[논문]천도복숭아 식초의 이화학적 특성과 항산화 및 알코올 대사 효소 활성

정경임; 정한나; 하나연; 최영주

doi:10.5352/jls.2018.28.10.1193

천도복숭아 식초의 이화학적 특성과 항산화 및 알코올 대사 효소 활성
Physiochemical Properties, and Antioxidative and Alcohol-metabolizing Enzyme Activities of Nectarine Vinegar 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.10 = no.222, 2018년, pp.1193 - 1200

정경임 (신라대학교 식품영양학과) , 정한나 (신라대학교 식품영양학과) , 하나연 (한국전통발효문화연구원) , 최영주 (신라대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 전통적인 방법으로 제조한 천도복숭아식초의 이화학적 특성과 항산화 작용, 아질산염 소거능 및 알코올 대사 효소 활성을 알아보았다. 천도복숭아식초의 pH는 3.70이였고, 당도는 $8.87^{\circ}Brix$였으며, 총산도는 6.29%로 나타났다. 천도복숭아식초의 유기산 분석 결과 acetic acid가 32.42 mg/ml로 가장 높았고, 그 다음으로 lactic acid, succinic acid, malic acid의 순으로 나타났다. 천도복숭아식초의 총 페놀함량은 $121.84{\mu}g\;TAE/100ml$로 나타났다. 천도복숭아식초의 DPPH radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며 40% 농도에서 84.47%의 소거능을 보였다. SOD 활성 또한 농도 의존적으로 증가하였으며 60% 농도에서 89.06%로 나타났다. 아질산염 소거능 분석에서는 천도복숭아식초 100% 농도, pH 1.2, 3.0, 6.0에서 각각 94.17, 76.91, 20.21%로 pH가 낮을수록 아질산염 소거능이 증가하는 것으로 나타났다. 천도복숭아 식초의 알코올 분해효과를 알아보기 위하여 ADH 활성 및 ALDH 활성을 분석한 결과, ADH 활성 및 ALDH 활성 모두 농도 의존적으로 증가하였으며, 60% 농도에서 각각 153.61%와 178.20%로 나타났다. 이상의 결과에서와 같이 전통적인 방법으로 제조한 천도복숭아식초는 기능성 건강음료로서의 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the physiochemical properties, antioxidative, nitrite-scavenging, and alcohol metabolism enzyme activities of nectarine vinegar prepared by a traditional fermentation method. The pH of nectarine vinegar was 3.70, the sugar content was $8.87^{\circ}Brix$, and the total acidity was 6.29%. Among organic acids detected, acetic acid was highest at 32.42 mg/ml, followed by lactic acid, malic acid, and succinic acid. Total phenol content of the nectarine vinegar was $121.84{\mu}g$ tannic acid equivalents (TAE)/100 ml. The antioxidative effects of muskmelon vinegar were measured using 1,1-Diphenyl2-picrylhydrazy (DPPH) radical-scavenging activity and superoxide dismutase (SOD) assay. DPPH of nectarine vinegar was increased in a dose-dependent manner, which was 84.47% at 40% concentration. SOD activity was increased in a dose-dependent manner, which was 89.06% at 60% concentration. Nitric scavenging activities of nectarine vinegar were 94.17%, 76.91%, and 20.21% at pH values 1.2, 3.0, and 6.0 at 100% concentration, respectively. The effects of nectarine vinegar on alcohol-metabolism were determined by measuring the generation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) by alcohol dehydrogenase (ADH) and acetaldehyde dehydrogenase (ALDH). ADH and ALDH activities of nectarine vinegar were increased in a dose-dependent manner, which were 153.61% and 178.20 % at 60% concentration, respectively. These results suggest that nectarine vinegar has great potential as a resource for high quality functional health beverages.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Comparison of physicochemical properties of nectar-ine vinegar
표 Table 2. Contents of organic acid (mg/ml) of nectarine vinegar
표 Table 3. Total polyphenol contents of nectarine vinegar
그림 Fig. 1. DPPH free radical scavenging activity of nectarine vinegar. Results are mean ± S.D. of triplicate data. Vit. C (Vitamin C, 0.1 mg/ml) is used as positive control. Different letters (a-e) within a total sample differ significantly (p<0.05).
그림 Fig. 2. Superoxide dismutase (SOD) activity of nectarine vinegar. Results are mean ± S.D. of triplicate data. Vit. C (Vitamin C, 0.1 mg/ml) is used as positive control. Different letters (a-d) within a total sample differ significantly (p<0.05).
그림 Fig. 3. Nitrite scavenging effects of nectarine vinegar under different pH conditions (pH 1.2, 3.0, 6.0). Results are mean ± S.D. of triplicate data. Vit. C (Vitamin C, 1 mg/ml) is used as positive control. Different letters (a-g) within a total sample differ significantly (p<0.05).
그림 Fig. 4. Effects of nectarine vinegar on the alcohol dehydrogenase (ADH) activity (A) and aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity (B). Results are mean ± S.D. of triplicate data. Hepos is used as positive control. Different letters (a-e) within a total sample differ significantly (p<0.05).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 전통발효방법으로 천도복숭아 식초를 제조하여 pH와 당도 및 총산도 등의 이화학적 특성과 유기산 함량을 분석하고, 항산화 효과와 알코올 분해능 및 아질산염 소거능에 대한 생리활성을 분석하여 새로운 식품 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

천도복숭아를 이용한 식초는 전통적인 식초제조 방법인 2단계 자연발효 과정을 거쳐 제조하였다. 1단계는 천도복숭아 (과육 5 kg)와 멥쌀 고두밥(2 kg), 누룩(400 g) 및 생수(4 l)를 이용한 알코올발효 과정이고, 2단계는 내용물을 걸러낸 맑은 액을 이용한 초산발효 과정으로 이루어졌으며 산도 보정을 위한 보산 및 보당 등은 없이 자연발효 과정으로 진행되었다. 먼저 멥쌀을 깨끗이 씻어 정제수에 12시간 불린 후 증기로 1시간 30분간 가열하고, 30분간 뜸을 들여 지은 고두밥은 25℃로 냉각하였다.
ADH 효소활성은 Choi 등[3]과 Racker [33]의 방법을 변형하여 측정하였으며, 생성된 NADH의 양을 340 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시험관에 alcohol 0.
ALDH의 효소활성 측정은 Koivula와 Koivusalo의 방법 [20]을 약간 변형하여 측정하였다. 반응용액은 증류수 2.
pH는 pH meter (Orion 3 star, Themoelectron Co., Beverly, MA, USA)로 측정하였고, 당도는 굴절당도계(GMK-703ac, GWon, Co., Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였다. 총산도는 천도복숭아식초 10 ml를 100 ml 정용 플라스크에 넣고 증류수를 가하여 100 ml로 정용하여 혼합한 다음 혼합액 20 ml를 삼각플라스크에 취한 후 1% 페놀프탈레인 시액을 지시약으로 하여 서서히 교반하였다.
8 ml가 되도록 조절하여 25℃ 항온수조에서 10분간 반응시킨 후 ADH (10 unit/ml, Sigma)를 가하여 340 nm에서 spectrophotometer (Amersham Pharmacia Biotech, Cambridge, UK)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다. 대조구는 천도복숭아식초 대신 증류수를 첨가하였으며, positive control은 약국에서 구입한 hepos를 50%로 희석하여 사용하였다. ADH의 활성은 다음과 같은 식으로 상대적인 백분율로 계산하였다.
1 ml를 첨가하여 25℃ 항온수조에서 5분간 반응시킨 다음 340 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 대조구는 천도복숭아식초대신 TE buffer (pH 8.0)를 첨가하여 상대 활성(%)으로 나타내었고, positive control은 ADH 활성 측정에서와 같이 hepos를 사용하였으며, ALDH 활성 측정은 ADH 활성 측정식과 동일한 식을 사용하였다.
0으로 조정하여 사용 하였다. 반응물용액은 37℃에서 1시간 반응시킨 후 Griess 시약을 가하여 15분간 실온에 방치시킨 다음 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 구하였다. 아질산염 소거능은 다음의 식에 따라 계산하였다.
따라서 산성영역에서의 nitrosamine 생성을 억제하는 천연물 탐색에 관한 연구가 진행되고 있다[13]. 본 연구에서는 20% 및 100% 농도에서의 천도복숭아식초가 아질산염 소거능에 미치는 영향을 pH 1.2, 3.0 및 6.0에서 각각 분석하였다(Fig. 3). 아질산염 소거능은 pH가 낮을수록 증가하였으며, pH 1.
초산발효가 진행되는 동안 발효를 촉진시키기 위해 2~3일 간격으로 탕수로 소독하여 건조한 주걱으로 저어주었다. 산도 측정으로 예정산도에 가까워지는 시점을 발효 완료점으로 보고 발효가 완료되면 밀봉하여 햇볕이 들지 않는 어두운 실온에서 1개월간 숙성 시켰다. 천도복숭아식초의 생리활성 측정을 위해 Whatman No.
ADH 효소활성은 Choi 등[3]과 Racker [33]의 방법을 변형하여 측정하였으며, 생성된 NADH의 양을 340 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시험관에 alcohol 0.1 ml, NAD 수용액(2 mg/ ml) 0.5 ml 및 시료 0.1 ml를 첨가하고 10 mM glycine-NaOH buffer (pH 8.8)를 총 부피가 1.8 ml가 되도록 조절하여 25℃ 항온수조에서 10분간 반응시킨 후 ADH (10 unit/ml, Sigma)를 가하여 340 nm에서 spectrophotometer (Amersham Pharmacia Biotech, Cambridge, UK)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다. 대조구는 천도복숭아식초 대신 증류수를 첨가하였으며, positive control은 약국에서 구입한 hepos를 50%로 희석하여 사용하였다.
천도복숭아식초의 아질산염 소거능은 Gray와 Dugan의 방법[10]을 변형하여 측정하였다. 아질산염 용액에 시료 용액을 가한 후 0.1 N HCl (pH 1.2) 및 0.2 M 구연산 완충용액을 사용 하여 반응 용액의 pH를 각각 1.2, 3.0 및 6.0으로 조정하여 사용 하였다. 반응물용액은 37℃에서 1시간 반응시킨 후 Griess 시약을 가하여 15분간 실온에 방치시킨 다음 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 구하였다.
4 mM DPPH 용액을 1:4 비율로 혼합하여 37℃에서 30분간 반응 시킨 후, ELISA reader (Versa Max Microplate Reader, Molecular Device, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능(Electron donating ability; EDA)은 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도차를 비교하여 free radical의 제거활성을 백분율로 나타내었다.
천도복숭아를 이용한 식초는 전통적인 식초제조 방법인 2단계 자연발효 과정을 거쳐 제조하였다. 1단계는 천도복숭아 (과육 5 kg)와 멥쌀 고두밥(2 kg), 누룩(400 g) 및 생수(4 l)를 이용한 알코올발효 과정이고, 2단계는 내용물을 걸러낸 맑은 액을 이용한 초산발효 과정으로 이루어졌으며 산도 보정을 위한 보산 및 보당 등은 없이 자연발효 과정으로 진행되었다.
6 ml/min의 속도로 주입하였으며, 분석온도는 30℃를 유지하면서 20 μl의 시료를 주입하여 210 nm에서 측정하였다. 천도복숭아식초에서 분리된 각 피크는 acetic acid와 lactic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid 및 citric acid의 표준곡선으로부터 그 함량을 산출하였다.
천도복숭아식초의 숙취 해소능을 생화학적으로 분석하기 위해 체내 알코올 대사의 1차 관여 효소인 ADH의 활성과 음주 후 숙취증상을 유발하는 아세트알데히드를 분해시키는 ALDH의 활성 정도를 숙취 해소 및 알코올 분해 효과가 있다고 알려져 있는 hepos를 양성 대조군으로 하여 분석하였다. ADH 및 ALDH 두 가지 효소에 모두 영향을 미치는 천도복숭 아식초의 알코올 분해활성을 측정한 결과(Fig.
천도복숭아식초의 아질산염 소거능은 Gray와 Dugan의 방법[10]을 변형하여 측정하였다. 아질산염 용액에 시료 용액을 가한 후 0.
천도복숭아식초의 유기산 함량은 HPLC (Model Prominence, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 이용하여 분석하였다. Column은 PL Hi-Plex H (300 mm × 7.
천도복숭아식초의 전자공여능은 Blois의 방법[2]을 약간 변형하여 DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. 96-well plate에 시료와 0.
이후 냉각한 고두밥과 누룩, 다진 천도복숭아에 식힌 생수를 섞어 잘 버무려 항아리에 담아 알코올발효(20℃ 내외, 1개월)를 시켰고, 알코올발효가 끝나면 면보를 이용하여 찌꺼기를 걸러낸 맑은 액만 담아 초산발효(30℃ 내외, 14일)를 시켰다. 초산발효가 진행되는 동안 발효를 촉진시키기 위해 2~3일 간격으로 탕수로 소독하여 건조한 주걱으로 저어주었다. 산도 측정으로 예정산도에 가까워지는 시점을 발효 완료점으로 보고 발효가 완료되면 밀봉하여 햇볕이 들지 않는 어두운 실온에서 1개월간 숙성 시켰다.

대상 데이터

본 연구에 사용한 천도복숭아는 경상북도 김천의 한 농가에서 2015년 수확한 것을 구입하여 사용하였고, 멥쌀(Nonghyup, Jangheung, Korea)과 생수(Samdasoo, Jeju, Korea)는 마트에서 구입하여 사용하였으며, 누룩(농업법인㈜송학곡자, Gwangju, Korea)은 인터넷으로 주문하여 사용하였다. 실험에 사용된 모든 시약은 Sigma-Aldrich Co.
본 연구에 사용한 천도복숭아는 경상북도 김천의 한 농가에서 2015년 수확한 것을 구입하여 사용하였고, 멥쌀(Nonghyup, Jangheung, Korea)과 생수(Samdasoo, Jeju, Korea)는 마트에서 구입하여 사용하였으며, 누룩(농업법인㈜송학곡자, Gwangju, Korea)은 인터넷으로 주문하여 사용하였다. 실험에 사용된 모든 시약은 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였다.

데이터처리

실험결과는 통계 SAS package (Statistical Analysis System, Version 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 각 시료의 평균과 표준편차를 계산하였고, 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 실시하여 p<0.05 level에서 시료간의 유의차를 검정하였다.

이론/모형

참외식초의 SOD 활성은 SOD assay kit (Dojindo Molecular Technologies, Rockville, MD, USA)을 사용하여 manufacturer's instruction에 기술된 방법에 따라서 수행하였다.
총 polyphenol 함량은 Folin-Ciocalteu법[35]을 약간 변형시켜 측정하였으며 표준물질로는 tannic acid (Sigma Chemical Co., St. Louis, Mo, USA)를 사용하여 분석하였다. 일정농도의 천도복숭아식초를 시험관에 취하고 증류수를 가하여 2 ml로 정용한 후 Folin-Ciocalteu reagent 0.

성능/효과

ADH 및 ALDH 두 가지 효소에 모두 영향을 미치는 천도복숭 아식초의 알코올 분해활성을 측정한 결과(Fig. 4A, Fig. 4B), 두 가지 효소 모두 천도복숭아식초의 농도가 증가함에 따라 증가하였다(p<0.05).
48%으로 보고하여 천도복숭아식초의 SOD 활성보다 낮은 것으로 나타났다. 따라서 천도복숭아식초는 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능 및 SOD 활성이 높은 것으로 나타나 천연 항산화제로서의 이용 가치가 높을 것으로 사료된다.
숙취해소를 위한 의약품의 부작용을 해소하기 위해 천연물 유래 알코올 분해활성에 대한 높은 관심으로 인해 약용식물[22] 및 헛개나무[19, 30] 등의 알코올 분해활성에 관한 연구가 보고되어 있으나, 천도복숭아 등의 복숭아 및 식초의 알코올 분해활성을 분석한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구결과 항산화 활성이 높은 천도복숭아식초는 알코올 섭취에 따른 활성산소 감소 및 높은 알코올 분해활성을 보였기에 효과적으로 혈중 알코올을 분해하는 것으로 판단된다. 따라서 천도복숭아식초는 숙취 해소뿐만 아니라 알코올로부터 간을 보호하는 물질로서 충분한 가치가 있을 것으로 생각되며 이를 활용한 관련제품개발 또한 가능할 것으로 생각된다.
식초는 일반적으로 쌀과 보리 등의 곡류를 당화 시키거나 과즙 등의 당류가 함유된 용액을 발효시킨 것으로 각종 당류가 함유되어 있다[27]. 본 연구에서 제조한 천도복숭아식초의 당도는 8.87˚Brix로 나타났다. Park [32]은 미역과 배, 현미, 흑미 등 각기 다른 재료로 제조한 식초의 당도는 5.
본 연구에서는 tannic acid 표준 곡선으로부터 천도복숭아식초의 총 페놀함량을 측정한 결과 121.84 μg TAE/100 ml으로 나타났다(Table 3).
3). 아질산염 소거능은 pH가 낮을수록 증가하였으며, pH 1.2에서의 아질산염 소거능은 비타민 C (1mg/ml)와 천도복숭아식초 100% 농도에서 각각 92.13%와 94.17%로 천도복숭아식초의 아질산염 소거능이 약간 높게 나타났으나 유의적인 차이는 없었다(Fig.3). 따라서 아질산 소거능을 가진 과실류는 pH 1.
전통적인 방법으로 제조한 천도복숭아식초의 DPPH radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며(p<0.05) 40% 농도에서 84.47%의 높은 소거능을 보였다(Fig. 1).
천도 복숭아식초의 SOD 활성을 측정한 결과 농도 의존적으로 증가 하였으며(p<0.05), 60% 농도의 천도복숭아식초의 SOD 활성은 89.06%로 높게 나타났다(Fig. 2).
05). 천도복숭아 식초 60% 농도에서의 ADH 및 ALDH 활성은 각각 153.61%와 178.20%로 높게 나타났다. 숙취해소를 위한 의약품의 부작용을 해소하기 위해 천연물 유래 알코올 분해활성에 대한 높은 관심으로 인해 약용식물[22] 및 헛개나무[19, 30] 등의 알코올 분해활성에 관한 연구가 보고되어 있으나, 천도복숭아 등의 복숭아 및 식초의 알코올 분해활성을 분석한 연구는 미흡한 실정이다.

후속연구

본 연구결과 항산화 활성이 높은 천도복숭아식초는 알코올 섭취에 따른 활성산소 감소 및 높은 알코올 분해활성을 보였기에 효과적으로 혈중 알코올을 분해하는 것으로 판단된다. 따라서 천도복숭아식초는 숙취 해소뿐만 아니라 알코올로부터 간을 보호하는 물질로서 충분한 가치가 있을 것으로 생각되며 이를 활용한 관련제품개발 또한 가능할 것으로 생각된다.
이와 같은 결과는 레몬그라스식초[37]와 참다래식초[36], 흑마늘식초[34] 및 보리수 열매 식초[4] 연구에서 주요 유기산은 acetic acid라고 보고한 결과와 동일하였다. 본 연구결과 천도복숭아식초는 사과 및 포도에 많이 함유되어 신맛에 기여하는 malic acid 뿐만 아니라[37] 식초의 풍미를 향상시키는 것으로 보고된 succinic acid가 함유되어 있으므로 산미 및 풍미가 풍부한 제품으로 개발이 가능할 것으로 판단된다.
29로 일반산도 식초에 해당되는데 시판제품으로는 사과식초와 레몬식초, 양조식초, 흑미식초 및 포도식초 등이 있다[25].이상의 결과에서 천도복숭아 고유의 향미를 갖고 있는 천도복숭아식초는 새콤한 음식을 만들 때 사용하면 감미와 산미의 조화를 통해 맛과 향을 증가시킬 뿐만 아니라 음료로서도 이용 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식초의 유효 성분의 효능은 무엇인가?	알코올 발효 및 초산 발효를 통해 만들어지는 식초는 신맛의 초산성분을 비롯하여 유기산과 ester, 아미노산 및 각종 영양 성분들이 함유되어 있는데[9], 식초는 원료 및 제조방법에 따라 유기산과 유리아미노산 등 휘발성 성분의 함량 및 조성이 다르고 전통 초산발효에 의해 유효 성분의 함량이 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 유용성분들은 amylase 활성 저해와 대사 활성화를 통해 당뇨병, 만성질환 예방 및 체지방 감소 등에 도움을 주는 것으로 밝혀져 있으며[14, 37], 또한 항고혈압, 항산화 활성, 피로회복, 미백효과 등의 효능이 알려지면서 산미료로써의 역할뿐만 아니라 음료 등의 기능성식품으로 활용 되고 있다[15]. 식초에 대한 연구로는 배[31], 복분자[15], 레몬그라스[37], 참다래[36], 보리수 열매[4], 흑마늘[34]을 이용한 연구가 있으나 천도복숭아를 이용한 식초제조 및 식초의 생리활성에 대한 연구는 없는 실정이다.
	천도복숭아에 함유된 성분은 무엇인가?	따뜻한 온대지역에서 약 2,000년 전부터 재배되기 시작한 천도복숭아는 승도 또는 숭도라고도 불리는데, 일반 복숭아와는 달리 껍질에 털이 없는 것이 특징이다[38]. 천도복숭아에는 수분 90.2%, 단백질 1.2%, 지질 0.2%, 당질 7.6%, 섬유도 0.6% 등이 함유되어 있으며 미량성분으로는 가식부 100 g당 칼륨 189 mg, 비타민 C 6 mg, 비타민 B 1 과 B 2 각각 0.02 mg, 베타카로틴 12 μg 등이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다[21]. 복숭아의 주성분은 수분과 당분이나 유리 아미노산이 많이 함유되어 독특한 향이 있고, citric acid, malic acid, tartaric acid 등의 유기산이 함유되어 있으며[7] 변비 해소[5]와 항노화 및 미백효과[16], 피로회복, 숙취해소 및 만성퇴행성질환 등의 예방 효과[1]가있는 것으로 알려져 있다.
	천도복숭아가 가지는 껍질의 특징은 무엇인가?	최근 건강증진에 대한 국민들의 관심이 높아짐에 따라 섭취 식품의 영양적 및 기호적 기능뿐만 아니라 생리활성을 가진 과일을 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있다[7]. 따뜻한 온대지역에서 약 2,000년 전부터 재배되기 시작한 천도복숭아는 승도 또는 숭도라고도 불리는데, 일반 복숭아와는 달리 껍질에 털이 없는 것이 특징이다[38]. 천도복숭아에는 수분 90.

참고문헌 (38)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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