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문제 정의
- 본 연구는 여러 가지 유효성분들을 함유하고 있는 쌀겨와 이를 이용하여 생명공학적 기술을 연관시킨 쌀겨 발효산물의 이화학적 특성 및 생리활성 작용을 검토하였다.
제안 방법
- Flavonoid 함량은 Jia 등의 방법[11]에 따라 측정하였다. 0.1% (w/v) 시료용액에 5% NaNO2 용액을 가하고, 10% AlCl3․6H2O를 잘 혼합하고, 이 혼합용액으로 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 플라보노이드 함량은 표준물질로서 (+)-catechin hydrate을 20-200 μg/ml 농도로 시료와 동일한 방법으로 측정하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
- Linoleic acid (25 mg/ml in EtOH) 1.0 ml과 시료용액 1.0 ml을 시험관에 넣고 혼합한 후 0.2 M phosphate buffer (pH7.0) 2 ml와 증류수 1.0 ml를 가하여 stock을 제조하고, 40℃에서 incubation 하면서 반응 1일, 3일, 4일, 6일, 7일째 일정한 시간에 측정하였다. 측정 방법[4, 18]은 stock 용액에서 0.
- Ohkawa의 방법[18]에 따라 linoleic acid (25 mg/ml in EtOH) 1.0 ml과 시료용액 1.0 ml을 시험관에 넣고 혼합한 후 0.2 M phosphate buffer (pH 7.0) 2 ml와 증류수 1.0 ml를 가하여 stock을 제조하고, 40℃에서 incubation 하면서 반응 1일, 3일, 4일, 6일, 7일째 일정한 시간에 측정하였다. 측정 방법[4]은 시료액 0.
- 1% (w/v) 시료용액에 5% NaNO2 용액을 가하고, 10% AlCl3․6H2O를 잘 혼합하고, 이 혼합용액으로 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 플라보노이드 함량은 표준물질로서 (+)-catechin hydrate을 20-200 μg/ml 농도로 시료와 동일한 방법으로 측정하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
- 5 mM ethnolic neocuprorine solution, 1 M NH4OAc buffer를 혼합하고 증류수 넣은 후 상온에서 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 환원력 비교를 위하여 기존에 항산화제로 많이 사용되고 있는 천연 항산화제 ascorbic acid와 합성항산화제 BHT를 각각 시료와 동일 농도로 동일한 방법으로 흡광도를 측정하였다. 환원력은 시료 반응액에서 흡광도가 증가된 만큼 강한 환원력을 나타내어 준다.
- 시료에 DPPH 반응 용액을 넣어 잘 혼합한 후 실온에서 30분간 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 이때 활성대조를 위하여 기존에 항산화제로 많이 사용되고 있는 합성항산화제 BHT (butylated hydroxytoluene)를 0.05% 농도로 첨가하여 시료와 동일한 방법으로 흡광도를 측정하였다. DPPH를 이용한 항산화 활성은 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차를 백분율(%)로 표시하였다.
- 페놀 성 화합물의 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리를 이용한 Folin-Denis 법[23]으로 측정하였다. 즉, 0.1%(w/v) 시료용액에 Folin-cio- calteu's phenol reagent를 첨가하여 잘 혼합하고 실온에서 반응시킨 후 7.5% Na2CO3를 가하여 혼합하고 50oC에서 발색시킨 후 spectrophotometer (Hitachi U-2900, Tokyo, Japan)의 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 페놀 성 화합물의 함량은 tannic acid를 0-500 μg/ml 농도로 하여 시료와 동일한 방법으로 측정한 표준곡선으로부터 계산하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 실험 재료는 ㈜한국바이오솔루션(부산, 한국)에서 제공받은 쌀겨 및 기타 조성물 이용하여 바실러스 균주로 액체배양한 쌀겨발효추출물(Fermented Rice-Bran, FRB)과 현재, 시판 중인 제품의 재료로 사용되고 있는 미배아 및 대두를 사용하여 액체 배양한 미배아대두발효 추출물 (Fermented Rice- Soybean, FRS) [13]을 대조군으로 사용하여 비교 분석하였다.
데이터처리
- 실험으로부터 얻어진 결과는 one-way ANOVA 검정에 의한 평균치와 표준오차(mean ± SE)로 표시하였고, 각 실험군 간의 유의성 검증은 Duncan’s multiple range test로 나타내었 다[8].
이론/모형
- 4. Antioxidant activities of the fermented rice- bran (FRB) and rice-soybean (FRS) on lino- leic acid oxidation as measured by the fer- ric thiocyanate method. CON: control, BHT : butylated hydroxytoluene (0.
- 2. Antioxidant activities of the fermented rice-bran (FRB) and fermented rice-soybean (FRS) on lipid peroxidation using rat liver homogenates as measured by TBARS method. BHT: butylated hydroxytoluene (0.
- 3. Antioxidant activities of the fermented rice-bran (FRB) and rice-soybean (FRS) on linoeic acid oxidation as measured by TBA method. CON : control, BHT : buty- lated hydroxytoluene (0.
- Fe 환원력 측정은 Zhu 등의 방법[25]에 따라 측정하였다. 시료용액 0.
- Flavonoid 함량은 Jia 등의 방법[11]에 따라 측정하였다. 0.
- 간 microsome 분획을 이용한 지질과산화 억제 활성은 Wong 등의 방법[24]에 따라 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 간 microsome 분획(1 ml 중 1 mg의 단백질 함유), 0.1 mM ascorbate와 5 mM FeSO4 반응액을 잘 혼합한 후 37℃에서 반응시켜 과산화를 유도시켰다. 대조구는 시료를 첨가하지 않고 위와 동일한 방법으로 실시하였다.
- 페놀 성 화합물의 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리를 이용한 Folin-Denis 법[23]으로 측정하였다. 즉, 0.
- 항산화 활성 측정은 Blois 방법[3]에 따라 측정하였다. 시료에 DPPH 반응 용액을 넣어 잘 혼합한 후 실온에서 30분간 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다.
성능/효과
- DPPH는 비교적 안정한 free radical로써 폴리페놀 및 플라보노이드와 같은 생리활성 성분들의 항산화 활성을 간단히 측정할 수 있는 동시에 실제 항산화 활성과도 연관성이 매우 높기 때문에 많이 이용되고 있다 [3]. DPPH free radical scav-enging 활성에서 FRB와 FRS는 모든 농도에서 양성대 조군으 로 시판되고 있는 합성항산화제인 BHT보다 낮은 수치를 보였으나 농도의존적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 특히, FRB 은 1% 농도에서 FRS보다 약 1.
- 본연구에서 사용한 FRB와 FRS의 총 폴리페놀화함물 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. FRB의 총 폴리페놀 화합물은 19.92 mg/g으로 FRS의 8.57 mg/g에 비해 약 2.32배 높은 함량을 나타내었다. 한편, 이 등[15]의 실험에서 일반 탈지대두grits의 폴리페놀 함량이고초균에 의해 발효됨으로써 약 5.
- 식물체에 함유되어 있는 flavonoid는 항균 활성, 항산화 효과, 항염증 작용, 콜레스테롤 저하 작용, 지방간 억제 작용 등이 보고되어 있으며, 여러 종양 세포의 성장 및 분화를 저해시키 는 효과도 다수 보고되어 있다 [6]. Flavonoid의 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같으며, FRB의 flavonoid 함량은 11.56 mg/ g으로 FRS의 4.30 mg/g에 비해 약 2.68배 높은 수치를 나타내었다(Table 1). 총 폴리페놀 화합물과 flavonoid 함량에서 FRB 는 FRS보다 높은 함량을 보여, 높은 항산화 활성을 나타낼 것으로 사료된다.
- 3과 같다. Linoleic acid의 본격적인 산패는 반응 3일차부터 볼 수 있는데 FRB과 FRS의 1.0% 및 0.5% 농도에서 양성대 조구인 BHT와 상응하는 높은 억제율을 보였다. 특히, FRS의 1.
- 5에 나타내었다. TBA법을 이용한 과산화지질 억제율은 FRB와 FRS 모두 양성대조구인 BHT에 상응하는 수치를 나타내었으며, 특히 FRB는 BHT와 유의적인 차이가 보이지 않았다. Thiocyanate 법을 이용한 과산화지질 억제율은 FRB와 FRS 모두 높은 과산화지질 억제율을 보였으며, 특히 FRB는 양성대조구인 BHT와 유의적인 차이는 없었지만 더 높은 억제 율을 나타내었다.
- TBA법을 이용한 과산화지질 억제율은 FRB와 FRS 모두 양성대조구인 BHT에 상응하는 수치를 나타내었으며, 특히 FRB는 BHT와 유의적인 차이가 보이지 않았다. Thiocyanate 법을 이용한 과산화지질 억제율은 FRB와 FRS 모두 높은 과산화지질 억제율을 보였으며, 특히 FRB는 양성대조구인 BHT와 유의적인 차이는 없었지만 더 높은 억제 율을 나타내었다. 한편, 발효된 대두, 미강, 홍삼을 각각의 비 율에 따라 혼합하여 linoleic acid 자동산화 반응을 이용한 thi- ocyanate법으로 항산화 활성을 측정한 결과, 1% 농도에서 2:6:2 비율 혼합시 42.
- 이러한 기전은 조직 내 세포의 산화적 스트레스 증가 또는 항산화적 방어력의 감소로 인해 일어나게 되며, 생체 내에서 퇴행성과정을 거쳐 질환을 유발하거나 노화를 촉진시키는 원인으로 알려져 있어[20], 생체 내에서 지질 과산화물의 제어는 매우 중요하다. 동물체내에서 생체막 지 질의 과산화물 생성 정도를 나타내는 TBARS (Thiobarbituric acid reactive substances)함량은 각 조직세포의 microsome에 Fe++/ascorbate을 첨가하여 비효소적 방법으로 지질의 과산화를 유도한 후[24] 지질 과산화 억제능(%)으로 나타낸 결과, FRB와 FRS 모두 농도의존적으로 높은 지질 과산화 억제능을 보였다 (Fig. 2).특히 FRB는 0.
- 05% 이하의 낮은 농도에서는 FRS와 유의적인 차이 없이 유사한 억제능을 보였으나, 1% 농도에서 FRS보다 높은 지질 과산화 억제능을 나타내었다. 또한, 합성항산화제인 BHT와 비슷한 수준의 지질 과산화 억제율을 보여 지질 대사에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.
- 본 연구 결과에서 FRB과 FRS의 Fe 환원력은 모든 농도에서 양성대 조군인 BHT와 A.A. (ascorbic acid)보다 낮은 수치를 나타냈으나, 농도의존적으로는 환원력이 증가하는 경향을 보였다. 하지만 FRB와 FRS 사이의 결과는 각각 1.
- 이상의 연구에서 쌀겨 발효 추출물은 항산화 활성과 밀접한 관련성을 가지고 있는 총 폴리페놀 화합물 및 플라보노이드 함량이 시판 중인 미배아 대두발효 추출물에 비해 각각 약 2.3배 및 2.6배의 높은 함량을 확인하였고, DPPH free radical 소거 활성능에서도 69.8%로 상당히 높은 소거율을 나타내었다. 환원력에서도 처리 농도 증가와 함께 높아지는 경향을 보였으며, 지질과 산화 억제 활성 또한 쌀겨 발효 추출물이 우수함을 확인하였다.
- 68배 높은 수치를 나타내었다(Table 1). 총 폴리페놀 화합물과 flavonoid 함량에서 FRB 는 FRS보다 높은 함량을 보여, 높은 항산화 활성을 나타낼 것으로 사료된다.
- 2).특히 FRB는 0.05% 이하의 낮은 농도에서는 FRS와 유의적인 차이 없이 유사한 억제능을 보였으나, 1% 농도에서 FRS보다 높은 지질 과산화 억제능을 나타내었다. 또한, 합성항산화제인 BHT와 비슷한 수준의 지질 과산화 억제율을 보여 지질 대사에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.
- DPPH free radical scav-enging 활성에서 FRB와 FRS는 모든 농도에서 양성대 조군으 로 시판되고 있는 합성항산화제인 BHT보다 낮은 수치를 보였으나 농도의존적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 특히, FRB 은 1% 농도에서 FRS보다 약 1.3배 높은 활성을 나타내었다. 최 등[5]의 연구에 의하면 대두에서 메주를 거쳐 된장으로 발효 되는 동안, radical 소거효과가 점차 증가하는 것으로 나타나 발효에 의한 항산화 효과의 증가가 본 연구의 결과를 뒷받침 할 수 있는 하나의 근거로 사료된다.
- 5% 농도에서 양성대 조구인 BHT와 상응하는 높은 억제율을 보였다. 특히, FRS의 1.0% 및 0.5%에서 7일 차부터 BHT와 달리 산패가 진행되어 억제율이 낮아지는 것에 반해, FRB의 1.0% 및 0.5%에서는 여전히 BHT와 유사한 억제율을 나타내었다.
- 4).하지만 FRB의 1.0% 및 0.5% 처리 농도에서는 BHT와 비슷한 억제율을 보인데 반해, FRS는 동일한 처리 농도에서 BHT 이하의 억제율을 보였다.
- 8%로 상당히 높은 소거율을 나타내었다. 환원력에서도 처리 농도 증가와 함께 높아지는 경향을 보였으며, 지질과 산화 억제 활성 또한 쌀겨 발효 추출물이 우수함을 확인하였다. 앞으로 쌀겨 발효 추출물에서의 주요한 유효성분을 분리, 정제하여 항산화 검증과 항노화 검증의 필요성이 있다고 생각되며, 이상의 실험 결과를 바탕으로 향후 천연 항산화제의 소재로서 건강기능식품이나 화장품 소재 개발에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.
후속연구
- 앞선 총 폴리페놀과 flavonoid 함량 결과와 마찬가지로, FRB는 기존에 시판되고 있는 제품의 원료인 FRS보다 높은 라디칼 소거능을 보여 향후 천연 항산화제 소재로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 환원력에서도 처리 농도 증가와 함께 높아지는 경향을 보였으며, 지질과 산화 억제 활성 또한 쌀겨 발효 추출물이 우수함을 확인하였다. 앞으로 쌀겨 발효 추출물에서의 주요한 유효성분을 분리, 정제하여 항산화 검증과 항노화 검증의 필요성이 있다고 생각되며, 이상의 실험 결과를 바탕으로 향후 천연 항산화제의 소재로서 건강기능식품이나 화장품 소재 개발에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.
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