미역 및 다시마 추출물을 이용한 기능성 식품 개발에 관한 연구

Abstract

미역과 다시마의 열수추출물을 이용하여 기능성 식품 개발하기 위해 영양성분 과 항산화 활성 측정하였고 또한 추출된 분말을 이용하여 기능성 빵을 제조 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 다시마의 열수추출물의 비타민 E 함량은 미역 열수추출물과 거의 비슷했고. 그러나 비타민 C의 경우는 다시마 열수추출물이 약 2배 증가 하였다. 2. 무기물 함량은 미역 열수추출물에서 Ca> Mg> K> Fe 순이었고 다시마 열수추출물의 경우는 K> Ca> Mg> Fe 순이었다. 특히 다시마의 열수추출물 K 열수추출물의 경우는 미역 열수추출물에 비해 약 22배 증가 하였다. 3. 유리 아미노산 중에서 미역 열수추출물의 Pro이 46.60 mg/100 mL 로 가장 높았고 그 다음으로 Glu > Asp> val> Leu> Met> Gln (glutamine) 였고, 다시마 열수추출물의 경우는 Glu가 28.30 mg/100 mL로 가장 높았고 그 다음으로 Pro> Asp> Ala> Leu> Val> Phe> Trp순였다. 특히 미역 열수추출물의 Pro은 다시마 열수추출물에 비해 약 3.0배 증가 했고 다시마 열수추출물 의 Glu는 미역에 비해 3.9배 증가하였다. 그러나 Total 유리 아미노산 함량은 거의 비슷하였다. 4. 구성 아미노산 중에서 미역 열수추출물의 Glu가 20.69 mg/100 mL로 가장 높고 그 다음으로 Ala> Val> Leu> Gly> Pro> 순이었다. 다시마 열수추출물의 경우는 Glu가 60.12 mg/100mL로 가장 많고 Ala> Asp> Gly> Leu> Ser> Iie 순이었고, 특히 다시마 열수추출물의 Glu 농도는 미역 열수추출물 에 비해 약 3배 이상 증가 하였다. 5. 총 폴리페놀 함량은 미역 열수추출물 농도증가에 따라 증가 하였고 추출물 농도 2.5 mg/mL까지는 서로 함량이 거의 비슷하였다. 5 mg/mL 이상의 경우는 다시마 열수추출물의 경우가 증가 하였고 특히 다시마 열수추출물 10 mg/mL일 경우 폴리페놀 함량은 0.231 OD 725 nm였고 미역 열수추출물에 비해 약 2배 이상 증가 하였다. 6. DPPH 라디칼 소거능은 미역 및 다시마 열수추출물의 농도에 비례 하였고, 특히 50 mg/mL에서 다시마 열수추출물의 DPPH radical 소거능은 86.4%였고 미역 열수추출물의 경우는 70.1%였다. 7. 추출물의 pH가 3-9범위에서 항산화 효과는 거의 영향을 받지 않았고. pH 11 이상에서는 각각 40.12%와 46.7%로 감소하였다. 8. 미역 및 다시마 열수추출물의 열 안정성은 80℃에서 120℃까지 온도 범위에서 98-100%의 항산화 활성능을 유지하는 결과를 보여 주었다. 그러나 140℃ 이상은 항산화 활성이 약간 감소하였다. 9. 금속이온의 1가 2가에 관계없이 사용한 금속염은 1 mM 농도에서 금속염을 첨가하지 않은 경우에 비해 Cu2+, Co2+, Mn2+ 등의 금속이온을 처리한 것이 상대적으로 항산화 활성이 증가하였다. 10. 환원력은 추출물 농도 5 mg/mL까지는 거의 나타나지 안 했고 10 mg/mL에서 100 mg/mL로 증가할 경우 미역 및 다시마 열수추출물의 환원력은 각각 0.14 OD 700 nm, 와 0.19 OD 700 nm으로 증가 하였다. 11. 아질산 제거 효과는 미역 및 다시마 열수추출물의 산성에서 알칼리로 증가 할수록 감소했고. 특히 pH 8에서는 4-5%, 다시마 열수추출물은 5 mg/mL에서 50 mg/mL로 증가 할 경우 아질산 제거 효과는 48.7%에서 81.6%로 증가 했고 미역 열수추출물의 경우는 30.1%에서 90.4%로 증가 하였다. 12. 미역 및 다시마 열수추출물의 분말을 첨가하지 않은 빵과 첨가한 빵(5%, 10%)에서 Na의 함량이 가장 많았으며 그 다음으로 K> P> Mg> Ca> Fe> Zn> Mn> Cu의 순이였다. 13. 세 종류의 빵의 vitamin E의 함량이 각각 6.71 mg/100 g, 6.58 mg/100 g, 7.06 mg/100 g으로 가장 높았으며 0%와 5%의 빵에서 vitamin K1이 검출되지 않은 반면 10% 빵에서는 2.41 mg/100 g으로 높은 함량을 보였다. 14. 세 종류의 빵의 구성 아미노산의 함량은 미역 및 다시마 열수추출물을 0%, 5%, 10% 첨가한 빵에서 glutamic acid의 함량이 각각 690.24 mg/100 g, 1,132.83 mg/100 g, 734.25 mg/100 g으로 가장 높았다. 이상의 결과는 미역과 다시마의 열수추출물은 우수한 항산화 효과를 지니고 있어 기능성 식품 원료로 활용될 가치가 높을 것으로 사료 된다.|Studies on the Development of Functional Food using Undaria pinnatifida and Laminaria japonica Extract

Dong Chan Kim Advisor : Prof. Wol-Suk Cha Ph.D. Department of Chemical Engineering, Graduate School of Chosun University

In this research, the hot water extraction process has been adopted to extract functional food materials from U. pinnatifida and L. japonica. Vitamins, amino acids, elements, antioxidant activity, and nitrite scavenging activity of extract were investigated. Extract was used to make bread and its nutritional compositions such as amino acids and vitamins were measured. Vitamin E of U. pinnatifida extract was similar to that of L. japonica extract. However, vitamin C of L. japonica extract was 0.2 mg/100 g and was about 2 folds higher than that of U. pinnatifida extract. Total phenol contents were increased with the increase of U. pinnatifida and L. japonica extract content. DPPH radical scavenging activities of U. pinnatifida and L. japonica at 50 mg/mL were 70.1 and 86.4%, respectively. The antioxidant activities of extracts were stable from 80 to 120℃ and from pH 5.0 to 7.0. However, the antioxidant activities of extracts was increased when Cu2+, Co2+, or Mn2+ was used. The reducing powers of U. pinnatifida and L. japonica at 100 mg/mL were 70.14, and 0.19 OD 700 nm, respectively. The nitrite scavenging activities of U. pinnatifida and L. japonica extract were decreased with the increase of pH. Especially, when the activities of U. pinnatifida and L. japonica at 50 mg/mL (pH 1.2) were 81.6 and 90.4%, respectively. The contents of vitamin E and K of functional bread manufactured with powder (10%) of U. pinnatifida and L. japonica extract were 7.06 and 2.41 mg/100 g, respectively. The contents of glutamic acid of bread made with powder (5%) of U. pinnatifida and L. japonica extract was the highest, 1132.83 mg/100 g. Also, the The contents of total amino acids using powder (5%) was the highest, 3755.53 mg/100 g. These results showed that the hot water extract of U. pinnatifida and L. japonica can be applied to functional food.