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문제 정의
- 본 연구에서는 전통 식품 소재로의 활용성을 높이기 위해 참죽나무 순을 동결건조하여 일반성분과 무기질 함량을 측정하였고, 추출용매를 달리하여 얻은 열수 추출물과 70% 에탄올 추출물로부터 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화능을 살펴보았다. 참죽나무 순의 일반성분 및 무기질 분석 결과, 조단백질, 조섬유, 칼슘과 칼륨 함량이 높게 측정되었다.
- 본 연구에서는 참죽나무 순의 활용도를 높이기 위한 연구의 일환으로 참죽나무 순을 동결건조하여 일반성분과 무기질 함량을 측정하였으며, 용매에 따른 생리활성물질의 용출량을 측정하기 위해 참죽나무 순의 열수 추출물과 에탄올 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량, 항산화 활성 등을 측정하였다.
제안 방법
- 3분 후, 혼합물에 20% Na2CO3(sodiumcarbonate) 150 μL와 증류수 1,190μL를 가하여 2시간 동안 상온에 방치한 후, UV/VIS spectrophotometer(V-530, Jasco, Tokyo, Japan)로 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid의 검량선으로부터 총 폴리페놀 함량을 gallic acid equivalents(GAE mg/g extract)로 환산하였다.
- 1 g에 2% HNO3 3 mL와 증류수를 가하여 30분 방치한 후 microwave에서 100℃, 1,300 W에서 5분간, 140℃, 1,200 W에서 10분간, 160℃ 1,200 W에서 10분간, 마지막으로 200℃, 1,200 W에서 20분간 점진적으로 분해하였다. 분해 후 시액을 50 mL volumetric flask에 옮겨 담고, 증류수를 이용하여 정용하여 무기질 분석 시료로 사용하였다. 혼합표준용액을 만들어 분해 후 유도결합플라즈마분광분석기(Optima 8300, PerkinElmer, Waltham MA, USA)을 이용하여 측정하였으며, 분석 조건은 Table 1과 같다.
- 상온에서 ABTS+ solution 900 μL와 에탄올에 용해한 샘플 100 μL를 합하여 6분 후 흡광도 값을 측정하였다.
- 동결건조 참죽나무 순 분말의 무기질 함량은 AACC(2010)에 준하여 microwave(C900, Ctrl-M Scientific, Cerritos, CA, USA) 을 이용하여 습식 분해하였다. 시료 0.1 g에 2% HNO3 3 mL와 증류수를 가하여 30분 방치한 후 microwave에서 100℃, 1,300 W에서 5분간, 140℃, 1,200 W에서 10분간, 160℃ 1,200 W에서 10분간, 마지막으로 200℃, 1,200 W에서 20분간 점진적으로 분해하였다. 분해 후 시액을 50 mL volumetric flask에 옮겨 담고, 증류수를 이용하여 정용하여 무기질 분석 시료로 사용하였다.
- 1과 같이 처리하였다. 시료 분말 10 g당 증류수 또는 70% 에탄올 400 mL를 가하여 80℃ 수욕 상에서 3시간 씩 2회 환류 냉각하여 추출하였다. 추출액을 Whatman No.
- 조지방은 자동 조지방 추출기(Soxlet Avanti 2050, FOSS, Hillerød, Denmark)를 이용한 Soxhlet’s 추출법, 조회분은 전기회화로(LEF-105S, Daihan LabTech, Namyangju-si Gyeonggi-do, Korea)를 이용한 550~600℃ 직접회화법, 조섬유는 Fibretherm(FT 12, Gerhardt, Königswinter, Germany)으로 정량하였다.
- 추출물 100 μL에 증류수 300 μL와 FRAP시약 3,000 μL를 혼합하고, 4분 뒤 UV/VIS spectrometer(V-530, Jasco, Tokyo, Japan) 593 nm에서의 흡광도 값을 결과에 반영하였다.
- 추출물의 자유 라디칼 소거 활성은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 비교하여 free radical 소거 활성을 백분율로 나타내었다. 추출물 간의 비교를 위해서는 표준물질 trolox 검량선을 작성하여 TEAC(trolox equivalent antioxidant capacity)로 환산하였다.
- 추출물의 자유 라디칼 소거 활성은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 비교하여 free radical 소거 활성을 백분율로 나타내었다. 추출물 간의 비교를 위해서는 표준물질 trolox 검량선을 작성하여 TEAC(trolox equivalent antioxidant capacity)로 환산하였다.
- UV/VIS spectrophotometer(V-530, Jasco, Tokyo, Japan)로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 추출물의 자유 라디칼 소거 활성은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 비교하여 free radical 소거 활성을 백분율로 나타내었다. 추출물 간의 비교를 위해서는 표준물질 trolox 검량선을 작성하여 TEAC(trolox equivalent antioxidant capacity)로 환산하였다.
- 조지방은 자동 조지방 추출기(Soxlet Avanti 2050, FOSS, Hillerød, Denmark)를 이용한 Soxhlet’s 추출법, 조회분은 전기회화로(LEF-105S, Daihan LabTech, Namyangju-si Gyeonggi-do, Korea)를 이용한 550~600℃ 직접회화법, 조섬유는 Fibretherm(FT 12, Gerhardt, Königswinter, Germany)으로 정량하였다. 탄수화물 함량은 차감법을 이용하여 100%에서 수분, 조단백질, 조지방과 조회분의 함량을 제외한 값으로 하였다.
- 분해 후 시액을 50 mL volumetric flask에 옮겨 담고, 증류수를 이용하여 정용하여 무기질 분석 시료로 사용하였다. 혼합표준용액을 만들어 분해 후 유도결합플라즈마분광분석기(Optima 8300, PerkinElmer, Waltham MA, USA)을 이용하여 측정하였으며, 분석 조건은 Table 1과 같다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 참죽나무 햇순은 2013년 5월에 충청남도 금산에서 지역전문가의 감별 하에 채취하여 세척 후 사용하였다. - 70℃에서 동결건조(Freeze dryer MCFD8508, Ilshin Lab Co.
- )분자는 540 nm 파장에서 항산화 물질이 라디칼과 반응하면 노란색으로 바뀌는 색 변화로 식물의 초기 항산화 반응을 평가할 수 있다. 본 연구에서는 비타민 E의 수용성 유사체인 Trolox를 양성 대조군으로 사용하였다. 참죽나무 순 분말의 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물을 5개의 농도로 나누어 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Fig.
데이터처리
- Student’s t-test와 Duncan’s multiple range test로 평균 간의 다중비교를 실시한 one-way ANOVA를 실시하였다.
- 실험의 분석 경과는 3회 이상 반복 실행한 평균±표준편차로 기록하였으며, 모든 자료의 통계처리는 SAS package(Statistical Analysis Program, version 9.3)를 이용하였다.
이론/모형
- 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH·) 라디칼에 대한 소거효과는 Blois MS(1958) 방법을 이용하여 평가하였다.
- ABTS+ scavenging activity는 Re 등(1999)의 방법에 준하여 Sotto 등(2013)을 응용하여 측정하였다. 증류수에 용해한 ABTS+ 7.
- FRAP assay는 Benzie & Strain(1996) 방법에 준하여 측정하였다.
- 동결건조 참죽나무 순 분말의 무기질 함량은 AACC(2010)에 준하여 microwave(C900, Ctrl-M Scientific, Cerritos, CA, USA) 을 이용하여 습식 분해하였다. 시료 0.
- 동결건조 참죽나무 순 분말의 일반성분은 AOAC(2012)에 따라 분석하였다. 수분은 적외선 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Co.
- 수분은 적외선 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Co., Zurich, Switzerland)를 이용하여 측정하였으며, 조단백질은 자동질소증류장치(Kjeltec 2200 analzer, FOSS, Hillerød, Denmark)를 이용한 Micro-Kjeldahl 질소 정량법으로 질소 계수 6.25를 사용하였다.
- 총 페놀 함량은 Singleton 등(1999)의 Folin-Ciocalteu 방법에 준하여 측정하였다. 추출물 10 μL, 증류수 600 μL, 2 N Folin-Ciocalteu 시약 50 μL를 vortex로 혼합하였다.
- 총 플라보노이드 함량은 Davis 법(Joo SY 2009)에 준하여 측정하였다. 추출물 0.
성능/효과
- 100~400 μg/mL까지는 농도가 높아질수록 각 실험군의 농도에 따른 ABTS+ 소거 활성이 유의적으로 높아졌다(p<0.0001).
- 70% 에탄올 추출물의 902.38 mM TE/g으로 열수 추출물의 545.56 mM TE/g보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 동결건조한 참죽나무 순 분말의 일반성분은 Table 2와 같이 수분함량 19.25%, 조단백질 함량 35.98%, 조지방 함량 3.64%, 조회분 함량 0.08% 및 조섬유 함량 15.52%였다. 참죽나무 생순의 측정한 Im 등(2013)은 수분 함량 81.
- 본 실험의 참죽나무 순 분말 추출물은 250 μg/mL의 농도에서 흡광도를 측정하였으므로 한국산 구아바잎 추출물보다 환원력이 우수하다는 결론을 내릴 수 있다.
- 본 연구에서는 참죽나무 순 분말의 무기질 함량이 K>Ca>Mg>Fe>Na의 순서로 함량이 높았다.
- 이는 참죽나무 생순의 무기질 함량을 K>Ca>Mg>Na>Fe로 보고한 Im 등(2013)과 Na과 Fe의 순서가 바뀌었다. 본 연구의 참죽나무 순 분말의 칼륨 함량은 2,235.87 mg/100 g으로 8.78 mg/100 g인 나트륨 함량에 비해 칼륨 함량이 약 250배 정도 높은 것으로 나타났다. Shin 등(2012)은 참죽나무 순의 높은 칼륨 함량이 식염의 과다 섭취로 인한 고혈압 예방에 도움을 줄 수 있을 것으로 보고하였다.
- 총 폴리페놀과 플라보노이드는 참죽나무 순 분말 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 함량이 더 높았으며, DPPH 유리 라디칼 소거능과 FRAP 또한 70% 에탄올 추출물에서 더 높은 항산화력을 나타냈다. 이상의 결과로 볼 때 참죽나무 순분말은 영양성과 식이섬유소의 기능성이 높아 식품의 재료로 이용가능성이 높으며, 참죽나무 순 분말로부터 유용성분 용출 및 기능성 증대를 위해서는 70% 에탄올로 추출하는 것이 바람직하다고 생각된다.
- 참죽나무 순 분말 추출물의 결과는 Table 5와 같이 70% 에탄올 추출물이 1,064.09 mM TE/g으로 열수 추출물의 220.00 mM TE/g보다 유의적으로 높았다(p<0.01).
- 참죽나무 순 분말의 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물을 5개의 농도로 나누어 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Fig. 2와 같으며, 농도가 높아질수록 각 실험군의 농도에 따른 DPPH 라디칼 소거능은 유의적으로 높아졌다(p<0.0001).
- 본 연구에서는 전통 식품 소재로의 활용성을 높이기 위해 참죽나무 순을 동결건조하여 일반성분과 무기질 함량을 측정하였고, 추출용매를 달리하여 얻은 열수 추출물과 70% 에탄올 추출물로부터 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화능을 살펴보았다. 참죽나무 순의 일반성분 및 무기질 분석 결과, 조단백질, 조섬유, 칼슘과 칼륨 함량이 높게 측정되었다. 총 폴리페놀과 플라보노이드는 참죽나무 순 분말 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 함량이 더 높았으며, DPPH 유리 라디칼 소거능과 FRAP 또한 70% 에탄올 추출물에서 더 높은 항산화력을 나타냈다.
- 총 폴리페놀 함량은 70% 에탄올 추출물이 104.35 mg GAE/g으로 열수 추출물의 62.30 mg GAE/g보다 유의적으로 높았다(p<0.001).
- 참죽나무 순의 일반성분 및 무기질 분석 결과, 조단백질, 조섬유, 칼슘과 칼륨 함량이 높게 측정되었다. 총 폴리페놀과 플라보노이드는 참죽나무 순 분말 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 함량이 더 높았으며, DPPH 유리 라디칼 소거능과 FRAP 또한 70% 에탄올 추출물에서 더 높은 항산화력을 나타냈다. 이상의 결과로 볼 때 참죽나무 순분말은 영양성과 식이섬유소의 기능성이 높아 식품의 재료로 이용가능성이 높으며, 참죽나무 순 분말로부터 유용성분 용출 및 기능성 증대를 위해서는 70% 에탄올로 추출하는 것이 바람직하다고 생각된다.
- 총 플라보노이드 함량도 70% 에탄올 추출물이 45.38 mg RE/g으로 열수 추출물의 31.20 mg RE/g보다 유의적으로 높았다(p<0.001).
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