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문제 정의
- 최근 대사성질환의 치료제로 천연물신약 개발과 건강식품산업의 발전과 더불어 버섯은 다양한 질병치료제와 건강보조식품으로 중요시 여겨지며, 현재 기능성과 바이오 소재 및 의약품의 좋은 소재로 각광을 받고 있다. 따라서본 연구에서는 식용 및 약용버섯류가 갖고 있는 단당류, 이당류, 당 알코올 함량을 비교분석함으로써 버섯의 다양한 소재화 연구에 기초자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 표준물질은 fructose, glucose, glycerol, lactose, mannitol, myo-inositol, ribose, sorbitol, trehalose, xylose를 포함하고 있는 표준물질을 사용하였으며, 표준물질은 Monosaccharide kit, Disaccharide kit, Oligosaccharide kit, Sugar alcohol kit(Supelco)를 사용하였다. (Fig. 1) 3차 증류수로 2%, 1%, 0.5%, 0.2% 농도로 희석하여 표준용액을 조제 하여 HPLC 분석을 실시하였고, 시료의 당 성분 10종류를 분석 하였다. 시료와 표준품의 spectrum을 비교하여 일치 되는 성분을 Peak area로부터 standard curve를 작성하여 당 성분의 함량 변화를 정량하였다.
- 곰팡이나 효모에 널리 발견되는 Trehalose와 α-lactose에 대하여 함량을 분석하였다.
- 단당류의 종류는 많지만 그 중 가장 대표적인 4가지 종류에 관하여 분석하였다. 우선 포도에 많이 들어 있는 glucose와 꿀이나 잘 익은 과일에 들어 있어 가장 단맛을 내는 fructose, 식물계에 널리 분포하고 있어 wood sugar 라고 불리는 xylose, RNA와 ATP, 니코틴아마이드뉴클레오티드 등 여러 조효소의 구성성분인 ribose의 함량을 비교분석 하였다.
- 2% 농도로 희석하여 표준용액을 조제 하여 HPLC 분석을 실시하였고, 시료의 당 성분 10종류를 분석 하였다. 시료와 표준품의 spectrum을 비교하여 일치 되는 성분을 Peak area로부터 standard curve를 작성하여 당 성분의 함량 변화를 정량하였다. (Table 3)
- 단당류의 종류는 많지만 그 중 가장 대표적인 4가지 종류에 관하여 분석하였다. 우선 포도에 많이 들어 있는 glucose와 꿀이나 잘 익은 과일에 들어 있어 가장 단맛을 내는 fructose, 식물계에 널리 분포하고 있어 wood sugar 라고 불리는 xylose, RNA와 ATP, 니코틴아마이드뉴클레오티드 등 여러 조효소의 구성성분인 ribose의 함량을 비교분석 하였다.
- 이당류의 함량은 2가지 종류에 관하여 분석하였다. 곰팡이나 효모에 널리 발견되는 Trehalose와 α-lactose에 대하여 함량을 분석하였다.
- 이들은 모두 천연적으로 존재하나 상업적으로는 합성에 의하여 얻어지며, 비환원말단(alcohol 기)으로 되면서 보습성향상, 안정성증대 및 체내소화성감소, 난충치성 등의 특징을 가지게 된다. 이들 당알코올류는 포도당사슬의 환원말단이 환원반응에 의해 당알코올의 함량은 4가지 종류에 관하여 분석하였다. 무색, 점조, 단맛이 있는 흡습성 액체로 대표적인 3가 알코올이고 당지질, 인지질, 중성지방 등의 성분으로 다량 존재하며, 알코올발효의 생성물로도 얻을 수 있는 글리세롤(glycerol)과 포도당과 같은 육탄당을 환원하여 얻는 6가 알코올의 일종이며 설탕과 유사한 단맛을 내는 솔비톨(sorbitol)로 우리나라 식품공전에 올라있고 감미료로 식품첨가물로 허가된 성분이다.
- 이용액을 1ml 주사기에 취해 syringe filter(Pall Syringe Filters with PVDF Membrane, 13 mm, 0.45 µm)로 여과하여 HPLC 분석 시료로 사용 하였다.
- 실험에 사용된 영지버섯자실체와 상황버섯자실체는 Table 1과 같이 농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과에 보존되어 있는 ASI(Agricultural Sciences Institute) 균주 중 93종을 충북 음성에 위치한 버섯과 버섯종합재배동 원목재배사에서 재배하였다. 재배법은 영지버섯 및 상황버섯의 표준재배법에 따라 참나무 원목에 재배하여 각각의 자실체를 수확한 후에 열풍건조하여 분쇄한 시료를 얻었다. 기타 식용 및 약용버섯은 건물을 구입하여 실험에 사용하였다.
대상 데이터
- 재배법은 영지버섯 및 상황버섯의 표준재배법에 따라 참나무 원목에 재배하여 각각의 자실체를 수확한 후에 열풍건조하여 분쇄한 시료를 얻었다. 기타 식용 및 약용버섯은 건물을 구입하여 실험에 사용하였다. (Table 1)
- 당 분석에 이용된 HPLC의 구성은 Waters 515 HPLC pump, Waters 717Plus Auto-sampler, Waters 410 Differential Refractometer Detector, Waters Column Heater Module, Waters Pump Control Module, Empower pro software를 이용했다. Grace Prevail Carbohydrate ES 5 µ (250 ×4.
- 실험에 사용된 영지버섯자실체와 상황버섯자실체는 Table 1과 같이 농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과에 보존되어 있는 ASI(Agricultural Sciences Institute) 균주 중 93종을 충북 음성에 위치한 버섯과 버섯종합재배동 원목재배사에서 재배하였다. 재배법은 영지버섯 및 상황버섯의 표준재배법에 따라 참나무 원목에 재배하여 각각의 자실체를 수확한 후에 열풍건조하여 분쇄한 시료를 얻었다.
- 자실체를 수확 후 건조된 시료를 분쇄하여 분말 시료를 사용하였다. 시료 0.
- 표준물질은 fructose, glucose, glycerol, lactose, mannitol, myo-inositol, ribose, sorbitol, trehalose, xylose를 포함하고 있는 표준물질을 사용하였으며, 표준물질은 Monosaccharide kit, Disaccharide kit, Oligosaccharide kit, Sugar alcohol kit(Supelco)를 사용하였다. (Fig.
성능/효과
- 96(g/l)이었다. 4가지 종류의 단당류가 검출되지 않은 것이 41개 이었으며, 비록 많은 양은 아니지만 모두 검출된 것은 ASI 7003뿐이 었다. 3가지 이상의 단당류를 갖고 있는 것은 14개 이었다.
- 또한 대부분의 영지버섯에서는 함유하고 있지 않았다. Mannitol에서는 양송이가 2.96 g/l 로 가장 많은 함량을 갖고 있었으며, 표고버섯과 노랑느타리버섯에서만 함유하고 있었으며, 영지버섯에서는 함유하고 있지 않은 걸로 나타났다. 마지막으로 myo-Inositol의 함량을 분석한 결과, 모든 것에서 함유하고 있지 않은 걸로 보였다.
- 노루궁뎅이 버섯보다는 1/8정도 수준이었다. Ribose는 전체적으로 낮은 값을 보였으며, 대부분 함유하지 않음을 알 수 있었다. Xylose는 전체 적으로 낮은 값을 보였으며, ASI 7004가 0.
- Sorbitol에서는 팽이버섯이 0.72 g/l 로 가장 많은 함량을 보였고, 영지버섯 중 가장 많은 함량을 갖고 있는 ASI 7003의 0.38 g/l 보다도 2배정도 함유하고 있음을 알 수 있었다. 또한 대부분의 영지버섯에서는 함유하고 있지 않았다.
- Ribose는 전체적으로 낮은 값을 보였으며, 대부분 함유하지 않음을 알 수 있었다. Xylose는 전체 적으로 낮은 값을 보였으며, ASI 7004가 0.96 g/l 로 다른 약용버섯 및 식용버섯과 비교를 해 봐도 가장 많은 함량을 보였지만 큰 차이는 없었다.
- 다음은 이당류인 Trehalose에서는 양송이버섯이 35.21 g/l 로 가장 많은 함량을 보였고, 영지버섯 중 가장 많은 함량을 갖고 있는 ASI 7033의 3.09 g/l 보다도 11배이상 함유하고 있음을 알 수 있었다. α-Lactose에서는 꽃송이버섯이 3.
- 당 알콜인 Glycerol 에서는 새송이버섯이 69.74 g/l 로 가장 많은 함량을 보였고, 영지버섯 중 가장 많은 함량을 갖고 있는 ASI 7004의 8.61 g/l 보다도 8배 이상 함유하고 있음을 알 수 있었다.
- 당류 성분을 단당류, 이당류, 알코올로 나눠서 비교 분석하였으며 우선 단당류에서 Glucose는 ASI 7114가 81.11 g/l 로 다른 약용버섯 및 식용버섯과 비교를 해 봐도 가장 많은 함량을 보였고, Fructose에서는 노루궁뎅이버섯이 119.98 g/l 이었고, 팽이버섯, 표고버섯도 많은 함량을 보였다. 하지만 영지버섯 중 가장 높게 나타난 것은 ASI 7015로 15.
- 96 g/l 로 가장 많은 함량을 갖고 있었으며, 표고버섯과 노랑느타리버섯에서만 함유하고 있었으며, 영지버섯에서는 함유하고 있지 않은 걸로 나타났다. 마지막으로 myo-Inositol의 함량을 분석한 결과, 모든 것에서 함유하고 있지 않은 걸로 보였다.
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