KR20090099805A - 초고압 처리를 통해 브로콜리의 설포라판 함량을 증폭하는방법 - Google Patents
초고압 처리를 통해 브로콜리의 설포라판 함량을 증폭하는방법 Download PDFInfo
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Abstract
초고압 처리를 통해 브로콜리 내의 설포라판 함량을 증폭시키는 방법이 개시된다. 상기 초고압 처리를 이용한 증폭 방법은, 브로콜리로부터 설포라판의 효과적인 증폭이 가능하고 비열처리 방식을 통해 제품 생산 분야에서 에너지 절감이 가능하다.
브로콜리, 설포라판, 글루코시놀레이트, 미로시나제, 초고압, 추출, 증폭
Description
본 발명은 초고압 처리를 통해 브로콜리의 설포라판 함량을 증폭시키는 방법에 관한 것이다.
브로콜리, 방울양배추 등의 십자화과 채소류에는 항산화, 항균, 항암 등의 생리활성이 밝혀져 있으며 다양한 임상실험을 통해 그 효능 및 효과가 검증된 바 있다.
브로콜리를 위시한 십자화과 채소류의 액포에는 이차대사산물인 글루코시놀레이트가 축적되어 있다. 글루코시놀레이트는 세포질에 존재하는 미로시나제에 의해 가수분해 되어 이소티오시아네이트계, 니트릴계, 인돌계 등으로 전환될 수 있다. 이들이 갖는 생리, 영양 또는 활성에 대한 연구가 어느 정도 진행된 부분은 있지만, 글루코시놀레이트를 유효활성 분해산물로 전환시키기 위한 최적 가공조건에 대한 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명의 일실시예의 목적은 초고압 처리를 통해 브로콜리의 설포라판 함량을 증폭하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은 브로콜리에 포함되어 있는 글루코시놀레이트와 전환효소인 미로시나제 간의 반응을 촉진하여 설포라판으로 전환을 유도하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 설포라판의 함량 증폭 방법은, 초고압 처리를 통해 브로콜리 내의 설포라판 함량을 증폭시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 설포라판의 함량을 증폭하는 방법은, 브로콜리로부터 설포라판을 효과적으로 증폭시켜 설포라판을 유효 성분으로 하는 기능성 제품 생산에 기여하는 효과가 있다. 또한, 초고압을 통한 비열처리 기술을 이용하기 때문에 에너지를 절감하는 효과가 있다.
본 발명은 초고압 처리를 통해 브로콜리 내의 설포라판 함량을 증폭시키는 방법에 관한 것이다.
브로콜리는 십자화과 채소류에 속하는 채소류이며, 설포라판은 브로콜리 내에 존재하는 항암성 물질이다. 본 발명은 브로콜리에 초고압 처리를 함으로써, 상기 설포라판의 함량을 효율적으로 증폭시키는 방법에 관한 것이다.
하나의 바람직한 예에서, 브로콜리에 물을 첨가하고 공기가 들어가지 않도록 밀봉한 다음, 밀봉된 시료에 초고압 처리장치를 이용하여 압력을 가하게 된다. 이러한 초고압 처리를 통하여, 브로콜리 내에 존재하는 글루코시놀레이트가 설포라판으로 전환되는 것을 유도하게 된다.
상기 초고압 처리는 200 내지 600 Mpa의 압력에서 행해지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 450 내지 550 Mpa의 압력에서 행해질 수 있다. 상기 압력이 200 Mpa 미만에서는 본 발명에서 요구되는 수준으로 설포라판의 함량을 증폭시키지 못하고, 600 Mpa를 초과하는 압력에서는 시료인 브로콜리 등이 파괴될 우려가 있기 때문이다.
상기 초고압 처리는 5 분 내지 30 분 동안 행해지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 분 내외의 시간 동안 행해지는 것이다. 상기 초고압 시간이 5 분 미만인 경우에는 충분한 반응 시간을 확보하지 못하고, 30 분을 초과하게 되면 처리 시간에 따른 효율이 저하되기 때문이다.
상기 설포라판은, 초고압 조건에서 브로콜리 내의 기질 물질인 글루코시놀레이트가 전환효소의 작용으로 인하여 생성되는 물질이며, 상기 효소는 바람직하게는 미로시나제일 수 있다. 상기 미로시나제는 브로콜리의 세포질에 존재하는 효소로 서, 브로콜리의 액포에 존재하는 글루코시놀레이트와 반응하여 설포라판으로 전환되도록 유도하는 역할을 하게 된다.
경우에 따라서는, 상기 초고압 처리 이후에, 상온에서 30 분 내지 2 시간 동안 방치하는 단계를 추가할 수 있다. 상기 초고압을 처리한 브로콜리를 상온에서 방치하게 되면, 브로콜리 내의 글루코시놀레이트와 미로시나제 효소가 반응하여 설포라판의 함량을 더욱 증폭시키는 효과가 있다. 이러한 효과를 위하여, 30 분 내지 2 시간 동안 상온에서 방치하게 되며, 보다 바람직하게는 약 1 시간 동안 방치할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예 등은 본 발명의 효과를 예시적으로 확인하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
브로콜리 30 g을 압력처리가 가능한 용기에 담고 물 100 ml을 첨가한 후, 공기가 들어가지 않도록 밀봉하여 시료를 준비하였다. 수압을 이용하여 압력을 가하는 초고압 처리장치를 준비하고, 준비된 시료를 상기 초고압 처리장치 내에 위치시킨다. 500 Mpa의 압력을 가하여 10 분 동안 초고압 처리를 실시하였다. 초고압을 처리한 브로콜리를 용기에서 꺼내고, 상온에서 1 시간 동안 방치하였다.
상기 브로콜리에 대하여, 압력 처리를 하기 전과 후의 모습을 도 1에 나타내 었다.
[실험예 1]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 브로콜리를 처리하되, 압력을 가하지 않은 경우(대조군) 및 압력을 100에서 500 Mpa까지 가한 경우에 대하여 실험을 실시하였다.
각 실험대상 시료들에 대하여, 브로콜리 내의 글루코시놀레이트와 미로시나제간의 반응성이 향상되었는지 여부를 측정하였다. 이는, 세포막 붕괴도 측정기(Biological Impedance Analyzer)를 이용하여 세포막 붕괴도를 측정함으로써 확인하였다. 측정결과는 하기 도 2에 도시하였다.
도 2를 참조하면, 압력이 증가함에 따라 임피던스 값이 감소된다는 것을 알 수 있다. 임피던스(Impedance) 값이 작다는 것은 세포막이 붕괴되었음을 뜻하고, 즉 액포에 위치한 글루코시놀레이트와 세포질에 존재하는 미로시나제의 반응성이 향상됨을 보여주는 것이다. 브로콜리에 압력을 가하는 경우에는 대조군에 비하여 세포막 붕괴도가 증가하였고, 특히 400 Mpa 이상의 압력에서 현저한 차이가 난다는 것을 확인할 수 있다.
글루코시놀레이트와 미로시나제간의 반응성이 향상되면 설포라판의 함량이 높아진다.
[실험예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 브로콜리를 처리하되, 압력을 300, 400 및 500 Mpa로 달리하여 실험을 실시하였다. 또한, 브로콜리를 초고압 처리 없이 그대로 사용한 경우(a), 데친 경우(b) 및 간(grind) 경우(c)의 각각에 대하여 상온에서 1 시간 동안 방치하였다.
처리된 브로콜리에 대하여, 효소작용을 멈추게 하기 위해서 메탄올 100 ml를 넣어 침지시킨다. 그런 다음, 초음파 처리를 통해 1 시간 동안 추출하여 거름종이로 걸러 용액을 회수하였다. 회수된 용액에 대하여 설포라판의 함량을 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3을 참조하면, 초고압을 처리하지 않은 경우(a, b)와 비교하여 초고압 처리군은 설포라판의 함량이 증폭된 결과를 확인할 수 있다.
다만, 300 Mpa의 초고압 처리를 한 경우에는, 간 경우(c)와 비교하여 설포라판의 함량이 높지 않은 것으로 나오지만, 400 Mpa 이상, 바람직하게는 500 Mpa의 초고압 조건에서는 현저하게 설포라판의 함량이 향상되었음을 확인할 수 있다.
[실험예 3]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 브로콜리를 처리하되, 초고압을 처리하는 시간을 0, 10, 20 및 30 분으로 달리하였다. 각 실험대상 시료들에 대하여, 상기 실험예 2와 동일한 실험을 실시하였고, 그 결과를 하기 도 4에 도시하였다.
도 4를 참조하면, 초고압을 처리하지 않은 대조군과 비교하여 초고압 처리군은 설포라판의 함량이 최소 10 배 이상 증폭되었음을 알 수 있다. 또한, 초고압 처리 시간은 10 분인 경우에 가장 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 브로콜리를 처리하되, 초고압 처리를 하지 않은 경우(a)와, 500 Mpa로 처리한 경우(b)에 대하여 각각 실험을 실시하였다.
각각의 브로콜리에 대하여 100 ml의 메탄올에 침지시켜 효소작용을 멈추게 하였다. 그런 다음, 초음파 처리를 통해 1 시간 동안 추출한 후, 거름종이로 걸러 용액을 따로 회수하였다.
회수된 용액들과 설포라판 용액(c)에 대하여, 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 설포라판의 함량을 비교 측정하였다. 측정된 결과를 하기 도 5에 도시하였다.
도 5를 참조하면, 초고압을 처리하지 않은 대조군(a)과 비교하여 초고압 처리군(b)에서의 설포라판 함량이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있다.
[실험예 5]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 브로콜리를 처리하였으며, 처리된 브로콜리에 대하여 100 ml의 메탄올에 침지시켜 효소작용을 멈추게 하였다. 그런 다음, 초음파 처리를 통해 1 시간 동안 추출한 후, 거름종이로 걸러 용액을 따로 회수하였다.
고성능 액체크로마토그래피-질량분석기를 이용하여 증폭된 설포라판의 분자 량을 측정 및 확인하였다. 측정된 결과를 하기 도 6에 도시하였다.
도 6을 참조하면, 초고압 처리를 통하여, 설포라판이 증폭되었다는 점과 증폭된 물질이 설포라판임을 확인할 수 있다.
도 1은 초고압 처리를 하기 전과 후의 브로콜리의 모습을 비교 촬영한 사진들이다.
도 2는 처리 압력의 크기에 따른 브로콜리 내의 세포막 붕괴도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 처리 압력의 크기에 따른 브로콜리 내의 설포라판의 함량 변화를 비교 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 초고압 처리 시간에 따른 브로콜리 내의 설포라판의 함량 변화를 비교 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 브로콜리에 초고압 처리를 한 경우와 그렇지 않은 경우에 고성능 액체크로마토그래피를 이용하여 설포라판의 함량을 비교 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 고성능 액체크로마토그래피-질량분석기를 이용하여 초고압 처리를 통해 증폭된 물질이 설포라판임을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
Claims (7)
- 초고압 처리를 통해 브로콜리 내의 설포라판 함량을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 초고압 처리는 200내지 600 Mpa의 압력에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 초고압 처리는 450내지 550 Mpa의 압력에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 2항에 있어서,상기 초고압 처리는 5 내지 30 분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 설포라판은 브로콜리 내의 글루코시놀레이트가 효소 작용을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 효소는 미로시나제인 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 초고압 처리 이후에, 상온에서 30 분 내지 2 시간 동안 방치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설포라판 함량 증폭 방법.
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