김치 발효 중의 아미노산 함량 변화 및 생리활성 연구 :Changes in Levels of Free Amino Acids and Bioactivity during Kimchi Fermentation

이혜현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이혜현 (덕성여자대학교, 덕성여자대학교 대학원)

지도교수: 김건희

발행연도: 2014

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이용수9

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

김치 발효 중의 아미노산 함량 변화 및 생리활성 연구

이혜현 식품영양 2014.01 학위논문

2013

김치 발효 숙성 중의 γ-aminobutyric acid (GABA) 및 아미노산 함량의 변화

이혜현 , 김건희 한국식품조리과학회지 2013.01 학술저널

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최근 급속한 고령화로 치매 노인이 급증하고 있으며, 최근 스트레스 증가와 신경기능과 인지기능 관련된 질병이 증가하면서 식물자원으로부터 인지기능 효능성을 연구하고자 하는 연구가 지속되고 있다. 한편, 김치의 경쟁력을 키우기 위한 다양한 기능성과 품질향상에 대한 연구가 활발하게 진행 중에 있으나 김치의 두뇌기능 활성화와 관련된 연구는 아직 미비하다. 따라서 본 연구에서는 배추김치를 대상으로 숙성 기간에 따른 김치의 저장 이화학적 특성을 측정하고, 유리 아미노산 함량을 분석하였다. 또한 GABA 함량 및 L-glutamic acid의 상관성을 확인하고, AchE 저해활성을 측정하여 아세틸콜린 보호 효과와 신경세포의 손상을 억제할 수 있는 항산화력에 대한 실험을 수행하였다. 저장 기간 동안 김치의 염도는 1.75%였으나 발효가 진행되면서 1-2%의 증감을 반복하였고 최종 염농도는 2.42%를 나타내었다. pH의 변화는 초기 5.24에서 저장 2주 후 4.40으로 감소한 뒤 8주까지 비슷한 수준으로 유지되었다. 산도는 저장 초기 0.36%에서 8주에 1.26%로 증가하는 경향을 보였다. 유리 아미노산함량은 0주부터 8주 저장기간 동안 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 유리 아미노산 조성은 L-valine → L-glutamic acid → glycine 순으로 함량이 많았으며 총 유리 아미노산 함량은 초기 1506.89 μM/100 g FW에서 8주째에 2147.80 μM/100 g FW로 전 숙성기간을 통해 소폭 증가하였으나 증감을 반복하였다. GABA 또한 김치제조 후 초기 72.45 μM/100 g FW에서 8주째에 179.51 μM/100 g FW로 전 숙성기간을 통해 증감을 반복하였고, 숙성 기간이 경과함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 초기의 빠른 GABA 생성은 GAD의 활성으로 인해 L-glutamic acid로 부터 생성 된 것으로 보여지나 0-8주간 L-glutamic acid와 GABA와의 함량에서 유의적인 양의 상관관계는 확인되지 않았다.
AChE 저해 활성은 김치추출물 농도 2.5 mg/mL에서 4주와 6주에서 각각 18.75, 18.85%로 비교적 높은 억제활성을 나타냈으며, 1 mg/mL에서는 4주와 7주가 각각 18.04, 18.47% 억제활성을 나타냈다. 그러나 5 mg/mL 이상의 농도에서 0주를 제외하고 모두 낮은 활성을 보였다. 저장 기간에 따른 김치 추출물의 DPPH radical 소거능은 농도에 따라 유의적으로 증가하였으며, 특히 0.50% 김치 추출물에서 0.005% ascorbic acid(39.47%)와 비교 했을 때는 높은 항산화 활성을 나타내었다. ABTS 라디컬 소거활성에서도 DPPH 라디컬 소거 활성과 유사한 경향으로 나타났으며, 농도에 따라서 소거능이 유의적으로 증가하였다. 양성대조군으로 사용된 0.005% ascorbic acid(39.88%)와 비교하여 낮은 활성을 보였으나 0.50% 농도에서는 초기 김치의 radical 소거능이 87.18%, 4주가 83.30%로 높게 나타났다. 이러한 기초 연구를 통해 김치의 저장기간에 따른 기능성 분석 연구가 지속적으로 진행된다면 추후 고품질의 김치 생산 및 개발의 토대 마련과 소비자의 건강증진 향상에 기여 할 수 있을 것으로 사료된다.

The objective of this study was to examine the levels of free amino acids and identify the correlation between the γ-aminobutyric acid (GABA) and L-glutamic acid contents of Kimchi during its fermentation. In addition, the antioxidant capacity and acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activities of the Kimchi extract were investigated. During the two-week fermentation, the acidity of Kimchi increased, i.e., the pH level decreased from 5.24 to 4.40. The amino acid that was determined using HPLC differed significantly (p < 0.05) during the eight weeks of fermentation. Over the eight weeks of fermentation, the total free amino acid content was initially 1506.89 μM/100 g of fresh weight (FW), then increased to 2147.80 μM/100 g FW after eight weeks. Most of the free amino acid contents slightly fluctuated under the tendency to increase in the order of L-valine → L-glutamic acid → L-glycine, but the L-methionine decreased. Initially, the GABA content was found to have been 72.45 μM/100 g FW, and it increased to 179.51 μM/100 g FW after eight weeks. This rapid increase in the GABA content in the initial stage is attributed to L-glutamic acid. However, from zero to eight weeks, no correlation was found between the L-glutamic acid and GABA contents, so the continued existence of L-glutamic acid was deemed to have influenced the GABA generation. High levels of AChE inhibitory activities in the Kimchi extract, 18.75 and 18.85%, respectively, were observed after four and six weeks at 2.5 mg/mL; but in the 5mg/mL and higher-concentration cases, all the other AChE inhibitory activities demonstrated lower activity levels except 0 week. The DPPH radical scavenging activity during the fermentation increased significantly according to the concentration level. The 0.50% Kimchi extract showed a higher antioxidant activity level than the 0.005% ascorbic acid (39.47%). The ABTS radical scavenging activity showed a tendency similar to that of the DPPH radical scavenging activity, and increased significantly according to the concentration level (p < 0.05). It showed less activity than the positive ascorbic acid, but a 0.50% concentration of initial was witnessed the higher radical scavenging activities the 0.005% ascorbic acid (39.88%). Over the eight weeks of fermentation, the antioxidant effect and the AChE inhibition activity seem to have been higher in the later part of the fermentation period.

#Kimchi #γ-Aminobutyric acid #Acetylcholinesterase #DPPH #ABTS

List of Tables iv
List of Figures v
ABSTRACT vii
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 문헌고찰 4
1. 김치의 역사 4
2. 김치의 재료와 성분 5
3. 김치와 기능성 성분 11
Ⅲ. 재료 및 방법 24
1. 실험재료 24
1.1. 배추김치 시료의 제조 24
2. 실험방법 24
2.1. 저장별 배추김치의 이화학적 품질특성 24
2.1.1. 수분함량 측정 24
2.1.2. pH 측정 25
2.1.3. 산도 측정 25
2.1.4. 염도 측정 25
2.2. 유리 아미노산 및 γ-Aminobutyric acid(GABA) 분석 26
2.2.1. 표준용액 제조 26
2.2.2. 시험용액 제조 26
2.2.3. HPLC 분석 조건 설정 27
2.3. AChE 저해 활성 측정 29
2.4. 항산화 기능성 측정 30
2.4.1. 추출물 제조 30
2.4.2. DPPH radical 소거활성 30
2.4.3. ABTS radical 소거활성 31
3. 통계분석 31
IV. 결과 및 고찰 32
1. 저장별 배추김치의 이화학적 품질특성 32
1.1. 수분함량 및 염도 32
1.2. pH 및 산도 35
2. 유리 아미노산 및 GABA 함량 38
2.1. 유리 아미노산의 함량 38
2.2. γ-Aminobutyric acid(GABA)의 함량 44
3. AChE 저해 활성 측정 48
4. DPPH radical 소거활성 50
5. ABTS radical 소거활성 57
V. 결론 63
참고문헌 65
국문요약 83

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