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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 원예작물로써 칼라꼬마 감자의 영양성분 분석 및 이화학적 특성을 분석하여 일반꼬마감자에 비해 식품학적 가치를 향상시키고, 기능성 식품 소재로써의 이용성을 높여, 고기능성 칼라꼬마감자의 활용성에 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 칼라꼬마감자의 성분 분석 및 항산화활성에 대한 기초자료를 제공하고자 칼라 꼬마감자 및 일반꼬마감자의 성분 및 영양성분 등의 이화학적 특성을 분석하였고, 항산화활성 효과를 알아보고자 실시하였으며 결과는 다음과 같다.
- 본 연구에서는 칼라꼬마감자의 영양성분 등의 품질특성을 분석하였고, 항산화활성 효과를 평가 하였다. 칼라꼬마감자 100 g(wet weight basis)중에는 수분 79.
제안 방법
- 70% 에탄올 추출물의 페놀 성분을 분석하기 위하여 Waldron K 등(1996)의 방법을 응용하여 HPLC로 분석하였다. HPLC로 분석하기 이전에 시료 추출물 10 mg을 50% ethanol로 녹였으며 0.
- Caffeic acid(Sigma Co., USA)를 0 ～ 100 μg/mL의 농도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총 페놀 함량을 산출하였다.
- Quercetin(Sigma Co., USA)를 표준물질로 하여 0 ～ 100 μg/mL의 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선으로부터 추출물의 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.
- 본 실험에 사용된 칼라꼬마감자 및 일반꼬마감자(수미)는 농업회사법인 록야(주)에서 제공받아 즉시 세척하여 영양성분의 시료로 사용하였다. 또한, 삼각플라스크에 준비된 시료에 70% 에탄올을 가해서 4시간 환류추출하고 추출액을 면포로 여과한 후 감압농축(CCA-1100, Eyela, Tokyo, Japan)하여 -70℃에서 급속동결건조(PVTFA 10AT, ILSIN, Korea)과정을 거쳐 분말 상태로 준비하여 각종 생리활성 물질 함량분석 실험에 사용하였으며, 추출한 시료의 수율은 1.73% 및 0.89%였다.
- 즉, 건조분말시료를 heat stable termamyl α-amylase로 액화시킨 다음 protease와 amyloglucosidase를 차례로 반응시켜 단백질과 전분을 가수분해시키고 용액 중의 수용성 식이섬유를 에탄올로 침전시켰다. 미리 항량을 구해 놓은 crucible에이 용액을 감압 여과한 다음 잔사를 에탄올과 아세톤으로 세척, 건조한 후 건조잔사 중의 단백질과 회분의 양을 제외한 건조 전, 후의 무게차로 총 식이섬유의 함량을 구하였다.
- 분석은 Waters 717 U6K injector, 510 pump, 680 gradient controller, 486 absorbance detector, millennium software로 이루어진 HPLC system에서 행하였고, column은 Pico-Tag column(3.9 X 150 mm, 4 μM, Waters)을 사용하였으며, 분석 중에는 47℃로 유지하였다.
- 여기에 시료 희석액 250 μL를 첨가하여 건조된 시료를 용해한 후 HPLC로 분석을 행하였다.
- 9 X 150 mm, 4 μM, Waters)을 사용하였으며, 분석 중에는 47℃로 유지하였다. 이 때 이동상 A는 Water을 사용하였고, 이동상 B는 60% acetonitrile을 사용하여 용매구배(gradient elution)시켜 분석하였다.
- 가열 후 염산을 1:1로 가하여 용해시킨 후 50 mL 용량 플라스크로 옮겨서 증류수로 정용하였다. 이 용액의 무기질 조성을 유도 결합 플라즈마 방출 분광계(Atomn Scan 25, Thermo Jorell Ash Co., France)로 분석하였으며, 분석 조건은 approximate RF power가 1,150 W이며, analysis pump rate는 100 rpm으로 하였고, nebulizer pressure와 observation height는 각각 30 psi 및 15 mm로 하였다.
- 검출기는 photodiode array detector(PDA) 을 이용하여 278 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이동상은 solvent A(acetic acid : water = 3 : 97, v/v)와 solvent B(acetic acid : acetonitrile : water = 3 : 25 : 72, v/v)을 사용하여 1 mL/min의 유속으로 60분간 분석하였다. HPLC condition은 [Table 1]에 기술하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 칼라꼬마감자 및 일반꼬마감자(수미)는 농업회사법인 록야(주)에서 제공받아 즉시 세척하여 영양성분의 시료로 사용하였다. 또한, 삼각플라스크에 준비된 시료에 70% 에탄올을 가해서 4시간 환류추출하고 추출액을 면포로 여과한 후 감압농축(CCA-1100, Eyela, Tokyo, Japan)하여 -70℃에서 급속동결건조(PVTFA 10AT, ILSIN, Korea)과정을 거쳐 분말 상태로 준비하여 각종 생리활성 물질 함량분석 실험에 사용하였으며, 추출한 시료의 수율은 1.
데이터처리
- 실험 결과는 SPSS package program(version 12.0)을 이용하여 평균±표준오차로 나타내었으며각 군의 평균치간의 차이에 대한 유의성은 one-way ANOVA 분석을 수행하였고 평균값의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 검증하였다.
이론/모형
- 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다. 또한, 총 식이섬유(total dietary fiber, TDF) 함량은 효소중량법(enzymatic-gravimetric method)으로 분석하였다. 즉, 건조분말시료를 heat stable termamyl α-amylase로 액화시킨 다음 protease와 amyloglucosidase를 차례로 반응시켜 단백질과 전분을 가수분해시키고 용액 중의 수용성 식이섬유를 에탄올로 침전시켰다.
- 무기질(Ca, P, Mg, K, Na, Fe, Zn, Cu, Mn) 함량은 AOAC의 표준분석법(AOAC, 1984)에 의하여 분석하였다. 즉, 시료분말 1 g을 회화용기에 넣고 예비탄화를 시킨 후 550℃에서 2시간 동안 회화 하였다.
- 시료의 일반성분은 AOAC의 표준분석법(AOAC 2000)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
- 아미노산 분석은 Automatic amino acid analyzer(Biochrom-30, Pharmacia Biotech Co., Swiss)와 Pico-Tag 방법(Waters Associates 1983)에 따라 분석하였으며 시료 분말 5 g을 취하여 시험관에 넣고 0.03% 베타 멜캅토 에탄올을 함유한 6 N 염산용액 10 mL를 가하고, 탈기하여 밀봉한 후 100℃에서 24시간 가수분해하여 농축한 후 건조하여 염산을 날려 보낸 다음 pH 2.2로 맞추어 시료로 사용하였다. 전 처리된 시료 50 μL를 취하여 진공펌프가 장착된 Pico-Tag workstation (Waters, USA)에서 건조한 후, water:methanol:trimethylamine (2:2:1) 혼합용액 10 μL를 첨가하여 재건조시켰다.
- 즉, 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 micro-kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator Co., Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법을 이용하여 분석하였다. 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다.
- 시료의 일반성분은 AOAC의 표준분석법(AOAC 2000)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 micro-kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator Co.
- 총 페놀 함량은 Folin-Denis법(Gutfinger T 1981)에 따라 추출물 1 mL에 Folin- Ciocalteau 시약 및 10% Na2CO3용액을 각 1 mL씩 차례로 가한다음 실온에서 1시간 정치한 후 분광광도계(UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. Caffeic acid(Sigma Co.
- 총 플라보노이드는 Moreno MIN 등(2000)의 방법에 따라 추출물 0.5 mL에 10% aluminum nitrate 0.1 mL 및 1 M potassium acetate 0.1 mL, ethanol 4.3 mL를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin(Sigma Co.
성능/효과
- HPLC에 의한 분석 결과 칼라꼬마감자 추출물의 페놀 함량은 chlorogenic acid가 3,730.60±0.62 mg/100g로서 가장 많은 양이 함유 되어 있는 것으로 확인이 되었고 catechin, caffeic acid, gallic acid의 함량이 높은 것으로 나타났다.
- HPLC에 의한 분석 결과 칼라꼬마감자 추출물의 페놀 함량은 chlorogenic acid가 3,730.60±0.62 mg/100g로서 가장 많은 양이 함유 되어 있는 것으로 확인이 되었고 catechin, caffeic acid, gallic acid의 함량이 높은 것으로 나타났으며, p-coumaric acid, ferulic acid는 확인되지 않았다.
- 한편 영양소의 함량을 평가하는데는 실제적인 고형물의 함량이 중시되므로 wet weight basis보다는 dry weight basis가 효과적일 것으로 판단하여 칼라꼬마감자의 일반성분과 식이섬유소 함량을 건량기준으로 환산하여 [Table 2]의 괄호 안에 표시하였다. 그 결과, 칼라꼬마감자 100 g(dry weight basis) 탄수 화물 88.1%, 조단백 4.9%, 조지방 0.5% 및 조회분 6.4%로 나타났으며, 일반꼬마감자와 영양성분에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 칼라꼬마 감자의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물이며 이러한 결과는 Jang HL 등 (2011)의 결과와 유사하게 나타났다.
- 99 mg)에 비해 약 2배정도 높게 나타났다. 무기질 함량을 분석한결과 칼륨이 약 1,454.7 mg으로 가장 함량이 높았 으며, 그 다음이 인(245.3 mg), 마그네슘(82.8 mg), 칼슘(62.1 mg)순이었다. 미량영양소인 철분, 망간, 구리 및 아연 함량도 각각 28.
- 1 mg)순이었다. 미량영양소인 철분, 망간, 구리 및 아연 함량도 각각 28.1 mg, 3.4 mg, 2.5 mg 및 2.5 mg 함유되어 있는 것으로 분석되었다. 특히, 칼륨은 칼라꼬마감자에서 2배정도 높게나타났으며 에너지 대사, 세포막의 운반작용, 세포막 내외의 전압차 유지, 나트륨과 상호작용을 통한 신경계의 자극정도, 골격근의 수축과 이완, 혈압의 유지, 산․알칼리의 평형유지 등 중요한 생리작용을 담당하고 있으며(Suter PM 1998), 칼륨의 섭취는 고혈압의 예방과 치료에 효과적이라 보고되고 있다(Cappuccio FP․MacGregor GA 1991; Jeon TW et al 2005).
- 62 mg/100g로서 가장 많은 양이 함유 되어 있는 것으로 확인이 되었고 catechin, caffeic acid, gallic acid의 함량이 높은 것으로 나타났으며, p-coumaric acid, ferulic acid는 확인되지 않았다. 일반꼬마감자의 경우 칼라꼬마감자와 같이 chlorogenic acid가 가장 많은 양을 차지하고 있었 지만, 칼라감자에 비해 약 1/5정도로 나타났다. 이는 감자분말을 연구한 결과(Choi HD et al 2008)와 본 실험의 추출물과는 차이가 있지만 감자의 페놀성분 중 chlorogenic acid가 주된 성분으로 나타나 유사한 결과를 나타내었다.
- 62 mg/100g로서 가장 많은 양이 함유 되어 있는 것으로 확인이 되었고 catechin, caffeic acid, gallic acid의 함량이 높은 것으로 나타났으며, p-coumaric acid, ferulic acid는 확인되지 않았다. 일반꼬마감자의 경우 칼라꼬마감자와 같이 chlorogenic acid가 가장 많은 양을 차지하고 있었 지만, 칼라감자에 비해 약 1/5정도로 나타났다. 이는 감자분말을 연구한 결과(Choi HD et al 2008)와 본 실험의 추출물과는 차이가 있지만 감자의 페놀성분 중 chlorogenic acid가 주된 성분으로 나타나 유사한 결과를 나타내었다.
- 즉, 총 페놀 함량은 48.2±1.2 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 13.1±0.3 mg/g으로 나타났으며, 일반감자의 경우 총 페놀 함량은 1.5±1.2 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 0.4±4.1 mg/g으로 나타나 칼라감자의 함량이 높게 나타났다.
- 3%가 함유되어 있었다. 총 식이섬유의 함량은 4.0%로 나타났다. 또한, 칼라꼬마감자 100 g의총 열량은 76.
- 칼라꼬마감자 및 일반꼬마감자 추출물의 항산화 활성을 나타내는 총 페놀 함량은 48.2±1.2 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 13.1±0.3 mg/g으로 나타났으며, 일반감자의 경우총 페놀 함량은 1.5±1.2 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 0.4±4.1 mg/g으로 나타나 칼라감자의 함량이 높게 나타났다.
- 칼라꼬마감자 추출물의 페놀 함량은 chlorogenic acid가 3,730.60±0.62 mg/100g로서 가장 많은 양이 함유 되어 있었고 catechin, caffeic acid, gallic acid의 함량이 높은 것으로 나타났으나, p-coumaric acid, ferulic acid는 확인되지 않았다.
- 3 kcal 로 분석되었다. 칼라꼬마감자의 구성아미노산 중 asparagine (1,514.3 mg/100g)과 glutamic acid(1,240.3 mg/100g)함량이 가장 높은 함량을 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 무기질 함량은 칼륨이 약 1,454.7 mg으로 가장 함량이 높았으며, 인(245.3 mg), 마그네슘(82.8 mg), 칼슘(62.1 mg)순이었다. 미량영양소인 철분(28.
- 2%로나타났으며, 일반꼬마감자와는 큰 차이가 없었다. 칼라꼬마감자의 구성아미노산 중 asparagine(1,514.3 mg/100g)과 glutamic acid(1,240.3 mg/100g)함량이 가장 높은 함량을 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 총아미노산은 일반감자 (11,306.90 mg)가 칼라감자(6,675.99 mg)에 비해 약 2배정도 높게 나타났다. 무기질 함량을 분석한결과 칼륨이 약 1,454.
- 5 mg 함유되어 있는 것으로 분석되었다. 특히, 칼륨은 칼라꼬마감자에서 일반꼬마감자에 비해 2배정도 높게 나타났다. HPLC에 의한 분석 결과 칼라꼬마감자 추출물의 페놀 함량은 chlorogenic acid가 3,730.
- 3 kcal로 분석되었다. 한편 영양소의 함량을 평가하는데는 실제적인 고형물의 함량이 중시되므로 wet weight basis 보다는 dry weight basis가 효과적일 것으로 판단 하여 칼라꼬마감자의 일반성분과 식이섬유소 함량을 건량기준으로 환산한 결과 탄수화물 75.9%, 조단백질 16.4%, 조지방 2.4% 및 조회분 5.2%로나타났으며, 일반꼬마감자와는 큰 차이가 없었다. 칼라꼬마감자의 구성아미노산 중 asparagine(1,514.
후속연구
- 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 칼라꼬마감자 추출물 제조 시 기능성 향상을 위한 추출 공정의 개선 및 최적화 등의 추후 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- 칼라꼬마감자의 우수한 생리활성을 나타내는 성분에 대해서는 더욱 연구가 필요할 것으로 사료되며, 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 칼라영양성분 및 항산화감자 추출물 제조시 기능성 향상을 위한 추출공정의 개선 및 최적화 등의 추후 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- 1994). 따라서, 칼라꼬마감자 추출물이 비교적 높은 총 페놀 및 플라보노드 함량을 나타내어 항산화 효과가 있는 것으로 사료 되며 추후 항산화에 관련된 연구가 진행되어야할 것으로 사료된다.
- 1 mg/g으로 나타나 칼라감자의 함량이 높게 나타났다. 본 실험을 통해 확인된 칼라꼬마감자의 우수한 영양성분 및 항산화활성을 나타내는 성분 및 그 활성에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 생각된다. 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
- 본 실험을 통해 확인된 칼라꼬마감자의 우수한 영양성분 및 항산화활성을 나타내는 성분 및 그 활성에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 생각된다. 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 칼라꼬마감자 추출물 제조 시 기능성 향상을 위한 추출 공정의 개선 및 최적화 등의 추후 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- 칼라꼬마감자의 우수한 영양성분 및 항산화 활성을 나타내는 성분 및 그 활성에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 생각된다. 칼라꼬마감자의 우수한 생리활성을 나타내는 성분에 대해서는 더욱 연구가 필요할 것으로 사료되며, 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 칼라영양성분 및 항산화감자 추출물 제조시 기능성 향상을 위한 추출공정의 개선 및 최적화 등의 추후 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- 1 mg/g으로 나타나 칼라감자의 함량이 높게 나타났다. 본 실험을 통해 확인된 칼라꼬마감자의 우수한 영양성분 및 항산화활성을 나타내는 성분 및 그 활성에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 생각된다. 이러한 결과로 보아 칼라꼬마감자의 영양성분 및 항산화 활성 천연소재로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
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