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문제 정의
- 본 연구는 더덕 잎의 기능성식품 및 화장품 소재로서의 이용가능성을 조사하기 따라서 더덕 잎의 영양성분(일반성분) 분석 및 항산화능을 통한 식품영양학적 접근, 생리활성 기능을 기대할 수 있는 관련 물질 함량의 분석하였다. 더덕 잎 100 g(wet weight basis)중에는 수분 5.
- 예로부터 고급 식재료로서 구이, 절임, 부침 등으로 이용하였으며, Saponin, Inulin, Phytoderin, Leoithin, Pentosan 등의 약효성분이 함유된 더덕은 건강식품을 선호하는 현대인의 요구에 부합되는 자원으로서 최근 들어 넥타, 술, 차, 드링크 등의 가공제품이 개발되는 등 건강식품의 소재로 활용하기 위한 연구도 진행되고 있다(Hong WS et al 2006). 하지만, 더덕의 과육 및 껍질에 대한 영양성분 및 항산화 연구(Kim NY et al 2010; Kim SS et al 2009)는 진행이 되고 있지만, 더덕 잎에 관한 연구는 전무한 상태로 그동안 농가에서 폐기물로 처리되어 왔던 더덕 잎의 영양성분 및 체내에서 생리활성 효능을 발휘할 수 있는 기능성 물질의 함량을 분석하여 향후 더덕 잎의 유효성을 평가하는데 기초 자료로 삼고자 한다.
제안 방법
- Gallic acid(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 0 ∼ 100 μg/mL 의 농도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의총 페놀 함량을 산출하였다.
- Rutin(Sigma Co., St. Louis, MO, USA) 을 표준물질로 하여 0 ∼ 100 ug/mL의 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선으로부터 추출물의 총플라보노이드 함량을 계산하였다.
- 더덕 잎 1 ～ 2 g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60 mL에 녹여 분액깔때기에 옮기고 에테르 60 mL로 씻은 다음 물층을 물포화 부탄올 60 mL로 3회 추출한 후, 추출액을 모두 합쳐서 물 50 mL로 씻는다. 물포화 부탄올층을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 감압 농축한 후 105℃에서 20분간 건조하고, 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음 식에 따라 조사포닌의 양을 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.
- 이렇게 조제한 시료용액은 -70℃에서 냉동 보관하면서 분석하였다. 분석조건은 Sugar-Pak Ⅰ column (Waters, USA, 300 mm X 6.5 mm)과 용출용매 Ca-EDTA(500 mg/L)를 조합하였다. 전처리된 시료 1 mL를 취하여 0.
- 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 이동상은 Gradient A(Water)를 사용하였고 eluent B는 60% 아세토니트릴을 사용하여 용매구배(gradient elution)시켜 분석하였다.
- 41) 정용하였다. 이렇게 여과된 여과액을 각 희석용액으로 적절한 농도로 희석한 후 Inductively Coupled Spectrometer (ICP, Lactam 8440, Plasma Lab., Australia)를 이용한 유도결합 Plasma 방출분석법으로 분석하였으며, 분석조건은 approximate RF Power가 1,150 W이며, analysis pump rate 는 100 rpm으로 하였고, nebulizer pressure와 observation height는 각각 30 psi 및 15 mm로 하였다.
- 표준품 용액과 시료의 유리당 peak를 직접 비교하여 확인하였다. 정량은 각 표준품의 검량곡선을 따로 작성한 후 peak의 면적에서 산출하였다.
- 추출물의 전자공여작용(electron donating abilities, EDA)은 각각의 추출물에 대한 DPPH (α,α-diphenyl-picrylhydrazyl)의 전자공여효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다.
- 5 mL/min로 흘려보냈으며 검출은 refractive index(RI) detector를 이용하였다. 표준품 용액과 시료의 유리당 peak를 직접 비교하여 확인하였다. 정량은 각 표준품의 검량곡선을 따로 작성한 후 peak의 면적에서 산출하였다.
대상 데이터
- 2012년 9월에 강원도 횡성군 야산에서 재배한 4년생 더덕에서 잎을 선별하여 증류수로 세척하여 풍건한 후 120 mesh 이하로 마쇄하여 일반성분 분석에 사용하였다. 또한, 삼각플라스크에 준비된 더덕 잎을 9배의 증류수를 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 그 외 실험에 사용하였다.
- 2012년 9월에 강원도 횡성군 야산에서 재배한 4년생 더덕에서 잎을 선별하여 증류수로 세척하여 풍건한 후 120 mesh 이하로 마쇄하여 일반성분 분석에 사용하였다. 또한, 삼각플라스크에 준비된 더덕 잎을 9배의 증류수를 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 그 외 실험에 사용하였다.(Kim CH et al 2008).
데이터처리
- 실험에서 얻어진 결과는 실험군당 평균 ± 표준편차로 표시하였고, 각 군당 3개의 시료를 사용하여 실험은 3회 반복 시행하였다.
이론/모형
- Tryptophan을 제외한 아미노산 분석은 Pico-Tag 방법(1983)에 따라 분석하였으며 적당량의 시료(단백질 10 mg)를 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 : methano : trimethylamine(2:2:1) 혼합용액 10 μL를 첨가하여 재 건조시켰다.
- 더덕 잎의 일반성분은 AOAC 법(1984a)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
- 무기질(Ca, P, Mg, K, Na, Fe, Zn, Cu, Mn) 함량은 AOAC법(1984a)에 의하여 분석하였다. 즉, 시료를 0.
- 즉, 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 micro-kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator, Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법을 이용하여 분석하였다. 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다.
- 더덕 잎의 일반성분은 AOAC 법(1984a)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, Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법을 이용하여 분석하였다.
- 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 spectrophotometer(UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic 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. Rutin(Sigma Co.
성능/효과
- 더덕 잎에서 분석된 glucose, fructose 및 sucrose의 함량을 나타내었다[Table 4]. Sucrose가 전체 유리당의 42%, fructose가 36%, glucose가 21%를 차지하였다. 이는 더덕 껍질의 유리당 결과(Kim NY et al 2010와 비교 했을 때 총 유리당의 함량 및 sucrose의 함량이 더덕 잎에서 더 높은 것으로 나타났다.
- [Table 1]에 나타난 바와 같이 더덕 잎 100g(dry weight basis)중에는 조단백질 함량이 19.14%이었고 [Table 2]와 같이 더덕 잎의 구성아미노산의 종류는 총 16종이었으며, 이 중 asparagine과 glutamic acid 함량이 가장 높은 함량을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 필수아미노산 함량은 더덕 잎 100 g(dry weight basis)당 약 5.
- 분석된 더덕 잎의 일반성분 함량을 [Table 1]에 정리하였다. 더덕 잎 100 g(wet weight basis)중에는 수분 5.83%, 탄수화물 65.09%, 조단백 18.02%, 조지방 1.34%, 조회분 9.72%가 함유되어 있으며, 더덕 잎 100 g의 총 열량은 288.36 kcal로 분석되었다. 따라서 더덕 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물인 반면 더덕 잎의 일반성분 중에서 조지방의 함량이 가장 낮게 나타났다.
- 37 mg 함유되어 있는 것으로 분석되었다. 더덕 잎에서 분석된 유리당 중 sucrose가 전체 유리당의 42%, fructose가 36%, glucose가 21%를 차지하였으며, 더덕 잎의 조사포닌 함량은 97.51 mg/g을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 더덕 잎의 항산화활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 그 결과 총페놀 및 총플라보노이드 함량은 각각 1.
- [Table 1]에 나타난 바와 같이 더덕 잎 100g(dry weight basis)중에는 조단백질 함량이 19.14%이었고 [Table 2]와 같이 더덕 잎의 구성아미노산의 종류는 총 16종이었으며, 이 중 asparagine과 glutamic acid 함량이 가장 높은 함량을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 필수아미노산 함량은 더덕 잎 100 g(dry weight basis)당 약 5.
- 따라서 더덕 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물인 반면 더덕 잎의 일반성분 중에서 조지방의 함량이 가장 낮게 나타났다. 더덕 잎의 성분 분석은 전무한 실정이며, 자연산 산더덕과 재배 더덕의 일반성분을 분석한(Kim HJ 1985) 결과와 비교하며 보면 본 실험의 결과와 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이는 뿌리에 더 많은 영양성분이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
- 51 mg/g을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 더덕 잎의 항산화활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 그 결과 총페놀 및 총플라보노이드 함량은 각각 1.87 mg/g, 0.61 mg/g을 나타내었으며, 더덕 잎 추출물의 DPPH 소거 활성을 농도별로 측정하여 비교한 결과를 농도에 따라 1,000 ug/mL 농도에서 64.32%로 가장 활성이 높게 나타났다. 따라서, 더덕 잎의 영양성분 분석결과 그 기능성이 뛰어나 기능성식품 소재 및 화장품 개발에 응용가치가 있을 것으로 판단된다.
- 36 kcal로 분석되었다. 따라서 더덕 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물인 반면 더덕 잎의 일반성분 중에서 조지방의 함량이 가장 낮게 나타났다. 더덕 잎의 성분 분석은 전무한 실정이며, 자연산 산더덕과 재배 더덕의 일반성분을 분석한(Kim HJ 1985) 결과와 비교하며 보면 본 실험의 결과와 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이는 뿌리에 더 많은 영양성분이 함유되어 있음을 알 수 있었다.
- 58 mg)순이었다. 미량영양소인 구리, 철, 아연 및 망간 함량도 각각 0.38 mg, 3.73 mg, 2.02 mg, 3.37 mg 함유되어 있는 것으로 분석되었다. Kim 등(2010)의 더덕 껍질의 무기질과 비교하여 보면 칼슘은 약 2배, 칼륨은 약 1.
- 각종 질병의 치료 및 예방에 효과가 있어 폴리페놀 함량이 높은 식물은 건강보조식품 재료로써도 각광받고 있다. 이에 따라 더덕 잎의 항산화활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였으며, 그 결과는 [Table 6]과 같이 총페놀 및 총플라보노이드 함량은 각각 1.87 mg/g, 0.61 mg/g을 나타내었다. 식물 기원의 시료에서 페놀 화합물은 그 함량은 많을수록 항산화 활성이 높으며(Duval B & Shetty K 2001), 식물시료의 변색에 주된 영향을 미치는 인자로 알려져 있다(Choi KS & Lee HY 1999).
- 36 kcal로 분석되었다. 한편 영양소의 함량을 평가하는데는 실제적인 고형물의 함량이 중시되므로 wet weight basis보다는 dry weight basis가 효과적일 것으로 판단하여 더덕 잎의 일반성분 함량을 건량기준으로 환산한 결과 탄수화물 69.12%, 조단백 19.14%, 조지방 1.42% 및 조회분 10.32%로 나타났다. 따라서 더덕 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물인 반면 더덕 잎의 일반성분 중에서 조지방의 함량이 가장 낮게 나타났다.
후속연구
- 32%로 가장 활성이 높게 나타났다. 따라서, 더덕 잎의 영양성분 분석결과 그 기능성이 뛰어나 기능성식품 소재 및 화장품 개발에 응용가치가 있을 것으로 판단된다.
- 식물자원을 이용한 건강기능식품의 제조·사용이 지속적으로 늘어나고 있는 만큼 과학적인 근거를 바탕으로 영양 가치와 기호성을 충족시킬 수 있는 음식분야의 연구가 필요할 것이다.
- 51 mg/g을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이는 더덕의 조사포닌 함량(13.0 mg/g)보다 높게 나타났으며(Han BH et al 1981) 이러한 조사포닌에 의한 기능성을 갖게 될 것으로 사료 되어, 추후 TLC와 HPLC분석을 통하여 ginse- noside의 함량 분석이 필요할 것으로 생각된다.
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