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문제 정의
- 저장 환경을 조절하여 짧은 시간 내에 노화 변화를 유도하여 자연적으로 노화 된 것과 유사한 특성을 가진 곡물을 얻는 과정을 가속 노화라고 하는데(Lee, 2012), 저장 환경 중 온도와 상대 습도는 저장 중 종자 수명에 영향을 미치는 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 기능성 식품 원료로서 활용을 위해 국내 육성 세 가지 귀리 품종(대양, 조양, 조풍)을 대상으로 온도와 습도를 제어한 노화가속화 조건에서 저장하였을 때, 기능성 성분과 항산화 활성의 변화를 비교하고자 하였다.
가설 설정
- 2)Different letters indicate a statistically significant (p < 0.05) difference among cultivars in the same component.
- 2)Different letters indicate a statistically significant(p < 0.05) difference between storage periods in the same cultivar.
- 3)Different letters indicate a statistically significant(p < 0.05) difference between storage periods in the same cultivar.
제안 방법
- Ultra performance liquid chromatography (Acquity UPLC core system, PDA eλ Detector, Waters, USA)를 이용하여 유속 0.6 mL/min으로 분석하였으며, 340 nm에서 결과를 확인하였다.
- 7 mL의 heptane을 가하여 65℃에서 20분간 가열하였다. 가열 후 상온에서 10분간 냉각시켜 fatty acid methyl esters(FAMEs)가 함유된 상등액을 magnesium sulfate에 통과시켜 수분을 제거한 뒤 분석하였다. 분석에 사용 된 gas chromatography(GC, HP 6890 system, FID, Agilent, USA) 조건은 초기 온도 150℃, 최종 온도 280℃로 분당 4℃ 증가하도록 설정하였고 injector 온도는 250℃, detector 온도 300℃로 유지하였다.
- 본 연구에서는 쌀귀리 대양, 조양 품종과 겉귀리 조풍을 시료로 사용하였으며, 이 시료는 2016년도 수원에서 추파 재배(2015년 10월 파종, 2016년 6월 수확) 되었다. 귀리는 온도 45℃, 습도(Relative humidity, RH) 20% 로 제어된 노화가속화 조건으로 인큐베이터(DS-14 CLHP, Dasol Scientific, Korea)에서 9주(63일) 동안 저장하였다. 시료는 3주마다 수집하여 동결건조(Lyoph pride LP-10, Ilsinbiobase, Korea) 후 Automill(TK-AM5-B, Tokken Inc, Japan)을 이용해 1,100 rpm으로 200초 동안 분쇄하였다.
- 베타글루칸 함량은 mixed linkage beta glucan kit (Megazyme, Ireland)를 사용하여 분석하였다. 분쇄 시료 0.
- 가열 후 상온에서 10분간 냉각시켜 fatty acid methyl esters(FAMEs)가 함유된 상등액을 magnesium sulfate에 통과시켜 수분을 제거한 뒤 분석하였다. 분석에 사용 된 gas chromatography(GC, HP 6890 system, FID, Agilent, USA) 조건은 초기 온도 150℃, 최종 온도 280℃로 분당 4℃ 증가하도록 설정하였고 injector 온도는 250℃, detector 온도 300℃로 유지하였다. 컬럼은 HP-Innowax capillary (0.
- 상온에서 충분히냉각시킨 후 단백질 분석기(Vapodest® 50s, C. Gerhardt GmbH & Co. KG, Germany)를 이용하여 조단백질 함량을 측정하였다.
- 귀리는 온도 45℃, 습도(Relative humidity, RH) 20% 로 제어된 노화가속화 조건으로 인큐베이터(DS-14 CLHP, Dasol Scientific, Korea)에서 9주(63일) 동안 저장하였다. 시료는 3주마다 수집하여 동결건조(Lyoph pride LP-10, Ilsinbiobase, Korea) 후 Automill(TK-AM5-B, Tokken Inc, Japan)을 이용해 1,100 rpm으로 200초 동안 분쇄하였다. 분쇄된 시료는 –20℃에 보관하면서 분석에 사용하였다.
- 아베난쓰라마이드는 Chu et al. (2013) 방법을 변형하여 추출하였다. 분쇄 시료 1 g에 0.
- 01% butylated hydroxytoluene이 포함된 혼합용액(Hexane:Ethyl acetate=85:15, v/v) 20 mL 넣고 흔들어 준뒤 상등액을 magnesium sulfate에 여과시켜 주는 과정을 3회 반복하여 추출하였다. 추출물은 50 mL 용량플라스크에 정용한 뒤 5 mL을 질소가스로 농축하여 HPLC 이동상 1mL로 재용해하여 분석하였다. HPLC (515pump, 2475 Fluorescence Detector, 717 Autosampler, Waters)는 등용매 조건으로 유속 1.
- 8)를 이용해 만든 80% ethanol을 10 mL 넣고 37℃에서 빠르게 교반시켜 17시간 동안 3회 추출하였다. 추출물은 Whatman NO.2 여과지(Whatman International Limited, Kent, UK)를 이용해 여과 한 후 병렬증발농축기(Syncore Analyst, Buchi, Switzerland)로 용매를 완전히 증발시키고 80% ethanol 2 mL 로 재용해하여 분석하였다. Ultra performance liquid chromatography (Acquity UPLC core system, PDA eλ Detector, Waters, USA)를 이용하여 유속 0.
- 활성산소인 자유 라디칼(free radical)은 인체 내에서 각종 질병을 유발하고 세포의 노화 유도하기 때문에 귀리에서 항산화제로 작용하는 물질의 활성에 대해 확인하고자 저장기간 동안 DPPH, ABTS 활성 변화를 확인하였다. DPPH 라디칼 제거 능은 항산화 물질의 전자공여능을 측정할 때 사용하는 방법으로, 전자공여능은 지질과산화 반응에 관여하는 자유 라디칼에 전자를 공여하여 산화를 억제시키는 척도가 된다(Lee et al.
대상 데이터
- 본 연구에서는 쌀귀리 대양, 조양 품종과 겉귀리 조풍을 시료로 사용하였으며, 이 시료는 2016년도 수원에서 추파 재배(2015년 10월 파종, 2016년 6월 수확) 되었다. 귀리는 온도 45℃, 습도(Relative humidity, RH) 20% 로 제어된 노화가속화 조건으로 인큐베이터(DS-14 CLHP, Dasol Scientific, Korea)에서 9주(63일) 동안 저장하였다.
- 이동상은 n-hexane : Isopropanol (99:1, v/v), 컬럼은 Lichrospher® 100 Diol (4.6 X 250 mm, 5 ㎛, Hibar, Merck, Germany)을 사용하였다.
- 항산화 활성 측정을 위한 methanol 추출물은 분쇄 시료 5 g에 80 mL의 methanol을 가한 뒤, 25℃에서 16시간 교반하여 추출하였다. 추출물은 Whatman NO.2 여과지(Whatman International Limited, Kent, UK)에 여과 한 뒤, 병렬증발농축기(Syncore Analyst, Buchi, Switzerland)로 증발시켜 추출 수율을 측정하고 다시 methanol로 재용해하여 사용하였다. 추출물은 질소충진 후 –20℃에 보관하였다.
데이터처리
- 실험결과는 평균±표준오차로 표시하였다.
- , Chicago, IL, USA)을 이용하였고, 처리 평균간 비교를 위해 분산분석(ANOVA)을 수행하였다. 유의성이 있을 경우 5% 유의수준에서 Duncan의 다중검정을 실시하였다.
- 실험결과는 평균±표준오차로 표시하였다. 통계분석은 SPSS 프로그램(Version 18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하였고, 처리 평균간 비교를 위해 분산분석(ANOVA)을 수행하였다. 유의성이 있을 경우 5% 유의수준에서 Duncan의 다중검정을 실시하였다.
이론/모형
- 조단백질 함량은 Micro-Kjeldahl법을 참고하여 측정하였다(NICS, 2009). 분쇄 시료 0.
- 조지방 함량은 Soxtherm automatic system (Soxtherm® sox416, C. Gerhardt GmbH & Co. KG, Germany)을 이용하여 정량하였다(AOAC, 1990).
- 토코페롤과 토코트리에놀의 추출은 Lee et al., (2012)를 참고하였다. 분쇄 시료 2 g에 6% propyl gallate가 포함된 ethanol 용액 10 mL을 넣고 5분 동안 sonication 시킨 후 60% potassium hydroxide 10 mL을 넣고 70℃ 항온수조에서 50분 동안 반응시켰다.
성능/효과
- , 2000). 귀리 세 품종의 토코페롤과 토코트리에놀을 분석 한 결과, 알파-토코페롤, 베타-토코페롤, 알파-토코트리에놀, 베타-토코트리에놀등이 주로 함유 된 것으로 나타났다. 이 중 알파-토코페롤과 알파-토코트리에놀은 지질이 정제될 때 변하지 않는 가장 안정적인 항산화 성분이라고 알려져 있는데(Sterna et al.
- , 2011), 5가지 지방산의 저장기간 동안 조성비의 변화를 분석하였다. 귀리 원곡 시료에서 불포화지방산의 비율은 대양(79.8%), 조양(75.9%), 조풍(73.3%) 순으로 높았으며, 그 중에서도 oleic acid(대양: 41.8%, 조양: 38.3%, 조풍: 32.4%)와 linoleic acid(대양: 36.8%, 조양: 36.2%, 조풍: 39.4%)가 대부분을 차지하고 있었다(Table 4). 조양과 조풍에서는 저장기간이 길어질수록 불포화 지방산의 비율이 증가(조양: 75.
- 귀리 품종의 아베난쓰라마이드 함량은 대양(170.6 μg/g)이 조양(8.5 μg/g)과 조풍(8.6 μg/g)에 비해 총 아베난쓰라마이드가 매우 많은 것으로 나타났다.
- 귀리의 베타글루칸 함량을 분석 한 결과, 대양은 큰 변화 없이 저장기간 동안 함량을 유지하였지만, 조양(2.09%에서 3.81%)과 조풍(3.39%에서 5.27%)은 저장기간이 길어질수록 약간 증가하는 경향을 보였다(Fig. 1). Lorraine L.
- 대양은 단백질 함량이 높고 지방 함량이 낮은 반면, 조양은 지방 함량이 높고 단백질 함량이 낮은 것으로 나타나 귀리 품종 간에 차이를 보였다. 그러나 본 연구에서 설정한 노화가속화 조건에서 저장 기간 동안 단백질과 지방 함량의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 벼 종실의 장기 저장에 관한 Lee et al.
- , 2016). 노화가속화 조건에서 국내 육성 귀리 세 품종의 함량의 변화를 분석한 결과, 단백질 함량은 대양 15.36 ~ 15.87%, 조풍 13.13 ~ 13.34% 조양 10.51 ~ 11.07% 순으로 나타났고, 조지방은 조양 10.79 ~ 12.30%, 조풍 7.71 ~ 9.32%, 대양 7.24 ~ 8.28%의 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다(Table 1). 대양은 단백질 함량이 높고 지방 함량이 낮은 반면, 조양은 지방 함량이 높고 단백질 함량이 낮은 것으로 나타나 귀리 품종 간에 차이를 보였다.
- 28%의 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다(Table 1). 대양은 단백질 함량이 높고 지방 함량이 낮은 반면, 조양은 지방 함량이 높고 단백질 함량이 낮은 것으로 나타나 귀리 품종 간에 차이를 보였다. 그러나 본 연구에서 설정한 노화가속화 조건에서 저장 기간 동안 단백질과 지방 함량의 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- Ham 등(2015)의 연구에서 국내 육성 귀리 품종 중에서 대양이 가장 높은 항산화 활성을 나타내고 항산화 활성에 기여하는 항산화 성분은 비타민 E가 아닌 폴리페놀류 화합물인 것으로 보고하였다. 본 연구 결과, 세 품종 중에서 페놀류 항산화 물질인 아베난쓰라마이드가 높은 대양이 다른 품종에 비해 노화가속화 조건에서 비교적 항산화활성이 잘 유지되는 것으로 생각되며 이는 기존의 연구결과와 일치하였다.
- S1). 본 연구에서는 탈곡 특성이 다르고, 아베난쓰라마이드 함량이 차이가 났던 쌀귀리 2 품종(대양, 조양)과 겉귀리 1 품종(조풍)을 대상으로 노화 가속화 조건에서 저장기간에 따른 아베난쓰라마이드 함량을 분석하였을 때, 대양을 제외한 총 아베난쓰라마이드 함량은 통계적 유의성이 나타나지 않았다. 따라서 귀리의 아베난쓰라마이드는 노화가속화 조건에서 큰 변화 없이 유지되어 저장 기간에도 항산화 활성을 유지하는데 기여 하는 것으로 예상된다.
- 4%)하였고, 포화지방산의 비율은 감소하였다. 불포화지방산 중에서도 oleic acid의 비율이 유의적으로 증가하였으며, linoleic acid와 linolenic acid의 비율은 감소하였다. 반면, 대양은 저장기간 동안 일정하게 유지되는 것을 확인 할 수 있었다.
- 8%)에서 알파-토코페롤과 알파-토코트리에놀의 비율이 높았다. 저장기간 중 총 비타민 E 함량은 대양이 1.20 mg/100 g에서 0.85 mg/100 g, 조양이 1.73 mg/100 g에서 1.33 mg/100 g으로 감소하였으며, 겉귀리인 조풍은 비타민 E 함량이 쌀귀리 품종보다 낮지만 저장 후의 변화가 적은 것으로 나타났다(Table 3). 항산화제로서 토코페롤과 토코트리에놀은 지질 과산화 반응을 일으키는 lipid peroxy radical에 수소를 전달하여 제거하는 역할을 하는데, 이 과정에서 산화되어 함량이 감소하는 것으로 알려져 있다(J.
- 4%)가 대부분을 차지하고 있었다(Table 4). 조양과 조풍에서는 저장기간이 길어질수록 불포화 지방산의 비율이 증가(조양: 75.9%에서 80.7%, 조풍: 73.3%에서 79.4%)하였고, 포화지방산의 비율은 감소하였다. 불포화지방산 중에서도 oleic acid의 비율이 유의적으로 증가하였으며, linoleic acid와 linolenic acid의 비율은 감소하였다.
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