아마인 및 아마인유의 유지자원으로서의 특성

본 실험에 사용된 아마인은 경상북도 농업기술원 생물자 원연구소에서 제공받았으며(2011년), 참깨 및 들깨는 안동 시에서 재배된 것을 구입하였다. 각각의 유지는 n-Hexane 을 이용하여 상온에서 2시간 동안 교반 추출하였으며, 추출 후 회전식 감압농축기를 이용하여 37℃에서 감압농축하였 다. 농축된 시료는 -20℃에서 보관하여 실험에 이용하였다.

일반성분은 AOAC법에 준하여 분석하였다. 수분은 10 5℃ 상압건조법, 회분은 회화법, 지질은 Soxhlet 추출법, 단백질은 Kjeldahl법을 이용하였고, 조섬유는 Henneberg- Stohmann법을 개량한 AOAC법으로 측정하였다. 당질 함량 은 100 g 중에서 수분, 단백질, 지질, 조섬유, 회분 함량을 감한 값으로 하였다.

지질을 제거한 시료 약 0.5 g을 취한 후 6 N HCl 20 mL을 가하여 110℃에서 12시간 가수분해 시켰다. 가수분해 시료 0.2 mL에 100 mM phenyl isothiocyanate(in acetonitrile) 0.1 mL 와 1 M triethylamine(in acetonitrile) 0.1 mL를 혼합한 후 1시간 정도 상온에서 반응시키고 시료의 추출을 위하여 0.4 mL hexane 용액을 첨가한 후 용액이 분리되도록 10분간 방치한 후 분석시료로 이용하였다(13). 사용한 기기는 ACE 5 C18 column(250×4.6 mm)을 장착한 LC-20A Prominence HPLC system(Waters 2695, waters Co., Miliford, MA, USA) 을 이용하였고 column 온도는 25℃로 유지 하였다. 용매 조성은 A용매는 10 mM sodium phosphate buffer(pH 7.0)이 고 B용매는 acetonitrile를 사용 하였으며, 용매의 흐름 속도 는 1.0 mL/min로 하여 A/B=95/5 → 65/35 (v/v)의 용매 구배 로 40분간 분리 하였다. 검출기는 UV detecter (SPD-20A, waters Co., Miliford, MA, USA)로 254 nm에서 측정하였다.

시료의 지방산 조성은 gas chromatography(GC)에 의한 정량법에 따라 실시하였다(14,15). 추출한 지질의 지방산 조성은 정제된 지질을 각각 0.1 g씩 취하여 0.5 N NaOHmethanol 용액으로 가수분해 하여, BF3-methanol로 methyl ester화 시킨 다음 GC(Hewlett packard 6890, USA)로 분석하 였다. GC에서 분리된 각 지방산 methyl ester의 면적과 총면 적에 대한 각 peak면적을 이용하여 각 지방산들의 조성비를 백분율로 표시(%) 하였다. GC분석 조건은 Table 1과 같으 며, 표준품으로는 SupelcoTM 37 component FAME Mix를 사용하였다.

토코페롤의 함량 측정은 Yen 등(16)의 방법을 변형하여 실험하였다(17). 시료유 0.5 g을 2.5 mL의 methanol에 추출 한 후, 원심분리 하여 상등액을 채취한 뒤 유기용매를 완전 히 제거하였다. 유기용매가 제거된 시료에 2.5 mL의 CH3CN:MeOH(85:15)용매를 이용하여 시료를 녹인 후, 원 심분리 하여 상등액을 토코페롤 측정 시료로 사용하였다. 사용한 기기는 ACE 5 C18 column(4.6 mm×250 mm)을 장착 한 LC-20A Prominence HPLC system(Waters 2695, waters Co., Miliford, MA, USA)을 이용하였고 column온도는 25℃ 로 유지 하였다. 용매 조성은 CH3CN:MeOH(85:15)로 20분 간 분리 하였다. 검출기는 UV detecter(SPD-20A, waters Co., Miliford, MA, USA)로 298 nm에서 측정하였다.

시료의 총 페놀 함량은 Satue 등(18)의 방법에 따라 추출 한 후 Folin-ciocalteu 법(19)을 변형하여 함량을 측정하였다. 즉, 먼저 시료를 각각 2 g씩 취하여 n-Hexane 5 mL에 녹인 후 80% methanol 10 mL를 가하여 페놀성 물질을 3회 반복 추출하였다. 이 추출물에 n-hexane 10 mL를 가하여 잔존하 는 유지성분을 제거한 후 무수황산나트륨을 이용하여 수분 을 제거하였다. 각각의 분리된 80% methanol 층을 감압농축 기를 이용하여 용매를 완전히 제거하였다. 용매가 제거된 각각의 추출물들은 에탄올에 녹여 총 페놀 함량 측정 시료 로 사용하였다. 총 페놀 함량은 시험관에 시료를 0.5 mL 채취하고 1 N Folin-ciocalteu 시약을 0.5 mL를 첨가하여 3분 후 2% sodium carbonate anhydrous 포화용액 10 mL를 첨가하여 1시간 동안 반응시켰다. UV/Visible spectrophotomer (SpectraMax M2, Molecular Devices, Hercules, USA)를 이용 하여 750 nm에서 여과 된 반응물의 흡광도를 측정하여 총 페놀 함량을 구하였다. 표준물질로는 tannic acid (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다.

시료의 전자 공여능은 Lee 등(20)의 방법을 변형하여 항 산화물질에 의한 2,2-diphenyl-β-picrylhydrazyl(DPPH) 라 디컬 소거 효과를 측정하였다. 시험관에 2.7 mL의 0.15 mM DPPH 용액과 농도별로 조제한 시료 0.8 mL를 넣고 실온에 서 15분 방치한 후 525 nm에서 UV/Visible spectrophotomer (SpectraMax M2, Molecular Devices, Hercules, USA)로 흡광 도를 측정하였다. 대조구로는 메탄올을 사용하였으며, 그 값은 다음 식에 의하여 계산하였다.

각각의 아마인을 분쇄하여 일반성분을 조사한 결과는 Table 2와 같다. 수분과 탄수화물은 37% 정도를 차지하고 있으며 조지방은 참깨나 채종유 원료 등의 40%이상의 유지 함량에는 못 미치나 대두의 20%보다는 높은 35%내외인 35.33%와 36.16%인 것으로 나타나 유지 자원의 활용이 가 능하리라 사료된다. 또한 단백질은 25.60%와 22.59%로 두 시료간에 큰 차이는 없었으며, 회분의 경우 2.50%와 3.54% 으로 갈색 아마인이 다소 높은 함량을 나타내었다.

아마인의 단백질은 관상동맥질환, 신장질환 및 암 등에 효과가 있다고 알려져 있으며(21) 이러한 아마인의 아미노 산 조성을 분석한 결과 황색과 갈색 아마인의 아미노산 조성 차이는 없었으며, 주요 구성 아미노산은 glutamine, glycine, arginine 등이었으나 cystine, methionine 등의 함량 은 매우 낮게 나타났으며(Table 3), 필수 아미노산 함량은 전체 아미노산의 31% 수준으로 이는 참깨박의 31.5%와 유사한 함량을 나타내었다(22). Chung 등(23)의 연구에 따 르면 아마인의 주요 아미노산은 arginine, glutamine, asparagine으로유사한 결과를 보였다. Czarnecki와Krichevsky (24), Park과 Leipa(25)의 연구에 따르면 lysine/arginine ratio 에 따라 고콜레스테롤혈증 및 동맥경화증에 영향을 준다고 알려져 있으며, 아마인의 비율이 0.37로서 콩 및 카놀라의 0.88보다 낮아 더 좋은 효과를 나타낸다고 보고하였고 본 연구 결과 황색 및 갈색 아마인 모두 0.35수준으로 나타났 다.

추출한 각각의 아마인 유지의 지방산 조성은 포화지방산 과 불포화지방산의 비율 및 조성 지방산의 함량 측면에서 큰 차이를 나타내었다(Table. 4). 황색 아마인의 경우 포화 지방산이 10%, 불포화지방산은 90%로서 갈색 아마인의 포화지방산 14%, 불포화지방산 86%와 비교할 때 황색 아 마인유의 불포화도가 상대적으로 높은 경향을 나타내었다. 총 지질의 지방산 함량은 황색 아마인의 경우 linolenic acid 가 56.6% 로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 갈색 아마인 은 oleic acid가 39.2% 로 많은 함량을 나타내었고, linoleic acid의 경우 두 종류 모두 15% 정도의 유사한 함량을 나타내 었다. 아마인은 일반적으로 linolenic acid함량이 47~52% 수준으로 보고되고 있지만(26) 황색과 갈색 아마인의 지방 산 조성에 대한 연구는 전무한 실정으로 본 연구의 지방산 조성 분석 결과에서 큰 차이를 나타내었다. 일반 식용유지 인 참기름은 oleic acid와 linoleic acid가 각각 41.1%와 43.8% 로 나타났으며, 들기름은 oleic acid와 linolenic acid가 각각 15.2%와 62.8% 수준으로 분석되었다. 따라서 다가 불포화 지방산의 산화로 악영향을 받기 쉬운 점을 고려할 때(27) linolenic acid의 함량이 높은 황색 아마인 보다는 oleic acid 의 함량이 높은 갈색 아마인이 비교적 안정성이 있는 식물 유지로서 가공적성이 우수할 것으로 사료되며, 이러한 유 지의 산화 안정성을 고려해 1990년대에 개발된 linola라는 아마인의 경우 ɑ-linolenic acid의 함량을 2% 이하로 낮추고, γ-linolenic acid와 linoleic acid의 함량을 65~75%로 높여 산화 안정성이 높은 것으로 보고되었다(28).

각각의 추출된 유지들의 γ-토코페롤과 ɑ-토코페롤의 함 량을 비교분석한 결과는 Table 5에 나타내었다. 토코페롤은 고도 불포화지방산의 산화를 억제하는 기능을 가지고 있어 유지의 안정화에 있어 토코페롤의 함량은 중요한 요소이 며, 본 연구 결과 γ-토코페롤은 황색 아마인과 갈색 아마인 이 각각 20.59, 17.94 mg/100 g으로 대조구로 시험한 참깨의 13.82 mg/100 g보다는 높았지만 들깨의 30.10 mg/100 g보단 낮은 함량을 보였으며, ɑ-토코페롤의 경우 들깨에서 1.42 mg/100 g의 함량을 나타내었지만 다른 유지에서는 검출되 지 않았다. Oomah 등(29)의 연구에서는 아마인씨의 토코페 롤 함량이 9.3 mg/100 g로서 이중 96~98%가 γ-토코페롤이라고 보고하였다. 본 연구에서는 황색 아마인과 갈색 아마 인씨에서 각각 7.3, 6.5 mg/100 g 로서 다소 차이는 있었지만 이는 추출 방법의 차이로서 압착과 열을 가하게 되면 기름 유출과 토코페롤 등의 유용물질의 추출이 향상되는데, 기 름 추출율과 지용성 비타민 추출율이 비례하기 때문인 것으 로 사료된다(30). 이러한 공정은 유지의 열에 의한 열화로 인하여 산화안정성은 낮아질 것으로 생각된다.

황색 아마인, 갈색 아마인, 참깨 및 들깨에서 추출한 지질 의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 각각 10.78±0.46, 29.88±3.25, 11.28±0.35 및 15.52±2.24 mg/100 g으로 갈색 아마인이 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 나타내었다(Fig. 1). 갈색 아마인은 황색 아마인보다 약 3배, 참깨보다 약 2.6배를 나타냈으며, 들깨보다는 약 2배 정도 높은 총 폴리 페놀 함량을 나타내었다. 따라서 갈색 아마인의 총 폴리페 놀 함량이 가장 높게 나타난 결과로 보아서 갈색 아마인의 추출 유지가 산화 안정성이 가장 클 것으로 판단된다. 또한 식품의 건강증진효능에 대한 원인물질로서 페놀성 화합물 의 가치가 높게 평가 되므로 이러한 기능성 측면에서도 갈색 아마인의 가치가 높이 평가 될 것으로 판단된다. Kim 등(31)은 이들 페놀성 화합물은 정제 및 탈색 등의 공정에 따라 현저한 변화를 일으키며 가열 온도의 증가에 따라 더욱 높아진다고 보고하였다.

Fig. 1. Total phenolics (mg/100 g) of yellow flaxseed oil, Brown flaxseed oil, sesame oil and per illa oil. Values given are the mean of three replicates±SD. ^a-cMeans with the different letters are significantly different (p˂0.05) by Duncan's multiple range test.

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각 추출유의 전자 공여능을 2,2-diphenyl-β-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼의 소거 정도에 따라 비교하여 측정한 것을 Fig. 2로 나타내었다. 10~5,000 mg% 범위의 농도에 따른 전자 공여능의 변화를 살펴본 결과 10 mg%에서는 시료간 의 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 100 mg%의 농도에 서부터 시료간의 차이를 나타내었다. 1,000 mg% 농도의 경우 갈색 아마인이 40.96±0.14%로서 유의적으로 높은 값 을 나타내었고 황색 아마인과 들깨가 각각 31.74±0.77, 30.81±0.58%로서 유사하게 나타났으며, 참깨가 22.78± 0.47%로서 가장 낮은 활성을 나타났다. 2,500 mg%의 농도 의 경우에도 갈색 아마인과 황색 아마인이 각각 77.81±0.61, 66.90±2.12%로서 다른 유지 작물에 비해 높은 활성을 보였 으며, 이러한 결과는 토코페롤 함량과 폴리페놀 함량과 유 사한 경향을 보여 식물유지 자원으로서의 가치가 우수한 것으로 생각 된다.

Fig. 2. Electron donating abilities of yellow flaxseed oil, Brown flaxseed oil, sesame oil and per illa oil. Values given are the mean of three replicates±SD. ^a-dMeans with the different letters are significantly different (p˂0.05) by Duncan's multiple range test. -◇-, yellow flaxseed oil; -■-, brown flaxseed oil; -●-, perilla oil; -X-, sesame oil.

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