연구는 콩 생산 산업의 부산물로 생산되는 콩잎을 고부가 식품원료로 활용하기 위해 이소플라본의 추출 효율 및 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 열수 추출 중 온도와 시간에 따른 이소플라본 함량, DPPH 라디칼 소거능, tannin 함량, 총 폴리페놀 함량을 조사하였다. 이소플라본 함량은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하였을 때 $59.74{\pm}4.54mg/l$로 가장 높게 나타났으며, 12시간과 24시간 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 탄닌 함량은 낮은 온도에서 추출할수록 높은 함량을 나타내었는데, $50^{\circ}C$, 12시간에서 $0.31{\pm}0.02%$로 가장 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하였을 때, $67.26{\pm}3.67%$로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량도 $1,688.68{\pm}97.37{\mu}g/ml$ CAE로 가장 우수하였다. 따라서, 이소플라본과 폴리페놀의 함량, 항산화 활성 등을 고려하여 콩잎의 열수 추출조건은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다.
연구는 콩 생산 산업의 부산물로 생산되는 콩잎을 고부가 식품원료로 활용하기 위해 이소플라본의 추출 효율 및 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 열수 추출 중 온도와 시간에 따른 이소플라본 함량, DPPH 라디칼 소거능, tannin 함량, 총 폴리페놀 함량을 조사하였다. 이소플라본 함량은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하였을 때 $59.74{\pm}4.54mg/l$로 가장 높게 나타났으며, 12시간과 24시간 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 탄닌 함량은 낮은 온도에서 추출할수록 높은 함량을 나타내었는데, $50^{\circ}C$, 12시간에서 $0.31{\pm}0.02%$로 가장 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하였을 때, $67.26{\pm}3.67%$로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량도 $1,688.68{\pm}97.37{\mu}g/ml$ CAE로 가장 우수하였다. 따라서, 이소플라본과 폴리페놀의 함량, 항산화 활성 등을 고려하여 콩잎의 열수 추출조건은 $90^{\circ}C$에서 12시간 동안 추출하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다.
To utilize soybean leaf, which is a waste product in soybean production, as a value-added food material, this study aimed to investgate the extraction efficiency of isoflavone from soybean leaf and to characterize physicochemical properties of the extract. Maximum isoflavone content of $59.74{\...
To utilize soybean leaf, which is a waste product in soybean production, as a value-added food material, this study aimed to investgate the extraction efficiency of isoflavone from soybean leaf and to characterize physicochemical properties of the extract. Maximum isoflavone content of $59.74{\pm}4.54mg/l$ was obtained from soybean leaf extracted at $90^{\circ}C$ for 12 h. DPPH (1,1-diphenyl-2-pricylhydrazyl) radical-scavenging activity and total polyphenol contents reached maximum levels of $67.26{\pm}3.64%$ and $1,688.68{\pm}97.37{\mu}g/ml$ chlorogenic acid equivalent, respectively. Based on the contents of isoflavone and total polyphenol, and DPPH radical-scavenging activity, optimum extraction conditions for soybean leaf using water as solvent were $90^{\circ}C$ and 12 h.
To utilize soybean leaf, which is a waste product in soybean production, as a value-added food material, this study aimed to investgate the extraction efficiency of isoflavone from soybean leaf and to characterize physicochemical properties of the extract. Maximum isoflavone content of $59.74{\pm}4.54mg/l$ was obtained from soybean leaf extracted at $90^{\circ}C$ for 12 h. DPPH (1,1-diphenyl-2-pricylhydrazyl) radical-scavenging activity and total polyphenol contents reached maximum levels of $67.26{\pm}3.64%$ and $1,688.68{\pm}97.37{\mu}g/ml$ chlorogenic acid equivalent, respectively. Based on the contents of isoflavone and total polyphenol, and DPPH radical-scavenging activity, optimum extraction conditions for soybean leaf using water as solvent were $90^{\circ}C$ and 12 h.
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문제 정의
콩을 생산하는 과정에서 발생하는 콩잎의 경우 추출 등 부가가치 창출을 위한 기반 연구가 매우 미흡한 상황이며, 콩잎에 함유된 고부가가치 기능성 물질의 추출 공정을 개발한 사례는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 추출 온도와 시간에 따른 이소플라본의 추출 효율 및 이화학적 특성 변화를 고찰하여 콩잎을 산업적으로 활용하는데 필요한 기반 자료를 확보하고자 하였다.
가설 설정
문 등[6]은 노란 콩잎의 총 폴리페놀 함량을 2,324 ± 30 μg/ml CAE로 보고하여, 본 연구에서 사용한 호반 품종의 콩잎보다 높은 폴리페놀 함량을 나타냈다. 추출 온도 90℃에서 12시간 동안 추출한 호반 콩잎 추출물의 우수한 항산화 활성이 폴리페놀의 함량이나 이소플라본의 함량과 밀접한 관련이 있을 것으로 사료된다. 결론적으로, 물을 용매로 사용한 호반 품종 콩잎의 추출조건은 90℃에서 12시간 동안 추출하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다.
제안 방법
1). 전처리한 콩잎 2 g을 정제수 100 ml와 혼합한 후 환류 냉각방식의 추출기(MTOPS, Korea)를 사용하여 추출 온도는 50, 70, 90℃, 추출 시간은 1, 12, 24시간으로 각각 설정하여 콩잎 추출물을 제조하였다. 추출된 시료는 여과하여 냉동 보관하였다.
추출 조건에 따른 콩잎 추출물의 탄닌의 함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 폴리페놀 함량의 변화를 조사하였다(Table2). 탄닌은 차의 맛과 색에 영향을 미치는 주요 인자로 가공녹차의 경우 7.
추출조건에 따른 콩잎 추출물의 이소플라본 함량을 측정하였다(Table 1). 추출 온도 50℃에서 제작한 콩잎 추출물은 추출 시간에 따라 이소플라본의 함량이 유의적인 수준에서 차이가 있었으며, 12시간 동안 추출한 시료의 총 이소플라본 함량이 12.
추출조건에 따른 콩잎 추출물의 폴리페놀 함량을 조사하였다(Table 2). 콩잎을 12시간 동안 추출한 경우 추출 온도가 증가할수록 폴리페놀 함량이 증가하였으며, 90℃에서 추출한 콩잎 추출물이 1,688.
대상 데이터
이소플라본 배당체 2종(daidzin, genistin)과 비배당체 2종(daidzein, genistein)을 지표물질로 선정하여 LiChrospherRP-18 컬럼(5 um, 250 mm × 4.6 mm, SUPERCO, USA)이 장착된 HPLC (Shimadzu, Japan)로 측정하였다. 이동상은 물과 초산 혼합물(water/acetic acid, 99.
콩잎은 강원도 농업기술원에서 제공받은 호반 품종(강원5호)을 2018년 6월에 강원도 춘천시 소재 노지에 파종한 후 9월에 수확하여 사용하였다. 콩잎은 흐르는 물에 세척한 후, 건조기(Jinwoo electronic Co.
데이터처리
모든 측정은 3회 반복하였으며 평균값과 표준오차는 SPSS(v 20.0, SPSS, Chicago, IL, USA)를 사용하여 Duncan의 다중범위 검정 방법[21]으로 검정하였다.
이론/모형
총 폴리페놀 함량은 Folins-Denis 방법[19]으로 측정하였다. 추출물 0.
탄닌 함량은 박 등[18]이 제시한 방법에 따라 콩잎 추출물 5 ml에 주석산 철 용액(FeSO4·7H2O) 5 ml을 첨가한 뒤 Sorensen’s 인산염 완충액(0.133 M, pH 7.2) 15 ml을 가하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였고, Ethyl gallate(Sigma-Aldrich, USA)를 표준물질로 사용하였다.
성능/효과
추출 온도 90℃에서 12시간 동안 추출한 호반 콩잎 추출물의 우수한 항산화 활성이 폴리페놀의 함량이나 이소플라본의 함량과 밀접한 관련이 있을 것으로 사료된다. 결론적으로, 물을 용매로 사용한 호반 품종 콩잎의 추출조건은 90℃에서 12시간 동안 추출하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다.
국내산 콩을 이용하여 이소플라본 함량을 분석한 김 등[23]의 연구결과에 따르면, 신팔달 품종의 콩에서 genistein의 함량이 daidzein과 비교하여 약 2배 높은 함량을 나타냈다. 그러나 본 연구에 사용한 호반 품종의 콩잎 추출물은 이소플라본 중 genistin이 상대적으로 높은 함량을 나타냈으며, 대부분 80% 내외를 차지하는 것으로 나타났다. 주 등[24]의 연구에 의하면, 볶은 콩의 이소플라본 함량 분석에서 genistin과 diadzin이 유사한 함량을 나타냈으며, 전처리 방법에 따라서 성분의 함량이 유의적으로 변화하는 것으로 보고되었다.
추출 온도를 90℃로 설정한 경우 추출 시간에 따라 이소플라본 농도는 증가하였으나 12시간과 24시간 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 따라서 추출물에 함유된 이소플라본 농도를 기준으로 90℃에서 12시간 동안 콩잎을 추출하는 것이 가장 적절한 조건인 것으로 판단되었다. 비배당체 이소플라본인 daidzein과 genistein은 추출 초기에 검출되지 않았으나 24시간에서 낮은 농도로 검출되었다.
추출조건에 따른 콩잎 추출물의 이소플라본 함량을 측정하였다(Table 1). 추출 온도 50℃에서 제작한 콩잎 추출물은 추출 시간에 따라 이소플라본의 함량이 유의적인 수준에서 차이가 있었으며, 12시간 동안 추출한 시료의 총 이소플라본 함량이 12.71 ± 1.66 mg/l으로 나타났으며, 추출 시간이 길어지면서 63% 수준으로 감소하였다. 그러나 70℃에서 제작한 추출물은 추출 시간에 따라서 이소플라본 농도가 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다.
그러나 70℃에서 제작한 추출물은 추출 시간에 따라서 이소플라본 농도가 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 추출 온도 70℃에서 24시간 동안 추출한 콩잎 추출물의 이소플라본 함량이 37.61 ±3.38 mg/l로서 70℃ 조건에서 실험구 중 가장 우수하였다. 추출 온도를 90℃로 설정한 경우 추출 시간에 따라 이소플라본 농도는 증가하였으나 12시간과 24시간 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
7%의 함량을 나타내는 것으로 알려져 있다[18]. 콩잎 추출물은 낮은 온도에서 추출할수록 탄닌의 함량이 높았으며, 특히 50℃에서 12시간 추출한 콩잎 추출물에서 0.31%의 함량을 나타냈다. 온도 90℃에서 추출한 경우, 추출 시간이 증가함에 따라서 탄닌의 양이 증가하였으나, 24시간 동안 추출하였을 때 0.
추출조건에 따른 콩잎 추출물의 폴리페놀 함량을 조사하였다(Table 2). 콩잎을 12시간 동안 추출한 경우 추출 온도가 증가할수록 폴리페놀 함량이 증가하였으며, 90℃에서 추출한 콩잎 추출물이 1,688.68 ± 97.37 μg/ml CAE로 가장 높은 폴리페놀 함량을 나타냈다. 문 등[6]은 노란 콩잎의 총 폴리페놀 함량을 2,324 ± 30 μg/ml CAE로 보고하여, 본 연구에서 사용한 호반 품종의 콩잎보다 높은 폴리페놀 함량을 나타냈다.
후속연구
초고압추출 방법 등 보다 다양한 추출방법의 적용에 의한 이소플라본 등 고부가 기능성 물질 추출기술이 개발된다면 농산 부산물로 매년 막대한 양이 폐기되는 콩잎을 산업적으로 활용하여 농산업의 새로운 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
추출물에 함유된 이소플라본 농도를 기준으로 90℃에서 12시간 동안 콩잎을 추출하는 것이 가장 적절한 조건인 것으로 판단된 근거는 무엇인가?
추출조건에 따른 콩잎 추출물의 이소플라본 함량을 측정하였다(Table 1). 추출 온도 50℃에서 제작한 콩잎 추출물은 추출 시간에 따라 이소플라본의 함량이 유의적인 수준에서 차이가 있었으며, 12시간 동안 추출한 시료의 총 이소플라본 함량이 12.71 ± 1.66 mg/l으로 나타났으며, 추출 시간이 길어지면서 63% 수준으로 감소하였다. 그러나 70℃에서 제작한 추출물은 추출 시간에 따라서 이소플라본 농도가 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 추출 온도 70℃에서 24시간 동안 추출한 콩잎 추출물의 이소플라본 함량이 37.61 ±3.38 mg/l로서 70℃ 조건에서 실험구 중 가장 우수하였다. 추출 온도를 90℃로 설정한 경우 추출 시간에 따라 이소플라본 농도는 증가하였으나 12시간과 24시간 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 따라서 추출물에 함유된 이소플라본 농도를 기준으로 90℃에서 12시간 동안 콩잎을 추출하는 것이 가장 적절한 조건인 것으로 판단되었다.
본 실험에서 추출기로 콩잎 추출물을 제조하기 전 어떤 전처리 과정을 거쳤는가?
콩잎은 강원도 농업기술원에서 제공받은 호반 품종(강원5호)을 2018년 6월에 강원도 춘천시 소재 노지에 파종한 후 9월에 수확하여 사용하였다. 콩잎은 흐르는 물에 세척한 후, 건조기(Jinwoo electronic Co., Korea)를 사용하여 30℃에서 24시간 건조하였다. 건조된 콩잎은 원통형덖음기(Xiamen Yuneng Machinery Plant, China)를 이용하여 산화 효소활성을 억제시키고[15], 유념기(Bohyun Eng Co., Korea)를 사용하여 성분 추출이 용이[16]하도록 전처리하였다(Fig. 1).
콩잎에 대한 연구 실정은 어떠한가?
콩에는 이소플라본, 사포닌, 레시틴 등 다양한 생리활성 물질들이 존재하며, 이 중에서도 이소플라본은 심장질환, 골다공증, 위암, 유방암, 폐경기 증상 등에 대한 효과가 보고되었다[1, 3]. 그러나, 콩잎에 대한 연구는 원료를 활용한 단순 가공품 단계에 머물러 있으며, 콩잎 장아찌와 콩잎김치 형태로 경상도 지역에서 주로 소비되고 있고[4], 콩잎 분말을 첨가한 두부 등이 개발되었다[5].
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