떫은감의 총페놀성 물질은 녹숙감에서 3.09%로 가장 높았고, 완숙감에서는 1.51%, 연시는 0.48%로 점차 감소하는 경향을 나타내었으며 가용성 탄닌도 연시에서 현저하게 감소하였다. Acetaldehyde 반응성은 녹숙감에서 추출한 가용성 탄닌이 완숙감의 탄닌보다 다소 높았고, 연시에서 추출한 탄닌은 acetaldehyde와 반응하지 않았다. 탄닌의 함량이 높을수록 acetaldehyde 반응성은 증가하였으며, 각 탄닌성분을 Styragel $10^3$$\AA$ GPC column으로 분획한 결과 과실이 성숙, 연화됨에 따라 탄닌성분은 점차 고분자화 되는 경향을 보였다. 또한 TLC상의 녹숙감과 완숙감의 탄닌성분은 각각 4개의 band를 나타내었으나 연시 탄닌은 2개의 band만 나타내어 탄닌 구성성분의 차이를 보였다.
감식초를 제조할 때 떫은감에 함유된 탄닌성분이 알콜발효균주의 생육 및 알콜발효물의 품질에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 알콜발효균주에 대한 생육저해는 녹숙감에서 분리된 탄닌에서 가장 뚜렷했으며 그 뒤로 완숙기, 연시 탄닌 순으로 나타났고, S cerevisiae YJK20에 비해 S, kluyveri DJ97이 생육저해를 적게 받았다. 알콜발효액의 단도는 첨가한 탄닌함량이 높을수록 서서히 감소하여 0.2%, 0.3%탄닌처리고(III, IV)는 발효 3일까지 그 감소가 현저하였으나, 발효6일에는 모든 처리구에서 5.8~6.0$^{\circ}$Brix로 일정수준을 보였다. 발효액의 알콜함량은 참가한 탄닌함량이 낮을수록 단기간에 높은 알콜함량을 나타내었으나, 각 처리구의 최고 알콜함량에서는 큰 차이가 없었다. 또한 첨가한 탄닌함량이 높을수록 발효액의 a값 증가가 뚜렷하여 최종 발효액에서 갈색도를 나타내는 a/b값이 높은 것으로 나타났다. 탁도도 발효 1일에 각처리구에서 거의 동일한 수준이었으나, 알콜\ulcorner량이 최고치를 나타내는 발효 4일에는 0.3% 탄닌처리구(IV)에서 가장 높았으며, 각 처리구의 총페놀성 물질 및 가용성 탄닌의 함량은 발효가 진행됨에 따라 감사하였다.
감 과실(果實)의 탈삽기구(脫澁機構) 및 탄닌생성에 관한 조사의 일환으로 감엽(葉)의 탄닌함량의 변화 및 현미경적 관찰의 결과 삽시(澁枾)에서는 엽(葉)과 과실(果實)의 탄닌함량의 변화 경향이 유사하였으나, 감시(甘枾)에서는 많은 차이가 있었다. 엽(葉)의 탄닌함량 변화는 품종간에 큰 차이가 없었다. 엽(葉)의 상피세포(上皮細胞)는 과실(果實)의 탄닌세포와 같이 다량의 탄닌물질을 함유하고 있었으며 유관속(維管束) 부근에도 탄닌세포가 존재하였다. 사관부내(篩管部內)에는 탄닌물질이 이동하고 있었다. 이상의 결과 감엽(葉)의 탄닌물질과 과실(果實)의 탄닌물질은 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.
떫은감 탄닌성분의 이화학적 기능적 특성을 연구하기 위해서 과실의 숙도에 따라 탄닌성분을 분리하여 단백질반응성, 항산화능, 아질산염 제거능 및 부패성 미생물의 생육에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 떫은감 탄닌성분의 단백질 반응성은 온도상승에 따라 증가하는 경향이었으며, 녹숙감과 완숙감에서 분리한 탄닌성분이 연시에서 분리한 탄닌성분에 비해 단백질 반응성이 높았다. 녹숙감의 탄닌성분은 ascorbic acid와 유사한 항산화능을 나타내었으며 pH 1.2에서 30mg 탄닌처리시 아질산염제거능이 거의 100%에 달했다. 또 한 녹숙기 탄닌은 부패성 미생물에 매해 뚜렷한 저해를 보였으며, 특히 E. coil와 V. parahaemolyticus에 대한 저해가 현저하였다. 완숙기 탄닌성분의 경우 pH와 유사한 수준의 항산화능과 pH 1.2에서 93.91%의 아질산염제거능을 나타내었다. 이에 반해 연시 탄닌성분은 항산화능, 아질산염제거능이 매우 낮았으며, 미생물 생육저해능도 미미하여 녹숙기 완숙기 탄닌과는 큰 차이를 보였다.
아세틸화(化) 고분자(高分子) 축합(縮合)탄닌의 젤침투 크로마토그래피 분석(分析)을 위해 일반적(一般的)으로 사용(使用)되고 있는 폴리스타이렌 표준물질(標準物質)은 부정확(不正確)한 교정(矯正)값을 준다. 한편 유도체화 하지않은 축합탄닌의 젤침투 크로마토그래피는 폴리스타이렌 디비닐벤젠 코폴리머 컬럼과 디메틸 포름아미드를 용매(溶媒)로 사용(使用)하여 매우 만족스럽게 분석(分析)될 수 있었다. 그 컬럼의 교정은 유도처리 되지않은 고분자(高分子) 축합(縮合)탄닌을 이용(利用)하여 수행되었으며 고분자 탄닌을 유도처리 할 필요가 없으므로 탄닌의 신속한 분자량(分子量) 결정(決定)이 가능하고 컬럼 크로마토그래피로 분리(分離)되어지는 탄닌을 연속적으로 분석(分析)할 수 있는 장점(長點)을 가진다.
감과실(果實)(Diospyros kaki L.)의 탈삽기구(脫澁機構) 및 탄닌 물질(物質)의 생성(生成)에 대한 조사(調査)의 일환(一環)으로 단감인 부유(富有)와 떫은감인 청도반시(淸道盤?), 대구반시(大邱盤?), 상주반시(尙州盤?) 등(等) 4품종(品種)을 사용하여 성장(成長)중(中)의 탄닌 세포(細胞)를 관찰한 결과는 다음과 같다. 1. 개화전(開花前)부터 탄닌 세포(細胞)는 자방내(子房內)에 널리 존재(存在)하였으나, 배주(胚珠)의 초기조직(初期組織) 내부(內部)에는 탄닌 세포(細胞)가 존재하지 않았다. 2. 자방(子房), 꽃받침, 과실(果實) 등(等)의 표피세포(表皮細胞)는 모두 탄닌 세포(細胞)로 이루어졌다. 3. 탄닌 세포(細胞)의 배열(配列)은 꼭지 부위(部位)에서 정부(頂部)쪽을 향한 방사형(放射型)이었다. 4. 떫은감의 표피내부(表皮內部)는 석세포(石細胞)인 반면, 단감에서는 적은 일반세포(一般細胞)로 이루어져 있었다. 5. 탄닌 세포(細胞)는 몇 개씩 모여서 하나의 군(群)을 이루었다. 6. 단감의 탄닌 세포(細胞)는 구형(球型)인 반면 떫은감의 탄닌 세포(細胞)는 타원형에 가까왔다. 7. 탄닌 세포(細胞)의 분포는 단감, 떫은감 모두 유사(類似)하였으나 밀도(密度)는 떫은감이 높았으며 크기도 컸다. 8. 성숙(成熟)한 단감의 탄닌 세포(細胞)는 응고(凝固)되어 있었고 일부(一部)는 파열(破裂)되어 있었다. 9. 떫은감의 탄닌은 세포(細胞)는 성숙시(成熟時) 세포벽(細胞壁)에 많은 돌기(突起)가 생성되어 있었다.
본 연구는 수수 계통들의 탄닌 함량별 소화효소 저해율을 조사하여 향후 수수 품종육성과 수수의 이용성 향상을 위하여 실시하였다. 남풍찰수수의 탄닌의 분포를 조사한 결과, 과피와 배유사이의 종피층에 탄닌이 분포함을 알 수 있었다. 도정을 하지 않은 조곡에서 탄닌 함량은 11.54 mg/g이었고, 73% 도정한 종실과 겨에서 각각 4.57 mg/g과 28.71 mg/g으로 가장 높게 나타났다가 65% 도정한 종실과 겨에서 2.06 mg/g과 26.38 mg/g으로 줄었다. 수수 추출물 탄닌 함량별로 15계통을 대상으로 소화효소 반응을 조사한 결과, 탄닌이 함유된 계통들에서 탄닌이 없는 계통들에 비해 당질가수분해 효소인 ${\alpha}$-amylase, ${\alpha}$-glucosidase, ${\beta}$-glucosidase 저해율이 높게 나타났다. 특히 ${\alpha}$-glucosidase의 저해율은 모든 탄닌 계통에서 97% 이상으로 다른 소화효소들에 비해 매우 특이적으로 높은 저해율을 보였다. Protease의 저해율은 탄닌 계통들에서 non-탄닌 계통들에 비해 전반적으로 높게 나타났다. Lipase 저해율은 20% 이하로 저해가 일어나지 않거나 매우 낮아 수수 계통들간의 lipase 저해율의 유의성이 없었다.
감 껍질 추출물을 Sephadex LH-20 및 MCI-gel CHP 20 column을 이용하여 2개의 주요 탄닌을 분리할 수 있었으며, NMR, IR, FAB-mass 등을 이용한 구조 동정 결과(+)-catechin, (+)-gallocatechin으로 확인되었다. 소석회와 보조응집제로 정제 탄닌을 처리할 때 얻어진 탁도, T-N, T-P 및 CODcr 제거율은 gallocatechin이 catechin보다 우수한 것으로 나타났으며, 이는 탄닌 분자의 -OH기가 타 물질과의 반응성이 높아 하수속의 물질과 결합을 하게 되는데 분자구조에 이러한 -OH기가 많을수록 응집 침전하는 능력이 더 우수한 것으로 판단되었다. 또한 단일 탄닌을 첨가하는 것보다 혼합 탄닌 실험군이 탁도, T-N, T-P 및 CODcr 제거율이 다소 높은 것으로 나타나, 물질 간 synergy 효과도 있는 것으로 확인되었다.
탄닌산은 식물계에서 가장 많이 발견되는 폴리페놀 중 하나로, 초기 탄닌산 연구는 항산화제 등과 같은 생리학적 기능에 집중되어 있었다. 그러나 최근에는 탄닌산이 단백질, DNA 등 거의 모든 생체고분자와 분자간결합을 하는 것이 밝혀짐에 따라 분자적 접착제로서 많은 관심을 받고 있다. 탄닌산의 다양한 특성들은 표면의 기능, 젖음성을 조절할 뿐 아니라 에너지 저장 및 발생 장치에 기여하고, 의학적 제재로의 다양한 가능성을 보이고 있다. 본 논문에서는 분자적 접착제로서의 탄닌산과 생체고분자와의 결합, 탄닌산을 통한 표면 개질, 의료용 제재로의 활용 등에 대해 다루고자 한다.
유액을 형성하는 대극과 C-4 식물 Euphorbia maculata의 엽육조직은 유관속초와 엽육세포 두 유형의 유세포로 분화되는데, 본 연구에서는 이들 세포 내에 축적되는 2차 대사물질인 탄닌의 발달양상을 형태 구조적으로 연구하였다. 탄닌의 축적은 엽육조직 발달초기 상태에서부터 시작되어 유관속초세포에서 뚜렷하게 진행되었고, 분화를 마친 성숙한 잎의 유관속초세포와 인접한 엽육세포에는 현저하게 다른 양상으로 축적되었다. 일부 미분화 유관속초세포는 발달초기에 일어난 액포융합현상으로 세포용적의 대부분을 차지하는 거대한 탄닌액포를 형성하여 세포질에는 영향을 미치지 않으나, 이후 엽육조직이 발달하면 유관속초세포 내 액포에는 소과립상에서부터 소구체, 구체 및 비교적 커다란 탄닌액포에 이르기까지 다양한 형태로 집적되었다. 특히, 탄닌이 세포소기관들 사이로 침투하여 소기관들의 경계를 따라 분포되거나, 침착이 더욱 진행되어 세포질 내 거의 모든 세포소기관에 영향을 미친 경우에는 세포질의 전자밀도를 매우 높게 나타났다. 반면, 엽육세포층 내에서는 탄닌의 축적현상이 드물게 일어나 대부분의 세포들은 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나, 유관속초세포 내 탄닌의 축적현상이 할발하게 일어난 경우에는 이들과 바로 인접한 엽육세포의 세포질에도 탄닌의 축적이 야기되어 일부 세포소기관의 전자밀도는 높게 나타났다. Euphorbia maculata는 식물체 전체에 망상으로 분포하는 유관에 다량의 알카로이드성 유액이 분비되는데, 액포 및 세포질에 축적되는 이러한 탄닌은 이들 알카로이드성 물질과 밀접한 관계를 유지하며 병충해 및 초식동물로부터의 보호 등 식물체 방어기작에 중요한 기능을 수행할 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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