In order to better understand the quality of Korean cactus, Opuntia humifusa, as the functional foodstuffs, it's seeds, stems and fruits were analyzed. In addition, we performed quality evaluation on cookies manufactured with cactus powder added. The results showed the soluble nitrogen-free component levels in the cactus to be very high. The highest component levels were crude fiber(48.75%) and crude fat(7.38%) in the seeds, crude ash(15.39%) in the stems, and moisture(11.26%) and crude protein(8.79%) in the fruits. The antioxidant activities of the cactus were evaluated based on peroxide values(POV), thiobarbituric acid reactive substances(TBARS value), and electron donating ability(EDA) using the DPPH method. The POVs for soybean oil containing a 0.05% concentrated water extract from each part of the cactus revealed a remarkable antioxidant effects on peroxidation as storage time increased. The TBA values were 63.65% in BHT, 60.67% in the stems, 57.31% in the fruits and 49.16% in the seeds. The EDAs were 30.26% in the stems, 25.89% in the fruits, and 25.65% in the seeds. The total polyphenol contents of the water soluble materials from the cactus were 3.14 g/100 g in the fruits, 2.93 g in the stems and 2.11 g in the seeds. For the cookies, as the amounts of fruit and stem powder increased, the spreadness was significantly lowered, but moisture content was increased compared to the control. The color degree of the cookies changed from dim to intense as more fruit powder was added, resulting from a decrease in the L- and b-values and a significantly increased a-value. With the addition of stem powder, the L- and a-values revealed no significant differences, while the b-value was lowered compared to the control as more stem powder added. For texture changes of the fruit cookies, there were significant differences in hardness, gumminess, cohesiveness, springiness and brittleness. The stem cookies, however, showed only differences in hardness, gumminess, and brittleness, and not in cohesiveness and springiness. Finally, an overall sensory preference was found with the 1% fruit powder and 3% stem powder additions.
본 연구에서는 천년초 분획물에 따른 항산화 및 항염증 효과를 확인하고자 80% MeOH로 추출하여, 추출물을 EtOAc Fr., n-BuOH Fr. 및 $H_2O$ Fr. 로 용매 분획하였다. 각 분획물에 대하여 총 폴리페놀 함량, DPPH 및 ABTS radical scavenging 방법을 이용한 항산화 활성 측정 결과, 모든 분획에서 항산화 활성을 확인하였고, 그 중 OHRE 분획은 가장 높은 총 폴리페놀 함량(179.3 mg/g)을 나타내었고, $IC_{50}$ 값이 DPPH는 $77.0{\pm}1.38{\mu}g/mL$, ABTS는 $26.3{\pm}2.02{\mu}g/mL$으로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 또한 항염증 효과는 PMACI로 HMC-1 cells에 염증을 유발시킨 뒤 천년초 뿌리 분획물을 처리하여 TNF-$\acute{\alpha}$를 비롯해 IL-$1{\beta}$, IL-6, IL-8등의 염증 매게 물질을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 천년초 뿌리는 높은 항산화 활성과 및 염증 매게 물질의 생성을 억제하는 우수한 항염증 효과가 있는 것으로 확인되었다.
본 연구는 천년초 줄기를 이용하여 항균, 항산화, 항암 등 천년초의 생리활성 효과를 연구하였으며 그 결과는 다음과 같다. 천년초 줄기의 추출물중 gram 양성균인 4가지 균주(Rhodococcus equi, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus)에서 항균 효과가 나타난 것은 메탄올과 핵산층이었으며, 4가지 균주 중 Bacillus cereus를 제외한 3종에 대해서는 우수한 항균효과를 나타냈다. 천년 초 줄기의 peroxynitrite($ONOO^-$) 제거능 측정결과 핵산층을 제외한 메탄올층, 부탄올층, 수층의 항산화 활성은 천년초 줄기 추출물의 농도가 증가할수록 항산화 효과가 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다. 천년초 줄기 추출물의 각 용매별 DPPH 유리기 소거능은 농도가 증가함에 따라 소거능도 유의적으로(p<0.05) 증가하였으며, 부탄올>메탄올>수층>핵산층 순으로 높게 나타났다. 천년초 줄기의 암세포 증식 억제 효과에서 피부암 세포의 경우 $50\sim100{\mu}g/mL$의 농도에서 메탄올층과 핵산층이 수층과 부탄올층에 비하여 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다. 간암세포인 HepG2의 경우 추출물 $100{\mu}g/mL$의 농도를 기준으로 메탄올층이 유의적으로(p<0.05) 높았고, 핵산층>부탄올층>수층의 순으로 나타났다. 대장암세포인 HT-29 역시 메탄올층이 유의적으로 가장 높았고, 핵산층>수층>부탄올층 순으로 나타났다. 유방암세포인 MCF-7은 메탄올층>핵산층>수층>부탄올층 순으로 효과가 높게 나타났다. 이와 같은 결과로 볼 때 천년초줄기의 항균, 항산화, 항암 효과가 높게 나타나 줄기를 활용한 항균제품이나 여러 가지 가공제품을 개발하는데 기초 자료로 활용할 수 있다.
본 연구에서는 천년초의 줄기와 열매를 동결 건조하여 분말화 한 후 기능성 성분으로 Vit. $B_1$, $B_2$, $B_3$, 루틴 및 베타카로틴 등의 비타민, 식이섬유, 조 사포닌을 분석하고, 물리적 특성으로 pH 및 색도, 보수력, 보유력, 팽윤력, 용적밀도, 점액물질 함량 및 수분흡수량을 조사하였다. 천년초 분말의 비타민을 측정한 결과 비타민 C(ascorbic acid)의 함량이 가장 많았으며 줄기가 42.14 mg, 열매가 105.21 mg으로 줄기의 약 2배 이상 더 높게 나타났다. Lutein의 함량은 줄기가 열매 보다 약 2.3배 정도 더 높게 나타났으며 ${\beta}$-carotene의 함량은 열매가 줄기보다 약 2.9배 정도 높은 함량을 나타내었다. 비타민 B의 경우 줄기와 열매의 함량이 각각 비타민 $B_1$(thiamin)는 0.16 mg 및 0.15 mg, 비타민 $B_2$(riboflavin)은 0.08 mg 및 0.12 mg으로 아주 적은양이 함유되어 있었으며 비타민 $B_3$(niacin)은 0.92 mg 및 1.01 mg으로 나타났다. 식이섬유는 줄기에서 수용성 식이섬유가 45.24%, 불용성 식이섬유가 22.15%로 열매보다 높게 나타났다. 조 사포닌은 줄기가 19.30 mg/g, 열매가 25.10 mg/g으로 나타났다. 물리적 특성의 pH는 줄기가 pH 5.34, 열매가 pH 5.07로 약산성이었고 보유력을 제외한 보수력, 용적밀도 및 팽윤력은 줄기가 높게 나타났으며 점질물질의 함량과 수분흡수량도 줄기가 열매보다 더 높게 나타났다. 이러한 결과 보아 천년초에 함유되어 있는 비타민류, 식이섬유 등은 천연 기능성 소재로 이용 가능하며 물리적 특성을 잘 이용한다면 가공적성 및 제품의 기호성을 증진시키는데 유용한 식품소재가 될 것으로 기대된다.
우리밀에 천년초 선인장 분말을 첨가한 천년초 식빵의 품질 특성을 연구하기 위해 예비실험을 통해 0%, 1%, 3%, 5% 천년초 분말 첨가 함량을 설정하였고, 첨가량에 따른 수분흡수율, 물성변화 및 호화도를 측정하였다. 또한 반죽의 발효시간, 완제품의 부피측정, 굽기 손실률과 관능검사를 실시하여 기능성 천년초 식빵의 가능성을 보고자 하였다. Farinograph 상에서는 천년초 분말 첨가량에 따라 다소 높아지는 경향을 보였다. 흡수율 증가는 가스 보유력 및 완제품의 부피가 증가함으로서 동시에 안정도, 탄력도는 높아지고, 약화도는 떨어져야하지만 천년초 분말 첨가는 상반된 결과를 나타냈다. RVA로 측정한 반죽의 호화 개시온도는 대조구가 $52.63{\pm}2.0^{\circ}C$이었고 천년초 분말 첨가 비율의 변화에 따라 각 첨가군은 유의적인 차이가 보이지 않았다. 최고점도와 최고점도에 도달하는 시간은 대조구가 $2673{\pm}14.8$ RVA, $6.53{\pm}0.0$분이었다. 천년초 분말 첨가한 경우 호화 개시온도와는 달리 첨가 비율에 따라 유의적인 차이를 보였다. 최저 점도의 유지 강도는 대조구가 $2012{\pm}16.3$ RVA이었고 천년초 분말 첨가구에 따라서 전반적으로 감소하는 경향을 나타내었다 . 최종 점도, breakdown, setback 값에서 대조구는 각각 $3180{\pm}9.9RVA$, $661{\pm}31.1RVA$, $1169{\pm}6.4\;RVA$이었다. 천년초 분말 첨가한 경우 최종점도는 대조구와 비교하여 천년초 첨가량에 따라 감소하였으며, breakdown, setback 값은 대조구보다 증가하였고, 천년초 분말 첨가 비율에 따라 유의적인 차이를 보였다. 노화를 예측할 수 있는 setback 값은 천년초 첨가에 따라 노화억제를 효과가 있음을 예측할 수 있었다. 반죽의 발효 시간은 천년초 분말 증가에 따라 발효시간이 길어짐을 볼 수 있었다. 식빵 부피 변화는 대조구가 $1371.4{\pm}35.6$ mL로 가장 켰고, 천년초 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소해 유의적 차이를 나타냈다. 굽기 손실률은 천년초 분말 첨가량이 증가할 수 록 손실률이 감소하는 경향을 나타냈다. 일반성분 검사 수분함량은 천년초를 첨가한 시료보다는 무첨가 시료가 높았지만 천년초 분말첨가량의 증가에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 탄수화물 함량은 무첨가 시료가 비교적 낮았는데 천년초 함량이 증가할수록 감소하였다. 지방과 회분함량은 천년초 함량의 증가에 따라 증가하였다. 관능평가에서는 색과 전체적인 품질은 유의적인 차이를 보였으며 향, 맛, 질감 등에서는 0%, 1%, 3%, 5% 천년초 첨가에도 유의적인 차이를 보이지 않았다. 그러나 전체적인 품질 평가에서는 천년초 분말 3%첨가가 $3.9{\pm}0.994$로 평가를 받았다. 이상의 실험결과로 보아 우리밀에 천년초 분말을 첨가해 제조한 식빵은 기능성 식품으로의 이용 가능성을 엿볼 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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