본 연구는 당뇨병, 콜레스테롤 저하작용, 면역조절효과, 관절염 치료 등의 효과가 있다고 알려진 마를 식품소재로써 활용하고자 국내 재배되고 있는 마 품종별 성분을 분석하고, 이용성을 조사하였다. 마 품종별 이화학적 특성 비교 결과, 유리당 함량(mg/g)은 단풍마(28.13) > 장마(24.98) > 산마(20.50) > 둥근마(20.40) 순으로 단풍마가 가장 높았으며, 유기산 함량(mg/g) 또한 단풍마(179.29) > 장마(112.51) > 산마(88.72) > 둥근마(19.23) 순으로 단풍마가 가장 높았다. 조사포닌의 함량(mg/g)은 단풍마(630.3) > 둥근마(66.3) > 장마(42.8) > 산마(38.9) 순으로 단풍마가 가장 높았다. 마의 항산화 활성 결과, 단풍마가 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능이 높았다. 마의 품종별 성분 특성의 차이를 확인함으로써 마를 활용한 식품 소재화 및 제품 개발을 위한 기초 데이터 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
본 연구는 당뇨병, 콜레스테롤 저하작용, 면역조절효과, 관절염 치료 등의 효과가 있다고 알려진 마를 식품소재로써 활용하고자 국내 재배되고 있는 마 품종별 성분을 분석하고, 이용성을 조사하였다. 마 품종별 이화학적 특성 비교 결과, 유리당 함량(mg/g)은 단풍마(28.13) > 장마(24.98) > 산마(20.50) > 둥근마(20.40) 순으로 단풍마가 가장 높았으며, 유기산 함량(mg/g) 또한 단풍마(179.29) > 장마(112.51) > 산마(88.72) > 둥근마(19.23) 순으로 단풍마가 가장 높았다. 조사포닌의 함량(mg/g)은 단풍마(630.3) > 둥근마(66.3) > 장마(42.8) > 산마(38.9) 순으로 단풍마가 가장 높았다. 마의 항산화 활성 결과, 단풍마가 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능이 높았다. 마의 품종별 성분 특성의 차이를 확인함으로써 마를 활용한 식품 소재화 및 제품 개발을 위한 기초 데이터 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
The objective of this study was to determine the proximate composition and antioxidant activities of Dioscorea spp. Samples were divided into Dunggeunma (D. bulbifra L), Danma (D. polystachya Turcz), Jangma (D. batatas Decaisne) and Danpungma (D. quinqueloba Thunb). The samples were extracted with 7...
The objective of this study was to determine the proximate composition and antioxidant activities of Dioscorea spp. Samples were divided into Dunggeunma (D. bulbifra L), Danma (D. polystachya Turcz), Jangma (D. batatas Decaisne) and Danpungma (D. quinqueloba Thunb). The samples were extracted with 70% ethanol and analyzed for total flavonoid contents, polyphenol contents, DPPH radical scavenging activity, and ABTS radical scavenging activity. The moisture contents ranged from 11.96% to 15.01%. The crude protein contents were in the range of 7.86% to 11.55% (Dunggeunma 11.55%, Danpungma 10.48%, Danma 9.43%, Jangma 7.86%). The crude fat contents were between 0.37% and 0.43% (Danpungma 0.43%, Jangma 0.37%, Dunggeunma 0.37%, Danma 0.37%). In the antioxidant activities assay, total polyphenol content of Danma was significantly higher than those of other species at 115.47 mg/100 g gallic acid equivalent (GAE) (p<0.05), whereas it was significantly lowest in Jangma at 66.31 mg/100 g gallic acid equivalent (GAE) (p<0.05). ABTS and DPPH radical scavenging activities of Danma were significantly highest at 104.43 and 56.72 mg trolox eq/100 g (p<0.05). Therefore, antioxidant activities of Dioscorea spp. provide a possible scientific basis for assessing the performance of functional material of Dioscorea spp.
The objective of this study was to determine the proximate composition and antioxidant activities of Dioscorea spp. Samples were divided into Dunggeunma (D. bulbifra L), Danma (D. polystachya Turcz), Jangma (D. batatas Decaisne) and Danpungma (D. quinqueloba Thunb). The samples were extracted with 70% ethanol and analyzed for total flavonoid contents, polyphenol contents, DPPH radical scavenging activity, and ABTS radical scavenging activity. The moisture contents ranged from 11.96% to 15.01%. The crude protein contents were in the range of 7.86% to 11.55% (Dunggeunma 11.55%, Danpungma 10.48%, Danma 9.43%, Jangma 7.86%). The crude fat contents were between 0.37% and 0.43% (Danpungma 0.43%, Jangma 0.37%, Dunggeunma 0.37%, Danma 0.37%). In the antioxidant activities assay, total polyphenol content of Danma was significantly higher than those of other species at 115.47 mg/100 g gallic acid equivalent (GAE) (p<0.05), whereas it was significantly lowest in Jangma at 66.31 mg/100 g gallic acid equivalent (GAE) (p<0.05). ABTS and DPPH radical scavenging activities of Danma were significantly highest at 104.43 and 56.72 mg trolox eq/100 g (p<0.05). Therefore, antioxidant activities of Dioscorea spp. provide a possible scientific basis for assessing the performance of functional material of Dioscorea spp.
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문제 정의
본 실험은 국내산 재배마 3종(장마, 단마, 둥근마)과 야생마 1종(단풍마)의 일반성분과 항산화 효능을 평가함으로써 시중 유통 마의 품질 개선 및 활용도를 증진시킬 수 있는 방안을 마련하는데 대한 기초자료로 제시하고자 한다.
본 연구는 당뇨병, 콜레스테롤 저하작용, 면역조절효과, 관절염 치료 등의 효과가 있다고 알려진 마를 식품소재로써 활용하고자 국내 재배되고 있는 마 품종별 성분을 분석하고, 이용성을 조사하였다. 마 품종별 이화학적 특성 비교 결과, 유리당 함량(mg/g)은 단풍마(28.
제안 방법
물 층은 다시 200 mL의 n-부탄올로 200 mL로 2회 추출하였다. 3회에 걸쳐 추출한 n-부탄올 층을 합쳐 농축플라스크에 회수하여 감압 농축(HB-502L, HANBAEK, Korea) 하였다. 이후 105℃에서 4시간 건조하고, 데시게이터에서 30분간 방냉한 후, 다음 식에 따라 조사포닌 함량을 계산하였다.
DPPH 라디칼 소거능은 시료의 추출물에 대한 DPPH(1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich Co, Ltd., Louis, MO, USA)의 전자공여 효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다 (Blois MS 1958). 시료 900 μL에 0.
)는 경상북도 안동 지역에서 구입한 재배마 3종(장마, 단마, 둥근마), 야생마 1종(단풍마)을 4℃에서 저장하면서 시료로 사용하였다. 먼저 구입한 마를 흐르는 물에 잘 수세하여 흙과 이물질을 제거하고, 껍질을 제거하여 1 cm 크기로 세절 후 열풍건조기(DS240BC, Dusung Co, Busan, Korea)에 40℃, 24시간 건조시켜, 분쇄기(HR1378, Philips, Karner, Slovenia)로 100 mesh로 분쇄하였다. 분말 시료는 4℃ 냉장(GC-124GHFP, LG, Changwon, Korea)보관한 후 분석용 시료로 사용하였다.
시료 추출물에 대한 ABTS radical 소거활성은 Re 방법(Re R et al 1999)을 일부 변형하여 측정하였다. 2,2-azino-bis(3- ethyl benzthiazoline-6-sulfonic acid) (Sigma-Aldrich Co, Ltd.
Louis, MO, USA) 200 μL를 가하여 30분간 암소에서 반응시켰다. 이후 반응액을 750 nm에서 UV spectrophotometer(UV 2550, SHIMADZU, Japan, Kyoto)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 총 페놀 함량은 1 g에 대한 mg galic acid equivalents(GAE, Sigma, St.
정용한 sample을 0.2 μm membrane filter(Whatman, Clifton, NJ, USA)로 여과한 다음, HPLC(Agilent Technologies 1200 series, Palo, CA, USA)로 분석하였다.
정용한 sample을 0.2 μm membrane filter로 여과한 다음, HPLC(Agilent Technologies 1200 series, Palo, CA, USA)로 분석하였다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Folin & Denis 1915)을 일부 변형하여 측정하였으며, 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다.
총 플라보노이드 함량은 Moreno MIN et al(2000)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 시료 250 μL에 70% 에탄올 용액 1 mL, 5% NaNO2 75 μL를 첨가하여 5분간 방치한 후 10% AlCl3·6H2O 150 μL를 가하여 6분 방치하였다.
대상 데이터
Column은 Asahipak NH2P-504E(4.6×250 mm, Shodex, Japan), 용매는 acetonitrile : water(70:30, %(v/v), Fisher Co., USA), flow rate는 1.2 mL/min 이었고, 검출기는 ELSD(Agilent Technologies, Santa Clara, USA)를 사용하였다.
본 실험에서 사용한 마(Dioscorea spp.)는 경상북도 안동 지역에서 구입한 재배마 3종(장마, 단마, 둥근마), 야생마 1종(단풍마)을 4℃에서 저장하면서 시료로 사용하였다. 먼저 구입한 마를 흐르는 물에 잘 수세하여 흙과 이물질을 제거하고, 껍질을 제거하여 1 cm 크기로 세절 후 열풍건조기(DS240BC, Dusung Co, Busan, Korea)에 40℃, 24시간 건조시켜, 분쇄기(HR1378, Philips, Karner, Slovenia)로 100 mesh로 분쇄하였다.
먼저 구입한 마를 흐르는 물에 잘 수세하여 흙과 이물질을 제거하고, 껍질을 제거하여 1 cm 크기로 세절 후 열풍건조기(DS240BC, Dusung Co, Busan, Korea)에 40℃, 24시간 건조시켜, 분쇄기(HR1378, Philips, Karner, Slovenia)로 100 mesh로 분쇄하였다. 분말 시료는 4℃ 냉장(GC-124GHFP, LG, Changwon, Korea)보관한 후 분석용 시료로 사용하였다.
2 μm membrane filter로 여과한 다음, HPLC(Agilent Technologies 1200 series, Palo, CA, USA)로 분석하였다. 유기산 분석을 위한 oxalic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, lactic acid의 표준품은 Sigma사(Sigma-Aldrich Co, Ltd., Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. Column은 Amine X HPx-87H Ion Exclusion column(300×7.
2 μm membrane filter(Whatman, Clifton, NJ, USA)로 여과한 다음, HPLC(Agilent Technologies 1200 series, Palo, CA, USA)로 분석하였다. 유리당 분석을 위한 glucose, fructose, maltose, sucrose 표준품은 Sigma사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. Column은 Asahipak NH2P-504E(4.
데이터처리
1) Values with different superscripts (a∼d) within the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
1) Values with different superscripts (a,b) within the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
본 연구의 결과는 Statistical Package for Social Sciences 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균±표준편차로 나타내었고, 시료 간의 유의성 검증은 t-test에 의해 p<0.05 수준에서 유의적 차이를 검증하였다.
이론/모형
마 분말의 일반성분은 수분, 조단백, 조지방의 함량을 AOAC 방법(AOAC International 1995)에 따라 측정하였다. 즉, 수분 함량은 105℃ 상압 가열 건조법, 조단백질 함량은 semi-micro-Kjeldahl 법으로 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Teacator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하였고, 조지방은 Soxhlet 법으로 Soxhlet 추출기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Teacator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하여 분석하였다.
조사포닌 함량은 인삼 조사포닌의 분리방법으로 많이 사용되는 고온 메탄올 추출과 n-부탄올 분획에 의한 방법(Park SJ et al 2009)에 따라 마 분말 10 g을 취하여 70% 메탄올 200 mL로 70℃에서 3회 반복 추출하였다. 추출액은 40℃에서 감압농축기(DE/R-205V, Buchi, Swiss)로 농축하여 용액이 100 mL가 될 때까지 메탄올을 제거한 후, 물을 가하여 200 mL로 정용하였다.
마 분말의 일반성분은 수분, 조단백, 조지방의 함량을 AOAC 방법(AOAC International 1995)에 따라 측정하였다. 즉, 수분 함량은 105℃ 상압 가열 건조법, 조단백질 함량은 semi-micro-Kjeldahl 법으로 자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Teacator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하였고, 조지방은 Soxhlet 법으로 Soxhlet 추출기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Teacator, Eden Prairie, MN, USA)를 사용하여 분석하였다.
성능/효과
마 품종별 유기산 함량을 측정한 결과(Table 3), 마의 유기산으로는 oxalic acid, citric acid, succinic acid, fumaric acid가 검출되었다. 특히 succinic acid가 그 함량이 높은 편이었으나, 등근마의 경우는 예외로 검출되지 않았다.
마 품종별 이화학적 특성 비교 결과, 유리당 함량(mg/g)은 단풍마(28.13) > 장마(24.98) > 산마(20.50) > 둥근마(20.40) 순으로 단풍마가 가장 높았으며, 유기산 함량(mg/g) 또한 단풍마(179.29) > 장마(112.51) > 산마(88.72) > 둥근마(19.23) 순으로 단풍마가 가장 높았다.
마 품종별 폴리페놀와 플라보노이드 함량을 분석한 결과 (Table 4), 단풍마에서 가장 높은 9.5 mg/g이 확인되었으며, 단마가 3.65 mg/g, 장마와 둥근마가 2.23∼2.25 mg/g 순으로 낮은 함량을 보였다.
마의 조지방 함량은 품종간의 유의적 차이를 보이지 않았으나, 단풍마가 0.43%로 조금 높은 함량을 나타냈다.
9) 순으로 단풍마가 가장 높았다. 마의 항산화 활성 결과, 단풍마가 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능이 높았다. 마의 품종별 성분 특성의 차이를 확인함으로써 마를 활용한 식품 소재화 및 제품 개발을 위한 기초 데이터 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
DPPH 소거능은 Polyphenol 및 Flavonoid성 물질 등에 대한 항산화 작용의 지표라고 할 수 있다. 시료의 DPPH 소거능은 단풍마가 84.46%로 가장 높았고, 둥근마는 64.81%로 가장 낮은 소거능을 보였다. 이에 반해 ABTS radical 소거능은 단마와 단풍마가 각각 99.
실험에 사용된 재배마 3종(장마, 단마, 둥근마)과 야생마 1종(단풍마)의 일반성분을 분석한 결과(Table 1) 수분 함량은 단마 > 단풍마 > 둥근마 > 장마 순으로 각각 15.01%, 13.34%, 12.97%, 11.96%로 거의 비슷한 함량을 보였다.
마의 품종에 따른 유리당 함량을 HPLC로 분석한 결과는 Table 2와 같다. 유리당 분석 결과, Kim HS et al(1992) 결과와 마찬가지로 마에서의 유리당은 fructose, glucose 및 sucrose가 확인되었으며, maltose는 검출되지 않았다. Fructose와 glucose는 단풍마가 가장 높았고, 둥근마가 가장 낮은 함량을 보였다.
81%로 가장 낮은 소거능을 보였다. 이에 반해 ABTS radical 소거능은 단마와 단풍마가 각각 99.89%, 95.56%로 가장 높았고, 장마, 둥근마 순으로 각각 83.66%, 72.44% 소거능을 보였다. Osawa T(1994)는 식물로부터 추출된 phenol 부류의 화합물은 항산화능을 포함한 다양한 생리적 효능을 나타내고, 이 효능은 주로 산화․환원력에 의한 효과로 보고한 바 있으며, 페놀 함량이 높을수록 항산화능이 증가한다고 보고하였다.
그러나 단풍마의 조사포닌 함량이 상대적으로 높은 경향을 보인 것은 Son KH et al (1993)의 연구결과와 일치하였다. 이와 같은 연구결과로 재배마에 비해 야생마가 조사포닌 함량이 높은 것을 확인하였다. 이는 야생마가 재배마보다 diosgenin 3-O-α-L-rhamnopy-ranosyl-β-D-glucopyranoside, diocsin 및 gracillin 등의 스테로이드성 사포닌이 많기 때문이라 사료된다(Son KH et al 1993).
3 mg%인 것으로 확인되었으며, 재배마 3종에 비해 야생마가 상대적으로 높은 경향이었다. 재배마 중에서는 장마와 단마의 조사포닌 함량은 비슷하였고, 그에 비해 둥근마의 함량이 높은 편이었다. Jang SM(2009)은 단마 및 둥근마에 비해 장마의 함량이 상대적으로 낮은 경향을 보였다고 했으나, 본 연구결과와는 상이하였다.
조단백질 함량은 둥근마가 가장 높았고(11.55%), 단풍마 10.48%, 단마 9.43%, 장마 7.86%로 재배마 중에서는 둥근마> 단마 > 장마 순이었다.
1과 같았다. 조사포닌 함량은 장마 42.8 mg%, 단마 38.9 mg%, 둥근마 66.3 mg%, 단풍마 630.3 mg%인 것으로 확인되었으며, 재배마 3종에 비해 야생마가 상대적으로 높은 경향이었다. 재배마 중에서는 장마와 단마의 조사포닌 함량은 비슷하였고, 그에 비해 둥근마의 함량이 높은 편이었다.
조사포닌의 함량(mg/g)은 단풍마(630.3) > 둥근마(66.3) > 장마(42.8) > 산마 (38.9) 순으로 단풍마가 가장 높았다.
총 유기산 함량은 재배마는 19.23∼112.51 mg/g, 야생마는 179.29 mg/g 범위였고, 야생마인 단풍마가 유기산 함량이 높은 편이었다.
플라보노이드의 함량은 단마 2.62 mg/g, 둥근마 1.99 mg/g, 단풍마와 장마는 각각 1.30∼1.57 mg/g 순으로 낮은 함량을 보였다.
후속연구
이러한 차이를 보이는 것은 같은 품종이라고 하여도 재배시기, 환경, 저장시기 등의 차이로 여겨진다. 따라서 수확 초기에서 저장 중의 마의 영양성분 및 항산화 활성 등의 평가가 이루어진다면 마 가공 시 기본 자료로 활용될 것으로 보인다.
마의 항산화 활성 결과, 단풍마가 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능이 높았다. 마의 품종별 성분 특성의 차이를 확인함으로써 마를 활용한 식품 소재화 및 제품 개발을 위한 기초 데이터 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
따라서 단풍마의 항산화능이 높은 결과는 마 추출물에 함유된 페놀화합물에 의한 것이라고 사료된다. 하지만 정확한 원인물질의 규명이 필요하므로, 각 품종별 성분에 대한 분리 및 구조분석 등 추가적인 연구도 필요할 것이라 생각된다. Kwon JB et al(2010)의 보고에 따르면 마 추출물의 농도(500 μg/mL)일 때 장마, 단마, 둥근마의 DPPH radical 소거능의 차이가 없는 것을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마란 무엇인가?
마(Dioscorea spp.)는 백합목 마과의 덩굴성 여러해살이풀로 그 지상부는 덩굴이며, 지하부 뿌리는 약용 및 식용으로 사용되고 있다(Ahn JH et al 2012). 전세계적으로 마는 장마, 단마, 단풍마 등 10속 650여종이 알려져 있으며, 중국, 한국, 타이완, 일본 등지의 산지에서 자생한다(Kum EJ et al 2006; Marie A Mcanuff et al 2005).
재배마 3종(장마, 단마, 둥근마)의 조단백질 함량 순서는?
조단백질 함량은 둥근마가 가장 높았고(11.55%), 단풍마 10.48%, 단마 9.43%, 장마 7.86%로 재배마 중에서는 둥근마> 단마 > 장마 순이었다. Jang SM(2009)의 보고에 의하면 장마와 단마의 조단백질 함량은 유의적 차이는 없었으며, 둥근마는 13.
대표적인 재배마의 종류는 무엇인가?
우리나라 전국의 산야에 걸쳐 자라며, 식용 또는 약용으로 쓰이는 마는 야생마가 드물고, 주로 재배를 통하여 생산한다. 대표적인 재배마의 종류로는 장마, 단마, 둥근마가 있다. 가장 많이 분포, 재배되는 장마(Dioscorea batatas), 덩이 뿌리의 길이가 짧아 수확이 간편한 단마(D.
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