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유비 우
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1 J Korean Soc Food Sci Nutr 한국식품영양과학회지 39(1), 154~158(21) DOI: /jkfn 열처리와한약재추출물이발아현미의 GABA 함량에미치는영향 연구노트 전건욱 이미영 윤재민 장성호 정미리 정헌상 이준수 충북대학교식품공학과 Effects of Heat Treatment and Selected Medicinal Plant Extracts on GABA Content after Germination Geonuk Jeon, Mi-Young Lee, Jaemin Yoon, Sungho Jang, Miri Jung, Heon-Sang Jeong, and Junsoo Lee Dept. of Food Science and Technology, Chungbuk National University, Chungbuk , Korea Abstract The purposes of this work were to study germination conditions on γ-aminobutyric acid (GABA) contents and to develop a simple and effective technique for the production of germinated brown rice with an enhanced GABA levels. The samples were subjected to heat treatments at 4 and 45 o C before the soaking step. Moreover, four medicinal plant extracts including Schizandra chinensis, Dimocarpus longan Lour, Angelica dahurica, and Gastrodia elata Blume were used as soaking and germinating media. GABA levels were enhanced in the germinated brown rice compared to the non-germinated brown rice and the highest GABA contents were observed in heat treatment at 35 o C. The brown rice soaked in Gastrodia elata Blume extract showed the highest GABA contents compared to the control sample. These results demonstrate that the GABA levels during germination could be significantly enhanced by the heat treatment and the treatment of medicinal plant extracts in the soaking step. Key words: GABA, germination, heat shock, medicinal plant, brown rice 서론한국인식습관의서구화로인해쌀의소비가감소하고있지만최근쌀이함유하고있는여러생리활성물질에대한연구가증가하면서기능성식품소재로서의쌀에대한관심이늘어나고있다. 현미에는지질, 단백질, 비타민등의영양성분과각종무기질의함량이매우높은것으로알려져소비자들의관심이높아지고있다 (1). 그러나현미는백미에비해맛과질감이떨어지고영양분의소화, 흡수율이낮은문제점을가지고있어발아과정을통해이러한단점을보완하려는노력이이루어지고있다 (2). 현미를발아시킬경우기존현미에비해조직이연화되어관능성향상은물론입자내각종효소가활성화되어 arabinoxylan, γ-aminobutyric acid(gaba), 유용아미노산및 γ-oryzanol 등과같은건강기능성물질의함량이증가하는것으로보고되어있다 (3,4). 그중 GABA는자연계에널리분포하는비단백태아미노산의일종으로동물중추신경계의신경전달물질이며뇌기능을촉진시키고혈압강하효과및알코올대사증진효과등의다양한생리활성을나타내는것으로보고되고있다 (5,6). 지금까지여러식품에서 GABA를증가시키고자하는연구가활발히진행되어왔으며, Kum 등 (7) 은현미를발아한뒤 GABA 함량이약 6% 증가하는것을보고하였다. 또한 Sawai 등 (8) 은차원료에혐기적처리를함으로써 GABA 함량이증가함을보고하였고, Kinefuchi 등 (9) 은현미에고압처리를할경우 GABA 함량이증가하였다고보고하였다. 뿐만아니라 Katagiri와 Shimizu(1) 는콩에이산화탄소를처리시 GABA 함량이증가함을보고한바있다. 본연구에서는현미발아시침지와발아의온도및시간에따른 GABA 함량변화를알아보았다. 또한물리적자극으로 heat shock 처리를하였으며, 일부한약재추출물을침지수와발아수로이용하였을때의 GABA 함량에대한영향을알아보았다. 재료및방법재료및시약본실험에사용된쌀품종은일품 (Ilpum) 으로현미상태였으며수원농촌진흥청에서제공받아시료로사용하였다. Corresponding author. junsoo@chungbuk.ac.kr Phone: , Fax:

2 열처리와한약재추출물이발아현미의 GABA 함량에미치는영향 155 발아현미의 GABA 함량측정에사용된 GABA, NADP + 및 Gabase는 Sigma사 (St. Louis, MO, USA) 에서구입하여사용하였다. 그밖에사용된추출용매및시약은 analytical 및 HPLC 등급을사용하였다. 침지및발아온도와시간에따른발아현미의 GABA 함량변화침지조건에따른 GABA의함량변화를알아보기위해현미 2 g에증류수 ml를가한후 25, 3, 35 o C로각각온도가맞추어진항온기에서 12, 18, 24, 3, 36, 48시간침지시켰다. 실온에서 48시간동안발아시킨후 55 o C에서 24시간동안열풍건조기에서건조시킨뒤 GABA 함량을측정하였다. 또한발아조건에따른 GABA의함량변화를알아보기위해현미를상온에서 24시간침지한다음 25, 3, 35 o C로각각온도가맞추어진항온기에서발아기 (Plant growth chamber WGC-45, Daihan Co. Ltd., Seoul, Korea) 를이용하여 12, 18, 24, 3, 36, 48시간발아시켰다. 발아수의공급은 3분간격으로 5분간실시하였으며각각의조건에서발아시킨현미를 55 o C에서 24시간열풍건조시킨다음 GABA 함량측정시료로사용하였다. 열처리에의한발아현미의 GABA 함량변화수세한현미를 4 o C와 45 o C 항온기에 1시간방치한후최적화된조건을이용하여침지 (25 o C, 24시간 ) 및발아 (3 o C, 48시간 ) 를진행하였다. 발아가완료된현미는 55 o C에서 24시간열풍건조시킨후 GABA 함량을측정하였다. 한약재추출물처리에의한발아현미의 GABA 함량변화한약재추출물 ( 용안육 (Dimocarpus longan Lour), 오미자 (Schizandra chinensis), 구릿대 (Angelica dahurica), 천마 (Gastrodia elata Blume)) 이첨가된침지수를이용하여 25 o C에서 24시간현미를침지시켰다. 또한현미발아를위해발아장치에한약재추출물이첨가된발아수 1 L를가한뒤 3 o C에서 48시간발아시켰다. 발아수의분무는 3분간격으로 5분간실시하였다. 각각의침지수와발아수의한약재추출물농도는 1, 3, 5% 로하였다. 발아가완료된현미는 55 o C 에서 24시간열풍건조시킨후 GABA 함량을측정하였다. GABA 함량측정현미의발아중 GABA의함량변화를측정하기위해마쇄된시료 1 g을정확히칭량하여증류수를가한뒤 homogenizer(ultra-turrax R T25, IKA Labortechnik Co., Staufen, Germany) 를이용하여균질화시킨뒤 5 ml로정용하였다. 위균질액 1 ml에 7 mm lanthanum chloride와 1 N KOH 16 μl를각각가한뒤원심분리하여상등액을 GABA 함량측정에이용하였다. GABA 함량은 Gabase를이용하는효소시스템을사용하였고생성되는 NADPH의양을 spectrophotometer를이용하여 34 nm에서측정하였다 (11). GABA (nmol/g sample) Soaking time (hr) Fig. 1. Effects of soaking conditions on the accumulation of GABA in germinated brown rices. 결과및고찰 침지및발아온도와시간에따른발아현미의 GABA 함량변화발아현미제조시침지온도와시간에따른 GABA 함량변화는 Fig. 1에나타내었다. 25 o C 처리조건의경우 24시간처리한시료가 nmol/g으로가장높은 GABA 함량을나타내었으며, 3 o C 침지조건에서는 18시간처리한시료가 nmol/g으로가장높은결과를보여주었다. 또한 35 o C 침지조건의 18시간처리군은대조군의 11배정도인 nmol/g으로나타나최적조건임을확인할수있었다. 4 o C 이상침지시에도높은 GABA 함량증가를확인할수있었으나 4 o C와 45 o C에서침지시킨경우부패취가심하여식품으로이용하기힘든상태가되었다. Kinefuchi 등 (12) 은현미를 35 o C 이상장시간침지시미생물이급격히증가하였으며고압처리를통해미생물을사멸시켰음을보고하였고, Suzuki 와 Maekawa(13) 는 UV조사, Feng 등 (14) 은전기화학적처리를통해증식된미생물을사멸시켰다고보고한바있다. 발아온도와시간에따른 GABA 함량을분석한결과는 Fig. 2에나타내었다. 온도가증가함에따라 GABA 함량도증가함을확인할수있었다. 또한모든온도조건에서 48시간까지의 GABA 함량증가는시간과비례적인관계를나타내었다. Hoshikawa(15) 는벼의품종에따른차이는있으나최적발아온도가약 3~34 o C 정도라고보고한바있다. 보다높은고온에서도발아율이증가할것으로보이나부패미생물의증가로인한심한부패취때문에식용으로이용하기는힘들것으로생각한다. 발아현미의재배는부패발생이적으면서발아가신속히이루어질수있도록재배하는것이매우중요하다고할수있다. 열처리에의한 GABA 함량의변화 GABA 는해충감염등과같은외부자극및종자의발아

3 156 전건욱 이미영 윤재민 장성호 정미리 정헌상 이준수 GABA (nmol/g sample) Germination time (hr) Fig. 2. Effects of germination conditions on the accumulation of GABA in germinated brown rices. 시함량이급격히증가됨으로써식물체의성장과자기방어기능에중요한역할을하는것으로보고되어있다 (16). 또한 식물에서 GABA의합성은여러외부환경적요인에의해영향을받는것으로보고되고있어식물체가여러환경적스트레스에대항하기위한수단의하나로 GABA 생성체계를가동시키는것으로추정되어진다. Komatsuzak 등 (17) 은현미발아시침지와가스처리를통해 GABA 함량이크게증가하였음을보고한바있으며 Park 등 (18) 은녹차에혐기적처리시 GABA 함량이약 6~8배증가하였음을보고하였다. GABA 함량을증가시키기위한물리적충격, 즉 heat shock 처리에따른발아현미의 GABA 함량변화는 Table 1에나타내었다. 대조군과비교해보면 4 o C와 45 o C에서의열처리군은각각 , nmol/g의 GABA 함량을나타내었으며, 이는발아전현미보다일반발아현미군은 12.4 배, 열처리군은각각 16.5배, 17.8배로증가함을알수있었다. 한약재추출물을이용한발아현미의 GABA 함량변화현미발아시침지수나발아수에특정성분을추가하여 GABA 함량을증가시키려는여러연구가진행된바있다. Table 1. Effects of heat shock treatment on the accumulation of GABA in germinated brown rices Increasing folds Non-germinated rice 223.1±14 1. Germinated rice ± Germinated rice with heat shock 4 o C 45 o C ± ± A 4 C Control Control B 4 D Control Control Fig. 3. Effects of medicinal plant extracts on the accumulation of GABA in germinated brown rices. A, Dimocarpus longan Lour; B, Schizandra chinensis; C, Angelica dahurica; D, Gastrodia elata Blume. a Brown rice soaked in distilled water. b Brown rice soaked in medicinal plant extracts.

4 열처리와한약재추출물이발아현미의 GABA 함량에미치는영향 157 Oh 등 (19) 은 glutamate dehydrogenase(gad) 의기질인 glutamic acid 용액을발아수로사용할경우현미의 GABA 함량이약 2 nmol/g에서 nmol/g까지증가하는것을보고하였으며, Jung 등 (2) 은발아수에키토산 (132 ppm) 과글루탐산용액 (245 ppm) 을일정농도첨가하였을때 637 nmol/g에서 nmol/g까지증가되었다고보고하였다. 본연구에서는용안육, 오미자, 구릿대, 천마를이용하여각각의추출물을제조한후침지와발아수로이용하였으며그결과는 Fig. 3에나타내었다. 먼저용안육의경우일반수로침지하고 3% 추출물을발아수로이용했을때가가장큰 GABA 함량증가를보여주었으며, 침지수에추출물을처리하였을경우에오히려더낮은 GABA 함량을나타내었다. 오미자추출물의경우오미자고유의색으로인하여발아현미가다소붉은색을띄게되는단점을가지고있지만 5% 추출물을발아수로이용한발아현미에서대조군보다약 2.1 배의 GABA 함량증가를나타내었다. 그러나용안육과마찬가지로침지수로추출물을이용하였을경우대조군보다낮은 GABA 함량을나타냄을확인할수있었다. 오미자에는 shizandrin이라는물질이함유되어있는것으로알려져있으며이물질은 GABA 생합성경로에서 GABA 분해효소의활성을조절하는것으로알려져있어현미발아시 GABA 함량증가에효과를나타내는것으로생각한다 (21). 구릿대추출물을이용하여현미발아시오히려대조군보다 GABA 함량이감소함을나타내었다. 천마의경우추출물의농도가증가함에따라 GABA 함량도농도의존적으로증가함을보여주었다. 또한다른한약재처리시와달리천마를침지수로이용했을경우일반수처리시보다높은 GABA 함량증가를확인할수있었으며대조군과비교할때약 2.5배정도로 GABA 함량이증가함을알수있었다. 천마는 GABA 분해효소인 succinate semialdehyde dehydrogenase(ssadh) 의활성을조절하는것으로보고된바있는 gastrodin과 daucosterol과같은물질이다량함유되어있는것으로알려져있어이들물질에의해 GABA 함량이증가된것으로생각한다 (22). 요약본연구에서는현미발아시침지및발아조건에따른 GABA 함량의변화를분석하고효과적으로 GABA 함량을증가시키기위한처리조건을살펴보았다. 발아현미의 GABA 함량증가를위해침지전열처리를실시하였으며, 한약재로널리쓰이는오미자와용안육, 구릿대, 천마를침지수와발아수로이용하였을때의 GABA 함량의변화를확인하였다. 실험결과 45 o C에서의열처리군이 nmol/g 로무처리군에비해약 1.4배정도의증가효과를나타내었다. 또한한약재를침지및발아수로이용한결과용안육은 3% 추출물을발아수로이용하였을경우가가장높은증가 율을보여주었으며, 오미자는 5% 추출물을발아수로이용한경우가대조군보다 2.1배로가장높은 GABA 함량을나타내었다. 천마추출물의경우는 5% 추출물을침지수와발아수로이용했을경우약 2.5배의증가율을보여실험한한약재중가장높은효과를보여주었다. 본연구결과는점차관심이높아지고있는발아현미연구에있어서기초자료가될것으로예상되며, 쌀소비촉진에영향을미칠것으로기대된다. 감사의글 이논문은 Biogreen 21( 과제번호 : ) 연구비지원에의해연구되었으며이에감사드립니다. 문 1. Kim SK, Cheigh HS Radical distribution of calcium, phosphorus, iron, thiamine and riboflavin in the degermed brown rice kernel. Korean J Food Sci Technol 11: Kim IS, Han SH, Han KW Study on the chemical change of amino acid and vitamin of grape seed during germination. J Korean Soc Food Sci Nutr 26: Kim SL, Son YK, Son JR, Hur HS. 21. Effect of germination condition and drying methods on physicochemical properties of sprouted brown rice. Korean J Crop Sci 46: Oh SH. 27. Effects and application of germinated brown rice with enhanced levels of GABA. Food Sci Industry 4: Narayan YS, Nair PM Metabolism, enzymology and possible roles of γ-aminobutyrate in higher plants. Phytochemistry 29: Omori MT, Tano J, Okamoto T, Tsushida T, Higuchi MM Effect of anaerobically treated tea (Gabaron tea) on blood pressure of spontaneously hypertensive rats. Nippon Nogeikagaku Kaishi 61: Kum JS, Choi BK, Lee HY, Park JD. 24. Physicochemical properties of germinated brown rice. Korean J Food Preserv 11: Sawai Y, Konomi K, Odaka Y, Yoshitomi H, Yamaguchi Y, Miyama D, Takeuchi A Repeating treatment of anaerobic and aerobic incubation increases the amount of γ-aminobutyric acid in tea shoots. Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi 46: Kinefuchi M, Sekiya M, Yamazaki A, Yamamoto K Accumulation of GABA in brown rice by high pressure treatment. Nippon Shokuhin Kagaku Kougaku Kaishi 46: Katagiri M, Shimizu S γ-amino butyric acid accumulation in bean sprouts (soybean, black gram, green gram) treated with carbon dioxide. Nippon Shokuhin Kagaku Kougaku Kaishi 36: Zhang G, Bown AW The rapid determination of γ -aminobutyric acid. Phytochemistry 44: Kinefuchi M, Sekiya M, Yamazaki A, Yamamoto K Change in viable bacteria count in brown rice containing accumulated GABA by high pressure treatment, and properties of processed brown rice. Nippon Shokuhin Kagaku Kougaku Kaishi 46: 헌

5 158 전건욱 이미영 윤재민 장성호 정미리 정헌상 이준수 13. Suzuki K, Maekawa T Microorganisms control during processing of germinated brown rice. J Soc Agric Struct 3: Feng C, Suzuki K, Zhao S, Sugiura N, Shimada S, Maekawa T. 24. Water disinfection by electrochemical treatment. Bioresource Technol 94: Hoshikawa K Growing rice plant an anatomical monograph. Nosan Gyoson Bunka Kyokai (Nobunkyo), Tokyo, Japan. p Kinnersley AM, Turano FJ.. Gamma aminobutyric acid (GABA) and plant responses to stress. Crit Rev Plant Sci 19: Komatsuzak N, Tsukahara K, Toyoshima H, Suzuki T, Shimizu N, Kimura T. 27. Effect of soaking and gaseous treatment on GABA content in germinated brown rice. J Food Eng 78: Park JH, Han SH, Shin MK, Park KH, Lim KC. 21. Change in the main constituents by a treatment condition of anaerobically treated green tea leaves. J Medicinal Crop Sci 9: Oh SH, Kim SH, Moon YJ, Choi WG. 22. Changes in the levels of γ-aminobutyric acid and some amino acids by application of a glutamic acid solution for the germination of brown rices. Korean J Biotechnol Bioeng 17: Jung GH, Park NY, Jang SM, Lee JB, Jeong YJ. 24. Effects of germination in brown rice by addition chitosan/glutamic acid. Korean J Food Preserv 11: Han JT, Ahn EM, Park JK, Cho SW, Jeon SG, Jang JS, Kim CK, Choi SY, Baek NI.. Isolation of anticonvulsant compounds from the fruits of Schizandra chinensis Baili. J Korean Soc Agric Chem Biotechnol 43: Ha HJ, Lee DU, Eah KY, Hah JS, Kim HJ, Yong CS, Huh K Modulation of ligand binding to the GABA-benzodiazepine receptor complex by Gastrodia elata Blume. J Appl Pharmacol 5: (29 년 1 월 9 일접수 ; 29 년 12 월 13 일채택 )

139~144 ¿À°ø¾àÄ§

139~144 ¿À°ø¾àÄ§ 2 139 DOI : 10.3831/KPI.2010.13.2.139 2 Received : 10. 04. 08 Revised : 10. 04. 26 Two Case Report on Wrist Ganglion Treated with Scolopendrid Pharmacopuncture Accepted : 10. 05. 04 Key Words: Wrist Ganglion,