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문제 정의
- 쑥이 지닌 다양한 생리활성과 활용도는 품종, 생육지역, 생육시기, 건조방법에 따라 상이한 특성을 지니고 있으나 (16,18) 채취시기, 건조방법, 건조기간 등 여러 측면에서의 연구가 부진한 실정이다. 이에 본 연구에서는 경남 남해군 에서 자생하며, 황해쑥의 변종으로 확인되어 품종 보호등록 된 섬애약쑥(A. argyi)을 소재로 하여 채취시기 및 건조방법에 따른 성분과 항산화활성의 차이를 확인하고자 하였다.
가설 설정
- 3)Values are mean±SD (n=3).
- 쑥은 흐르는 물에서 세척한 다음 자연 건조해 물빼기 한 것을 시료로 사용하였다. 자연 건조된 섬애약쑥은 2가지 방법으로 가공하였다. 즉, 통풍이 잘 되는 실내에서 12일간 음건하는 방법(SD)과본 연구자들에 의해 개발되어 특허 등록(제 10-1451136호) 된 가공방법에 따라 60℃에서 7일간 숙성시킨 후, 90℃에서 220분간 숙성시켜 건조를 마무리 하였다(AD).
제안 방법
- 96 well plate에 각 추출물을 31.25, 62.5, 125, 250, 500 및 1,000 μg/mL의 농도로 3차 증류수에 희석한 용액 100 μL와 DPPH 용액(4×10 -4 M in ethanol) 100 μL를 넣고 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후 multilabel reader(VICTOR™ X3, PerkinElmer, Waltham, MA, USA)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 96 well plate에 시료액 40 μL, 증류수 40 μL, FRAP 기질액 100 μL를 차례로 혼합하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였으며, ferrous sulfate를 표준물질로 하여 얻은 표준검량선으로부터 계산하였다.
- ABTS radical을 이용한 항산화력 측정은 ABTS cation decolorization 방법(23)을 수정하여 실시하였다. 7 mM 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonic acid) diammonium salt(ABTS) 용액과 2.
- 3 mL을 차례로 가한 후혼합하여 실온의 암실에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin(Sigma Co., USA)을 표준물질로 하여 얻은 검량선으로부터 플라보노이드 함량을 계산하였다.
- 각각의 섬애약쑥 분말 2 g에 3차 증류수 20 mL을 가하여 30분간 초음파추출기로 추출하였으며, 추출액은 원심분리기(Combi-514R, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 3,000 rpm 에서 10분간 원심분리하고, 상징액을 취하여 0.45 μm membrane filter로 여과하여 HPLC(Agilent 1260, Agilent, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다.
- 경남 남해군에 자생하는 고유품종으로 품종보호 등록된 섬애약쑥의 채취시기와 건조방법에 따른 이화학적 특성과 항산화활성을 평가하였다. 섬애약쑥은 5, 6, 7월에 동일한 재배지에서 수확한 후 각각을 12일 동안 음건(SD) 및 60℃ 에서 7일간 숙성한 다음 90℃에서 220분간 저장하여(AD) 건조하였다.
- ABTS 용액에 동량의 시료액을 혼합하여 실온에서 1분간 반응시킨 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 라디칼 소거활성은 시료 무첨가구에 대한 시료첨가구의 흡광도비 (%)로 계산하였다.
- 경남 남해군에 자생하는 고유품종으로 품종보호 등록된 섬애약쑥의 채취시기와 건조방법에 따른 이화학적 특성과 항산화활성을 평가하였다. 섬애약쑥은 5, 6, 7월에 동일한 재배지에서 수확한 후 각각을 12일 동안 음건(SD) 및 60℃ 에서 7일간 숙성한 다음 90℃에서 220분간 저장하여(AD) 건조하였다. 전처리방법을 달리하여 건조한 섬애약쑥의 유리당을 분석한 결과 glucose만이 검출되었으며 함량은 0.
- 5, 125, 250, 500 및 1,000 μg/mL의 농도로 3차 증류수에 희석한 용액 100 μL와 DPPH 용액(4×10 -4 M in ethanol) 100 μL를 넣고 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후 multilabel reader(VICTOR™ X3, PerkinElmer, Waltham, MA, USA)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 활성은 시료 무첨가구에 대한 시료첨가구의 흡광도비(%)로 계산하였다.
- 자연 건조된 섬애약쑥은 2가지 방법으로 가공하였다. 즉, 통풍이 잘 되는 실내에서 12일간 음건하는 방법(SD)과본 연구자들에 의해 개발되어 특허 등록(제 10-1451136호) 된 가공방법에 따라 60℃에서 7일간 숙성시킨 후, 90℃에서 220분간 숙성시켜 건조를 마무리 하였다(AD). 건조가 완료된 시료는 일반성분 등 이화학적 분석에 사용하였다.
- 5 mL씩을 가한 후 혼합하여실온의 암실에서 1시간 정치한 다음 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid(Sigma Chemical Co., St, Louis, MO, USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 페놀화합물의 함량을 계산하였다.
대상 데이터
- 즉, 통풍이 잘 되는 실내에서 12일간 음건하는 방법(SD)과본 연구자들에 의해 개발되어 특허 등록(제 10-1451136호) 된 가공방법에 따라 60℃에서 7일간 숙성시킨 후, 90℃에서 220분간 숙성시켜 건조를 마무리 하였다(AD). 건조가 완료된 시료는 일반성분 등 이화학적 분석에 사용하였다.
- 섬애약쑥은 동일한 재배지에서 각각 5, 6 및 7월에 말단 부로 약 15 cm 길이로 절단한 것을 남해섬애약쑥영농조합 법인으로부터 제공받아 사용하였다. 쑥은 흐르는 물에서 세척한 다음 자연 건조해 물빼기 한 것을 시료로 사용하였다.
- 이동상의 속도는 분당 1.0 mL를 유지하였으며, 시료 주입량은 10 μL, 검출기는 ELSD(Agilent LT-ELSD G4128A, Agilent)를 사용하였다.
데이터처리
- 분석결과는 통계프로그램인 SPSS(12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하였고, 분산분석(ANOVA)을 실시한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 통계적 유의성을 검증한 후 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- FRAP 실험은 Benzie와 Strain(24)의 방법에 따라 측정하였다. Reaction solution은 300 mM acetate buffer(pH 3.
- 수분함량은 가공 후 분쇄한 섬애약쑥 1 g을 취하여 적외선 수분 측정기(MB25, OHAUS, Namikon, Switzerland)로측정하였으며, 조지방과 조단백질은 AOAC법(19)에 준하여 각각 Soxhlet 추출법과 micro-Kjeldahl법으로 분석하였다.
- 총 페놀화합물 함량은 Folin-Denis법(20)에 따라 각각의 시료 추출물 1 mL에 Foline-Ciocalteau 시약 0.5 mL를 넣고 3분 후 10% Na 2CO 3 용액 0.5 mL씩을 가한 후 혼합하여실온의 암실에서 1시간 정치한 다음 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid(Sigma Chemical Co.
- 플라보노이드 함량은 Moreno 등(21)의 방법에 따라 추출물 1 mL에 10% aluminum nitrate 0.1 mL, 1 M potassium acetate 0.1 mL 및 80% ethanol 4.3 mL을 차례로 가한 후혼합하여 실온의 암실에서 40분간 정치한 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin(Sigma Co.
성능/효과
- 31.25 μg/mL 저농도에서는 6월 음건과 6월숙성 시료의 물 추출물이 30.09±1.63%, 39.38±1.34%로 활성이 높았으나, 500 μg/mL 농도에서는 5월 음건과 7월 숙성시료의 물 추출물이 81.43±2.56%, 79.00±1.42%로 높은 항산화 활성을 나타내었으며, 시료의 첨가량이 증가함에 따라 음건 및 숙성 시료의 추출물 모두 항산화 활성이 유의적으로 증가하였다.
- 600 nm에서 투과율을 측정하여 탁도를 비교한 결과, 채취시기 보다는 가공방법에 따라 함량 차이를 보였다. 음건한 5~7월 시료는 93.
- 물 추출물을 31.5, 62.5, 125, 250, 500μg/mL의 농도로 제조하여 항산화활성을 평가한 결과 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성은 SD 5월 시료와 AD 7월섬애약쑥 추출물의 활성이 가장 높았으며, FRAP도 이들 시료에서 여타 시료에 비해 유의적으로 활성이 높았다.
- Hwang 등(25)은 자연건조 섬애약쑥과 열처리 숙성시킨 섬애약쑥의 조지방 함량을 분석한 결과 숙성정도에 따라 그 함량이 차이가 있었다고 하였으며, Choi 등(26)도 국내산 야생차의 조단백질 및 조지방 함량은 발효정도에 따라 차이를 보인다고 보고한 바 있다. 본 실험의 결과 숙성한 섬애약쑥의 조지방 함량이 더 높은 것도 상기 보고들과 같이 가공 방법에 따라 조지방 함량에 차이가 있었는데, 숙성과정을 거치면서 일부 성분이 갈변되고, 열처리 동안 용출이 용이해짐으로써 조지방 함량이 더 높아진 것으로 추정된다.
- 97 이상으로 매우 높은 상관성을 나타내어, 시료의 총 페놀화합물 함량이 높을수록 활성이 높다고 보고하였다. 본 연구 결과에서도 총 페놀화합물 및 플라보노이드 함량이 높았던 5월 음건과 7월 숙성 시킨 시료에서 타 시료에 비해 환원력이 높았다.
- 색도 중 밝은 정도를 나타내는 L값은 음건 및 숙성 섬애 약쑥이 각각 47.97±0.73~50.64±0.51, 26.88±0.06~37.10± 0.15로 음건시 더 높은 값을 유지하였으며, 숙성과정을 거치면서 밝은 정도가 감소하였다.
- 수분함량은 음건한 시료의 경우 5월과 6월 시료에 비해 7월 시료의 수분함량이 약 2배 이상 더 높아 15.47±0.42%였고, 60℃에서 숙성한 시료의 수분함량은 10.21±0.09~14.76±0.35%로 채취시기가 늦을수록 수분함량이 더 높았다.
- 음건 및 숙성 시료의 glucose 함량은 각각 0.42±0.02~0.43±0.01 g/100 g, 0.41± 0.02~0.47±0.04 g/100 g의 범위로 각 시료간의 차이는 미미 하였으며, fructose 및 sucrose는 미검출로 확인되었다.
- 음건과 숙성시킨 섬애약쑥의 가공방법은 상이하나 동일한 시기에 채취한 5월 시료를 비교해 보면, 각각의 플라보노이드 함량은 3.26±0.02 g/100 g과 0.87±0.02 g/100 g으로 음건시 약 4배 정도 더 높은 함량이었다.
- 적색도를 나타내는 a값은 채취시기 보다는 가공방법의 영향을 더 받아 음건에 비해 숙성시 월등히 증가하였다. Lee 등(29)은 동결건조에 비해 냉풍건조나 열풍건조시에 a와 b값이 높았는데, 이는 냉풍이나 열풍건조시 일어나는 갈변반응의 영향이라고 보고한 바 있는데, 본 연구의 결과 에서도 숙성 가공시 열에 의한 갈변반응이 유도되어 a값이음건 시료에 비해 더 높은 것으로 판단된다.
- 전처리방법을 달리하여 건조한 섬애약쑥의 유리당을 분석한 결과 glucose만이 검출되었으며 함량은 0.42±0.02~0.43±0.01 g/100 g과 0.41±0.02~0.47±0.04 g/100g이었다.
- 조단백질 함량은 12.64±0.35 ~26.46±1.40%의 범위였는데, 가공방법에 관계없이 6월 쑥에서 가장 높았고, 7월 쑥에서는 6월 쑥 대비 53% 미만으로 그 함량이 감소하였다.
- 채취시기 및 가공방법을 달리한 섬애약쑥 추출물 중 총페놀화합물 및 플라보노이드 함량은 동일한 경향을 나타내었으며(Table 3), 숙성 시료에 비해 음건 처리시 그 함량이 더 높았다. 즉, 숙성 시료의 총 페놀화합물 함량은 1.
- 채취시기와 가공방법을 달리한 섬애약쑥의 물 추출물을 31.25, 62.5 125, 250, 500 μg/mL의 농도로 조절하여 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과(Table 5)를 보면 숙성 가공한 7월, 6월, 5월 시료는 각각 30.02±4.51~ 87.87±0.14%, 14.24±1.72~84.77±0.08%, 14.39±1.90~81.84±0.10%로 7월시료가 가장 활성이 높았으며, 음건 처리하였을 때는 5월, 6월, 7월 시료의 순으로 활성이 높았는데 각각의 활성은 30.63±0.62~93.14±0.09%, 19.18±0.99~91.49±0.07% 및 17.01±2.20~86.97±0.01%였다.
- 총 페놀화합물의 함량은 AD(1.29±0.08~2.90± 0.08 g/100 g)와 비교하여 SD(1.85±0.09~3.45±0.14 g/100g)에서 더 높았다.
후속연구
- 42%로 가장 활성이 높았다. 이상의 결과 섬애약쑥은 5월 채취하여 음건하였을 때와 7월에 채취하여 숙성가공하였을 때 유용성분의 섭취가 더 용이하며, 높은 항산 화활성을 나타내어 기능성 식품 소재로 활용도가 높을 것으로 생각된다.
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