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문제 정의
- 건조하여 포장 판매되는 한약재는 저장과 유통에 유리하지만 음식의 조리에 부재료로 첨가되는 한약재들은 건조 전 상품을 사용할 때 고유의 향이나 맛을 이용할 수 있으며 질감도 비교적 부드럽게 이용할 수 있는 장점이 있다. 그러므로 본 연구에서는 건조과정에서 변화되는 특성의 차이를 알아보기 위해 생황기와 건황기의 수분함량, 색도, 항산화 활성과 식중독 세균에 대한 항균특성 실험을 진행하였고, 추출물의 관능특성을 평가하였다. 이 결과는 향후 황기를 이용한 식품 및 음식 개발 시 건조하지 않은 황기의 이용 가능성에 대한 기초 정보를 제공해 줄 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 건조 시 변화되는 특성의 차이를 알아보고 이에 따른 식품으로써 황기의 이용가능성에 대해 알아보기 위해 생황기와 건황기의 수분함량, 색도, 항산화 활성과 식중독 세균에 대한 항균특성 실험과 추출물의 관능특성을 평가하여 다음의 결론을 얻었다. 수분함량측정 결과 생황기의 수분함량은 62.
제안 방법
- 각 추출물 시료액 50 μL에 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(Sigma-Aldrich Chemical Co.) 용액을 혼합하여 1시간 동안 암실에서 반응시킨 후 분광광도계(X-ma 3000, Human Co., Seoul, Korea)를 이용하여 515nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 건조 유무에 따른 황기 추출물의 항산화활성을 비교하기 위해 Blois MS(1958)의 방법을 변형하여 라디컬 소거 능을 측정하였다. 각 추출물 시료액 50 μL에 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(Sigma-Aldrich Chemical Co.
- 멸균된 paper disc(Φ6mm, Toyo Roshi Co., Tokyo, Japan)에 각각의 황기 추출물 시료 50 μL를 완전히 흡수시키고건조시킨 후 시험용 평판배지 위에 밀착시킨 다음 37℃ incubator(Vision Sci., Co., Ltd.)에서 48시간 배양하여 disc 주변 inhibition clear zone의 직경을 mm단위로 측정하였다.
- 생황기와 건황기 추출물의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 학생 18명으로 구성된 패널들로 검사 방법과 평가 특성을 교육시킨 후 실시하였다. 생황기와 건황기에각각 20배의 물을 넣고 100℃에서 2시간 추출한 후 25℃로 냉각한 후 액체의 맛, 향기, 색, 전체적인 기호도를 5점 척도법으로 평가하였으며 각 항목의 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다.
- 생황기와 건황기 추출물의 색도 측정을 위해 각 황기중량 20배의 증류수를 첨가하여 100℃에서 2시간 가열한 후 25℃로 냉각시켜 색차계(JC801, Color Techno System Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 Hunter의 L(lightness),a(redness), b(yellowness) 값을 측정하였다.
- 생황기와 건황기 추출물의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 학생 18명으로 구성된 패널들로 검사 방법과 평가 특성을 교육시킨 후 실시하였다. 생황기와 건황기에각각 20배의 물을 넣고 100℃에서 2시간 추출한 후 25℃로 냉각한 후 액체의 맛, 향기, 색, 전체적인 기호도를 5점 척도법으로 평가하였으며 각 항목의 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다.
- )을 표준물질로 하였다. 즉, 추출물 희석액에 diethylene glycol(Junsei Chemical Co.)과 1 N NaOH(Junsei Chemical Co.)를 첨가하여 37℃에서 반응시킨 후 분광광도계(Human Co.)를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 각 시료 추출물의 폴리페놀 함량은 Folin-Danis 법으로 정량하였다(Folin O & Denis W 1912). 추출물 희석액에Folin 시약(Sigma-Aldrich Chemical Co.)을 첨가하고 10% Na2CO3(Junsei Chemical Co.)를 가하여 혼합, 발색시킨 후 분광광도계(Human Co.)를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 표준물질은 catechin(Sigma-Aldrich Chemical Co.
- , Seoul, Korea)를 이용하여 515nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도를 바탕으로 수소이온 라디칼 생성 저해 활성을 계산하였다.
- , Incheon, Korea)에서 24시간 배양하여 사용하였다. 항균성 시험용 평판배지는 nutrient broth(Difco)에 1.5%의 agar(Difco)를 가하여 살균한 후 petridish에 15 mL씩 분주하여 기층배지로 하고, 여기에 0.8% agar (Difco)함유 nutrient 배지를 각각 5 mL씩 시험관에 분주하여 멸균한 후 45℃ 항온수조(10-101, Daehan Co.,Seoul, Korea)에 보존하면서 시험균액 0.1 mL를 무균적으로 첨가하여 기층용 배지위에 고르게 퍼지도록 도포한 뒤 응고시켜 2중의 균접종 평판배지를 만들어 사용하였다. 멸균된 paper disc(Φ6mm, Toyo Roshi Co.
대상 데이터
- Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였고 NaOH와 Na2CO3는 Junsei Chemical Co.(Tokyo, Japan)의제품을 이용하였다.
- enterica KACC10763, Escherichia coliKACC10005, Staphylococcus aureus subsp. aureusKACC10768, Listeria monocytogenes KACC10764, Bacillus subtilis KACC10111, Bacillus cereus KACC10001을 사용하였다. 균주는 10 mL nutrient broth(Difco, Franklin Lakes,NJ, USA) 배지에 접종하고 37℃ incubator(VS-1203P3N,Vision Sci.
- 황기의 건조는 시판하는 약재 황기와 같은 조건(40℃, 5시간)으로 온풍 건조하였으며 생황 기는 흙을 털어내고 흐르는 물에 세척 후 물기를 제거하고 초저온 냉동고(CLN-41U, Nihonfreeza, Tokyo, Japan)에서 급속냉동(-70℃)하여 보관하면서 사용하였다. 생황 기와 건황기 추출액은 각각 20배의 증류수를 첨가한 후 환류 냉각장치(CMD-F50-6H, Globallab, Siheung, Korea)로 100℃에서 2시간 추출 후 여과액을 rotary vacuumevaporator(N-1000, Eylea, Tokyo, Japan)로 감압농축하고 동결건조하여 항산화 실험과 항균실험의 시료로 사용하였다. 실험에 사용한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH),Folin & Ciocalteau, catechin, naringin 시약은 Sigma Chemical Co.
- )를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 표준물질은 catechin(Sigma-Aldrich Chemical Co.)으로 하였다. 플라보노이드 함량은 diethylene 비색법(AOAC 1990)으로 정량하였으며 naringin(Sigma-Aldrich Chemical Co.
- 황기 시료는 충북 제천시 금성면 농가에서 2014년 11월 수확 즉시 구입하였다. 황기의 건조는 시판하는 약재 황기와 같은 조건(40℃, 5시간)으로 온풍 건조하였으며 생황 기는 흙을 털어내고 흐르는 물에 세척 후 물기를 제거하고 초저온 냉동고(CLN-41U, Nihonfreeza, Tokyo, Japan)에서 급속냉동(-70℃)하여 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- , Armonk, NY, USA)를이용하여 평균과 표준편차로 표시하였다. 두 가지 시료의 차이는 t-test로 검증하였다.
- 모든 실험은 3회 이상 반복하여 실시하였으며 결과는 SPSS Statistics(ver. 19, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를이용하여 평균과 표준편차로 표시하였다. 두 가지 시료의 차이는 t-test로 검증하였다.
이론/모형
- 각 시료 추출물의 폴리페놀 함량은 Folin-Danis 법으로 정량하였다(Folin O & Denis W 1912).
- 각 시료 추출물의 항균활성은 paper disc법(Kim MS 등 2000)을 참고하여 측정하였다. 항균측정용 균주는 Pseudomonas aeruglnosa KACC10185, Salmonella enterica subsp.
- 생황기와 건황기의 수분함량은 AOAC 방법에 의하여 105℃ 상압 가열건조법으로 3회 반복 실험하여 측정하였다(AOAC 1990).
- )으로 하였다. 플라보노이드 함량은 diethylene 비색법(AOAC 1990)으로 정량하였으며 naringin(Sigma-Aldrich Chemical Co.)을 표준물질로 하였다. 즉, 추출물 희석액에 diethylene glycol(Junsei Chemical Co.
성능/효과
- aureus subsp. aureus, L.monocytogenes, E. coli, B. cereus에 대하여 모든 농도에서 항균활성이 나타나지 않아(Table 4) 식중독 세균의 항균활성에 있어서도 생황기가 효능이 좋았음을 알 수 있었다. 천연물의 항균활성에 관한 연구는 다양한 한약재에 대하여 연구 보고된 바 있는데 S.
- monocytogenes,E. coli, B. cereus에 대하여 모든 농도에서 항균활성이 나타나지 않아 식중독 세균의 항균활성에 있어서도 생황기가 효능이 좋았다. 맛, 향, 색, 전체적인 기호도에 대한 관능평가에서 생황기 추출물이 모든 항목에서 유의적으로 좋다고 평가되었다.
- 황기 추출물의 수소이온 라디컬 소거 활성은 Table 2와 같다. 건황기 추출물의 수소이온 라디컬 소거 활성은 1.99%로 낮게 나타났으며 생황기 추출물은 건황기 추출물보다는 약간 높은 2.23%로 나타났으나 유의적인 차이를 보이지는 않았다. 여러 한약재들의 수소이온 라디컬소거 활성에 대한 연구에서 활성이 높은 한약재들은 80% 이상을 상회하고 있어 황기 자체는 매우 낮은 특성이 있음을 알 수 있었다(Choi U 등 1992b, Kim EY 등 2004).
- 생황기와 건황기 추출물에 대한 관능검사 결과는 Table5와 같다. 관능검사 항목으로는 맛, 향, 색, 전체적인 기호도를 평가하였는데 패널들은 네가지 평가항목에 대하여 모두 생황기 추출물이 유의적으로 좋다고 평가하였다. 생황기 추출물의 맛은 3.
- 기계적 색도 측정(Table 1)에 의한생황기 가열용액의 L값은 43.17로 건황기 가열용액보다 유의적으로 높았으며(p<0.001), 적색도와 황색도는 건황기 가열용액이 생황기 가열용액보다 유의적으로 높았다(각각 p<0.05, p<0.001).
- cereus에 대하여 모든 농도에서 항균활성이 나타나지 않아 식중독 세균의 항균활성에 있어서도 생황기가 효능이 좋았다. 맛, 향, 색, 전체적인 기호도에 대한 관능평가에서 생황기 추출물이 모든 항목에서 유의적으로 좋다고 평가되었다. 이상의 실험결과를 고려할 때 열풍건조의 일률적인 방법으로 진행되는 현재의 약재 건조 가공 방법에 있어서의 다양화가 필요한 것으로 사료되며본 연구결과는 향후 황기를 이용한 식품 및 음식 개발 시건조하지 않은 생황기의 이용 가능성에 대한 기초 정보를 제공해 줄 것으로 사료된다.
- 생황기 추출물의 맛은 3.39±1.04였으며 건황기 추출물의 맛은 2.44±1.04로 유의적 차이가 있었으며(p<0.05), 생황기 추출물의 향은 3.50±1.04, 건황기 추출물의 맛은 2.61±1.50으로 역시 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
- 61%이었다. 생황기와 건황기를 가열한 용액의 색도는생황기 가열용액이 연한 미색, 건황기 가열용액이 생황기 가열 용액 보다 진하게 보였는데, 생황기 가열용액의 L값이 43.33으로 건황기 가열용액 보다 유의적으로 밝았으며, 적색도와 황색도는 건황기 가열용액이 생황기 가열용액 보다 유의적으로 높았다. 건황기 추출물의 수소이온 라디컬 소거 활성은 1.
- 생황기의 폴리페놀 함량은 14.12±0.35 mg/g, 건황기의 폴리페놀 함량은 11.14±0.69 mg/g, 생황기의 플라보노이드 함량은 2.10±0.01 mg/g, 건황기의 플라보노이드 함량은 1.48±0.24 mg/g으로 생황기가 건황기보다 많았다.
- 생황기의 폴리페놀 함량은 14.12±0.35 mg/g, 건황기의 폴리페놀 함량은 11.14±0.69mg/g, 생황기의 플라보노이드 함량은 2.10±0.01 mg/g, 건황기의 플라보노이드 함량은 1.48±0.24 mg/g으로 생황기가 건황기보다 우수하였으며 플라보노이드 함량은 폴리페놀 함량과 비교하여 소량 존재하였다.
- 수분함량 측정 결과 생황기의 수분함량은 62.22%, 건조한 황기는 6.61%이었다(Fig. 1). 생황기와 건황기를100℃에서 2시간 가열한 용액은 육안으로 보아 생황기가열용액이 연한 미색, 건황기 가열용액이 생황기 가열용액보다 진한색이었다.
- 본 연구에서는 건조 시 변화되는 특성의 차이를 알아보고 이에 따른 식품으로써 황기의 이용가능성에 대해 알아보기 위해 생황기와 건황기의 수분함량, 색도, 항산화 활성과 식중독 세균에 대한 항균특성 실험과 추출물의 관능특성을 평가하여 다음의 결론을 얻었다. 수분함량측정 결과 생황기의 수분함량은 62.19%, 건조한 황기는 6.61%이었다. 생황기와 건황기를 가열한 용액의 색도는생황기 가열용액이 연한 미색, 건황기 가열용액이 생황기 가열 용액 보다 진하게 보였는데, 생황기 가열용액의 L값이 43.
- 추출물의 색 평가에 있어서 생황기 추출물이 3.78±0.88, 건황기 추출물이 3.06±0.64로 생황기 추출물의 색이 유의적으로 선호도가 높았으며(p<0.01), 전체적인 기호도에 있어서도 생황기 추출물 3.72±0.83, 건황기 추출물 3.00±0.69로 유의적인 차이를 보여(p<0.01) 조리 시 황기를 이용할 때는 생황기를 사용하는 것이 기호 측면에서 우수할 것으로 사료된다.
- 체내의 생체막이나 식품에 존재하는 지질의 산화 연쇄반응에 관여하는 활성라디컬에 수소원자를 공여하여 안정하게 전환시키는 것을 항산화능이라 하며 전자공여 작용은 이런 기능으로 식품의 산화를 억제시키는 척도와 인체 내 노화를 억제하는 척도로도 이용되고 있다. 황기는 천연물중에서 비교적 수소이온 라디컬 소거 활성이 낮은 것으로 보이는데 건조하지 않은 황기에서 건조한 시료 보다 높게 나타났으므로 낮은 라디컬 소거 활성이지만 건황기 보다 생황기를 사용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
후속연구
- 작약의 건조방법에 따른 잎과 줄기의 페놀물질함량은 상온건조에서 더 높은 것으로 보고되었다(Kim SJ 등 2006). 본 실험에서 생황기의 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 건황기의 함량과 유의적인 차이를 보였으므로 한약재 황기 사용시 건조 조건을 고려하고 건조하지 않은 약재의 사용도 고려해야 할 것으로 사료된다. Kim EY등(2004)은 대부분의 시료에서 폴리페놀 함량이 플라보노이드 함량보다 많았다고 하여 본 실험 결과의 경향과 일치하였다.
- 그러므로 본 연구에서는 건조과정에서 변화되는 특성의 차이를 알아보기 위해 생황기와 건황기의 수분함량, 색도, 항산화 활성과 식중독 세균에 대한 항균특성 실험을 진행하였고, 추출물의 관능특성을 평가하였다. 이 결과는 향후 황기를 이용한 식품 및 음식 개발 시 건조하지 않은 황기의 이용 가능성에 대한 기초 정보를 제공해 줄 것으로 사료된다.
- 맛, 향, 색, 전체적인 기호도에 대한 관능평가에서 생황기 추출물이 모든 항목에서 유의적으로 좋다고 평가되었다. 이상의 실험결과를 고려할 때 열풍건조의 일률적인 방법으로 진행되는 현재의 약재 건조 가공 방법에 있어서의 다양화가 필요한 것으로 사료되며본 연구결과는 향후 황기를 이용한 식품 및 음식 개발 시건조하지 않은 생황기의 이용 가능성에 대한 기초 정보를 제공해 줄 것으로 사료된다.
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