본 연구는 양하(Zingiber mioga Rosc)를 기능성 식품으로서의 이용 가능성을 검토하고자 시행되었다. 추출조건을 달리하여 polyphenol, antoncyanin, flavonoid, 항산화 활성, 항당뇨 활성을 측정하였다. 또한 양하에서 안토시아닌을 분리, 동정하였고 생리기능성을 측정하였다. 양하에 함유된 안토시아닌의 색소 안정성을 측정하기 위해 가공적 특성 조건을 달리하여 측정하였다. 양하의 저장성 및 이용도를 높이기 위해 간장을 첨가한 피클을 제조하여 저장기간에 따른 생리활성과 품질특성을 검토하였다.
동결건조한 양하 분말의 수분은 11.06%, 조단백 18.18%, 조지방 5.84%, 조회분 11.62%, 식이섬유 35.08%였으며, 탄수화물의 함량은 18.22% 이었다. 무기 성분의 함량은 칼슘 566.22 mg/100 g, 철 16.65 mg/100 g, 인 5097.39 mg/100 g, 마그네슘 582.01 mg/100 g, 나트륨 30.96 mg/100 g이었다.
추출용매는 80% 에탄올과 증류수를 사용하였다. 추출방법은 환류냉각추출(RE), 실온추출(SE), 초음파추출(USE), 고온가압추출 (AE)을 행하였다. 각 추출물을 제조하여 총 polyphenol 함량과 총 antocyanin, 총 flavonoid를 정량하여 항산화 활성(DPPH radical scavenging activity, ABTS radical activity, 환원력, SOD like activity)과 항당뇨 활성(α-glucosidase, α-amylase inhibitory activity)을 비교하였다. 양하로부터 추출된 80% 에탄올 추출물은 증류수 추출물보다 높은 항산화 활성과 항당뇨 활성을 나타냈다. 총 polyphenol 함량은 물 추출물에서 19.46~20.83 mg GAE/g, 80% 에탄올 추출물에서 22.62~25.90 mg GAE/g로 에탄올 추출물이 높았다. 총 antocyanin 함량은 에탄올 추출물에서 RE와 USE가 각각 1038.00, 1036.00 mg/100 g으로 USE가 880.87 mg/100 g을 보인 물 추출물보다 높게 나타났다. 양하로부터 추출된 증류수와 80% 에탄올 추출물의 경우 증류수 추출물보다 80% 에탄올 추출물에서 높은 항산화 활성과 항당뇨 활성을 보였다. 또한 추출방법에서는 RE추출방법에서 SE 추출방법에 비해 높은 항산화 활성과 항당뇨 활성을 보였다.
양하의 안토시아닌을 HPLC MS/MS를 이용하여 분석한 결과 retention time이 9.02분, 11.38분, 12.48분, 15.38분, 16.20분에서 각각 611 m/z, 595 m/z, 625 m/z, 609 m/z, 639 m/z의 분자량을 나타내고 있었다. 이는 delphinidin 3-rutinoside, cyanidin 3-rutinoside, petunidin 3-rutinoside, peonidin 3-rutinoside, malvidin 3-rutinoside로 유추된다. 각각의 함량을 정량한 결과 Delphinidin 3-rutinoside 52.99 mg/100 g, cyanidin 3-rutinoside 212.49 mg/100 g, petunidin 3-tinoside 38.49 mg/100 g, peonidin 3-rutinoside 439.97 mg/100 g, malvidin 3-rutinoside 589.33 mg/100 g 정량되었다. 양하의 총 안토시아닌의 함량은 1331.73 mg/100 g으로 측정되었다.
양하 안토시아닌 분획물의 생리활성을 측정한 결과, ABTS 라디칼 소거능 IC50은 33.49 μg/mL으로 99.56 μg/mL을 나타낸 ascorbic acid에 비해 높은 활성을 보였다. DPPH radical 소거능과 SOD 유사활성 IC50은 98.36, 605.45 μg/mL으로 측정되었다. 분획물의 α-glucosidase와 α-amylase IC50은 120.67 ug/ml와 232.54 ug/ml로 측정되었다.
양하 색소의 안정성을 측정한 결과, 양하 안토시아닌 색소는 pH 3.0에서 가장 높은 흡광도를 나타냈으며 pH가 증가함에 따라 색소 강도가 감소하였다. 저장기간에 따른 각종 유기산에 대한 변화를 10일 동안 측정하였다. 저장기간이 증가할수록 색소의 강도가 감소하였고 유기산의 종류에 따라 색소의 강도는 malic acid, citric acid, acetic acid, formic acid 순으로 높은 색소 잔존율을 나타냈다. 저장기간이 길어짐에 따라 첨가한 모든 유기산에서 색소의 강도가 감소하는 경향을 보였다. K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+종류의 금속염을 첨가하여 비교한 결과, Fe 이온 첨가시 다른 금속이온에 비해 색소의 안정성이 감소하였다. 빛의 영향을 알아보기 위하여 10일 동안 저장한 후 암조건에서 저장한 양하 anthocyanin 색소는 72% 잔존하였고, 빛 조건에서는 58% 잔존하며 암조건 저장시 안정함을 알 수 있었다. 당 안정성은 glucose, galactose, sucrose, maltose, fructose를 농도별로 첨가하여 측정한 결과, 당의 함량이 증가할수록 안정성이 감소하는 것으로 나타났다. 0.1 M 농도로 당을 첨가하여 10일 동안 저장시는 sucrose, maltose, glucose, fructose, galactose 순으로 안정성을 보였다. 저장 온도를 -20℃, 4℃, 37℃, 70℃로 하며 60일간, 10일 간격으로 측정한 결과 4일 이후부터 50% 이상의 감소를 보였다. 냉동과 냉장온도에 저장한 경우는 안정성을 보였으나 37℃와 70℃에서 저장한 경우 색소가 감소되었다.
간장 첨가량을 달리한 양하피클을 제조하여 저장기간동안 품질특성과 생리활성을 비교하였다. 간장 첨가량이 증가할수록 pH, 염도, 당도가 높아졌다(p>0.001). 양하 피클의 수분 함량은 간장량이 증가할수록 저장기간이 길어질수록 감소하였다.
양하피클의 항산화 활성은 총 polyphenol, 총 flavonoid 함량은 간장첨가량이 증가할수록 증가했으며 60일까지는 활성이 증가하다가 그 이후는 감소하였다. DPPH radical 소거능, 환원력, ABTS radical 소거능은 간장량이 증가할수록 높게 측정되었다. 저장기간에 따른 ABTS radical 소거능은 60일, DPPH radical 소거능과 환원력은 15일, SOD 유사활성은 30일에 가장 높은 활성을 보였다.
간장 첨가량을 달리한 양하 피클의 관능적 특성 결과 매운맛을 제외하고 유의적인 결과 값을 나타냈으며 맛, 향, 전반적인 기호도에서 간장 농도를 10%로 한 피클이 가장 높은 선호도를 나타냈다. 양하 피클의 외관과 색은 간장의 첨가량이 증가할수록 기호도가 낮아졌다.