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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 배암차즈기를 염증 및 아토피 개선 식품개발의 일환으로 기능성 나물 또는 가공식품 소재로 사용하기 위한 기초자료로 다양한 건조 방법과 데친 후 주요 물질의 함량 변화를 조사하였다. 또한 기능성 대용차의 개발 일환으로 차발효에 의한 주요 물질의 함량 변화를 조사하였으며, 다양한 전처리 조건에서의 항산화 활성도 조사하였다.
제안 방법
- ABTS cation(ABTS+) decolourization assay법으로 Re 등(21)의 방법을 변형하여 측정하였다. 7 mM ABTS(2, 2'-azino-bis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid, Sigma-Aldrich) 용액과 2.
- SOD 유사 활성은 superperoxide와 반응하여 갈변물질을 나타내는 pyrogallol의 자동산화 반응을 측정하는 것으로 Marklund와 Marklund의 방법(22)을 변형하여 측정하였다. 시료 용액 0.
- 각 시료에서 분석된 HPLC peak 면적을 검량선 회귀 방정식에 대입하여 각 성분의 양(μg/mL)으로 환산하여 정량화(mg/g of methanolic extracts)하였다.
- 열풍건조는 dry oven(SH-FDO 150, Samheung, Sejong, Korea)을 사용하여 45℃에서 12시간 건조하였다. 나물은 생채로 활용되기도 하지만 일반적으로 데친 후 조리하거나 데친 후 건조하여 묵나물의 형태로 저장하기 때문에 데친 후 열풍건조의 조건을 함께 조사하였다. 데친 후 열풍건조는 water bath(BS-31, Jeio, Incheon, Korea)를 사용하여 생채 나물 1 kg에 20배(20 L)의 증류수를 가열하여 96±1℃에서 3분간 데친 후 흐르는 물에 1분간 수세하고, 다시 증류수에 1분간 담갔다가 뺀 후 채반에서 물기를 제거하였다.
- , Busan, Korea)를 사용하여 건조하였다. 냉풍건조는 자체 제작한 저온건조실(일진냉동)에서 10℃의 상대습도 50%로 설정하여 건조하였다. 열풍건조는 dry oven(SH-FDO 150, Samheung, Sejong, Korea)을 사용하여 45℃에서 12시간 건조하였다.
- , Tokyo, Japan)로 농축하였다. 농축된 시료는 동결건조 하여 수율을 조사하였으며, 동결 보관하면서 분석에 사용하였다.
- 동결건조는 생채를 -80℃ deep freezer(MDF-U53V, Sanyo, Tokyo, Japan)에 급속 동결한 후 동결건조기(SFDSM12, Samwon Freezing Engineering Co., Busan, Korea)를 사용하여 건조하였다.
- 따라서 본 연구에서는 배암차즈기를 염증 및 아토피 개선 식품개발의 일환으로 기능성 나물 또는 가공식품 소재로 사용하기 위한 기초자료로 다양한 건조 방법과 데친 후 주요 물질의 함량 변화를 조사하였다. 또한 기능성 대용차의 개발 일환으로 차발효에 의한 주요 물질의 함량 변화를 조사하였으며, 다양한 전처리 조건에서의 항산화 활성도 조사하였다.
- 배암차즈기의 각 조건에 따른 건조, 데침 및 발효한 시료 10 g을 70% MeOH 200 mL와 혼합한 후 heating mentles(WHM12291, Wisd, Wonju, Korea)을 이용하여 1시간씩 3 반복하여 추출하였으며, 추출된 용액은 여과지(No. 2, Advantec Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 여과한 후 감압농축기(EYELA SB-1000, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 농축하였다. 농축된 시료는 동결건조 하여 수율을 조사하였으며, 동결 보관하면서 분석에 사용하였다.
- 배암차즈기의 주요 성분 분석을 위해 Zorbax eclipse XDBC18( 5 μm, 4.6×150 mm, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)을 장착한 Agilent 1200 series HPLC system(Agilent Technologies)을 사용하였다.
- 용매 구배조건은 B를 30%로 시작하여 16분까지 46%로 증가시켰고, 30분까지 46→50%, 40분까지 50→60%, 41분까지 60→100% 증가 후 45분까지 100→30%로 감소시켜 10분간 유지하였다.
- 차발효의 발효조건은 Choi 등(19)과 Park과 Lee(20)가 보고한 녹차잎 발효의 조건을 참고하여 설정하였으며, 항온항습기(TH-ME-065, Jelo, Daejeon, Korea)를 사용하여 발효온도 50℃, 상대습도 80%에서 10시간(약발효), 17시간(중발효), 24시간(강발효) 차발효한 후 즉시 -80℃ deep freezer(MDF-U53V)로 동결한 후 동결건조기(SFDSM12)를 사용하여 건조하였다.
대상 데이터
- Louis, MO, USA), homoplantaginin은 Chengdu Biopurify Phytochemicals Ltd.(Chengdu, Sichuan, China)에서 구입하여 사용하였다. 추출용 MeOH는 SK Chemical(L260-18, Gyeonggi-do, Korea)을 사용하였으며 감압농축기(EYELA SB-1000)를 이용하여 농축하였다.
- 차발효의 발효조건은 Choi 등(19)과 Park과 Lee(20)가 보고한 녹차잎 발효의 조건을 참고하여 설정하였으며, 항온항습기(TH-ME-065, Jelo, Daejeon, Korea)를 사용하여 발효온도 50℃, 상대습도 80%에서 10시간(약발효), 17시간(중발효), 24시간(강발효) 차발효한 후 즉시 -80℃ deep freezer(MDF-U53V)로 동결한 후 동결건조기(SFDSM12)를 사용하여 건조하였다. 각각의 시료는 분쇄기(SMX-4000 DY, (주)동양 피씨에스, Gyeonggi-do, Korea)로 분쇄하여 -80℃ deep freezer에 동결 보관하면서 추출물 제조에 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 배암차즈기는 전라남도 구례군 용방면에 위치한 구례군농업기술센터 친환경시험장(위도 35°14'25'', 경도 127°26'30'') 노지에서 재배된 것으로 2013년 3월 중순에 길이 10~20 cm의 것을 채취하여 지상부와 뿌리를 사용하였다.
- 시료는 자동시료주입기를 사용하여 10 μL 주입하였다. 이동상 용매는 용매 A[water : H3PO4(99.6:0.4, v/v)], 용매 B(MeOH)를 사용하였다. 용매 구배조건은 B를 30%로 시작하여 16분까지 46%로 증가시켰고, 30분까지 46→50%, 40분까지 50→60%, 41분까지 60→100% 증가 후 45분까지 100→30%로 감소시켜 10분간 유지하였다.
- (Chengdu, Sichuan, China)에서 구입하여 사용하였다. 추출용 MeOH는 SK Chemical(L260-18, Gyeonggi-do, Korea)을 사용하였으며 감압농축기(EYELA SB-1000)를 이용하여 농축하였다.
데이터처리
- 모든 데이터는 3회 반복 측정한 후 평균치±표준편차로 나타내었으며, 집단별 평균분석 및 각 시험군 간의 차이를 일원배치 분산 분석하고 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
성능/효과
- Homoplantaginin 함량은 뿌리보다 지상부에 2배 이상 함유되어 있었으며, 동결건조, 냉풍건조 및 열풍건조 순으로 각각 19.29, 18.66 및 14.43 mg/g으로 유의적으로 감소하였다(P<0.0001).
- Rosmarinic acid 함량은 지상부와 뿌리 간의 유의적인 차이가 없었으며, 열풍건조 시 16.43 mg/g으로 가장 함량이 높게 측정되었으며, 데친 후 열풍건조 시 10.19 mg/g 순으로 검출되었다(P<0.0001).
- 0001). 냉풍건조 및 동결건조 시에는 각각 8.73과 8.19 mg/g으로 유의적인 차이가 있었으며, 발효 시에는 0.05 mg/g 이하 또는 검출되지 않았다. Chu 등(23)의 보고에 의하면 천마의 주성분이며 폴리페놀의 일종인 gastrodin이 높은 건조온도에서 가장 높은 함유량을 나타내는 것은 열처리에 따라 화합물에 구조적인 변화가 일어난 것으로 보고하여 본 결과의 냉풍건조 또는 동결건조보다 열풍건조 시 rosmarinic acid의 함량이 높아진 것도 비슷한 이유로 판단되나, 차발효 시에는 거의 검출되지 않아 어떤 영향에 의해 소실되었는지에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 0001). 데친 후 열풍건조 시에는 가장 높게 측정된 동결건조보다 54% 감소하여 8.78 mg/g이 검출되었다. 그러나 차발효 시에는 0.
- 배암차즈기 잎의 동결 건조와 열풍건조는 동일 농도에서 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 데친 후 열풍건조는 통계적 유의성이 인정되었다(P<0.0001).
- 배암차즈기 잎의 동결건조, 냉풍건조 및 열풍건조는 500 μg/mL의 농도에서 98.5% 이상의 radical 소거능을 나타내었으며, 데친 후 열풍건조 시에도 87.3%의 radical 소거능을 나타내었다.
- 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도를 50% 환원시키는 데 필요한 시료량 (RC50)으로 측정한 결과(Fig. 2), 열풍건조한 배암차즈기의 RC50이 236.7μg/mL로 산화 억제에 효과적인 것으로 나타났으며, 냉풍건조 및 동결건조 시에도 유의적으로 효과적인 것으로 나타났다(P<0.0001).
- 양성대조구인 ascorbic acid는 100 μg/mL 농도에서 90.0%의 산화 억제능을 보였으나, 배암차즈기 추출물은 1,000 μg/ mL 농도에서 6.1~27.8%의 낮은 산화 억제능을 보였다.
- Chen 등(31)의 차의 카테킨이 과산화 음이온 자유 라디칼(O2-․)과 수산화 라디칼(･OH)을 소거하는 효능을 평가한 보고에서 차 카테킨이 농도 의존적으로 O2-․ 소거비율을 보였으나, 일정 농도 (6×10-3 mg/mL) 이상에서는 유의적으로 소거비율이 감소하였으며, ･OH을 소거하는 농도의 범위가 매우 제한되어 있음을 시사한다. 카테킨의 B ring에 있는 수산화 기와 갈레이트 기는 라디칼 소거 활성에 기여하는 가장 중요한 요소로 갈레이트가 있는 카테킨((-)-epicatechin gallate, (-)-epgallocatechin gallate)이 갈레이트가 없는 카테킨((-)- epicatechin, (-)-epigallocatechin)에 비해 보다 강한 소거 능력을 가지는 것을 확인하여 다양한 구조에 의한 메커니즘 차이로 항산화 효능이 다르게 측정될 수 있음을 알 수 있다. 또한 시험관(in vitro)에서 농도 의존적으로 그리고 구조-활성과 상관성을 가지며 활성산소(ROS; reactive oxygen species)를 효율적으로 소거할 수 있다고 하였으나, 인체 내(in vivo)에서 카테킨의 흡수와 대사에 관해서는 추후 연구의 필요성만 제시하여(31) 향후 다양한 항산화 물질에 대해 항산화 효능에 미치는 영향에 대한 메커니즘 규명 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
후속연구
- 05 mg/g 이하 또는 검출되지 않았다. Chu 등(23)의 보고에 의하면 천마의 주성분이며 폴리페놀의 일종인 gastrodin이 높은 건조온도에서 가장 높은 함유량을 나타내는 것은 열처리에 따라 화합물에 구조적인 변화가 일어난 것으로 보고하여 본 결과의 냉풍건조 또는 동결건조보다 열풍건조 시 rosmarinic acid의 함량이 높아진 것도 비슷한 이유로 판단되나, 차발효 시에는 거의 검출되지 않아 어떤 영향에 의해 소실되었는지에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. Homoplantaginin 함량은 뿌리보다 지상부에 2배 이상 함유되어 있었으며, 동결건조, 냉풍건조 및 열풍건조 순으로 각각 19.
- 따라서 배암차즈기에 함유되어 있는 주요 항염증 효능 물질인 rosmarinic acid와 homoplantaginin은 차발효에 의해 거의 소실되기 때문에 배암차즈기는 동결건조, 냉풍건조, 열풍건조의 방법으로 가공하는 것이 적당할 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서의 차발효 시 지속적인 열, 산소, 수분 등의 환경에 노출되었을 때 배암차즈기의 주요 화합물에 구조적 변화가 일어나는지에 대한 연구는 추후 진행되어야 할 것으로 본다.
- 카테킨의 B ring에 있는 수산화 기와 갈레이트 기는 라디칼 소거 활성에 기여하는 가장 중요한 요소로 갈레이트가 있는 카테킨((-)-epicatechin gallate, (-)-epgallocatechin gallate)이 갈레이트가 없는 카테킨((-)- epicatechin, (-)-epigallocatechin)에 비해 보다 강한 소거 능력을 가지는 것을 확인하여 다양한 구조에 의한 메커니즘 차이로 항산화 효능이 다르게 측정될 수 있음을 알 수 있다. 또한 시험관(in vitro)에서 농도 의존적으로 그리고 구조-활성과 상관성을 가지며 활성산소(ROS; reactive oxygen species)를 효율적으로 소거할 수 있다고 하였으나, 인체 내(in vivo)에서 카테킨의 흡수와 대사에 관해서는 추후 연구의 필요성만 제시하여(31) 향후 다양한 항산화 물질에 대해 항산화 효능에 미치는 영향에 대한 메커니즘 규명 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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