밀 배아를 셀룰레이즈 활성이 있는 Celluclast 1.5L을 이용하여 다양한 시간 및 온도의 반응에서 생성되는 유기산(주석산, 젖산, 초산, 호박산)과 유리당(포도당, 설탕, 과당) 함량을 분석하였다. 또한 젖산, 초산, 호박산, 주석산으로 pH 4.5로 조정한 유기산 용액에서 Celluclast 1.5L과 밀 배아를 반응시켜 2,6-DMBQ의 함량에 미치는 영향을 평가하였다. 밀 배아에 대한 효소 반응 시간 및 온도가 증가함에 따라 주석산, 젖산, 초산, 호박산과 이들의 총유기산 함량은 증가하였다. 밀 배아 효소 반응 추출액의 설탕 농도는 효소 반응 시간이 증가할수록 지속적으로 감소한 반면에, 과당과 포도당의 농도는 효소 반응 시간이 길어짐에 따라 증가하였다. 유기산을 첨가한 Celluclast 1.5L 효소 추출 용액으로 반응시킨 밀 배아는 반응시간이 증가할수록 2,6-DMBQ 함량이 증가하는 경향을 보였지만, 대조군 대비 향상된 수치를 보이지 않았다. 향후 효소 처리 밀 배아 추출물을 활용한 다양한 생리활성에 대한 효능 평가와 더불어 효소 처리 밀 배아 추출물의 식품 소재화에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
밀 배아를 셀룰레이즈 활성이 있는 Celluclast 1.5L을 이용하여 다양한 시간 및 온도의 반응에서 생성되는 유기산(주석산, 젖산, 초산, 호박산)과 유리당(포도당, 설탕, 과당) 함량을 분석하였다. 또한 젖산, 초산, 호박산, 주석산으로 pH 4.5로 조정한 유기산 용액에서 Celluclast 1.5L과 밀 배아를 반응시켜 2,6-DMBQ의 함량에 미치는 영향을 평가하였다. 밀 배아에 대한 효소 반응 시간 및 온도가 증가함에 따라 주석산, 젖산, 초산, 호박산과 이들의 총유기산 함량은 증가하였다. 밀 배아 효소 반응 추출액의 설탕 농도는 효소 반응 시간이 증가할수록 지속적으로 감소한 반면에, 과당과 포도당의 농도는 효소 반응 시간이 길어짐에 따라 증가하였다. 유기산을 첨가한 Celluclast 1.5L 효소 추출 용액으로 반응시킨 밀 배아는 반응시간이 증가할수록 2,6-DMBQ 함량이 증가하는 경향을 보였지만, 대조군 대비 향상된 수치를 보이지 않았다. 향후 효소 처리 밀 배아 추출물을 활용한 다양한 생리활성에 대한 효능 평가와 더불어 효소 처리 밀 배아 추출물의 식품 소재화에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
Wheat germ, which is rich in nutrients and phytochemicals, is a by-product during the milling process of wheat kernel. In this study, we aimed to increase the amount of bioactive 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone (2,6-DMBQ) in wheat germ using the cell-wall-degrading enzyme cellulase (Celluclast 1.5L)....
Wheat germ, which is rich in nutrients and phytochemicals, is a by-product during the milling process of wheat kernel. In this study, we aimed to increase the amount of bioactive 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone (2,6-DMBQ) in wheat germ using the cell-wall-degrading enzyme cellulase (Celluclast 1.5L). The amounts of organic acids, free sugars, and 2,6-DMBQ in wheat germ treated with Celluclast 1.5L were evaluated at various reaction times and temperatures. The results of reversed-phase high-performance liquid chromatography of Celluclast 1.5L-treated wheat germ revealed 2,6-DMBQ, four organic acids (tartaric, acetic, lactic, and succinic acids), and three free sugars (sucrose, fructose, and glucose). As reaction time and temperature of the mixture of wheat germ and Celluclast 1.5L increased, the contents of four organic acids, glucose, fructose, and 2,6-DMBQ increased, but that of sucrose decreased. Taken together, these results suggest that Celluclast 1.5L-treated wheat germ containing increased amounts of 2,6-DMBQ serves as a source of functional ingredients in food industry.
Wheat germ, which is rich in nutrients and phytochemicals, is a by-product during the milling process of wheat kernel. In this study, we aimed to increase the amount of bioactive 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone (2,6-DMBQ) in wheat germ using the cell-wall-degrading enzyme cellulase (Celluclast 1.5L). The amounts of organic acids, free sugars, and 2,6-DMBQ in wheat germ treated with Celluclast 1.5L were evaluated at various reaction times and temperatures. The results of reversed-phase high-performance liquid chromatography of Celluclast 1.5L-treated wheat germ revealed 2,6-DMBQ, four organic acids (tartaric, acetic, lactic, and succinic acids), and three free sugars (sucrose, fructose, and glucose). As reaction time and temperature of the mixture of wheat germ and Celluclast 1.5L increased, the contents of four organic acids, glucose, fructose, and 2,6-DMBQ increased, but that of sucrose decreased. Taken together, these results suggest that Celluclast 1.5L-treated wheat germ containing increased amounts of 2,6-DMBQ serves as a source of functional ingredients in food industry.
5L을 가하여 다양한 반응 온도 및 시간을 변수로 하여 유리당, 유기산, 2,6-DMBQ 함량 변화를 고성능 액체 크로마토그래피(high-performance liquid chromatography; HPLC)로 분석하였다. 밀의 제분 공정에서 발생하는 부산물인 밀 배아로부터 생리활성물질인 2,6-DMBQ의 비배당체화를 증진시키고, 이를 통해 효소 처리 밀 배아 추출물이 기능성 소재로서 활용 가능성을 모색하고자 하였다.
제안 방법
밀 배아 50 g을 500 mL 원심분리 튜브에 넣어 증류수 200 mL를 첨가하였다. 밀 배아 중량 대비 0.5% (v/w)의 농도로 Celluclast 1.5L을 투입한 다음, 유기산 분석을 위해 30, 45, 60˚C로, 유리당 분석을 위해 30˚C로 설정한 항온수조(MaXturdy18; Daihan Scientific Co., Wonju, Korea)에서 6, 12, 18, 24, 30시간 동안 반응을 진행하였고, 0시간을 대조군(control)으로 설정하였다. 밀 배아에 대한 각각의 효소 반응이 종료된 후에 곧바로 원심분리기(Union 5KR; Hanil Science Industrial Co.
밀 배아 추출액의 2,6-DMBQ 함량 분석 4종류 유기산(주석산, 젖산, 초산, 호박산)을 이용하여 pH가 4.5로 보정된 효소 처리 밀 배아 추출액의 2,6-DMBQ 정량 분석은 Yoo와 Kim(2010)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 추출액 10 mL를 클로로폼 100 mL로 3회 액액추출(liquid-liquid extraction)로 분획하였다.
대상 데이터
밀 배아 추출물 제조에 사용된 시료는 전라남도에서 2017년 수확된 조경밀을 제분하는 과정에서 부산물로 생산되는 밀 배아(Sajo DongA One Co., Ltd., Dangjin, Korea)를 생산 즉시 수거하여 4˚C에 보관하여 사용하였다.
데이터처리
, University Park, PA, USA)을 이용하여 일원 배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 실시하였다. 각 평균값의 유의적 차이는 p<0.05 유의수준에서 Tukey 동시 검정(Tukey’s range test)으로 검증하였다.
모든 실험은 3회 이상 반복한 결과를 평균±표준편차로 나타내었다. 미니탭(Mini tab 17; Mini tab Inc., University Park, PA, USA)을 이용하여 일원 배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 실시하였다. 각 평균값의 유의적 차이는 p<0.
성능/효과
효소 처리 밀 배아 추출액에서 측정된 4종류의 유기산은 주석산, 젖산, 초산, 호박산이었다. 각 반응 온도에서 밀 배아에 대한 효소 반응 시간이 증가함에 따라 주석산, 젖산, 초산, 호박산과 이들의 총 유기산 함량은 점점 증가하는 경향을 보였다(Table 2).
본 연구에서도 밀 배아 효소 추출액에는 설탕, 포도당, 과당이 존재하는 것을 확인하였다(Table 3). 밀 배아 추출액의 설탕 농도는 효소 반응 시간이 증가할수록 지속적으로 감소한 반면에, 과당과 포도당의 농도는 효소 반응 시간이 길어질수록 증가하였다. 효소 반응 24시간째에 과당은 최고 농도 1.
1과 같다. 밀 배아는 반응시간이 증가할수록 2,6-DMBQ 함량이 증가하는 경향을 보였다. 밀 배아와 효소를 6, 18, 24시간 반응 때에 pH 조절을 위해 유기산을 넣지 않은 대조군과 유기산으로 pH를 조정하여 효소 반응시킨 시험군 간의 2,6-DMBQ 함량은 유의적(p<0.
후속연구
저온 발효(20-30oC)한 막걸리에서 발효가 진행됨에 따라 젖산균과 효모의 작용으로 유기산 생성이 증가하는 것으로 알려져 있다(Kang 등, 2016b). 본 연구의 결과에서 젖산과 초산의 함량이 대조군에 비해 유의적으로 (p<0.05) 증가한 것은 처리한 효소의 작용이외에 밀 배아에 존재하는 초산균 또는 젖 산균의 발효가 또 다른 하나의 이유일 것으로 생각되어지며, 향후 효소 처리 밀 배아 추출물의 미생물 동정과 관련된 추가적인 연구가 필요하다고 여겨진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2,6-DMBQ는 무엇인가?
2,6-Dimethoxy-1,4-benzoquinone (2,6-DMBQ)는 β-1,6 글리코시 드 결합(glycosidic bond)으로 올리고당에 연결된 메톡시하이드로 퀴논(methoxyhydroquinone)의 산화된 형태이다(Jeong 등, 2017)
밀 배아에 포함된 주 영양성분은 무엇이 있는가?
밀 배아(wheat germ)는 영양적 가치가 높은 밀 알곡의 구성 요 소이지만 밀의 제분 과정 중 발생하는 부산물이다. 밀알의 2-3% 를 차지하고 있는 밀 배아는 불포화지방산 함량이 높으며, 주요 영양성분으로 알파-토코페롤(α-tocopherol), 비타민 B 복합체, 단백질, 식이섬유, 무기질이 풍부하게 함유되어 있어 식품 소재로서 가치가 높다(Mahmoud 등, 2015; Megahed, 2011; Rizzello 등, 2010; Zhu 등, 2006). 밀 배아의 기능성과 관련하여 밀배아유 (wheat germ oil)의 항염증 효과(Kang 등, 2016a), Aspergillus oryzae로 발효시킨 밀 배아의 세포 내 지방산 축적 억제 및 산화 스트레스(oxidative stress) 소거능(Park 등, 2015)이 알려져있다.
wheat germ에 관해 보고된 연구는 무엇이 있는가?
밀 배아의 불포화 지방산은 과산화물(peroxide) 형성을 촉매하는 리폭시게나아제(lipoxigenase)로 인하여 산화가 빠르게 진행된다. 따라서 밀 배아의 지방산 함량, 토코페롤 함량, 산화방지능에 관한 연구들이 보고되어 왔다(Mahmoud 등, 2015; Megahed, 2011)
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