<h1>결과 및 고찰</h1><h2>발효 흥국마의 색소 측정</h2><p>식품에 사용되는 색소는 식품산업에서의 제품의 가치를 높이고, 소비자의 구매욕구와 식욕을 향상시키는 역할을 하고 있다. 현재까지 식품공업에서 가장 많이 사용되어 온 색소는 대부분 타르계 합성색소로 그 발암성 등 안전성에 문제가 발생함에 따라 천연색소에 대한 소비자의 요구가 증대됨으로서 식품에서의 천연색소 사용량이 계속적으로 증가되고 있는 실정이다. 그 중에서 미생물 유래의 천연색소는 배양기간이 타 천연색소 공급원과 달리 짧고 그 생산이 비교적 저비용으로 가능하다는 점에서 많은 장점을 가지고 있으며, 역사상 오래 전부터 주목받아 온 것은 홍주, 육류가공, 홍두부, 기타 음식물의 착색에 이용되어온 홍국(Ang-khak)이 있다.</p><p>본 연구에서는 홍국 색소 생산능 에 대하여 보고한 바 있는 Monascus sp. MK2 균주를 이용하여 마의 발효를 실시하였으며, 발효 홍국마의 에탄올 농도에 따른 추출물의 색소 생산량은 Table 1과 같다.</p><p>Table 1과 같이 에탄올 농도에 따른 발효 홍국마 추출물의 색소 생산능을 보면 에탄올 농도가 \( 50 \% \)일 때 yellow, orange및 red 색소는 각각 12.77, 11.66 및 13.48 unit으로 가장 높은 색소의 추출효율을 보였으며, 증류수만을 추출에 사용하였을 경우에는 yellow, orange 및 red 색소가 각각 3.38, 3.28 및 3.38 unit으로 낮은 색소의 추출효율을 나타내었다. 또한 에탄올 농도가 \(95\%\)일 경우에도 yellow, orange 및 red 색소가 각각 4.09, 3.14 및 3.74 unit으로 낮은 색소의 추출효율을 나타내었다. 이것은 대부분의 홍국색소는 수용성 색소와 지용성 색소의 형태로 존재하는데 \( 50 \% \)의 에탄올 농도에서 수용성 색소와 지용성 색소가 대부분 추출됨으로서 가장 높은 추출효율을 나타낸 것으로 사료된다. 이러한 결과는 홍국색소의 추출용매로서 에탄올을 사용하였을 때 색소 추출에 미치는 에탄올 농도의 영향이 \( 80 \% \)에서 최대의 색소 추출 효율을 보였다는 Lee 등과 Jeon 등의 연구와는 달랐으나, 본 실험에서도 에탄올 농도가 \( 75 \% \)일 경우에 yellow, orange 및 red 색소는 각각 12.54, 10.80 및 12.74 unit으로 높은 색소의 추출효율을 보임으로서 비슷한 결과를 보였으며, \( 40 \% \) 이하의 에탄올 농도에서는 색소의 추출 효율이 감소하였다는 결과와는 일치하였다</p><h2>발효 홍국마의 Monacolin K 생산</h2><p>Monacolin K (Lovastatin, Mevinolin)는 고지혈증 치료제로 사용되고 있는 것으로 1979년 일본의 Endo 교수가 처음 발견한 물질로서 monacolin J, L 등 홍국에 함유된 전체 mon-acolin계의 약 \( 80 \% \)를 차지하며 cholesterol 생합성 경로에서 HMG-CoA reductase를 특이적으로 억제함으로써 강력한 cholesterol 생합성 저해작용을 하는 것으로 보고되었다. Monacolin K의 작용기작은 monacolin K의 구조가 콜레스테롤 합성을 저해하는 가장 중요한 효소인 HMG-CoA (3-hy-droxy-3-methylglutaryl coenzyme A) 환원효소(EC 1.1.1.34) 저해제의 하나로, 결합하는 HMG-CoA 대신 HMG-CoA 환원효소와 미리 결합하여 mevalonate의 합성을 저해하고, 그 결과 콜레스테롤 생합성을 제한하여 혈관속의 콜레스테롤 수치를 효과적으로 감소시킨다고 알려져 있다. 특히 중증의 고콜레스테롤 혈증 환자에서도 매우 유효한 것으로 보고되었으며, 동맥경화에서 가장 좋지 않은 것으로 알려져 있는 LDL cho-lesterol을 우선적으로 낮춰주는 작용이 있는 것이 특징이다.</p><p>Fig. 1에 나타난 바와 같이, \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 7일간 발효하였을 때 monacolin K 생성량은 에탄올 농도가 높아질수록 monacolin K함량이 점차 높아지다가 에탄올 농도 \( 75 \% \) 일 때 \( 462.78\mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 가장 높은 monacolin K의 함량을 나타내었으며, 에탄올 농도가 \( 95 \% \) 일 때는 추출량에 큰 차이를 볼 수 없었으나 \( 443.52\mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)로 monacolin K의 함량이 다소 낮게 추출되는 것을 알 수 있었다. 이처럼 monacolin K가 물에서는 거의 추출되지 않고 유기용매인 에탄올에 잘 추출되는 것으로 보았을 때 유기용매에 가용성인 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 에탄올 농도가 \( 80 \% \) 일 때 monacolin K의 추출효율이 높은 결과와 유사하였으며, Lee 등의 결과에서 Monascuspurpureus NTU 301 균주를 이용하여 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \)에서 10일간 배양하였을 때 monacolin K 생성량이 \( 2,584\mathrm{mg} / \mathrm{kg} \) 이었다는 보고와 비교하면 약 5.5배 낮은 결과를 나타내었다. 하지만 Lee 등의 결과에서도 6일간 배양 했을 경우에는 monacolin K 함량이약 \( 500 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 나타났으며, 7일째부터 monacolin K 함량이 증가하는 것으로 보고하였다. 따라서 본 실험에서 사용한 균주 역시 배양기간을 길게 해줄 경우 monacolin K 함량을 증가 시킬 수 있으리라 생각되며, Monascus sp. 균주의 발효를 통한 이차대사산물의 생산은 균주의 개량, 최적 기질의 선택 및 배양조건의 최적화 등을 통하여 대량생산이 가능하리라 사료된다.</p><h2>발효 홍국마의 총 폴리페놀 함량</h2><p>식물계에 널리 분포되어 있는 총 페놀성 화합물은 다양한 구조와 분자량을 가진 이차대사산물로 free radical을 제거함으로써 산화를 억제하여 활성산소의 소거 및 산화적 스트레스를 막아 항암, 항균, 노화방지 및 심장질환을 예방하는 등의생리활성 물질로 알려져 있으며 식품, 의약품, 화장품 등 많은 분야에 활용되고 있다. 이러한 페놀성 물질은 식물체의 고유한 색을 부여할 뿐만 아니라, 떫은맛과 쓴맛을 나타내는 대표적인 물질로서 식물성 식품의 고유한 식미감에도 깊이 관여할 수 있다.</p><p>본 실험에서 사용한 발효 홍국마의 에탄올 농도별 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 Fig. 2에 나타낸 바와 같이 대조구의 경우 에탄올 농도가 \( 50 \% \) 일 때 \( 442.5 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 그 이후에는 에탄올 농도가 높아질 수록 총 폴리페놀 함량은 낮아지는 것으로 조사되었다. 발효 홍국마 에탄올 농도별 추출물의 경우 대조구와 마찬가지로 에탄올 농도가 높아질수록 총 폴리페놀 함량 또한 높아지다가 에탄올 농도가 \( 50 \% \) 일 때 \( 655.6 \mathrm{mg} / \mathrm{kg} \)으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 그 이후에는 에탄올 농도가 높아질수록 총 폴리페놀 함량 역시 낮아지는 것으로 조사되었다. 이로써 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 나타낸 \( 50 \% \) 에탄올 추출물의 경우 총 폴리페놀 함량이 대조구와 비교시 약 \( 32.5 \% \) 증가한 것으로 발효를 통한 총 폴리페놀 함량의 증대효과가 있는 것으로 조사됨으로써 향후 관련물질의 분리 및 정제를 통한 특성규명과 함께, 천연 항산화제로의 사용 가능성과 노화관련 건강기능식품 소재 개발 가능성 또한 있을 것으로 사료된다.</p><p>이러한 결과는 Park 등이 보고한 홍삼 및 홍국발효 홍삼추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 홍국발효홍삼 추출물에서 높았으며, 물 추출물 보다는 \( 70 \% \) 에탄올 추출물에서 총 폴리페놀 함량이 높았다는 결과와 유사한 것을 알 수 있었다. 또한 함초의 채취 시기별 총 폴리페놀 함량을 조사하였을때 8월에 채취한 함초의 \( 50 \% \) 에탄올 추출물에서 그 함량이 가장 높았다는 Cha 등의 보고와 일치하였으며, Cha 등이 보고한 두릅 잎의 경우, 물 추출물 보다 \( 70 \% \) 에탄올 및 \( 70 \% \) 메탄올 추출물에서 높은 함량을 보였다고 보고하였다.</p>
에탄올 농도가 얼마일때 orange및 red 색소는 각각 12.77, 11.66 및 13.48 unit으로 가장 높은 색소의 추출효율을 나타냈어?
\( 50 \% \)