초록 ▼

○ 연구결과
제주도에서 재배되는 친환경적인 방법으로 재배된 감귤(Citrus unshiu)을 대상으로 플라보노이드 조성에 대해 연구하였다. narirutin과 hesperidin은 감귤과 감귤박에 존재하는 주요 플라보노이드이며, 친환경 재배에 의해 그 함량은 증가한다. 압착공정을 거친 감귤 부산물로부터 플라보노이드를 정제하는 것은 쉽지 않으므로, 감귤박으로부터 플라보노이드를 정제하였다. narirutin은 헤스페리딘에 비해 수용성이 높지만 쓴맛이 강한 성질 때문에 개발이 뒤쳐져 있다. 때문에 narirutin에 중점을 두어 감

○ 연구결과
제주도에서 재배되는 친환경적인 방법으로 재배된 감귤(Citrus unshiu)을 대상으로 플라보노이드 조성에 대해 연구하였다. narirutin과 hesperidin은 감귤과 감귤박에 존재하는 주요 플라보노이드이며, 친환경 재배에 의해 그 함량은 증가한다. 압착공정을 거친 감귤 부산물로부터 플라보노이드를 정제하는 것은 쉽지 않으므로, 감귤박으로부터 플라보노이드를 정제하였다. narirutin은 헤스페리딘에 비해 수용성이 높지만 쓴맛이 강한 성질 때문에 개발이 뒤쳐져 있다. 때문에 narirutin에 중점을 두어 감귤박으로부터 narirutin을 정제하여 확보하고, 그 생리기능성을 연구하였다.
Narirutin은 먼저 건조된 감귤박 분쇄 시료로부터 70% 에탄올을 추출용매로 이용하여 초음파추출법(Ultra-sonication extraction)을 통해 추출하였고 연속적으로 n-hexan을 이용해 현탁물질을 제거 후 농축하였으며 이 중 물에 가용성분을 획득하였다. 이렇게 얻은 narirutin 조추출물(crude narirutin)은 SD rat에 장기간 에탄올을 투여하여 지방간을 유도한 모델에 적용하여 효능을 확인하였다. 실험환경에 적응시킨 rat 중 지방간 유도군은 6주 동안 매일 2.87 mL의 에탄올을 투여하였으며, narirutin 투여군은 동량의 에탄올과 함께 초음파추출을 통해 얻은 narirutin을 278, 576 mg을 각각 동시 투여하였다. 에탄올의 섭취는 SD rat의 혈청 내 total cholesterol(TC)과 triglyceride(TG)의 함량을 증가시켰지만
narirutin 추출물의 투여로 TC와 TG를 모두 저감하는 효과를 나타내었다. 에탄올의 섭취에 의한 또다른 영향으로 간지질 함량이 227.0 mg/g 으로 증가하였으나 narirutin 고식이군(576 mg/rat/day)에 있어서는 186.9 mg/g으로 에탄올 섭취군에 비해 감소하였다. 간 내 지방산 조성을 분석한 결과에서는 narirutin 섭취에 의해 oleic acid의 TG로의 접합을 억제한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 narirutin 추출물의 알코올성 지방간 억제제로 이용가능성을 증명하였다.
세포실험에서 확인한 narirutin의 항염증 기작을 검증하기 위해 ICR mouse를 이용한 동물실험을 수행하였다. 에탄올을 섭취시키지 않은 정상군과 40% 에탄올을 투여한 에탄올 투여군으로 구분하였으며, 에탄올 투여군은 에탄올 대조군과 narirutin 저식이군(150 mg/kg/day), narirutin 고식이군(300 mg/kg/day)으로 구분하였다. 8주간의 장기투여 후, 에탄올 대조군의 간 조직 내 TG 함량은 증가하였으나 narirutin 식이군은 농도의존적으로 TG가 감소되었다. 반면, TC의 함량은 변화되지 않음이 관찰되었다. 혈청 내 GOT와 GPT를 분석한 결과 narirutin 식이군이 에탄올 투여군에 비해 낮은 측정치를 나타내었는데, 이는 narirutin이 만성적인 알코올 섭취에 의한 간조직 손상을 억제시킨다고 추론할 수 있다. 비록 간조직에서의 endotoxin 생성량에는 큰 차이가 없었지만, 간조직 내 NF-κB의 발현 역시 narirutin 식이에에 의해 억제됨이 관찰되었다. 간섬유화 및 세포괴사의 억제 등의 결과와 더불어 감귤박으로 얻은 narirutin은 알코올성 간질환을 억제할 수 있는 소재로써 가능성을 확인할 수 있었다.
친환경 감귤 농축액을 원료로 한 과실주의 플라보노이드 및 알코올 발효능에 대한 최적 효모 및 효소제 조건을 조사한 결과, cellulase를 0.5%(w/v) 첨가하여 50℃에서 약 1시간 처리가 적합한 것으로 나타났다. 기능성이 향상된 감귤 과실주를 개발하기 위해 감귤 가수분해물의 알코올 발효특성을 조사한 결과, 감귤 과실주의 최적 제조조건은 친환경 감귤전과, 효모 S. bayanus EC-1118, 초기당도 24°Brix(설탕) 및 초기산도 0.2%로 나타났다. 상기의 최적 조건으로 제조된 자가제조 감귤와인(A)과 시판 감귤와인(B, C) 2종의 품질특성을 조사한 결과, 자가제조 감귤와인(A)이 fusel oil류 및 비배당체 플라보노이드 함량이 높았고 관능적 기호도(감귤맛 및 전반적 기호도)도 높게 나타나 시판 감귤와인(B, C)과 비교하였을 때 품질면에서 우수한 것으로 나타났다.
감귤추출물을 첨가한 요구르트 개발은 발효 유제품의 알코올성 간질환 억제 활성을 확인하였다. narirutin 조추출물에 다른 조성물을 ABT-D 배양조건에서 혼합하여 발효시키면 narirutin은 rhamnosidase의 작용에 의해 naringenin-7-O-glucoside로 변환된다. 품미의 향상을 위해 narirutin 강화 요구르트의 최적 제조 공정을 추적하였다. narirutin 조추출물의 ABT-D 배양조건에서의 발효는 발효전보다 기호도가 증가함을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results of R&D
Citrus fruits(Citrus unshiu) that were eco-frendly cultivated in Jeju-Do were investigated for their flavonoids composition. Narirutin and hesperidin were two major flavonoids in citrus fresh and peel,and eco-frendly cultivation caused more flavonoids found in them. Since there

Ⅳ. Results of R&D
Citrus fruits(Citrus unshiu) that were eco-frendly cultivated in Jeju-Do were investigated for their flavonoids composition. Narirutin and hesperidin were two major flavonoids in citrus fresh and peel,and eco-frendly cultivation caused more flavonoids found in them. Since there were difficulties in purifying flavonoids from physically pressed citrus products, it was decided to utilize dried citrus peels for flavonoids purification. Although narirutin is bitter than hesperidin and water-soluble and less investigation has been focused on it, we finally decided to purify narirutin from citrus peels and investigate its functional properties.
Narirutin was practically extracted from citrus peel through the ultra-sonication extraction method followed by washing with hexane and water. This crude narirutin extract was investigated for its anti-alcoholic fatty liver through chronic oral administration to Sprague Dawley (SD) rats. Crude narirutin extract, which was prepared by ultrasound-assisted extraction (UAE), was co-supplemented with ethanol (2.87ml/rat/day) at low and high dosages(20 and 40mg/rat/day, respectively) for 6 weeks. Ethanol consumption significantly elevated both total cholesterol (TC) and triglyceride (TG) concentrations in the serum of SD rats otherwise co-administration of crude narirutin extract lowered both serum TG and TC levels. Ethanol consumption caused hepatic lipid content of 227.0mg/g liver after 6 weeks whereas co-administration of crude narirutin extract, especially at high dosage, significantly reduced it to 186.9mg/g liver. Analysis of hepatic fatty acids revealed that crude narirutin extract suppressed conjugation of oleic acid into TG. These results support probableapplication of crude narirutin extract as an anti-alcoholic fatty liver agent.
Narirutin was further purified from crude extract by extracting with ethyl acetate. Purity of narirutin reached to 75%. This purified narirutin was further investigated for its anti-alcoholic liver disease. Since inflammation in hepatic tissues that are caused by endotoxin produced by ethanol consumption plays key role in initiating alcoholic liver disease such as liver steatosis and necrosis, anti-inflammation activities of narirutin were examined by using Raw cells. Addition of narirutin significantly suppressed production of nitric oxide that was caused by stimulation from LPS. This suppressive activities of narirutin seemed to come from suppressive action of narirutin against expression of NOS-2.
To verify such anti-inflammation activities of narirutin, animal experiment was performed. Animal used for this experiment was ICR mouse and they were fed with either normal diet or 40% ethanol. The ethanol fed group was further divided to low narirutin fed group(150mg/kg/day) and high narirutin fed group(300mg/kg/day). After 8 week feeding, ethanol fed group significantly increased in hepatic TG while no difference in hepatic TC was observed. EtOH + narirutin fed groups showed decreased hepatic TG values in feeding amounts-dependent manner. According to serum GOT and GPT analysis, EtOH + narirutin fed groups exhibited lower GOT and GPT value than EtOH fed group indicating that feeding narirutin suppressed hepatic tissue damage that was caused by chronic alcohol consumption. Expression of NF-κB in hepatic tissues was decreased by oral administration of narirutin. Hepatic necrosis and fibrosis were significantly suppressed by administration of narirutin indicating that narirutin from citrus peels can be used as a potent anti-alcoholic liver disease ingredient.
Citrus wine was produced by fermenting eco-friendly cultivated citrus fruits. The optimum enzyme treatment condition for citrus wine hydrolyzed by cellulase was enzyme concentration of0.5%(w/v), enzyme treatment temperature of 50℃ and enzyme treatment time of 1 hr. The present study investigated the alcohol fermentation characteristics of citrus hydrolysates for the development of citrus wine with enhanced functionality. As a result, optimum manufactural condition
of citrus wine was whole citrus, yeast of S. bayanus EC-1118, initial sugar content of 24 °Brix (sucrose) and initial acidity of 0.2%. A quality comparison among DIY citrus wine (A) and two commercialcitrus wines (B,C) was conducted in this study. As a result, DIY citrus wine (A) was shown to have superior fusel oils, flavonoid aglycone contents and sensory acceptability(citrus taste and overall acceptability), and to have superior quality compared to two commercial citrus wines.
Citrus extract fortifies yoghurt was processed to develop fermented dairy products with anti-alcoholic liver disease activities. When crude narirutin extract was added with other components before fermentation by ABT-D culture, narirutin was found to be converted to naringenin-7-O-glucoside by action of rhamnosidase. Sensory evaluation was performed to select the optimal process condition for citrus extract fortified yoghurt. It was found that adding crude narirutin extract after fermentation by ABT-D culturewas more favorable than adding it before fermentation.