발효통한 감귤 부산물의 항산화 및 항균 활성 증대
발효통한 감귤 부산물의 항산화 및 항균 활성 증대
  • 원예산업신문
  • 승인 2016.04.11 16:32
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감귤은 carotinoid, flavonoid, monoter-pene, coumarin 등의 생리활성 화합물이 함유되어 있고, 감귤의 flavonoid는 항균, 항산화, 항암, 항염 등의 효과가 보고되어 있다. 특히 감귤에는 narirutin, naringin, hesperidin 등의 배당체와 naringenin과 hesperetin 등의 비배당체인 플라바논이 다량 함유되어 있으며, 배당체보다 비배당체가 우리 몸에는 좀 더 효과적으로 흡수되는 것으로 알려져 있다. 배당체 플라바논은 가수분해 과정을 거쳐 비배당체의 형태로 전환되고 이러한 bioconversion은 미생물이나 효소적 반응을 통해 이루어지는 것이 알려지면서 최근 비배당체 형태의 플라보노이드 개발이 활발히 진행되고 있다.

특히 영양소가 에너지로 전환되면서 산소가 불완전하게 연소되는 과정에서 발생하는 화합물인 활성 산소종은 반응성이 매우 커서 생체 분자들과 빠르게 반응하여 생체막의 지질 산화, 단백질 변성, DNA 손상 등을 초래하며 암, 동맥경화증, 당뇨병, 자가면역질환, 노화, 뇌졸중, 파킨슨병 등 각종 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 이러한 활성산소종을 제거하기 위한 항산화 소재 개발을 위해 본 연구에서는 기능성 화합물을 다량 함유하고 있는 감귤부산물을 식품미생물인 누룩을 이용하여 발효 시켜 기능성을 향상시키고, 그 발효산물의 생리활성 효과를 확인하여 기능성 소재로서의 감귤 부산물을 활용 가능성을 탐색하고자 하였다.

▲ <감귤 부산물의 발효 전과 후의 항산화 활성>
▲구체적인 성과
△발효된 감귤부산물의 항산화 활성
항산화 물질의 가장 특징적인 역할인 oxidative free radical과 반응하는 것으로 이것을 이용하여 DPPH, ABTS, 및 superoxide free radical 소거 작용 항산화 효과를 측정하였다.  그 결과 DPPH의 경우 IC50이 발효전 2.74 mg/mL에서 발효 후 1.12 mg/mL로 항산화 활성이 증대되었으며, ABTS 라디칼 소거활성은 발효 전 1.35 mg/mL에서 발효 후 0.51 mg/mL로, superoxide 라디칼 소거활성은 발효 전 0.85 mg/mL에서 발효 후 0.29 mg/mL로 발효 후 항산화 활성이 2배정도 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 항산화 활성 증대는 HPLC를 이용한 성분분석에서 확인할 수 있었다. 발효 전 감귤부산물에 함유되어 있는 플라보노이드 성분을 HPLC를 이용하여 분석한 결과 narirutin과 hesperidin이 주로 함유되어 있고, 2주간의 발효 후 분석에서는 비배당체인 naringenin과 hesperetin의 함량이 확연히 증가함을 확인할 수 있었다. 이러한 비배당체의 플라보노이드 함량의 증가가 항산화 활성 증가에 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 

▲ (A)발효 전, (B) 발효 후
△발효된 감귤부산물의 항산화 활성
현대 생활의 패턴 변화로 다양하고 편리한 가공식품의 이용이 빈번해졌다. 가공식품을 만드는 과정에는 식품의 부패를 방지하고 장기간 안전하게 보존하기 위해 화학적 합성 보존제가 아닌 식용이나 약용으로 사용되는 천연물로부터 천연 항균제를 개발하는 연구가 활발히 진행 중이다. 감귤에는 항균 활성을 갖는 성분들이 포함되어 있고 이러한 감귤은 발효과정을 거치면서 항균 활성이 증진되는 것을 확인할 수 있었다. 발효된 감귤부산물을 이용하여 항균활성 측정을 위해서 식품의 가공 및 냉장 저장 중에도 생존, 성장하여 식중독 발생에 관여하는 균인 L. monoc-ytes ScottA와 식중독을 일으킬 수 있는 E.coli 균주를 사용하여 disc diffusion법으로 확인하였다. Disc diffusion법으로 항균 활성을 측정한 결과 발효 후 항균 활성이 증진되는 것을 확인 할 수 있었으며 특히 E. coli의 경우 발효 전 시료 처리시 clear zone이 8mm이었던 것이 발효 후 시료를 처리시 12 mm로 clear zone이 확대되는 것을 확인하였다. 이는 IC를 이용한 분석에서 발효 후 유기산 함량이 증가되는 것을 확인 할 수 있었고, 특히 감귤에는 없는 lactic acid의 증가 등이 발효된 감귤부산물의 항균활성 증가에 영향을 미치는 것으로 여겨진다. 이상의 결과로 항산화 및 항균활성이 증가된 발효된 감귤부산물은 식품 및 화장품 등의 보존을 위한 천연보존제로 활용이 가능할 것으로 여겨진다.

■원예특작과학원 감귤연구소 농업연구사 김상숙