Abstract
This study was carried out to investigate the characteristics of black jujube and Zizyphus jujube extracts during lactic acid fermentation. Both extracts were fermented using Lactobacillus fermentum YL-3. As a result, viable cell number rapidly increased until 24 hours, after which it gradually decreased. Before lactic acid fermentation, the $IC_{50}$ of black jujube, which was 0.014 mg/mL, was lower than that of Zizyphus jujube. Further, black jujube showed stronger antioxidant activity (374.21 mg AA eq/g) than Zizyphus jujube. Contents of total polyphenolics in both extracts were 15.46 mg/g and 13.61 mg/g, respectively, whereas contents of total flavonoids were 374.21 ${\mu}g/g$ and 64.25 ${\mu}g/g$. After lactic acid fermentation, there was no significant increase in DPPH or ABTS free radical scavenging activity. Total polyphenolic content of Zizyphus jujube decreased to 12.39 mg/g upon fermentation, whereas flavonoid content significantly increased to 291.58 ${\mu}g/g$. Further, polyphenolic and flavonoid contents of black jujube increased from 15.46 mg/g to 17.46 mg/g and from 374.21 ${\mu}g/g$ to 1,135.29 ${\mu}g/g$, respectively. These results demonstrate that 9-Times Steamed and Dried increased functional components. Especially, lactic acid fermented black jujube showed remarkably high antioxidant activity. These results confirm the potential use of lactic acid fermented black jujube as a valuable resource for the development of functional foods.
본 연구에서는 포제법(炮製法) 중 가장 대표적인 구증구포(九蒸九炮)법을 응용하여 steam, 건조, 저온 숙성 과정을 통해 만들어진 흑대추를 활용하여 추출 및 발효과정에 일어나는 주요 특성 변화를 건대추와 비교 분석하였다. 대추의 구증구포 과정을 통해 만들어진 흑대추를 활용하여 추출 및 유산발효를 진행하고, 이러한 과정 중에 나타나는 약리활성 성분의 변화를 건대추와 비교함으로써 흑대추 추출물의 효능을 확인하여 기능성식품 소재로 활용하기 위한 기초자료를 확보하고자 하였다. AOAC법을 이용하여 일반성분을 분석한 결과, 조단백질의 함량에는 유의적인 차이가 없었으나, 수분과 조지방, 조회분의 함량은 흑대추가 건대추보다 더 높은 것을 확인하였다. TLC와 HPLC를 이용하여 당 분석을 하였고, 건대추와 흑대추 모두 fructose, glucose, sucrose로 조성되어 있었고, 각 함량은 건대추는 5.60, 6.30, 9.04 g/100 g이었고, 흑대추는 9.76, 12.76, 2.95 g/100 g으로 건대추는 sucrose의 함량이 fructose와 glucose에 비해 높은 반면, 흑대추는 상대적으로 더 낮은 sucrose 함량을 나타냈다. 이러한 결과는 흑대추 제조를 위한 구증구포 과정 중 sucrose의 분해에 의한 것으로 판단된다. 유용성분이 추출될 수 있는 최적조건을 선정하기 위해 16개의 조건에서 추출수율을 측정하여 반응표면분석법(RSM)으로 최적 조건을 선정하였다. 건대추와 흑대추의 추출수율에 대한 회귀식의 결정계수값 $R^2$은 각각 0.3518, 0.3870으로 모델식이 적합하지 않았고, 이러한 결과는 추출조건에 따라 수율의 차이가 크지 않고, 추출 용매의 에탄올 비율이 증가할수록 수율이 증가하다가 80% 이상이 되면 수율이 급격히 감소하는 것이 원인인 것으로 판단된다. 따라서 Jeong 등(15)의 추출조건을 응용하여 건대추와 흑대추 추출물을 제조하였다. 추출물을 YL-3로 유산발효를 진행한 결과, 두 추출물 모두 배양 8시간 후부터 대수증식기가 시작되었고 24시간 배양 후 대수증식기가 종료되었다. 두 추출물의 초기 pH는 차이가 있었으나 8시간 배양까지 일정하게 유지되고 12시간 후부터 72시간까지 감소하는 유사한 변화 패턴을 보였고, 본 연구에서 사용한 건대추와 흑대추의 일반성분 함량 차이와 단당류 및 이당류 조성비의 차이가 유산균의 생육에 영향을 거의 미치지 않았음을 확인할 수 있었다. 대추 추출물의 유산발효에 의한 기능성 성분의 변화를 분석하고자 폴리페놀과 플라보노이드, free 라디칼 소거능을 측정하였다. 발효 전 건대추와 흑대추의 페놀성 물질의 함량을 분석한 결과 흑대추가 건대추에 비해 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 유의적으로 높았으며, 발효 후 건대추의 폴리페놀 함량은 감소하였지만 플라보노이드 함량은 높은 증가율을 보였고, 흑대추는 발효 후 두 물질 모두 증가하였다. 이 결과를 통해 발효에 의한 페놀성 물질의 증가 가능성을 확인하는 것과 동시에 항산화 활성 및 생리기능의 향상을 예측할 수 있었고, 발효가 폴리페놀이나 플라보노이드 이외에도 많은 유효성분의 함량에 영향을 줄 것으로 기대되며 이와 관련된 연구가 지속되어야 할 것으로 생각된다. DPPH에 의한 라디칼 소거능 측정 결과, 흑대추의 발효 전 전자공여능은 74.72%로 건대추보다 더 높았고, 발효에 의한 DPPH free 라디칼 소거능의 유의적인 증가 효과는 없었다. 흑대추의 AEAC값이 1.06 mgAAeq/g으로 건대추에 비해 ABTS free 라디칼 소거능이 더 높았으나, 두 추출물 모두 발효에 의한 ABTS free 라디칼 소거능의 증가 효과는 없었다. 본 연구를 통해 구증구포에 의한 유용성분의 증가효과를 확인하였고, 건대추에 비해 영양성분 및 기능성 물질의 함량이 높은 흑대추를 주원료로 하여 유산균 발효공정을 도입함으로써 기능성물질의 증가 효과를 얻고 다른 대추 가공품과 차별화를 두고 제품의 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 생각되며, 흑대추를 이용한 기능성 발효식품 개발에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
