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문제 정의
- 고추냉이 잎의 일반성분 및 아미노산, 무기질 항산화 효과에 대해서 조사하였다. 식품영양학적 접근에서의 고추냉이 잎 일반성분은 건량기준으로 당질 53.
- , 2010) 등에 대한 연구가 수행되었으나 대부분이 근경에 관한 연구로서 잎, 줄기에 대한 연구는 미흡하였다. 그러므로 본 실험에서는 고추냉이 잎에 대하여 기능성 검토와 이용개발을 위하여 일반성분 분석을 통하여 영양적 가치를 평가하고 생리활성 효과를 검토하기 위하여 항산화 활성을 규명함으로써 고추냉이 잎을 이용한 기능성 식품을 개발하기 위한 기초 자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 용액을 각 1 ㎖씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치한 후 spectrophotometer (UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 700 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Caffeic acid (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)를 0 ~ 100 ㎍/㎖의 농도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료 추출물의 총 페놀함량을 산출하였다.
- 전자공여능 측정은 Kim 등 (2002)의 방법과 Shin 등 (2014)의 방법을 변형하여 측정하였다. Ethanol에 용해시킨 0.4 mM DPPH 용액 0.8 ㎖에 시료 0.2 ㎖을 첨가하여 vortex mixer로 5초간 진탕하고, 암소에서 10분 동안 방치 후 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 다음 식에 의하여 DPPH free radical 소거능을 나타내었다.
- 3 ㎖를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 다음 415㎚에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)를 표준물질로 하여 0 ~ 100 ㎍/㎖의 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선으로부터 추출물의 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.
- 고추냉이 잎 추출물의 환원력은 Oyaizu (1986)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 1 ㎖에 pH 6.
- 2 (Whatman Ltd, Maidstone, Kent, UK) 여과지를 이용하여 여과한 후, 회전진공농축기 (EYELA N-100, EYELA, Tokyo, Japan)를 사용하여 40℃에서 감압 농축하였다. 농축된 추출물은 동결건조기(Modulyod-115, Thermo Electron Co., Waltham, MA, USA)를 이용하여 건조된 분말을 제조하였다. 또한, 열수 추출물은 분쇄된 고추냉이 잎에 10배 (w/w)의 증류수를 가한 후, 100℃ 수욕상에서 3시간동안 환류냉각 (GLHMP-F200, Global Lab, Seoul, Korea)하면서 추출하여 조여과 (Whatman No.
- , Waltham, MA, USA)를 이용하여 건조된 분말을 제조하였다. 또한, 열수 추출물은 분쇄된 고추냉이 잎에 10배 (w/w)의 증류수를 가한 후, 100℃ 수욕상에서 3시간동안 환류냉각 (GLHMP-F200, Global Lab, Seoul, Korea)하면서 추출하여 조여과 (Whatman No. 2)한 후, 40℃에서 감압 농축하여 동결건조 하였다. 건조된 고추냉이 잎 추출물은 무게를 측정하여 추출물 수율을 측정한 후, −20℃ 냉동고에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 다음 용액 중에 포함 된 수용성 식이섬유를 에탄올을 사용해 침전시키고, 항량을 구한 crucible에 용액을 감압 여과하였다. 마지막으로 잔사를 에탄올과 아세톤을 사용해 세척하고 건조한 뒤 건조 된 잔사의 단백질 및 회분의 양을 제외시킨 건조 전, 후 무게차를 통해 총 식이섬유의 함량을 구하였다.
- 본 실험에 사용한 고추냉이 잎은 강원도 태백에서 구입하여 물로 잘 씻어 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거하고 5 cm 크기로 절편을 만들어 동결건조한 후, 분쇄기 (IKA M20, IKA, Staufen, Germany)를 이용하여 20 ~ 30 mesh로 분쇄하여 시료로 사용하였다. 분말상태인 고추냉이 잎에 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 가한 뒤 상온에서 24시간 교반하면서(150 rpm, HY-HS11, Hanyang Science, Seoul, Korea) 유용성분들을 추출하였고, Whatman No. 2 (Whatman Ltd, Maidstone, Kent, UK) 여과지를 이용하여 여과한 후, 회전진공농축기 (EYELA N-100, EYELA, Tokyo, Japan)를 사용하여 40℃에서 감압 농축하였다. 농축된 추출물은 동결건조기(Modulyod-115, Thermo Electron Co.
- 분석방법은 sinigrin 및 allyl isothiocyanate 분석은 추출액 3 ㎖와 10 mM tetraheptylammonium bromide를 함유한 acetonitrile/120 mM phosphate buffer (pH 6.5) 80/20 (v/v) 혼합액을 동량 혼합한 후 0.45 μm membrane filter에 통과시켜 HPLC로 분석하였으며 (Park et al., 2006), HPLC 조건은 Table 2와 같았다.
- 여기에 10% TCA 용액을 1 ㎖ 가하여 13,500 × g에서 15분간 원심분리하여 상등액 1㎖에 증류수 및 ferric chloride를 각 1 ㎖씩 혼합하여 700 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH)는 free radical에 대한 시료의 항산화 효능을 확인하기 위하여 사용한다. 전자공여능 측정은 Kim 등 (2002)의 방법과 Shin 등 (2014)의 방법을 변형하여 측정하였다. Ethanol에 용해시킨 0.
- 즉, 시료를 칭량하여 550℃에서 회화시킨 후, 5㎖의HNO3 용액을 가한 후 25㎖ 메스플라스크에 넣고 증류수로 정용한 후 Inductively Coupled Spectrometer (ICP, Lactam 8440, Plasma Lab., Australia)를 이용하여 분석하였으며, 분석조건은 Table 1과 같다.
대상 데이터
- 건조된 고추냉이 잎 추출물은 무게를 측정하여 추출물 수율을 측정한 후, −20℃ 냉동고에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 고추냉이 잎은 강원도 태백에서 구입하여 물로 잘 씻어 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거하고 5 cm 크기로 절편을 만들어 동결건조한 후, 분쇄기 (IKA M20, IKA, Staufen, Germany)를 이용하여 20 ~ 30 mesh로 분쇄하여 시료로 사용하였다. 분말상태인 고추냉이 잎에 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 가한 뒤 상온에서 24시간 교반하면서(150 rpm, HY-HS11, Hanyang Science, Seoul, Korea) 유용성분들을 추출하였고, Whatman No.
- 본 연구에서 사용한 추출 용매는 식품으로 사용가능한 에탄올과 물을 사용하였다. 추출용매별 고추냉이 잎 추출물의 추출수율은 70% 에탄올 추출물에서 21.
데이터처리
- 모든 측정값은 평균값 ± 표준편차 (mean ± SD)로 표시하였고 통계처리는 SAS program (Statistical Analysis System, version 8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 사용하였으며, 유의성 검정은 분산분석 (ANOVA)을 한 후 p < 0.05 수준에서 Duncan 다중검정법 (Duncan’s Multiple Range Test)으로 분석하였다.
이론/모형
- 고추냉이 잎의 일반성분은 AOAC 법 (1990a)과 식품공전의 분석방법 (2002)에 따라 3회 분석하여 평균값으로 하였다. 즉, 수분 함량은 상압가열건조법, 회분 함량은 550℃ 회화법을 이용하여 분석하였다.
- 무기질 (Ca, P, Mg, K, Na, Fe, Zn, Cu, Mn) 함량은 AOAC법 (1984a)과 Shin 등 (2014)의 방법에 의하여 분석하였다. 즉, 시료를 칭량하여 550℃에서 회화시킨 후, 5㎖의HNO3 용액을 가한 후 25㎖ 메스플라스크에 넣고 증류수로 정용한 후 Inductively Coupled Spectrometer (ICP, Lactam 8440, Plasma Lab.
- 즉, 수분 함량은 상압가열건조법, 회분 함량은 550℃ 회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator, Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법 (Hawthorne et al., 2000)으로 분석하였다. 탄수화물 함량은 위의 결과치를 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다.
- 고추냉이 잎의 일반성분은 AOAC 법 (1990a)과 식품공전의 분석방법 (2002)에 따라 3회 분석하여 평균값으로 하였다. 즉, 수분 함량은 상압가열건조법, 회분 함량은 550℃ 회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator, Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법 (Hawthorne et al.
- 총 식이섬유 (total dietary fiber, TDF) 함량 측정은 AOAC법 (1995a)과 Shin 등 (2014)의 방법에 따라 효소중량법 (enzymatic-gravimetric method)에 따라 분석하였다. 먼저 α-amylase를 사용하여 액화시킨 건조 된 시료에 효소 protease 및 amyloglucosidase를 반응하여 단백질과 전분을 가수분해하였다.
- 총 페놀 함량은 Folin-Denis법 (Gutfinger, 1981)과 Shin등 (2014)의 방법에 따라 추출물 1 ㎖에 Folin- Ciocalteau 시약 및 10% Na2CO3 용액을 각 1 ㎖씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치한 후 spectrophotometer (UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 700 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 플라보노이드는 Moreno 등 (2000)의 방법과 Shin 등(2014)의 방법에 따라 추출물 0.5 ㎖에 10% aluminum nitrate 0.1 ㎖ 및 1 M potassium acetate 0.1 ㎖, ethanol 4.3 ㎖를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 다음 415㎚에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin (Sigma-aldrich, St.
성능/효과
- DPPH radical 소거능을 이용한 고추냉이 잎 추출물들의 항산화 활성은 Fig. 2와 같이 70% 에탄올 추출물의 각각의 농도에서 19.74 ~ 36.90%를 나타내었으며, 동일한 농도의 열수추출물에서는 19.54 ~ 37.86%의 DPPH 라디칼 소거능을 보여 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물이 비슷한 결과를 나타내었으며, 항산화제로 잘 알려져 있는 BHT와 α-tocopherol보다 낮은 항산화 활성을 보여 주어 Park 등 (2001)의 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.
- 41 ㎎ QE/g로 나타났다. DPPH라디칼 소거능 및 환원력과 같은 항산화 활성은 70% 에탄올추출물과 열수 추출물의 차이가 없었으며, 항산화효과는 항산화에 대해 연구 된 바 있는 다른 천연물에 비해 그 효능이 비슷하거나 떨어져 항산화에 대한 효과는 있으나 높지 않을 것으로 보인다. 이들의 결과로 비추어 볼 때, 고추냉이 잎 추출물들에 함유된 총페놀 및 총 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- Fig. 1에서 보는바와 같이, 고추냉이 잎 열수추출물 및 70% 에탄올 추출물에 함유된 총페놀 함량은 각각 19.44 ± 0.23 및 19.33 ± 1.17 ㎎ GAE/g로 나타났으며, 플라보노이드 함량은 각각 7.69 ± 0.71 및19.25 ± 1.41 ㎎ QE/g를 나타내었다.
- 본 연구에서 분석된 고추냉이 잎의 일반성분과 식이섬유소 함량을 Table 3에 정리하였다. 고추냉이 잎 100 g (wet weight basis)중에는 수분 91.2%, 탄수화물 4.7%, 조단백 2.2%, 조지방 0.7%, 조회분 1.2%가 함유되어 있으며, 총 식이섬유소 함량은 4.6%이었다. 또한 고추냉이 잎 100 g의 총열량은 385.
- 한편 영양소의 함량을 평가하는데는 실제적인 고형물의 함량이 중시되므로 wet weight basis보다는 dry weight basis가 효과적일 것으로 판단하여 고추냉이 잎의 일반성분과 식이섬유소 함량을 건량기준으로 환산하여 Table 3의 괄호 안에 표시하였다. 그 결과 탄수화물 53.41%, 조단백질 25.00%, 조회분 13.64% 및 조지방 7.95%로 나타났다. 따라서 고추냉이 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물과 단백질로 구성되어 있었으며, 일반성분 중에서 조지방 함량이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 95%로 나타났다. 따라서 고추냉이 잎의 주된 성분은 대부분의 식물체의 구성성분인 탄수화물과 단백질로 구성되어 있었으며, 일반성분 중에서 조지방 함량이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- Kang 등 (1995)은 전자공여능이 phenolic acid와 flavonoids 및 기타 phenol 성 물질에 대한 항산화작용의 지표라 하였으며, 이러한 물질은 환원력이 클수록 전자공여능이 높다고 하였다. 또한, 70% 에탄올과 열수 추출물의 농도별 환원력을 측정한 결과 Fig. 3과 같이1,000 ㎍/㎖의 농도에서 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물의 환원력이 각각 0.12 (A700), 0.12 (A700)로 나타나 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물이 차이가 없음을 나타내었다. 이상의 결과로 비추어 볼 때, 추출 용매별 고추냉이 잎 추출물들에 함유된 총페놀 및 총 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 27%이었다. 또한, 무기질 중 칼륨의 함유량이 가장 높았고 그 다음이 칼슘, 인, 마그네슘 순으로 나타나 알칼리성 재료임을 알 수 있었다. Sinigrin과 allyisothiocyanate 함량은 69.
- 89 ㎎) 순이었다. 미량영양소인 아연, 망간, 철분, 및 구리함량도 각각 3.52 ㎎, 5.00 ㎎, 17.72 ㎎, 및 0.23 ㎎ 함유되어 있는 것으로 분석되었다. 식품성분표 (농촌진흥청 2011)의 분석결과보다 함량이 높게 나타났으며 이는 고추냉이의 재배방법 및 시기에 따른 결과로 보여진다.
- 식품영양학적 접근에서의 고추냉이 잎 일반성분은 건량기준으로 당질 53.41%, 조단백질 25.00%, 조지방 7.95% 및 조회분 13.64%이었고 고추냉이 잎 100g의 함유 열량은 385.23 kcal로 분석되었으며, 총 식이섬유소 함량은 건량기준으로 52.27%이었다.
- DPPH라디칼 소거능 및 환원력과 같은 항산화 활성은 70% 에탄올추출물과 열수 추출물의 차이가 없었으며, 항산화효과는 항산화에 대해 연구 된 바 있는 다른 천연물에 비해 그 효능이 비슷하거나 떨어져 항산화에 대한 효과는 있으나 높지 않을 것으로 보인다. 이들의 결과로 비추어 볼 때, 고추냉이 잎 추출물들에 함유된 총페놀 및 총 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 12 (A700)로 나타나 70% 에탄올 추출물과 열수 추출물이 차이가 없음을 나타내었다. 이상의 결과로 비추어 볼 때, 추출 용매별 고추냉이 잎 추출물들에 함유된 총페놀 및 총 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 총 페놀 함량은 고추냉이 잎 열수 추출물 및 70% 에탄올 추출물에서 각각 19.44 ± 0.23 및 19.33 ± 1.17 ㎎ GAE/g로, 총 플라보노이드 함량은 고추냉이 잎 열수 추출물 및 70% 에탄올 추출물에서 각각 7.69 ± 0.71 및 19.25 ± 1.41 ㎎ QE/g로 나타났다.
- 추출용매별 고추냉이 잎 추출물의 추출수율은 70% 에탄올 추출물에서 21.33%로 열수 추출물의 15.37%에 비해 높은 수율을 나타내었다.
후속연구
- , 2004), 국민의 건강과 복지를 위해서는 또 다른 대안이 요구되고 있다. 따라서 식품의 3차 기능은 물론 영양 가치와 기호성이 동시에 충족될 수 있으며 과학적인 근거를 바탕으로 접근한 식품 또는 음식이 대안 중의 하나가 될 수 있으며 이 분야의 연구가 필요하리라 보여진다.
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