[논문]유색미의 항산화기능 및 신물질 oryzafuran과 allantoin의 추출분리

한상준

유색미의 항산화기능 및 신물질 oryzafuran과 allantoin의 추출분리
Antioxidant Activity of Colored Rice and Identification of New Substances, Oryzafuran and Allantoin 원문보기

한상준 (한국방송통신대학교)

질병의 예방, 노화억제, 돌연변이 억제 등 다양한 생리활성을 나타내는 안토시아닌 색소 C3G가 다량 함유되어 있는 흑자색 유색미의 성분연구를 수행한 결과 9가지의 천연화합물을 분리하였으며, 그 중 항산화 기능이 매우 뛰어난 페놀성 화합물 oryzafuran을 최초로 분리 그 구조를 확인하였다. 또한 allantoin과 같은 알칼로이드도 쌀에서는 처음으로 분리하였다. 이러한 결과를 통해 흑자색 유색미는 식용이상의 역할을 수행할 것으로 판단된다. 아울러 이러한 성분의 정량분석 방법과 합성과 관련된 메커니즘, 성분의 약리적 기능, 유전자원 평가 등 산업화를 위한 체계적인 연구가 수행되어야 할 것이며, 더 나아가 고C3G, 저단백, 저알레그렌, 고불포화지방산 등과 같은 다기능성 유색미 품종을 육성 보급함으로써 국민보건 및 농가소득에 크게 기여할 것으로 판단된다. 특히 이와 같은 성분이 주로 분포하는 미강은 도정과정을 통해 대부분 제거되기 때문에 회수하기가 용이하고, 따라서 부산물로 발생하는 흰쌀을 식품가공분야에서 이용할 수 있어 산업적으로 가치가 매우 높다고 판단된다.

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제안 방법

적진주벼 미강의 메탄올 추출물을 n-hexane, CH2C12 로 분획한 후 CH2CI2 분획으로부터 y-oryzanol의 구성성분인 24-methylenecycloartanol ferulate와 알카로이드의 일종인 allantoin을 분리 그 구조를 확인하였다. Allantoine 마나얌과 같은 식물에는 다량 함유되어 있으나 쌀에서는 처음으로 분리된 물질로 항산화 기능이 뛰어나고 피부질환에 탁월한 치료효과가 있어 고급 기능성 화장품의 원료로 사용되고 있다.
흑진주벼 미강의 메탄올 추출물을 n-hexane, CH2C12, n-BuOH 순으로 분획한 후 n-BuOH 분획을 Fig. 1과 같은 방법으로 성분 분리를 수행하여 oryzafiiran, quercetin, vanillic acid, 그리고 protocatechuic acid를 분리하고 그 구조를 확인하였다. 이 가운데 oryzafurane 자연계에서 처음으로 확인된 천연화합물이다.

성능/효과

n-BuOH 분획에서 분리된 페놀성 화합물들에 대한 항산화 능력을 수행한 결과 vanillic acid를 제외한 나머지 세 화합물에서 vitamin C보다 뛰어난 강한 활성을 확인하였다(Table 1).
현미 추출물에 대한 항산화 기능을 FTC, 환원력, 그리고 DPPH 라디칼 소거능력 등을 통해 평가한 결과 일품벼 및 추청벼와 같은 일반백미 와 흑진주벼, 흑향찰벼, 적진주벼와 같은 유색미 모두에서 순수한 a-토코페롤과 유사한 높은 항산화 능력을 관찰할 수 있었다. 그러나 환원력에서는 일반 백미의 추출물보다 유 색미에서 더 우수한 능력이 관찰되었고, 이러한 결과는 DPPH 라디칼 소거능력에서도 같 았다. 특히 유색미 품종에서도 적진주벼와 같은 적갈색미에 비해 흑진주벼와 같은 흑자색 유색미에서 더 높은 항산화 능력을 관찰할 수 있었는데, 이는 흑자색 유색미에 함유된 안 토시아닌에 기인한다고 판단된다.
, 2000). 또한 평균체중 19.91±1.80 kg의 돼지 15두를 대상으로 C3G가 함유된 쌀겨를 급여하여 생리학적 이용성을 평가한 결과 일반쌀겨, C3G 함유 쌀겨를 각각 2%와 4%로 첨가한 처리구간 사양성적은 유의한 차이를 보이지 않았으나 콜레스테롤과 중성지방 함량이 C3G 쌀겨를 처리한 돼지에서 일반쌀겨를 처리한 돼지에 비해 낮은 것으로 관찰되었고, 특히 C3G 쌀겨를 4%로 처.리한 처리구에서 가장 낮았다.
질병의 예방, 노화억제, 돌연변이 억제 등 다양한 생리활성을 나타내는 안토시아닌 색소 C₃G가 다량 함유되어 있는 흑자색 유색미의 성분연구를 수행한 결과 9가지의 천연화합물을 분리하였으며, 그 중 항산화 기능이 매우 뛰어난 페놀성 화합물 oryzafuran을 최초로 분리 그 구조를 확인하였다. 또한 allantoin과 같은 알칼로이드도 쌀에서는 처음으로 분리하였다.
그러나 환원력에서는 일반 백미의 추출물보다 유 색미에서 더 우수한 능력이 관찰되었고, 이러한 결과는 DPPH 라디칼 소거능력에서도 같 았다. 특히 유색미 품종에서도 적진주벼와 같은 적갈색미에 비해 흑진주벼와 같은 흑자색 유색미에서 더 높은 항산화 능력을 관찰할 수 있었는데, 이는 흑자색 유색미에 함유된 안 토시아닌에 기인한다고 판단된다. 식물계에 널리 분포하는 안토시아닌은 강력한 기능의 천연항산화제로 알려져 있다.
리한 처리구에서 가장 낮았다. 항산화 능력의 지표라고 할 수 있는 GOP （glutamate oxaloacetate transaminase）, GPT （glutamate pyruvate transminase） 수준은 통계적으로 유의하지는 않았지 만 C3G가 함유된 쌀겨를 먹인 처리구에서 낮은 수치를 보였다.
이들은 모두 강력한 항 산화 능력으로 유명한 화합물들이다. 현미 추출물에 대한 항산화 기능을 FTC, 환원력, 그리고 DPPH 라디칼 소거능력 등을 통해 평가한 결과 일품벼 및 추청벼와 같은 일반백미 와 흑진주벼, 흑향찰벼, 적진주벼와 같은 유색미 모두에서 순수한 a-토코페롤과 유사한 높은 항산화 능력을 관찰할 수 있었다. 그러나 환원력에서는 일반 백미의 추출물보다 유 색미에서 더 우수한 능력이 관찰되었고, 이러한 결과는 DPPH 라디칼 소거능력에서도 같 았다.
흑자색미에 함유된 안토시아닌 함량은 유전적 특성 이외에도, 재배시기, 재배지역, 등 숙기 기상환경 등의 영향을 크게 받는 것으로 확인되었다. 흑진주벼를 대상으로 안토시아닌 함량에 재배시기가 미치는 영향을 평가한 결과 4월 1일 파종한 처리구에서 C3G 함량은 471.
흑자색미에 함유된 안토시아닌 함량은 유전적 특성 이외에도, 재배시기, 재배지역, 등 숙기 기상환경 등의 영향을 크게 받는 것으로 확인되었다. 흑진주벼를 대상으로 안토시아닌 함량에 재배시기가 미치는 영향을 평가한 결과 4월 1일 파종한 처리구에서 C3G 함량은 471.5 （mg/100 g 현미） 수준이었고, 그 보다 20일 늦게 파종한 경우 （보통기 재배） 371.1 （mg/100 g 현미） 수준으로 약 100 mg 정도 낮았다..

후속연구

그러나 쌀의 주목적(1차 기능) 이외의 각종 질병의 예방 및 치료에 효과적인(3차 기능) 성분을 다량 함유하고 있는 쌀의 개발은 아직도 미미한 수준이다. 따라서 본고를 통해 쌀이 가지고 있는 여러 기능성 성분들에 관한 연구결과를 제시하여 쌀의 기능성을 부각시키고 산업적 이용을 촉진하여 국민보건 향상에 기여하고 나아가 농가소득 증대에 기반이 되어 갈수록 축소되는 농경지 면적을 유지할 수 있는 계기가 되기를 기대한다
이러한 결과를 통해 흑자색 유색미는 식용이상의 역할을 수행할 것으로 판단된다. 아울러 이러한 성분의 정량 분석 방법과 합성과 관련된 메커니즘, 성분의 약리적 기능, 유전자원평가 등 산업화를 위한 체계적인 연구가 수행되어야 할 것이며, 더 나아가고 C₃G, 저단백, 저 알레그렌, 고불포화지방산 등과 같은 다기능성 유색 미 품종을 육성 보급함으로써 국민보건 및 농가소득에 크게 기여할 것으로 판단된다. 특히 이와 같은 성분이 주로 분포하는 미강은 도정과정을 통해 대부분 제거되기 때문에 회수하기가 용이하고, 따라서 부산물로 발생하는 흰쌀을 식품가공분야에서 이용할 수 있어 산업적으로 가치가 매우 높다고 판단된다.

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