KR20230087935A - 음파 처리에 의한 새싹채소의 플라보노이드 함량 증진 방법 - Google Patents

음파 처리에 의한 새싹채소의 플라보노이드 함량 증진 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 새싹채소의 플라보노이드 함량을 증진시키는 방법; 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소 제조방법; 상기 제조방법으로 제조된 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소; 상기 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 항산화 조성물; 상기 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 음파처리 방법을 통해 단기간 내에 고가의 장비 없이 플라보노이드 함량이 증대된 새싹채소를 생산할 수 있으므로, 항산화 활성이 높은 새싹채소를 농가에 제공하여 농가의 소득 창출 및 소비자 건강 증진에 기여할 수 있다.

Description

음파 처리에 의한 새싹채소의 플라보노이드 함량 증진 방법 {Method for increasing flavonoid content in sprouts by sound wave}
본 발명은 새싹채소의 플라보노이드 함량을 증진시키는 방법; 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소 제조방법; 상기 제조방법으로 제조된 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소; 상기 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 항산화 조성물; 상기 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 식품 조성물에 관한 것이다.
새싹채소는 싹채소, 어린싹, 싹기름채소라고도 하며 곡물, 두류 및 채소의 씨앗을 발아시킨 싹을 말한다. 새싹채소는 동의보감, 향약구급방 등의 고서에 수록되어 있을 만큼 오래전부터 이용되어 왔으며 생장에 필요한 비타민, 미네랄, 플라보노이드 등 다양한 영양 성분이 응축되어 있어 천연 영양제라 불리우기도 한다.
새싹채소의 영양 성분은 다 자란 채소에 비해 훨씬 높아 영양가면에서 일반 채소보다 우수하며, 생체 내에서 효소의 역할을 분담할 수 있는 외래 효소는 물론 산화방지 역할을 하는 비타민 A, C, E 등이 풍부하게 함유되어 있어 새로운 건강 먹을거리로 각광받고 있다.
새싹채소는 항산화 효과가 뛰어난 것으로 잘 알려져 있으며, 이러한 항산화 효과를 가져오는 물질로서 플라보노이드가 각광받고 있다. 플라보노이드는 폴리페놀에 속하는 수용성 식물색소로 일상에서 흔히 볼 수 있는 과일과 채소에 다량 함유되어 있다. 플라보노이드는 대표적인 항산화 기능과 함께 항암효과 그리고 모세혈관을 강하게 하여 혈압 감소와 감염을 예방하는 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀, 플라본 등 6개의 큰 그룹으로 나뉜다. 안토시아닌은 꽃이나 과실에 많이 포함되어 있는 색소로 체내 활성산소 제거 능력이 가장 뛰어나다. 이소플라본은 유독물질을 배출하는 디톡스 효과가 우수하다. 한편, 플라보놀은 스트레스에 저항하는 기능성 물질로 심혈관계 질환 예방과 자외선으로 인한 피부손상의 복원력, 그리고 노인성 기억력 감퇴 개선효과가 있다. 플라보놀은 안토시아닌의 보조색소로 과일이나 채소의 껍질에 많이 있고 산화 방지제로 사용 될 만큼 항산화 효과가 뛰어나다.
플라보놀 계열의 하나인 켐페롤(kaempferol)은 과일 및 채소에 들어있는 플라보노이드의 하나로, 강한 항산화작용을 하며 암세포 형성을 억제하는 기능을 가지는 것으로 알려져 있다.
새싹채소에서 이러한 플라보노이드의 함량을 증진시켜 식품 및 의약품으로 활용하기 위한 연구가 지속적으로 시도되고 있으나, 아직까지 성과는 미비한 실정이다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소를 생산하기 위해 예의 노력한 결과, 음파 처리에 의해 켐페롤 함량이 증진된 배추, 브로콜리, 홍빛열무 및 적무를 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.
대한민국 공개특허 제 10-2011-0114353호
본 발명의 일 예시적 목적은 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 새싹채소의 플라보노이드(flavonoid) 함량을 증진시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 예시적 목적은 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 상기 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 항산화 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 상기 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 발명의 기술적 사상에 따라 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 양태로서, 본 발명은 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 새싹채소의 플라보노이드(flavonoid) 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 용어 “새싹채소”는 채소나 곡물류의 종자를 파종하여 얻어진 어린 떡잎이나 잎 또는 줄기를 수확하여 신선한 상태로 식용하는 것을 총칭한다. 보통 종자에서 싹이 나와 본잎이 1~3개쯤 달린 어린 채소를 의미한다.
새싹채소가 가능한 작물로는 콩나물, 배추, 홍빛열무, 브로콜리, 적무, 콩, 들깨, 알팔파 등이 일반적으로 알려져 있다.
본 발명의 용어 “음파”는 물체의 진동에 의해 형성된 공기 밀도가 상대적으로 높은 압축부와 공기 밀도가 낮은 희박부가 외부로 전파되는 현상을 말한다. 진동수에 따라 음파는 진동수가 대량 20 내지 20,000Hz인 가청 음파(audible wave), 진동수가 20Hz 이하의 영역인 저음파(infrasonic wave), 20,000Hz 이상의 영역인 초음파 (ultrasonic wave)로 구분된다. 음파는 여러 음역대가 혼합된 복합 음파 또는 특정 음역대의 음파일 수 있다.
본 발명에서의 음파는 예컨대 특정 음역대의 음파일 수 있고, 구체적으로 20Hz 내지 15,000Hz 음역대의 음파일 수 있으며, 더욱 구체적으로 20Hz, 5KHz 또는 15kHz일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 음파를 처리하는 단계는 새싹채소의 수확 후 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 처리는 50 내지 100데시벨(dB)의 크기로 1일당 2회 처리하는 것일 수 있고, 구체적으로 60 내지 90 데시벨의 크기로 1일당 2회 처리하는 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 80 데시벨의 크기로 1일당 2회 처리하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹채소가 배추 새싹일 경우, 수확 후 3일 또는 4일간 음파를 처리할 수 있다. 구체적으로, 배추 새싹의 수확 후 3일 또는 4일간 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹채소가 브로콜리 새싹일 경우, 수확 후 2일 또는 4일간 음파를 처리할 수 있다. 구체적으로, 브로콜리 새싹의 수확 후 2일간 20Hz 또는 15kHz로 음파를 처리하는 것일 수 있고, 또는 수확 후 4일간 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹채소가 홍빛열무 새싹일 경우, 수확 후 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리할 수 있다. 구체적으로, 홍빛열무 새싹의 수확 후 1일, 2일 또는 3일간 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있고, 또는 수확 후 4일간 20Hz 또는 5kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있으며, 또는 수확 후 5일간 20Hz의 음파를 처리하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹채소가 적무 새싹일 경우, 수확 후 2일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리할 수 있다. 구체적으로, 적무 새싹의 수확 후 2일 또는 3일간 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있고, 또는 수확 후 4일 또는 5일간 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 용어 “플라보노이드”는 식물 또는 균류의 이차대사산물의 일종으로, 두 개의 페닐고리 및 헤테로사이클릭 고리로 구성된 15개의 탄소골격 구조를 가진 물질이다. 플라보노이드는 항산화, 항균, 항암, 항염 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 대표적으로 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로 켐페롤일 수 있다.
상기 켐페롤은 항산화, 심장질환 예방 및 항암 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹의 수확 후 1일, 2일, 3일, 4일 또는 5일동안 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리한 결과, 배추새싹의 경우 음역대 관계없이 3일 및 4일동안 음파처리했을 때 총 플라보노이드 함량이 증가하였고, 브로콜리 새싹의 경우 2일동안 20Hz 및 15kHz의 음파처리 및 4일동안 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리했을 때 총 플라보노이드 함량이 증가한 것을 확인하였으며, 홍빛열무 새싹의 경우 1일, 2일 및 3일동안 20Hz, 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리했을 때 총 플라보노이드 함량이 증가하였으며, 4일동안 20Hz 및 5kHz 음파 처리했을 때 및 5일동안 20Hz 음파처리했을 때 총 플라보노이드 함량 증가를 확인하였다. 적무 새싹의 경우 4일 및 5일동안 20Hz, 5KHz 또는 15kHz음파처리했을 때 총 플라보노이드 함량이 증가했으며, 2일 또는 3일동안 5KHz 또는 15kHz의 음파를 처리했을 때 총 플라보노이드 함량이 증가함을 확인하였다.
또한, 각 새싹채소에서 생산된 총 플라보노이드의 성분을 정량 분석한 결과, 켐페롤(kaempferol)이 증가된다는 것을 확인하였다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서, 본 발명은 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소 제조방법을 제공한다.
상기 새싹채소, 음파 및 플라보노이드는 전술한 바와 같다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본일 수 있으며, 상기 플라본은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 항산화 조성물을 제공한다.
상기 새싹채소 및 플라보노이드는 전술한 바와 같다.
본 발명의 용어 “추출물”은 상기 새싹채소의 추출처리에 의하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출물을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.
본 발명에 있어서 상기 추출은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 냉침 추출법, 용매 추출법, 수증기 증류법, 용출법, 압착법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등이 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 추출물은 적절한 용매를 이용하여 새싹채소를 추출한 것이며, 예를 들어 조추출물, 극성용매 가용 추출물 또는 비극성 용매 가용 추출물을 모두 포함할 수 있다. 상기 추출물을 제조하기 위해 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필알콜, 부틸알콜 등의 탄소수 1 내지 4의 알코올; 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 벤젠, 헥산, 디에틸에테르, 디클로로메탄 등의 탄화수소계 용매; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 일 예로, 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 용매일 수 있다.
본 발명에서 용어 "분획물"은 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.
본 발명에서 상기　분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 다양한 용매를 처리하여 수행하는 용매 분획법, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 수행하는 한외여과 분획법, 크로마토그래피 분획법 및 이의 조합 등이 될 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기　분획물을 얻는 데에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 예로는 핵산, 다이클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올, 물, 유기용매 또는 이들의 혼합용매 등을 사용할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 “플라보노이드”는 식물 또는 균류의 이차대사산물의 일종으로, 두 개의 페닐고리 및 헤테로사이클릭 고리로 구성된 15개의 탄소골격 구조를 가진 물질이다. 플라보노이드는 항산화, 항균, 항암, 항염 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 대표적으로 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로 켐페롤일 수 있다.
상기 켐페롤은 항산화, 심장질환 예방 및 항암 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 음파처리 방법을 통해 단기간 내에 고가의 장비 없이 플라보노이드 함량이 증대된 새싹채소를 생산할 수 있으므로, 항산화 활성이 높은 새싹채소를 농가에 제공하여 농가의 소득 창출 및 소비자 건강 증진에 기여할 수 있다.
도 1은 음파 처리한 배추 새싹의 플라보노이드 함량 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 음파 처리한 브로콜리 새싹의 플라보노이드 함량 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 음파 처리한 홍빛열무 새싹의 플라보노이드 함량 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 음파 처리한 적무 새싹의 플라보노이드 함량 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 음파 처리한 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과이다.
도 6은 음파 처리한 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹의 FRAP법에 의한 환원력을 측정한 결과이다.
도 7은 배추 새싹채소의 플라보노이드 정량 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 브로콜리 새싹채소의 플라보노이드 정량 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 홍빛열무 새싹채소의 플라보노이드 정량 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 적무 새싹채소의 플라보노이드 정량 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 새싹 채소의 음파 처리
(주)아시아종묘에서 배추, 브로콜리, 홍빛열무 및 적무의 새싹채소용 종자를 구입하였다. 이후 종자를 새싹채소재배기에 치상하고, 스프레이로 물을 뿌린 다음 암실에서 22 내지 24℃로 6일동안 재배하였다. 새싹을 수확한 후 10℃에서 보관하면서 소리의 크기를 80데시벨(dB)로 고정하여 20Hz, 5kHz 및 15kHz의 단일 음파를 각각 처리하였다. 음파처리는스피커가 설치된 무소음 생장상(Soundless Growth Chamber; ㈜한국과기산업 제조) 내에서 Adoba Audition 3.0 software(Adobe System Company) 프로그램을 이용하여 특정 음역대의 음파를 만들어 스피커를 통해 수행되었다.
수확 후 1일, 2일, 3일, 4일 또는 5일간 매일 오전 및 오후 각 1시간씩 음파 처리하였으며, 대조군은 음파처리 없이 5일동안 보관하였다. 음파 처리가 완료된 새싹은 샘플링한 후 -80℃의 초저온냉동고에 보관하였으며, 실험은 3번 반복 수행하였다.
실시예 2: 음파 처리한 새싹채소의 플라보노이드 함량 분석
2-1. 표준액 조제 및 표준검량 곡선 작성
플라보노이드에 대한 검량곡선을 작성하기 위하여 표준물질인 Naringin (Sigma, St.Louis, Mo, USA)을 단계적으로 희석하여 농도가 0, 25, 50, 100, 200 및 400ppm/1L가 되도록 조제한 후, 15ml t튜브에 500ul의 Naringin과 5ml의 디에틸렌 글리콜(JUNSEI, Japan) 및 1M 수산화나트륨 (Sigma, St.Louis, Mo, USA) 500ul를 첨가하였다. 37℃에서 1시간동안 쉐이킹한 후 마이크로플레이트 리더 (μQuan BioTek Instruments, Winooski, USA)로 420nm에서 흡광도를 분석하여 얻은 값을 y값으로, 표준물질의 농도를 x값으로 하여 표준검량 곡선을 작성하였다. 검선량 희귀식은 y= 336.33x-6.4315이었고, 상관계수는 (R2)는 0.9986으로 양호한 직선성을 나타냈다.
2-2. 새싹채소의 총 플라보노이드 함량 분석
실시예 1에서 샘플링한 새싹채소를 막자사발을 사용해 마쇄하였고, 2ml 튜브에 마쇄된 새싹채소 100mg 및 50% 메탄올 1ml을 첨가하고 15초간 볼텍싱한 후 상온에서 16시간동안 200 rpm으로 쉐이킹하여 반응시켰다. 반응이 완료된 시료는 1,000rpm으로 20분간 원심분리한 후 상층액 650ul를 취하여 새 튜브에 옮기고 1,000rpm으로 20분간 2차 원심분리 하였다. 상층액 500ul와 5ml 디에틸렌글리콜을 15ml의 튜브에 넣고 500ul의 1M 수산화나트륨을 첨가한 후, 37℃에서 1시간동안 쉐이킹하였다. 준비된 시료를 마이크로플레이트 리더에서 420nm에서 흡광도를 측정하여 총 플라보노이드 함량을 분석하였다. 본 분석은 샘플당 3회 반복실험하였다.
그 결과, 배추새싹의 경우 음역대에 관계없이 3일 및 4일동안 각각 음파처리한 경우 총 플라보노이드 함량이 증가한 반면, 1일, 2일 및 5일동안 각각 음파 처리했을 때 대조군에 비해 총 플라보노이드 함량이 유사하거나 오히려 감소하는 것을 확인하였다(도 1, 표 1)


처리기간
총 플라보노이드 함량(mg/L)

대조군
20Hz
5kHz
15kHz

1일
45.4
46.4
46.9
41.1

2일
47.8
49.8
48.0
45.2

3일
61.7
70.2
71.5
62.4

4일
59.0
64.4
62.4
67.8

5일
53.2
58.0
55.7
45.4
브로콜리 새싹의 경우 대조군에 비해 2일동안 음파 처리하였을 때 20Hz 및 15kHz에서 총 플라보노이드 함량이 증가하였고, 4일동안 음파 처리하였을 때는 음역대에 관계없이 총 플라보노이드 함량이 증가하는 것으로 나타난 반면, 1일, 3일 및 5일동안 각각 음파처리한 경우 총 플라보노이드 함량이 대조군과 거의 유사하거나 오히려 감소하였다(도 2, 표 2).

처리기간
총 플라보노이드 함량(mg/L)

대조군
20Hz
5kHz
15kHz

1일
97.4
101.7
98.2
98.3

2일
102.4
112.4
100.8
128.2

3일
106.2
110.2
102.7
112.4

4일
111.0
131.5
124.0
121.2

5일
104.6
103.9
90.5
108.3
홍빛열무 새싹의 경우 각각 1일, 2일 및 3일동안 음파 처리하였을 때 음역대에 관계없이 총 플라보노이드 함량이 증가하였고, 4일동안 음파 처리하였을 때 20Hz 및 5kHz에서 총 플라보노이드 함량이 증가하였으며, 5일동안 음파 처리하였을 때 20Hz에서 총 플라보노이드 함량이 증가하였다(도 3, 표 3).

처리기간
총 플라보노이드 함량(mg/L)

대조군
20Hz
5kHz
15kHz

1일
134.8
147.0
152.4
145.4

2일
146.3
149.7
155.8
152.9

3일
160.7
193.0
186.1
166.3

4일
174.4
198.8
213.1
154.6

5일
177.3
201.0
155.6
148.5
적무 새싹의 경우 4일 및 5일동안 각각 음파 처리하였을 때 음역대에 관계없이 총 플라보노이드 함량이 증가하였고, 2일 및 3일동안 각각 음파처리하였을 때 5kHz 및 15kHz에서 총 플라보노이드 함량이 증가하였다(도 4, 표 4).

처리기간
총 플라보노이드 함량(mg/L)

대조군
20Hz
5kHz
15kHz

1일
119.8
120.1
114.7
117.9

2일
120.7
103.3
128.2
130.1

3일
131.8
123.3
136.2
141.9

4일
142.6
169.0
147.2
160.6

5일
134.8
148.9
149.2
140.6
결과적으로, 새싹채소의 종류에 관계없이 4일동안 음파 처리 하였을 때 공통적으로 총 플라보노이드 함량이 증가함을 확인하였다.
실시예 3: 음파 처리한 새싹채소의 항산화 활성 분석
3-1. DPPH 라디칼 소거능 측정
음파 처리한 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 각각의 황산화 활성을 분석하기 위하여, DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다.
구체적으로, 100ml 에탄올에 용해시킨 2mM DPPH를 60℃ 수조에서 20분간 반응시킨 후 515nm에서 광학농도(Optical Density, OD)값이 1이 되도록 희석하였다. 96-웰에 실시예 2-2에서 준비한 음파 처리된 새싹채소 추출물 20μl을 넣고 희석한 DPPH 용액을 180μl 넣어 37℃에서 30분간 반응시킨 후 515nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거능은 무처리와 음파처리한 새싹채소 추출물간의 흡광도 비율(%)로 나타내었다.
그 결과, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 배추새싹의 경우 DPPH 라디칼 소거 활성이 5kHz로 3일간 음파 처리했을 때 대조군 대비 50% 증가하였고, 20Hz로 3일간 처리하였을 때 43% 증가하였다.
브로콜리새싹의 경우 DPPH 라디칼 소거 활성이 15kHz로 2일간 음파 처리하였을 때 대조군에 비해 42% 증가하였고, 20Hz로 4일간 처리하였을 때 36% 증가함을 확인하였다.
홍빛열무의 경우 DPPH 라디칼 소거 활성이 5kHz로 4일간 음파 처리하였을 때 대조군 대비 50% 증가하였고, 20Hz로 5일간 처리하였을 때 36% 증가함을 확인하였다.
적무의 경우 20Hz와 15kHz에서 4일간 각각 음파 처리하였을 때 DPPH 라디칼 소거 활성이 대조군 대비 각각 29% 및 24%로 증가함을 나타내었다.
이러한 결과를 통해 새싹채소에의 음파 처리가 항산화 활성을 증가시킴을 확인하였다.
3-2. FRAP법에 의한 환원력 측정
FRAP는 총 항산화능을 측정하는 방법으로 낮은 pH에서 항산화물질에 의해 ferric tripyridyltriazine (Fe3+-TPTZ)복합체가 ferrous tripyridyltriazine (Fe2+-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한 것이다. pH 3.6인 300mM 소듐아세테이트 완충액과 10mM TPTZ(2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine)를 40mM HCl에 용해하였다. 이후 반응성이 큰 20mM FeCl3ㆍ6H2O를 실험 전에 제조하여 세가지 용액을 10:1:1(v/v/v)의 비율로 혼합하여 FRAP 시약을 제조하였다. 96-well에 실시예 2-2에서 준비한 음파 처리된 새싹채소 추출물 10μl을 넣고 희석한 FRAP 용액을 300μl 넣어 37℃에서 6분간 반응 시킨 후 570nm에서 OD값을 측정하였다.
그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 배추새싹의 경우 환원력이 5kHz로 3일간 음파 처리했을 때 대조군 대비 81% 증가하였고, 20Hz로 3일간 처리하였을 때 58% 증가하였다.
브로콜리새싹의 경우 환원력이 15kHz로 2일간 음파 처리하였을 때 대조군에 비해 62% 증가하였고, 20Hz로 4일간 처리하였을 때 44% 증가함을 확인하였다.
홍빛열무의 경우 환원력이 5kHz로 4일간 음파 처리하였을 때 대조군 대비 220% 증가하였고, 20Hz로 5일간 처리하였을 때 210% 증가함을 확인하였다.
적무의 경우 20Hz와 15kHz에서 4일간 각각 음파 처리하였을 때 DPPH 라디칼 소거 활성이 대조군 대비 각각 77% 및 50%로 증가함을 나타내었다.
이러한 결과를 통해 새싹채소에의 음파 처리가 환원력을 증가시킴을 확인하였다.
실시예 4: HPLC를 이용한 플라보노이드 정량 분석
총 플라보노이드 함량이 높았던 배추 3일간 5kHz 및 20Hz 처리군, 브로콜리 4일간 20Hz 처리군 및 2일간 15kHz 처리군, 홍빛열무 4일간 5kHz 처리군 및 5일간 20Hz 처리군, 적무 4일간 20Hz 처리군 및 4일간 15kHz 처리군을 대상으로 HPLC를 이용해 플라보노이드 성분을 정량 분석하였다. 구체적으로, 에리오딕틴(Eriodictin) 등 10개 표준물질을 사용하여 함량을 분석하였다.
플라보노이드 함량 분석을 위해 각 새싹채소의 에틸아세테이트 분획물을 준비하였다. 구체적으로, 샘플링하여 마쇄한 새싹채소 분말을 에펜도르프 튜브에 담고 80% 메탄올 400ul을 첨가하여 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 교반한 시료를 10,000rpm에서 5분동안 원심분리 후 상층액 200ul을 에펜도르프 튜브에 옮긴 다음 1N HCl 600ul를 첨가하고 94℃의 히팅블럭에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 시료에 800ul의 에틸아세테이트를 넣고 12,000rpm에서 1분동안 회전시킨 후, 상층액을 에펜도르프 튜브에 옮겨 질소가스로 증발시켰다. 80% 메탄올 200ul에 남은 펠렛을 녹여 필터로 거른 후 High perfomance liquid chromatography (LC-20A, Shimadzu, Japan) 분석에 사용하였다.
본 실험에서 표준물질은 에리오딕틴(Eriodictin, Erio), 나린제닌(Naringenin, Nar), 트리세틴(Tricetin, Tri), 루테오린(Luteolin, Lut), 아피제닌(Apigenin, Api), 디하이드로쿼세틴(Dihydroquercetin, DHQ), 디하이드로켐페롤(Dihydrokaempferol, DHK), 마이리세틴(Myricetin ,M), 쿼세틴(Quercetin, Q) 및 켐페롤(Kaempferol, K)를 사용하였다. 결과는 표준물질의 area값에 따른 농도를 비교해서 대사물질의 area의 비율로 함량을 계산하였으며, 도 7 내지 10에 나타낸 바와 같이, 새싹채소의 플라보노이드 성분으로 켐페롤(kaempferol)(체류시간 27분)이 확인되었고, 그 외 표준물질에 해당하는 플라보노이드 성분은 검출되지 않았다. 표준검량선을 이용하여 함량을 확인한 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 배추에서는 3일간 5kHz 처리군에서 23.02ug/g, 3일간 20Hz 처리군에서는 21.61ug/g이었다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 브로콜리에서는 4일간 20Hz 처리군에서 7.25ug/g, 2일간 15kHz 처리군에서 4.94ug/g이었으며 홍빛열무의 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이 4일간 5kHz 처리군에서 6.38ug/g, 5일간 20Hz 처리군에서는 4.29ug/g 이었다. 한편, 적무의 경우, 도 10에 나타낸 바와 같이 4일간 20Hz 처리군에서 21.05ug/g, 그리고 4일간 15kHz 처리군에서는 18.08ug/g이었다.
이러한 결과를 통해 음파 처리군은 음파를 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 켐페롤을 함유하고 있음을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (32)

  1. 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 새싹채소의 플라보노이드(flavonoid) 함량을 증진시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음파를 처리하는 단계는, 새싹채소의 수확 후, 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음파의 음역대는 20Hz 내지 15,000Hz이고, 상기 처리는 50 내지 100데시벨(dB)의 크기로 1일당 2회 처리하는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상인, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 새싹채소가 배추 새싹일 경우, 수확 후 3일 또는 4일간 음파를 처리하는 것인, 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 새싹채소가 브로콜리 새싹일 경우, 수확 후 2일 또는 4일간 음파를 처리하는 것인, 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 새싹채소가 홍빛열무 새싹일 경우, 수확 후 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 새싹채소가 적무 새싹일 경우, 수확 후 2일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본인, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상인, 방법.
  11. 새싹채소에 음파를 처리하는 단계를 포함하는, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 음파를 처리하는 단계는, 새싹채소의 수확 후, 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 음파의 음역대는 20Hz 내지 15,000Hz이고, 상기 처리는 50 내지 100데시벨의 크기로 1일당 2회 처리하는 것인, 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상인, 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 새싹채소가 배추 새싹일 경우, 수확 후 3일 또는 4일간 음파를 처리하는 것인, 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 새싹채소가 브로콜리 새싹일 경우, 수확 후 2일 또는 4일간 음파를 처리하는 것인, 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 새싹채소가 홍빛열무 새싹일 경우, 수확 후 1일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 새싹채소가 적무 새싹일 경우, 수확 후 2일 내지 5일 중 선택되는 기간동안 음파를 처리하는 것인, 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본인, 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상인, 제조방법.
  21. 제11항 내지 제20항 중 어느 하나의 항의 제조방법으로 제조된, 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상인, 새싹채소.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본인, 새싹채소.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상인, 새싹채소.
  25. 제21항의 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 항산화 조성물.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상인, 항산화 조성물.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본인, 항산화 조성물.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상인, 항산화 조성물.
  29. 제21항의 플라보노이드 함량이 증진된 새싹채소, 그 추출물 또는 이의 분획물을 함유하는 식품 조성물.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 새싹채소는 배추 새싹, 브로콜리 새싹, 홍빛열무 새싹 및 적무 새싹 중 선택되는 하나 이상인, 식품 조성물.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 플라보노이드는 안토시아닌, 이소플라본, 플라바논, 플라바놀, 플라보놀 또는 플라본인, 식품 조성물.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 플라보놀은 켐페롤(kaempferol), 쿼세틴(quercetin), 3-하이드록시플라본 및 람네틴(rhamnetin) 중 선택되는 하나 이상인, 식품 조성물.
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KR20110114353A (ko) 2010-04-13 2011-10-19 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법

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