 환원당 함량(0.926<r<0.964, p<0.001), 적색도(−0.920<r <−0.960, p<0.001) 및 적정산도(0.953<r<0.979, p<0.001)등 모든 실험항목에서 강한 상관관계를 나타내었다. 또한 DPPH 항산화 능과 ABTS 항산화능 역시 높은 상관성(0.
- Lee 등(12)은 오미자 열수 추출 조건 최적화 시험 에서 추출온도 및 시간이 증가할수록 색상은 모두 매우 크게 증가하나, 6시간 이후에는 서서히 감소한다고 하여, 용매에 따라 추출물의 색상 변화가 크게 다른 것으로 나타났다. 추출시간이 증가함에 따라 총 폴리페놀 함량 및 항산화력 역시 증가하였는데 폴리페놀의 경우 6시간까지 크게 증가하고, 이후에는 소폭 감소하여, 6시간 추출 시 폴리페놀이 거의 추출되는 것으로 확인되었다(Fig. 2).
후속연구
- 현재 산업적으로 오미자는 주로 실온에서 물 추출하여 농축하는 방법이 이용되고 있지만, 이 방법은 수율도 낮고, 생리활성도 약할 뿐 아니라 효율성도 크게 낮으므로, 이를 개선할 수 있는 최적의 추출조건의 확립이 필요하다. 따라서 오미자의 기능성 성분과 높은 항산화 활성을 최대한 유지하면서 경제적이고, 효율적인 추출방법이 필요한 실정이나 아직 오미자의 추출조건에 대한 연구는 아직 체계적으로 이루어지지 않은 상황이므로 향후 이러한 연구가 필요하다고 생각된다.
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