우엉의 전처리 조건에 따른 열수 추출액의 이화학적 및 항산화적 특성
김이슬․김성호 대구대학교 식품공학과
Physicochemical and Antioxidant Characteristics of Hot Water Extracts on Pre-Treatment Conditions of Burdock (Arctium lappa L.)
Yi-Seul Kim and Seong-Ho Kim Department of Food Engineering, Daegu University
ABSTRACT This study investigated the physicochemical properties and antioxidant characteristics of pre-treated bur- dock (Arctium lappa L.) water extracts to determine the pre-treatment condition of raw burdock. Drying (D), drying after steaming (DS), drying after blanching (DB), roasting after drying (RD), roasting after DS (RDS) and roasting after DB (RDB) were set up as a pre-treatment conditions of burdock. Pre-treated burdock samples were extracted at 80°C for 3 hours and then extracts were investigated physicochemical properties and antioxidant characteristics.
Extraction yield and crude saponin of RD sample were higher than the other samples. Total sugar, reducing sugar and inulin contents of D sample were the highest in the samples. Total phenolic content, DPPH, ABTS radical scavenging activity, and nitrite scavenging activity as antioxidant characteristics of RD sample were showed the highest activity with 1,212.61 μg/mL, 82.67%, 66.30%, and 98.01%, respectively. Arctiin and chlorogenic acid content of RDS sample were the highest in the samples. In conclusion, crude saponin content, extraction yield and antioxidant characteristics of RD sample were highest in the pre-treated samples. Arctiin and chlorogenic acid content of RDS sample were highest in the pre-treated samples.
Key words: Arctium lappa L., burdock, pre-treatment, physicochemical properties, antioxidant characteristics
Received 30 April 2018; Accepted 28 May 2018
Corresponding author: Seong-Ho Kim, Department of Food Engi- neering, Daegu University, Gyeongsan, Gyeongbuk 38453, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-53-850-6536
서 론
국화과의 두해살이풀인 우엉(Arctium lappa L.)은 유럽, 시베리아, 만주 등지에 널리 분포하고 있으며 국내에서는 영남지방을 중심으로 많이 재배되고 있다(1). 우리나라는 오 래전부터 잎, 종자, 뿌리를 한방약재로 사용하고 있으며, 식 용으로는 뿌리를 우엉이라 칭하고 널리 이용되고 있다(2,3).
고문헌인『본초강목[本草綱目]』에서 “우엉은 오장의 나쁜 사기를 제거하고 손발의 허약함을 치료하며 중풍, 각기, 머 리에 나는 종기, 가래를 치료하고 하복부 내장의 통증을 치 료한다.”고 하였고,『본초비요[本草備要]』에서 “우엉은 피 를 깨끗하게 하고 열을 내리며 인후병과 기침 가래를 치료하 고, 모든 종기와 독을 제거시킨다.”고 기록되어 있다(1). 우 엉뿌리의 일반성분은 수분함량 81.95%, 단백질 1.54%, 지 질 0.13%, 당질 15.45%, 회분 0.93%라 보고된 바 있으며 (4), 우엉뿌리 추출물에는 건조물 함량으로 33.5%의 이눌린 을 함유하고 있다고 보고되었다(5). 우엉의 주요 성분에는
chlorogenic acid, caffeic acid와 같은 caffeoylquinic acid 유도체가 있으며, cynarine이나 arctiin, arctigenin, quer- cetin 등의 phenolic compounds가 존재한다(6,7). 우엉이 갖는 효과에 대한 연구로는 우엉의 에탄올추출물이 직접 항 돌연변이능을 나타내지 않았으나 높은 항산화 활성을 가지 므로 간접적으로 항돌연변이 또는 항노화에 긍정적인 영향 을 미칠 것이라고 보고하였다(8). 인간 유래 폐 상피세포 A549를 이용하여 염증반응을 유발하고 유지하는 데 중요한 역할을 하는 ICAM-1에 대한 우엉의 억제적 조절 효과를 평가하였고, 염증매개인자로 알려진 NO와 이의 생성에 영 향을 미치는 iNOS의 발현조절에서도 우엉이 억제 효과가 있음을 보고하였다(9). 지질과산화에 미치는 영향은 현재 약 재로서 많이 연구된 우방자뿐만 아니라 우엉뿌리 추출물 역 시 지질 산화 억제작용을 나타낸다고 보고하였다(10).
우엉은 우수한 생리활성이 있음에도 불구하고 특유의 떫 은맛으로 인해 식품의 응용이 제한되고 있다. 따라서 생우엉 을 식품, 조리용으로 활용하기 위해서 대개 열처리를 통해 떫은맛을 제거하는데, 이는 떫은맛을 제거할 뿐만 아니라 식품에 맛과 향을 부여하고 유용성분을 극대화하는 장점을 가진다(11). 그러나 열처리를 하면 영양소들이 파괴되며 활 성 물질이 손실된다고 알려져 있다(2). 하지만 최근 과일과 채소를 사용하여 만든 가열조리식품이 조리 과정 중에 다양
Arctium lappa L.
Washing
Slicing (thickness 0.5 mm)
Raw (non-treatment)
Steaming (100°C 20 min)
Blanching (100°C 30 min)
Hot-air drying (50°C 22 h)
Roasting (220°C 5 min)
Hot water extraction (80°C 3 h)
Fig. 1. The flow chart of sample preparation for experiments.
한 화학적 변화가 일어나면서 페놀성 화합물이 증가한다는 연구결과(12)가 보고됨에 따라 현재에는 여러 소재에 대하 여 가열처리가 시도되고 있다.
우엉의 열처리에 관한 연구는 증건 횟수에 따른 우엉의 이화학적 변화 및 관능적 특성연구(4), 증숙 및 볶음처리에 따른 우엉차의 품질특성(11)과 조리조건에 따른 우엉뿌리 의 항산화 활성 및 페놀성 화합물 분석(2) 등이 있지만, 우엉 을 증자, 데치기, 건조, 볶음처리 등의 다양한 조건을 사용하 여 전처리하여 항산화 활성과 유효성분 변화를 비교한 연구 는 다소 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우엉을 다 양한 열처리 조건으로 전처리하고 우엉추출물의 항산화 활 성 및 유효성분의 변화를 분석하여 용도에 맞는 적절한 전처 리 조건을 확립하고자 하였다.
재료 및 방법
재료
본 연구에서 사용된 우엉뿌리는 경북 안동에서 재배되어 2016년 9월에 채취한 우엉을 농업회사법인 (주)들산초 (Gyeongsan, Korea)로부터 제공받아 냉장 저장하면서 사 용하였다.
우엉의 건조 전처리
우엉의 건조 전처리 방법은 Fig. 1과 같다. 즉 우엉을 수세 한 후 일정한 크기(0.5 cm)로 세절하여 골고루 섞은 다음 증 자와 데치기를 하였다. 증자는 증자기(LAC-5060S, Lab- tech, Namyangju, Korea)에서 100°C에서 20분 동안 실시
하였고, 데치기는 100°C에서 30분 동안 처리하였다.
우엉의 건조 및 볶음처리
생우엉(raw), 증자한 우엉과 데친 우엉을 50°C에서 22시 간 동안 건조한 건조처리 그룹과 건조 후 볶음처리를 한 그룹 으로 나누었다. 볶음처리는 건조된 우엉을 볶음기(JIS- E04, Jeil Tech, Yongin, Korea)를 사용하여 220°C에서 5분간 처리하여 볶음이 완료되면 즉시 실온에서 냉각시켰 다. 위와 같이 처리한 시료 그룹은 생우엉 건조(D), 증자 후 건조(DS), 데치기 후 건조(DB), 건조 후 볶음(RD), 증자 건 조 후 볶음(RDS), 데치기 건조 후 볶음(RDB) 등으로 구분하 였다.
전처리 조건별 우엉의 열수 추출 및 추출수율
전처리 조건별로 처리한 우엉을 마쇄한 시료에 20배의 증류수를 넣고 항온수조(BW-20G, Jeio-Tech Co., Ltd., Daejeon, Korea)를 이용하여 90°C에서 3시간 동안 열수 추출하였으며 추출액은 8,000 rpm에서 10분 동안 원심분 리(VS-24SMTI, Vision Scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea) 하였다. 추출수율은 항량을 구한 수기에 추출액을 취해 105°C에 건조한 후 그 무게를 측정하여 추출에 사용된 건물량에 대한 백분율로써 추출수율을 계산하였다(11).
총당 및 환원당 함량 분석
우엉 전처리 추출액의 총당 함량은 phenol-sulfuric acid 법(13)으로 측정하였다. 즉 시료 1 mL에 5%(v/v) 페놀용액 1 mL와 95% 황산 5 mL를 가하여 발열시킨 후 30분 동안 상온에서 방치하였으며, 분광광도계(UVmini-1240, Shi- madzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 470 nm에서 흡광도를 측정하였다. 우엉추출액의 환원당은 dinitrosalicylic acid (DNS; Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 법(14)으 로 측정하였다. 즉 시료 1 mL에 DNS액 1 mL를 혼합한 뒤 끓는 물에서 5분 동안 반응시킨 후 방랭한 것을 분광광도계 를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이눌린 함량 분석
우엉 전처리 추출액의 이눌린 함량은 Lingyun 등(15)의 방법을 이용하였다. 즉 phenol-sulfuric acid 법을 통하여 총당 함량을 구하고 DNS법을 이용하여 환원당 함량을 측정 하여 아래의 식을 통하여 산출하였다.
Inulin content (mg/mL)＝Total sugar content (mg/mL)
－ reducing sugar content (mg/mL)
조사포닌 함량 측정
우엉 전처리 추출액의 조사포닌 함량은 n-butanol 추출 법(16)에 따라 측정하였다. 시료 30 mL에 diethyl ether 30 mL로 2회 반복 추출하여 지용성 성분을 제거하였다. 이후 수포화부탄올 30 mL를 가하여 3회 반복 추출한 후 항량한
Fig. 2. Moisture content of burdock samples on the drying time at 50°C. ―◆―, blanched burdock; ―▲―, raw burdock; ―■―
steamed burdock. Means with different capital letters (A-C) in the same drying time indicate significant differences (P<0.05).
Means with different small letters (a-e) in the same burdock sample indicate significant differences (P<0.05).
농축 플라스크에 회수하여 감압 농축하였으며, 이를 105°C 에서 건조 및 항량하여 조사포닌 함량을 구하였다.
총 폴리페놀 함량 측정
우엉 전처리 추출액의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 법(17)에 따라 비색 정량하였다. 즉 시료 1 mL에 2 N Folin- Ciocalteu 시약(Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 1 mL를 넣어 3분 방치한 후 10% Na2CO3 1 mL를 넣어 진탕하고 1시간 동안 실온에서 방치하여 700 nm에서 흡광 도를 측정하였으며, gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 이 용한 표준곡선으로 값을 환산하였다.
ABTS 라디칼 소거 활성능 측정
ABTS 라디칼 소거 활성능은 Re 등(18)의 방법을 이용하 였다. 7 mM 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6- sulfonic acid)(ABTS; Sigma-Aldrich Co.)와 2.45 mM potassium persulfate(K2S2O8; Sigma-Aldrich Co.)를 1:1 비율로 혼합하고, 빛이 차단된 실온에서 16시간 이상 보관 하여 ABTS 라디칼을 생성시킨 후 734 nm에서 흡광도가 0.7이 되도록 메탄올로 희석하여 사용하였다. 메탄올로 희 석한 용액 2.9 mL와 전처리 추출액 시료 0.1 mL를 혼합하 고, 10분 후 분광광도계를 사용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 실험구와 음성 대조 구의 흡광도를 구하여 백분율(%)로 표시하였다.
DPPH 라디칼 소거 활성능 측정
DPPH 라디칼 소거 활성능(19)은 1 mM 1,1-diphenyl- 2-picrylhydrazyl(DPPH; Sigma-Aldrich Co.) 용액을 50
% 에탄올(Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 흡광도를 1.0으 로 조정한 후 우엉 전처리 추출액 시료 1 mL에 DPPH 용액 4 mL를 가한 뒤 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 다음 분광광도계를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
DPPH 라디칼 소거 활성은 실험구와 음성 대조구의 흡광도 를 구하여 백분율(%)로 표시하였다.
아질산염 소거능 측정
우엉 전처리 추출액의 아질산 소거능은 Kato 등(20)의 방법에 따라 다음과 같이 측정하였다. 1 mM의 NaNO2 용액 1 mL에 시료 1 mL를 첨가하고 0.1 N HCl 9 mL를 첨가한 후 37±1°C에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응액 1 mL에 2%
acetic acid 5 mL를 첨가하고 Griess 시약(Sigma-Aldrich Co.) 0.4 mL를 가하여 혼합한 뒤 실온에서 15분간 방치한 후 분광광도계를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였 다.
Arctiin 및 chlorogenic acid 함량 분석
우엉 전처리 추출액의 arctiin 및 chlorogenic acid(Sig- ma-Aldrich Co.) 함량 분석을 위해 시료를 0.45 μm mem-
brane filter로 여과하여 HPLC(2695 Alliance HPLC, Wa- ters Co., Milford, MA, USA)로 분석하였다. 칼럼은 X- bridge C18 column(150×4.6 mm, 3.5 μm, Waters Co.)을 사용하였으며, 이동상으로는 acetonitrile(A)(Waters Co.) 과 0.1% phosphoric acid(B)(Sigma-Aldrich Co.)를 사용 하였다. 이동상의 비율(A:B)은 5:95(0 min)에서 25:75(35 min), 35:65(65 min), 5:95(70 min)로 순차적으로 변화시 켜 측정하였고, 유속은 1 mL/min, 파장은 280 nm로 70분 동안 측정하였다(21).
통계처리
모든 분석값은 3회 반복 측정하였으며 평균±표준편차로 표현하였다. 또한, 통계분석은 각 시료군을 Statistical Anal- ysis System, version 9.0 program(22)을 사용하여 평균±
표준편차를 산출하였고, 각 군의 평균 간 유의적 차이를 검 증하기 위해 Duncan’s multiple range test를 실시하였다 (P<0.05).
결과 및 고찰
우엉 건조시간 검토
전처리 조건(Fig. 1)별 건조시간에 따른 수분함량 측정 결과는 Fig. 2와 같다. 50°C에서 14시간 건조하였을 때 데 친 우엉의 수분함량이 가장 높았으나, 18시간 건조하였을 때는 생우엉의 수분함량이 가장 높았다. 22시간 건조한 후 의 수분함량은 생우엉이 7.37%였고 24시간 건조한 후 수분 함량은 DB 5.55%, DS 5.89% 및 D가 7.1%로 22시간 건조 한 이후의 각 시료의 수분함량이 거의 일정한 값을 나타내 어, 전처리한 우엉의 건조처리시간을 22시간으로 정하여 실 시하였다.
A
B
C
g a
a
a e
e
e
d
d
d b
b
b
c
c
c c c
f
e f
Fig. 3. Total sugar (A), reducing sugar (B), and inulin (C) con- tents of burdock extracts on pre-treatment conditions. D, drying;
RD, roasting after drying; DS, drying after steaming; RDS, roast- ing after DS; DB, drying after blanching; RDB, roasting after DB. Values are mean±SD. Means with different letters (a-g) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.
우엉추출액의 총당, 환원당 및 이눌린 함량
전처리 조건별 우엉추출액의 총당, 환원당 및 이눌린 함 량을 측정한 결과는 Fig. 3과 같다. 총당 함량 측정 결과, D 시료 추출액이 22.56 mg/mL로 가장 높았고, 열처리를 할수록 함량이 줄어드는 것을 알 수 있었다. Lee 등(23)의 연구에 의하면 총당은 raw 시료에서 유의적으로 가장 높은 함량을 보였고 증건 과정이 반복됨에 따라 감소하였으며, 이는 증기처리 과정에서 수용성 당 성분의 유출에 의한 것으 로 사료된다고 보고하였다. Kwon과 Youn(11)의 증숙 및 볶음처리에 의한 우엉차의 품질특성 연구에서 우엉차의 총 당 함량은 찐 후 건조하여 볶음처리를 한 우엉차에서 가장 높았으며, 건조 후 볶음처리한 우엉차, 찐 후 건조한 우엉차 순으로 나타났다고 보고하였고 볶음처리를 한 우엉차에서 총당이 증가한다고 보고하여 본 실험의 결과와 유사하였다.
환원당 함량 또한 D 시료가 4.40 mg/mL로 가장 높았고, DB 시료가 2.41 mg/mL로 가장 낮은 함량이었다. Raw 시료 보다 전처리한 우엉 시료추출액이 전체적으로 환원당 함량
이 증가한 경향을 나타내었으나, 증자 및 데치기 후 볶음처 리한 시료는 D 시료보다 낮은 환원당 함량을 보였다. 이는 열수 및 증자처리 과정에서 수용성의 환원당 성분의 유실에 의한 것으로 생각한다. Lee(4)는 생우엉에서 119.75 mg/g 의 환원당 함량을 보였고 3회 증건 우엉에서 최대치인 377.00 mg/g에 도달한 결과를 보고하였다. 이는 생우엉보 다 증건하였을 경우 환원당 함량이 증가한 본 연구의 결과와 유사한 결과를 보였다. 로스팅 온도에 따른 맥문동의 이화학 적 특성 연구(24)에서는 볶음처리한 맥문동에서 환원당이 급격하게 증가하는 경향을 보였으며, 이는 볶음처리 시 가해 지는 열로 인하여 올리고당을 구성하는 당의 일부 결합이 분해되고 가열에 의해 수분이 증발함에 따라 수용성 물질의 추출이 쉽게 맥문동의 조직구조가 변형된 결과에 기인한다 고 한 보고와 본 연구 결과가 일치하는 것으로 나타났다.
이눌린 함량 역시 D 시료 추출액에서 7.95 mg/mL로 가 장 많은 양의 이눌린을 함유하였으며, RD 시료의 이눌린 함량은 7.00 mg/mL로 감소하였으나 RD 시료가 RDS 시료 보다 함량이 높은 것으로 나타났다. Lee(4)의 연구에서 생 우엉이 가장 많은 양의 이눌린을 함유하고 있었고, 증건 횟 수에 따라 점차 감소하다가 4회 이후부터 유의적인 변화가 없었다는 연구 결과가 이눌린과 같은 비환원당이 열작용에 의한 분해로 다량의 저분자의 환원당으로 생성된 결과라는 보고와 본 연구의 결과가 일치되는 것으로 나타났다.
우엉추출액의 조사포닌 함량 및 추출수율
우엉추출액의 조사포닌 함량과 추출수율을 측정한 결과 는 Fig. 4와 같다. 조사포닌 함량 측정 결과, 건조 후 RD 시료 추출액이 0.35%로 가장 높았고, RD> RDS> RDB 순으 로 나타났다. 또한, 볶음처리를 한 것이 볶음처리를 하지 않 은 것보다 더 높은 조사포닌 함량을 보여, Lee 등(25)의 맥 문동의 조사포닌 함량이 볶음처리를 함에 따라 증가한다는 보고와 본 연구의 결과가 유사하였다. 볶음처리를 하였을 때 조사포닌 함량의 증가는 전처리 과정 중의 열처리 등으로 우엉 조직의 구조가 변형됨에 따라 나타난 결과라 생각되며, 이는 세포벽과 분자구조가 파괴됨에 따라 조직이 연화되어 나타난다는 결과(26,27)와 일치하는 것으로 생각된다. 또 한, 증건 처리한 시료의 조사포닌 함량이 낮게 나타난 결과 는 Ahn 등(28)이 더덕 육질의 조사포닌 함량이 증건한 시료 가 다른 가열처리 시료보다 그 함량이 적었다는 보고와 본 연구의 결과가 유사한 경향을 보였다.
추출수율은 RD 시료 추출액이 62.99%로 가장 높은 수율 을 보였고, D> RDS> RDB> DS> DB 시료 순으로 나타났다.
볶음처리를 함에 따라 추출수율이 증가하는 경향을 보였으 며, 증자, 데치기 처리를 함에 따라 추출수율이 감소하는 경 향이었다. Lee 등(23)은 생우엉의 추출수율이 가장 높았고 증건 처리할수록 점차 감소하는 경향을 보였으며, 이는 증건 과정에 따라 초기의 수용성 저분자 물질의 용출, 고분자물질 의 분해 및 용출에 따른 것이라는 결과와 본 연구 결과가
A B
e
bc bc
d a
b c
g b
e f
a c d
Fig. 4. Crude saponin (A) and extraction yield (B) of burdock extracts on pre-treatment conditions. D, drying; RD, roasting after drying; DS, drying after steaming; RDS, roasting after DS; DB, drying after blanching; RDB, roasting after DB. Values are mean±SD.
Means with different letters (a-g) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.
A B
C D
g
d e
f a
c b c
e e
f a
d b
a
e f
g b
d c
f e d
g a
b c
Fig. 5. Antioxidant characteristics of burdock extracts on pre-treatment conditions. (A) total phenolic content, (B) DPPH radical scavenging activity, (C) ABTS radical scavenging activity, (D) nitrite scavenging activity. D, drying; RD, roasting after drying;
DS, drying after steaming; RDS, roasting after DS; DB, drying after blanching; RDB, roasting after DB. Values are mean±SD.
Means with different letters (a-g) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.
일치하였다.
우엉추출액의 총 페놀 함량
우엉의 카페산 유도체(caffeic acid, chlorogenic acid 등)와 quercetin 등의 폴리페놀 물질은 항산화 활성 및 종양 억제에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(29,30). 전처리 조건별 우엉추출액의 총 페놀 함량을 측정한 결과는 Fig.
5A와 같다. 우엉을 건조처리만 행한 경우에서는 D> DS>
DB 시료 순으로 총 페놀 함량이 높았고, 건조 후 볶음처리를 하였을 경우에는 RD> RDB> RDS 시료 순으로 총 페놀 함량 이 높은 것으로 나타났다. 전처리 실험군들에서 건조만 한
것보다 건조 후 볶음처리에 따라 총 페놀 함량이 높아지는 경향을 보였으며, RD 시료가 1,212.61 μg/mL였고 D 시료는 346.41 μg/mL로 RD 시료가 D 시료보다 약 3.5배 이상 높은 함량을 보였다. RD 시료가 RDB 시료 및 RDS 시료 처리군보 다 함량이 높은 것은 고온의 증자와 데치기 과정에서 수용성 의 페놀성 화합물들이 유출된 결과라 생각한다. 이는 Lee 등(31)이 결명자의 볶음 온도, 볶음 시간에 따른 폴리페놀 함량은 250°C를 제외한 볶음 온도에서 시간에 따라 증가한 다는 보고와 Xu 등(32)이 감귤류 껍질의 페놀성 화합물은 가열 전보다 가열 후의 페놀성 화합물이 증가하였고 이러한 경향은 가열처리에 의한 내부조직의 파괴로 인해 페놀성 화
A
B
f d
c b
e
a a
c
f
e de d
b
c
Fig. 6. Arctiin (A) and chlorogenic acid content (B) of burdock extracts on pre-treatment conditions. D, drying; RD, roasting af- ter drying; DS, drying after steaming; RDS, roasting after DS;
DB, drying after blanching; RDB, roasting after DB. Values are mean±SD. Means with different letters (a-f) are significantly dif- ferent (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.
합물이 쉽게 추출되어 함량이 증가한다고 한 보고와 본 실험 의 결과가 유사한 경향으로 생각된다.
우엉추출액의 DPPH 라디칼 소거 활성능
DPPH 라디칼 소거 활성능 측정 결과(Fig. 5B), 건조처리 만 한 시료들의 추출액은 raw 추출액의 활성보다 낮게 나타 났다. DS 시료가 32.92%로 가장 높은 활성을 보였고 D>
DB 시료의 순이었으나, 건조 후 볶음처리한 시료 추출액에 서는 RD 시료가 82.67%, RDB 시료가 70.12%로 생우엉보 다 활성이 높게 나타났다. 전체적으로 건조처리만 한 우엉추 출액보다 건조한 후 볶음처리한 우엉추출액의 활성능이 더 높은 것으로 나타났다. Yamaguchi 등(33)은 우엉의 자유라 디칼 소거 활성능이 당근, 양파 등 18가지 채소 중에서 가장 높았고 가열하였을 때 활성이 더욱 증가하였다고 하였으며, Park 등(34)은 우엉차의 항산화 활성 연구에서 볶은 우엉이 건조 우엉보다 높은 DPPH 라디칼 소거 활성능을 보였다고 하였고 맥문동(24), 팥차(35) 및 자색고구마(36)도 볶음처 리를 함에 따라 DPPH 라디칼 소거 활성능이 유의적으로 증가한다는 결과와 본 실험의 결과가 유사한 경향을 보였다.
우엉추출액의 ABTS 라디칼 소거 활성능
전처리에 조건에 따른 우엉추출액의 ABTS 라디칼 소거 활성능을 측정한 결과는 Fig. 5C와 같다. 전처리 시료의 추 출액 중 ABTS 라디칼 소거 활성능은 건조처리만 한 시료 중에서 D 시료가 가장 높은 활성을 보였으며, 건조 후 볶음처 리를 한 경우에는 RD 시료가 66.30%로 가장 높았고, RDB>
RDS 시료의 순으로 높은 활성을 보였으며 총 페놀 함량과 마찬가지로 건조처리만 한 우엉보다 건조 후 볶음처리한 시 료가 전체적으로 더 높은 활성을 보였다. 그러나 전체적으로 전처리한 시료 추출액의 ABTS 라디칼 소거 활성능은 생우 엉의 활성능보다 낮은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 폴리 페놀 물질과는 달리 ABTS 라디칼 소거 활성과 관련이 있는 일부 성분 등은 증자 등의 전처리 과정에서 유실됨으로써 활성능이 낮아지는 결과라 생각된다. 이는 Ahn 등(28)이 증 건한 더덕 열수 추출액의 ABTS 라디칼 소거 활성능이 낮았 고, 찌거나 데치는 과정에서 산화방지 성분들이 물에 용출되 어 손실된 것으로 추측된다고 보고한 것과 유사한 이유라 생각된다. 또한, 건조처리한 것보다 건조 후 볶음처리한 시 료의 활성능이 높은 것은 Kwon과 Youn(11)이 증숙 후 볶음 처리한 우엉차에서 높은 ABTS 활성을 보였다고 한 결과와 Park 등(34)이 볶음처리를 한 우엉차가 건조처리만 한 우엉 차보다 ABTS 라디칼 소거 활성이 높았다는 결과와 본 연구 가 일치되었다. 이러한 결과는 건조처리 등의 과정에서 항산 화에 관여하는 일부 성분 등이 유실되기도 하지만, 고온의 볶음처리 과정에서 Maillard 반응 등에 의하여 일부 항산화 관련 성분 등이 생성되어 나타난 결과라 유추된다.
우엉추출액의 아질산염 소거 활성능
아질산염 소거 활성능 측정 결과(Fig. 5D) 건조처리만 한 시료들에서는 DS> D> DB 시료의 순으로 높은 활성을 보였 으며, 건조 후 볶음처리를 한 시료 중 RD 시료가 98.01%로 가장 높은 값을 보였고 RDS> RDB 시료의 순으로 높은 활성 을 보였다. 전체적으로 건조처리만 한 시료보다 건조 후 볶 음처리를 한 우엉이 월등히 더 높은 활성 값을 보였다. Kato 등(20)은 식품의 가공, 조리 중에 생성되는 Maillard 반응 생성물이 아질산염 소거 활성능을 보인다고 보고하였다.
Bae(24)의 연구에서 맥문동의 볶음처리에 따라 생성되는 갈색도와 아질산염 소거작용과의 상관관계를 조사한 결과 높은 상관계수를 보였다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 볶음처리를 한 우엉이 높은 아질산염 소거능을 나타내는 것 역시 볶음처리로 인한 melanoidin 물질 등이 생성되어 아질 산염 생성 억제작용을 하였을 것으로 생각된다.
우엉추출액의 arctiin 및 chlorogenic acid 함량 분석 전처리 조건별 우엉추출액의 arctiin 및 chlorogenic acid 함량을 측정한 결과는 Fig. 6과 같다. Arctiin 함량은 RDS 시료에서 가장 높게 나타났고 raw 시료에서는 미량이었으 며, 건조 처리구에서는 D 시료보다는 DS 시료에서 높은 함 량 값이 나타났다. Liu 등(37)은 우엉 잎에서 약 0.03 mg/g
의 arctiin 함량이 분석되었다고 보고하였다. Chlorogenic acid 함량은 RDS 시료가 200.82 mg/100 mL로 가장 높았고 RD> RDB> DB> DS> D> raw 시료의 순이었으며, 건조 전 처리구들보다 볶음처리한 전처리구에서 chlorogenic acid 의 함량이 더 많이 검출되었다. Park 등(34)의 우엉차의 항 산화 활성 연구에서 건조한 우엉차의 chlorogenic acid보다 볶음처리를 한 우엉차의 chlorogenic acid가 더 높은 함량 이 나타났다고 하였고, Park(3)의 조리조건에 따른 우엉뿌 리의 페놀성 화합물 분석 연구에서 우엉을 조리함에 따라 chlorogenic acid 함량이 증가한다고 한 보고와 본 연구의 결과가 유사한 것으로 나타났다.
요 약
본 연구는 우엉의 활용도를 높이기 위하여 전처리 조건에 따른 추출액의 이화학적 성질과 항산화적 특성을 조사하였 다. 전처리조건은 건조구(D), 증자 후 건조구(DS), 데치기 후 건조구(DB), 건조 후 볶음구(RD), 증자건조 후 볶음구 (RDS), 데치기 건조 후 볶음구(RDB)로 설정하였다. 전처리 된 우엉은 80°C에서 3시간 동안 추출하였고, 추출된 시료는 이화학적 성질과 항산화 특성을 조사하였다. 추출수율은 RD 시료가 62.99%로 전처리 시료의 추출액 중에서 가장 높았 고, 조사포닌 함량 역시 RD 시료가 0.35%로 가장 높았다.
총당, 환원당, 이눌린 함량은 D 시료가 전처리 시료액 중에서 가장 높았다. 총 페놀 함량은 RD 시료가 1,212.61 μg/mL로 전처리 시료액 중 가장 높았고, DPPH, ABTS 라디칼 소거능 및 아질산염 소거능은 RD 시료에서 각각 82.67%, 66.30%
및 98.01%로 가장 높게 나타났다. Arctiin과 chlorogenic acid 함량은 RDS 시료에서 가장 높은 함량이었고, raw 시료 에서 가장 낮은 함량을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 조사포닌 함량, 추출수율 그리고 항산화능에서는 RD 시 료가 가장 높은 값을 보였고, arctiin과 chlorogenic acid 함량은 RDS 시료가 가장 높은 값으로 나타났다.
감사의 글
이 논문은 2014학년도 대구대학교 학술연구비(과제번호 20140414) 지원에 의한 논문임.
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