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문제 정의
- 또한 베리류의 품종, 성숙도 및 추출용매 등의 차이에 의한 베리류에 존재하는 페놀 성분의 함량차이를 분석한 연구들은 선행되어 왔다. 따라서, 추출 혹은 착즙 이후 버려지는 베리 부산물들을 재활용할 방안을 모색하고자 본 연구는 블루베리, 오디 및 복분자의 부산물에 잔존하는 페놀 성분의 함량을 측정하여 그 통 과일들의 함량과 비교하였다. 이를 통해 항산화능을 예측함과 동시에 부산물 내 잔존하는 페놀화합물의 활용 가능성을 제안하며, 향후 베리 부산물들이 가축 사료 첨가제 및 기능성 식품첨가물 등의 유기농 첨가제로 이용될 때 기초 데이터로 사용될 수 있도록 한다.
- Kaempferol 함량은 통 오디에서 15 ng/g으로 가장 높았다. 본 실험에 이용된 베리들은 성숙도 및 환경에 따라 서로 다른 결과를 나타날 수도 있겠으나, 본 연구결과는 각각의 통 베리의 유효성분을 조사한 것 뿐 아니라 그들의 부산물까지도 가축 사료 첨가제 및 식품 소재로써 활용 가능성을 나타낸 연구라 할 수 있다.
- 본 연구는 베리와 그 부산물들의 영양학적 가치와 더불어 이들의 식품 내 활용 가능성을 확인하고자 국내생산 베리 중 대표적 베리인 블루베리, 오디 그리고 복분자와 그들 부산물의 이화학적 특성과 페놀화합물 함량변화를 비교/분석하였다. 수분함량은 통 베리 시료가 그들 부산물의 함량보다 유의적으로 높게 나타났으며, 특히 복분자와 그 부산물의 수분함량은 차이가 가장 컸다.
제안 방법
- 1) 폴리페놀 함량은 Anesini 등(2008)의 실험을 변형하여 측정하였다. 각각의 추출물 0.
- 3) 안토시아닌 함량을 측정하기 위하여 Sung과 Choi (2014)의 방법을 변형하여 실험하였다. 갈색의 병에 분말시료 0.
- 1% formic acid acetonitrile가 5% (0-1 min), 5-100% (1-10 min), 100% (10-11 min), 100-5% (11-14 min), 5% (14-20 min)로 흘러가도록 설정하였다. HPLC로 분리된 시료는 ESI-MS/MS로 흘러가며 retention time (RT)과 mass spectra (MS)를 기준으로 각 시료들의 성분을 정성과 정량적으로 분석하였다. 이때 활용된 표준시약으로는 apigenin (lot no.
- 이후 10% aluminum chloride 150 µL를 첨가한 다음 상온에서 5분 반응시켰고 1 M sodium hydroxide 500 µL와 275 µL의 3차 증류수를 넣은 다음 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료에 따른 플라보노이드 함량은 quercertin (mg/g) (Sigma-Aldrich, MO, USA)을 표준시약으로 계산/산출하였다.
- , Seoul, Korea) 이후 여과 하였다. 각각의 여과 추출물들의 pH 값은 pH 4.0과 10.0 표준 완충액으로 보정한 pH 측정기(Eutech pH 700, Eutech Instruments Pte. Ltd., Queenstown, Singapore)를 활용하여 측정하였으며, 측정한 값은 각각의 반복값에 대한 평균값으로 나타내었다.
- , MA, USA)를 측정하였다. 각각의 측정 결과는 gallic acid (mg/g) (Sigma-Aldrich, MO, USA)로 작성한 표준 검량선을 활용하여 함량을 산출하였다.
- , Guangdong, China)하였다. 나머지 절반의 오디, 블루베리와 복분자는 착즙기(Hurom HE Series, Hurom Group Co., Gimhae, Kyeongnam, Korea)를 통하여 착즙함으로 과일 내 대부분의 수분을 제거하였으며 이후 수거한 부산물들을 앞서 언급한 방법을 통하여 동결건조 및 분말화한 다음 분석 전까지 냉동고(-20℃)에 보관하며 실험을 실시하였다.
- 샘플의 페놀 성분 함량은 액체크로마토그라피(HPLC/ESI-MS/MS, Agilent Technologies, Palo Alto, USA)를 이용하여 분석, 검출하였다. 분석을 위하여 10 g의 시료를 100% 에탄올 90 mL과 함께 15℃에서 24 시간 동안 150 rpm으로 추출 후 여과하여 사용하였다.
- 본 연구에 이용된 오디(5월, 5 kg), 블루베리(9월, 5 kg)와 복분자(9월, 5 kg)는 전라북도 부안과 고창에 위치한 농협에서 구입하였다. 약 2.5 kg의 오디, 블루베리와 복분자는 구입 직후 약 2일에 걸쳐 동결건조(TFD Series, Ilshinbiobase Co. Ltd., Yangju, Korea)하였으며 이후 약 1분에 걸쳐 분말화(Blender, Ya Hong Electronic Co., Guangdong, China)하였다. 나머지 절반의 오디, 블루베리와 복분자는 착즙기(Hurom HE Series, Hurom Group Co.
- 2 mL/min와 30℃였다. 이동상으로는 0.1% formic acid와 0.1% formic acid acetonitrile가 사용되었고, 시간이 지남에 따라 0.1% formic acid acetonitrile가 5% (0-1 min), 5-100% (1-10 min), 100% (10-11 min), 100-5% (11-14 min), 5% (14-20 min)로 흘러가도록 설정하였다. HPLC로 분리된 시료는 ESI-MS/MS로 흘러가며 retention time (RT)과 mass spectra (MS)를 기준으로 각 시료들의 성분을 정성과 정량적으로 분석하였다.
- 준비된 시료의 분석을 위하여 시료는 5 µL씩 HPLC에 주입하였고 C18 컬럼(60 cm3 /10g, Zorbaxeclipseplus, AgilentTechnologies, CA, USA)을 통해 분석되었다.
- 폴리페놀, 플라보노이드와 안토시아닌 함량을 측정하기 위하여 분말화된 시료 각 10 g씩을 100% 에탄올 90 mL와 함께 갈색병에 담아 4℃에서 24시간 동안 200 rpm (VS-8480SR, Vision Scientific Co., Daejeon, Korea)으로 추출 후 여과하여 분석에 이용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 이용된 오디(5월, 5 kg), 블루베리(9월, 5 kg)와 복분자(9월, 5 kg)는 전라북도 부안과 고창에 위치한 농협에서 구입하였다. 약 2.
- 총 20가지 종류의 페놀 성분을 표준물질로 사용하였으며 표준물질로 이용한 페놀성분들은 apigenin, benzoic acid, caffeic acid, catechin (hydrate), cyanin chloride, epicatechin, epigallocatechin, epigallocatechin gallate, gallic acid, gallocatechin, isorhamnetin, isovanillic acid, luteolin, myricertin, naringenin, pelargonidin chloride, quercetin, quercetin 3-D-galactoside, rosmarinic acid, rutin (trihydrate)이다.
데이터처리
- 본 실험은 3회 반복으로 결과를 얻었으며 통계분석은 SAS 프로그램(version 6.12, Cary, NC, USA, 1998)을 사용하여 ANOVA 분석하였다. 이후 Duncan’s multiple range test로 사후 검정하였으며, 신뢰수준 95% (p <0.
- 이후 Duncan’s multiple range test로 사후 검정하였으며, 신뢰수준 95% (p <0.05)에서 분석하였다.
성능/효과
- Anthocyanin 성분인 cyanin chloride과 flavone 계열인 rutin은 복분자에서 유의적으로 높게 나타났다(p <0.05).
- Cyanin chloride는 오디와 복분자 과일에서만 측정되었으며, epigallocatechin, gallocatechin과 isorhamnetin은 블루베리에서만 측정되었다. Catechin (hydrate)과 epicatechin의 경우에는 블루베리를 제외한 오디와 복분자의 통 과일과 부산물에서 유의적인 차이가 나타났으며, gallic acid는 오디에서, quercetin 3-D-galactoside는 블루베리에서 통 과일과 부산물간 유의적인 차이가 조사되었다. Apigenin, luteolin은 오디류 에서만 측정되었으며 특히 부산물에서 그 함량이 높았다.
- 05). Catechin과 epicatechin은 복분자 부산물에서 복분자 통 과일보다 높게 측정되었다. Catechin, epicatechin과 naringenin은 각 부산물에서 측정된 함량이 통 과일에서의 함량보다 높았으나 cyanin chloride, quercetin 3-D-galactoside, rutin과 quercetin은 블루베리를 제외한 오디와 복분자 통 과일에서 부산물보다 높게 측정되었다(Lee and wrolstad, 2004; Donno et al.
- Apigenin, luteolin은 오디류 에서만 측정되었으며 특히 부산물에서 그 함량이 높았다. Naringenin은 각각의 베리 부산물에서 함량이 높았으나, rutin (trihydrate)과 quercetin은 블루베리를 제외한 오디와 복분자의 통 베리에서 부산물보다 높게 검출되었다. Kaempferol 함량은 통 오디에서 15 ng/g으로 가장 높았다.
- , 2015). 검출된 페놀 성분 중 epigallocatechin, gallocatechin과 isorhamnetin는 블루베리와 그 부산물에서만 그리고 pelargonidin chloride와 luteolin은 오디와 그 부산물에서만 정량이 가능하였다. Apigenin은 오디 부산물에서만 검출되었다.
- 과일과 부산물의 pH는 오디와 그 부산물에서 가장 높게 나타났으며 복분자, 블루베리 순서로 점차 낮아졌다(p <0.01).
- , 2006). 따라서, 과즙기를 활용하여 과즙을 제거함으로 부산물을 생성할 당시 상대적으로 크고 단단한 씨앗이 효과적으로 압착되지 않아 씨앗 내부에 함유된 플라보노이드와 폴리페놀이 효율적으로 추출되지 않은 것으로 보인다. 통 과일의 폴리페놀과 플라보노이드함량은 부산물의 것보다 낮게 측정된 것과 달리 복분자에서의 안토시아닌 함량(34.
- 복분자를 제외한 통 과일과 부산물의 안토시아닌 함량은 약 5배 차이가 나며, 복분자 통 과일과 부산물에서도 유의적인 차이가 조사되었다(p< 0.01).
- 01). 본 결과에 따르면 복분자의 안토시아닌 함량을 제외하고는 부산물의 폴리페놀, 플라보노이드 및 안토시아닌 함량은 통 과일보다 높게 나타났으며 따라서 주요 조사 성분들은 과육보다는 껍질과 씨앗에 다량 존재한다는 것을 의미한다(Li et al., 2013).
- 분석된 세 종류의 베리는 모두 통 과일상태의 pH가 유의적으로 낮은 값을 가지며, 수분을 제거하고 부산물로 전환된다면 상대적으로 높은 pH 값을 나타내는 것으로 조사되었다(p <0.05).
- , 2012). 세 종류의 통 과일과 부산물간의 수분함량 차이는 블루베리보다는 오디와 복분자에서 높았으며 이러한 높은 수분함량 차는 과육의 비율, 씨앗의 분포 등 과일모양에 따른 구조적 차이에 의한 것으로 판단된다. 특히 블루베리에서의 수분함량 차이는 착즙기를 통해 블루베리보다는 오디와 복분자의 착즙이 보다 효율적으로 진행됨을 의미한다.
- 본 연구는 베리와 그 부산물들의 영양학적 가치와 더불어 이들의 식품 내 활용 가능성을 확인하고자 국내생산 베리 중 대표적 베리인 블루베리, 오디 그리고 복분자와 그들 부산물의 이화학적 특성과 페놀화합물 함량변화를 비교/분석하였다. 수분함량은 통 베리 시료가 그들 부산물의 함량보다 유의적으로 높게 나타났으며, 특히 복분자와 그 부산물의 수분함량은 차이가 가장 컸다. pH는 오디와 오디 부산물에서 각각 4.
- 18로 가장 높게 나타났다. 총 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 블루베리 부산물에서 24.81와 24.13 mg/g으로 가장 높았으며, 안토시아닌 함량은 오디 부산물에서 53.27 ug/g으로 가장 높았다. Cyanin chloride는 오디와 복분자 과일에서만 측정되었으며, epigallocatechin, gallocatechin과 isorhamnetin은 블루베리에서만 측정되었다.
- 플라보노이드 함량 또한 폴리페놀과 유사한 경향을 나타내었다. 통 과일과 그 부산물의 플라보노이드 함량은 블루베리 부산물에서 24.13 mg/g으로 가장 높았으며 통 오디에서 7.66 mg/g으로 가장 낮았다. 특히 과육의 비율이 높은 블루베리는 통 과일과 부산물의 폴리페놀 함량이 약 5 배정도 차이가 나는 것으로 조사되어 블루베리의 플라보노이드는 껍질과 씨앗에 주로 분포한다는 것을 알 수 있었다.
- 통 과일에서의 총 폴리페놀 함량은 복분자가 10.81 mg/g으로 가장 높고(p <0.01) 오디와 블루베리가 각각 7.91 mg/g, 4.60 mg/g으로 유의적으로 낮았다(p<0.01) (Table 1).
- 따라서, 과즙기를 활용하여 과즙을 제거함으로 부산물을 생성할 당시 상대적으로 크고 단단한 씨앗이 효과적으로 압착되지 않아 씨앗 내부에 함유된 플라보노이드와 폴리페놀이 효율적으로 추출되지 않은 것으로 보인다. 통 과일의 폴리페놀과 플라보노이드함량은 부산물의 것보다 낮게 측정된 것과 달리 복분자에서의 안토시아닌 함량(34.3 ug/g)은 부산물의 안토시아닌 함량(29.46 ug/g)보다 통 과일에서 높게 나타났다. 블루베리와 오디의 안토시아닌 함량은 각각 11.
- 66 mg/g으로 가장 낮았다. 특히 과육의 비율이 높은 블루베리는 통 과일과 부산물의 폴리페놀 함량이 약 5 배정도 차이가 나는 것으로 조사되어 블루베리의 플라보노이드는 껍질과 씨앗에 주로 분포한다는 것을 알 수 있었다. 따라서, Kitchen (2013)은 블루베리와인이 약 24일동안 블루베리의 껍질, 씨앗과 함께 발효/저장되는 관계로 블루베리 주스보다 총 페놀 함량에서 높게 나타난다고 하였다.
후속연구
- 따라서, 추출 혹은 착즙 이후 버려지는 베리 부산물들을 재활용할 방안을 모색하고자 본 연구는 블루베리, 오디 및 복분자의 부산물에 잔존하는 페놀 성분의 함량을 측정하여 그 통 과일들의 함량과 비교하였다. 이를 통해 항산화능을 예측함과 동시에 부산물 내 잔존하는 페놀화합물의 활용 가능성을 제안하며, 향후 베리 부산물들이 가축 사료 첨가제 및 기능성 식품첨가물 등의 유기농 첨가제로 이용될 때 기초 데이터로 사용될 수 있도록 한다.
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