본 연구는 능이버섯 분말 및 능이버섯 protease의 첨가가 고기연육 및 식품첨가시 색깔변화에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 능이버섯 분말과 protease를 첨가로 처리고기의 높은 보수력을 결과하였는 바, 능이버섯의 protease는 무처리에 비해 26.8%, 설탕에 비해 13.8% 의 보수력을 증가시켰다. 이러한 보수력 증가는 고기 단백질의 가수분해로 인한 수용성 성분의 증가로 인한 고기조직의 연육효과를 결과하는 것으로 판단된다. 능이버섯 분말과 protease 의 처리로 소고기의 경도가 현저한 감소를 보였으며, 시판 연육제인 papain과 거의 동일한 연육효과를 가져왔다. 능이버섯 첨가로 인한 경도감소효과는 능이버섯분말이 51.6%, 능이버섯 protease는 58.5%, papain은 56.3%의 높은 경도감소를 나타냈다. 그 이유로서는 능이버섯의 protease가 actin, myosin, connectin을 비롯한 근원섬유 단백질을 효과적으로 분해를 시키기 때문으로 사료된다. 능이버섯의 첨가가 식품의 색깔변화에 미치는 영향을 조사한 결과, 능이버섯 분말첨가는 명도를 감소시켰으나, protease 첨가로 명도가 47.2로 높아졌으며, 설탕 및 papain도 protease와 유사한 명도를 나타냈다. 적색도와 황색도의 경우에는 대조구에 비하여 모든 처리에서 낮은 값을 보여주었다. ΔE값에 있어서 능이버섯 분말을 첨가하면 4.55로서 현저한 색차를 보여주었으며, protease, 설탕 및 papain은 2.07~2.74로서 감지할 수 있을 정도의 색차로 나타났다 능이버섯 분말이 진한 색차를 초래한 것은 능이버섯이 가지는 색소에 기인하는 것으로서 생각된다.
본 연구는 식용버섯, 특히 능이버섯이 면역조절기능제로서의 가치 여부를 평가하기 위하여 수행되었다. 본 연구를 위해 능이버섯 및 잎새버섯, 표고버섯이 사용되었다. 버섯 추출물을 투여한 생쥐의 혈장내 IgG1 및 IgG2a 수준을 측정하였고, 비장 단일 세포군을 이용하여 T 림프구 및 B 림프구의 in vitro 활성화 결과 생성된 $IFN{\gamma}$와 IL-4 수준을 각각 분석하였다. 실험 결과 능이버섯 추출물 500 mg/kg BW 투여군과 잎새버섯 추출물 500 mg/kg BW을 투여한 군에서 각각 $IFN{\gamma}$/IL-4의 비가 다른 군에 비해 높은 경향을 보였다. 또한 혈장 내 IgG2a/IgG1의 비가 능이버섯 추출물 투여군의 경우에 다른 군보다 높았다. 이는 능이버섯이 항암작용 및 항바이러스 작용과 같은 type-1 반응을 촉진할 가능성이 있으며, 그 효과가 이미 입증된 표고버섯이나 잎새버섯과 비교하여 식용버섯으로써 면역조절 기능 강화 측면에서 우수한 버섯이라 사료된다.
단백질 분해효소활성을 가진 능이버섯 키위 배를 첨가하여 각 처리군의 수분함량을 비교한 결과 대조군에 비하여 능이버섯, 키위, 배를 첨가군 모두 첨가량이 증가할수록 유의적으로 수분함량이 증가하였다. 연육 효과가 있는 소재들을 첨가한 닭고기의 shear force를 비교해 보면 대조군에 비하여 능이버섯, 키위는 감소의 폭이 크게 나타났지만 배를 첨가한 것은 감소의 폭이 낮게 나타내었다. 닭고기의 색은 밝기를 나타내는 L값은 능이버섯, 키위, 배 모두 첨가량이 증가할수록 감소하였으며, 적색도인 a값은 첨가량이 증가할수록 증가하였고 황색도를 나타내는 b값은 능이버섯과 배는 첨가량이 증가할수록 증가하였지만 키위 첨가군은 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 닭고기의 맛은 능이버섯 0.10% 가장 높았으며 능이버섯, 키위, 배 첨가 군 모두에서 첨가량이 증가할수록 닭고기의 점수가 낮아짐을 알 수 있었다. 닭고기는 능이버섯 1.5%와 배 10%첨가가 같은 점수 대를 나타내었다. 키위의 첨가는 능이버섯과 배에 배하여 맛이 떨어지는 것으로 나타났다. 가열한 닭고기의 색은 대조군이 가장 선호되었는데 이는 닭고기가 흰살이기 때문인 것으로 사료되어 진다. 닭고기의 향은 대조군과 배 10%첨가가 같은 점수로 높게 나타내었으며, 다즙성은 능이버섯 1.5%가 가장 높은 값이 였고 대조군 군이 낮게 나타내었다. 이것은 이들 소재의 첨가량이 증가할수록 수분함량이 증가한 결과와도 일치하였는데, 닭고기의 연화도는 이들 소재의 첨가량이 증가할수록 부드러운 조직감을 나타내었다. 배를 첨가한 군은 대조군과 비슷한 연화도를 나타내었고, 키위와 능이버섯 첨가군은 첨가량이 증가할수록 연화도가 증가하여 기계적인 조직감이 결과와도 일치하였다. 기호도는 배 10%군이 가장 선호되었고 그 다음이 대조군이며 키위 첨가가 가장 낮게 나타났다.
능이버섯의 건조과정에 따른 물성 변화를 조사하기 위하여 수분함량 86.68%인 능이버섯을 5$0^{\circ}C$, 1.5 m/s, 상대습도 15%의 조건에서 건조하면서 Rheometer로 물성을 측정하였다. 능이버섯은 건조가 진행됨에 따라 압축거리는 약 60%가 감소하였다. 능이버섯을 파괴시키는데 필요한 힘은 감소하였으며, 부드러운 정도를 나타내는 수치 또한 감소하였으나 경도는 증가하였다. 이는 건조가 진행되면서 조직이 단단해지고 수축되면서 나타나는 현상이라고 사료된다. 능이버섯의 색도는 건조과정 중L값, a값, b값이 감소하여 대체로 검게 변하였으며, 구조는 두께의 수축율이 72.8%인데 반해 면의 수축율은 38.05%로 두께의 수축이 면의 수축보다 2배정도 큰 것을 보였다. 즉, 건조 중 능이버섯은 갓의 크기가 작아지면서 두께가 상당히 얇아지는 것으로 나타났다 능이버섯을 건조한 후 재수화시 재수화율은 약 30%정도로 나타났고, 응력이 최고로 도달하는데 걸리는 시간 또한 6.41초로 44.2%정도 회복되었다.
본 연구는 식품, 약용, 유전자원 등 풍부한 가치를 가지고 있는 능이버섯에 대하여 기능성 식품의 개발타당성을 입증하기 위하여 능이버섯을 열수와 에탄올로 추출하고 생리활성효과를 측정하였다. 과산화물가(POV)는 항산화제로 사용되는 ${\alpha}-tocopherol$과 BHT보다 능이버섯 에탄올추출물이 높은 항산화 작용을 나타내었다. 능이버섯 추출물의 전자공여능을 측정한 결과는 능이버섯 추출물의 농도에 비례하여 전자공여능이 증가하였으며, 열수추출물이 에탄올추출물보다 전자공여능이 높았다. 능이버섯 추출물의 pH에 따른 아질산염 분해능과 농도에 따른 아질산염 분해능을 조사한 결과 추출물의 농도가 증가할수록 아질산염 분해능이 증가하였고, 열수추출물이 에탄올추출물보다 분해작용이 좀 더 높게 나타났다. 능이버섯의 SOD 유사활성은 에탄올추출물이 열수추출물보다 높게 나타내었다. 추출물에 대한 항균활성은 6종류의 식중독세균 Bacillus subtilis KCTC 1659, Listeria monocytogenes ATCC 7644, Staphylococcus aureus ATCC 13565, Gram 음성균인 Escherichia coli O157:H7 ATCC 43895, Salmonella Typhimurium ATCC 7988, Shigella sonnei KCTC 2009을 실험균주로 사용하였다. 능이버섯의 항균활성은 열수추출물과 에탄올추출물 모두 3%, 5% 농도에서 양성균인 L. monocytogenes와 S. aureus에 대하여 항균활성을 나타내었다.
본 연구는 능이버섯의 식품영양학적 및 기능성을 평가하기 위하여 능이버섯의 화학성분과 추출물에 대한 생리활성을 확인하였다. 능이버섯은 수분 85.73%, 조단백질 1.78%, 조지질 1.87%, 회분 1.27%로 나타났으며, 아미노산 중 alanine(90.11 mg%), 지방산 중 linoleic acid(39.09 mg%), 유기산 중 tartaric acid(75.47 mg%) 및 유리당 중 glucose (1,680 mg%)의 함량들이 가장 높게 나타났다. 능이버섯 추출물에 대한 전자 소거능 및 아질산염 소거능은 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하였고, $800\;{\mu}g/mL$ 처리 시 각각 46.2% 및 77.8%로 가장 높게 나타났다. 능이버섯 추출물은 역시 농도가 증가함에 따라 간 지질에 대한 과산화 억제 활성이 증가하였고, $1,500\;{\mu}g/mL$ 처리 시 $2,347\;{\mu}mol$ MDA/g liver로 가장 높게 나타났다. 능이버섯추출물을 첨가하여 linoleic acid에 대한 항산화 활성을 살펴본 결과, 저장 7일 후에 POV가 197.4 meq/kg이하로서 대조구에 비하여 약간의 항산화효과가 있었다. 암세포에 대한 능이버섯 메탄올 추출물의 세포독성에서, 폐암 세포주인 A549에 대한 증식 억제율은 능이버섯 메탄올 추출물 $100\;{\mu}g/mL$ 처리시 96%로 가장 높게 나타났다.
야생 능이버섯에 함유되어 있는 생리 기능성 물질들을 탐색, 분리하여 이들을 고부가가치의 건강식품 소재로 활용하고자 덕유산 일대에서 채집한 능이버섯의 물 추출물은 제조하여 몇 가지 생리 기능성을 측정하였다. 능이버섯 자실체의 물 추출물은 항고혈압성 엔지오텐신 전환효소(ACE) 저해 활성과 항통풍성 xanthine 산화효소(XOD) 저해활성이 각각 74.3%와 59.6%로 우수하였다. 그러나 tyrosinase 저해 활성과 항산화 활성, SOD 유사활성 등은 매우 낮거나 없었다. 능이버섯 자실체중의 ACE 저해활성은 자실체 분말의 물현탁액을 $30^{\circ}C$에서 24시간, XOD 저해물질은 $50^{\circ}C$에서 24시간 진탕 시켰을 때 가장 높았다. 이들 두 가지 생리활성 물질을 함유한 능이버섯 물 추출물은 앞으로 건강식품이나 대체 의약 소재 개발에 매우 유용하게 활용 할 것으로 사료된다.
능이버섯의 추출용매 및 추출물의 농도에 따른 생리활성 효과를 측정하였다. 능이버섯 분말과 추출용매의 비율을 1:50으로 하고 물, 30%, 60% 및 90% 에탄올을 추출용매로 사용하였다. 수율 측정 결과, 추출용매에 따라 각각 52.10%, 46.90%, 41.50% 및 32.20%로 에탄올 농도가 낮을수록 추출 수율이 높았다. 능이버섯의 DPPH 라디칼 소거능은 60% 에탄올 추출물이 4 mg/mL일 때 40.40%의 활성으로 가장 높았고, 농도 의존적인 경향을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량은 DPPH 라디칼 소거능과 같이 60% 에탄올 추출물이 가장 많았고, 1 mg/mL에서 16.23 mg/g으로 측정되었다. SOD 유사활성에서는 능이버섯 1, 2, 4 mg/mL 농도가 56.30~77.05%의 활성으로 표준물질인 ascorbic acid 10 mg/mL의 56.19%보다 유의적으로 우수한 활성을 보였다. 아질산염 소거작용 측정 결과, 산성조건인 pH 3.0에서 높은 소거능을 보였고 추출용매에 따라 30% 에탄올 추출물의 아질산염 소거능이 가장 우수한 것으로 나타났다. ACE 저해 활성에서는 모든 추출물이 52.67%~89.52%로 높은 활성을 나타냄에 따라 능이버섯의 다양한 생리활성 효과를 알 수 있었다. 이에 따라 능이버섯에서 유래한 천연 기능성 식품으로서의 이용 가능성을 엿볼 수 있었으며, 나아가 능이버섯의 최적 추출조건 확립 등의 연구를 통해 활성이 우수한 천연 항산화제의 개발 가능성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 능이버섯분말의 단백분해 활성을 육류연화에 활용할 수 있는 가능성을 검토한 것이다. 능이버섯을 동결건조와 열풍건조하여 분말을 만들었을 경우 동결건조분말의 단백분해효소활성이 높았으며 분말을 저장할 경우에도 -2$0^{\circ}C$에서 장시간 효소활성을 보존할 수 있었다. 능이버섯가루를 스테이크용 쇠고기에 처리할 때 4$^{\circ}C$보다는 상온에서 처리할 경우 경도가 더 빨리 감소하였으며 따라서 가열감량도 급속히 증가하였다. 기호도 측면에서 확립된 능이버섯가루의 처리농도는 0.1%, 처리시간은 4$^{\circ}C$에서 3시간이 최적으로 나타났다. 상업용연화제로 처리할 경우와 비교하였을 때 기호도면에서 능이버섯가루를 처리하는 것이 전반적으로 우수하였으며 능이버섯분말을 천연연육제로 개발 할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.
능이버섯의 향기성분을 조사하기 위하여 SDE, SFE, headspace 로 추출하고 GC, GC-MS로 동정하였으며, 능이버섯의 향기특성을 조사하기 위하여 GC-olfactometry 방법중 AEDA법을 이용하였다. 그 결과 SDE 추출물에서는 33개, SFE추출물에서는 26개, headspace 추출물에서는 17개의 화합물이 동정되었다. 확인된 화합물의 주성분은 1-octen-3-ol, 1-octen-3-one, 3-octanone, 2-octen-1-ol, 3-octanol, 1-octanol 등의 $C_8$ 화합물과 benzeneacetaldehyde등이었다. AEDA 결과 능이버섯의 주된 향기특성으로는 생능이버섯내(unknown), 생버섯내(1-octen-3-ol), 곰팡이내(1-octen-3-one), 흙내(3-octanol), 풀내(1-octanol), 강한 풀내(2-octenal), 단 꽃내(benzeneacetaldehyde), 목재내(L-linalool), 치즈내(3-hydroxy-2-butanone), 상큼한 단내(2-decanone), 약간의 불쾌한 고기내(3-methyl thiopropanol), 시큼한 우유내(propanoic acid) 등으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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