근래에 평균 수명의 증가와 함께 각종 대사질환도 증가함에 따라 사회문제화 되고 있다. 이러한 대사질환의 증가는 식생활과 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀짐에 따라 식물성 식품에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히 산채류는 전통적으로 채식위주의 식생활을 해온 우리나라에서 식량자원으로서 중요한 역할을 해왔으며, 최근에는 산채류가 각종 질환 예방효과가 있는 생리활성물질들이 다양하게 함유되어 있다는 것이 밝혀짐에 따라 산채류의 중요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 범용적으로 식용되고 있는 산채류 중 대표적으로 국화과에 속하는 ...
근래에 평균 수명의 증가와 함께 각종 대사질환도 증가함에 따라 사회문제화 되고 있다. 이러한 대사질환의 증가는 식생활과 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀짐에 따라 식물성 식품에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히 산채류는 전통적으로 채식위주의 식생활을 해온 우리나라에서 식량자원으로서 중요한 역할을 해왔으며, 최근에는 산채류가 각종 질환 예방효과가 있는 생리활성물질들이 다양하게 함유되어 있다는 것이 밝혀짐에 따라 산채류의 중요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 범용적으로 식용되고 있는 산채류 중 대표적으로 국화과에 속하는 곤달비 (Ligularia stenocephala), 곰취 (Ligularia fischeri), 참취 (Aster scaber), 쑥부쟁이 (Aster yomena), 꿀풀과에 속하는 배초향 (Agastache rugosa), 레몬밤 (Melissa officinalis), 스위트 바질 (Ocimum basicum), 그리고 미나리과에 속하는 참나물 (Pimpinella brachycarpa), 미나리 (Oenanthe javanica) 및 코리앤더 (Coriandrum sativum) 등 10종의 산채류를 대상으로 휘발성 분획 (정유)과 비휘발성 분획 (70% methanol extract)으로 구분하여 3가지 방법 (DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디탈 소거활성, FRAP에 의한 3가 Fe의 환원활성)으로 항산화 활성을 측정하여 비교하고, 기기분석을 통해 항산화 활성과 관련된 polyphenol 성분들을 분석하여 그 결과는 다음과 같다.
1. 산채류에서 분리한 정유의 항산화 활성 산채류에서 수증기 증류법 (simultaneous steam distillation and extraction method)으로 분리한 정유의 DPPH 라디칼 소거활성은 스위트 바질이 가장 강하였고, 배초향과 레몬밤의 정유도 비교적 강한 활성을 보였다. ABTS 라디칼 소거활성도 역시 꿀풀과의 스위트 바질, 배초향 그리고 국화과 산채류인 곤달비의 정유가 강한 편이었다. 특히 스위트 바질, 배초향 및 곤달비의 정유를 농도를 달리하여 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과 3종의 정유 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. FRAP법에 의한 환원활성은 스위트 바질에서 분리한 정유가 다른 산채류의 정유보다 월등하게 강한 활성을 나타내었다. 정유에 함유된 total phenol류의 함량을 측정한 결과 스위트 바질 (138.42 GAE mg/g)의 정유가 가장 함량이 높았고, 그 다음으로는 곤달비 (42.44 mg/g)와 배초향 (18.51 mg/g)의 정유에서 높았다. 페놀성 화합물들은 식물체에 존재하는 대표적인 항산화 활성 성분들로 알려져 있기 때문에 스위트 바질, 배초향 및 곤달비의 정유가 항산화 활성이 높은 것은 페놀성 성분들이 많이 함유되어 있기 때문으로 판단된다. 또한 식물군 (family)별로 비교하였을 때에는 꿀풀과 산채류가 강하였고 미나리과 산채류가 가장 약한 편이었다.
2. 정유의 성분조성 분석 산채류의 정유성분 조성을 GC 및 GC/MS에 의해 분석한 결과 곤달비정유의 주요 구성성분은 β-sesquiphellandrene (24.41%), sabinene (21.90%), germacrene D (16.03%), β-caryophyllene (4.81%), β-cadinene (4.04%)이었으며 이들이 전체 휘발성 성분의 약 71%를 차지하고 있었다. 이외에 benzofuran 화합물인 euparin (2.99%)이 검출되었다. 곰취의 경우 α-terpinolene (24.06%), limonene (18.93), sabinene (4.68%), germacrene D (3.80%), myrcene (3.11%)과 같은 terpenoid 화합물들이 주요 구성성분이었으며, 참취의 정유에서는 42종의 성분을 동정하였으며 주로 monoterpene 및 sesquiterpene 화합물들이 주요 구성성분이었다. 꿀풀과 식물인 배초향의 경우 methyl chavicol (estragole)이 정유 구성성분의 약 87%를 차지하였으며, 이외에도 β-caryophyllene, limonene, linalool 및 chavicol를 제외한 나머지 성분들의 조성 비율은 대부분 1% 이하 이었다. 레몬밤의 정유는 geranial (22.12%), geraniol (22.02%), citronellol (16.56%), nerol (15.66%), β-citrolnellal (8.43%), methyl geranate (2.20%), verbenol (0.67%) 등이 87.66%를 차지하였다. 또한 스위트 바질의 정유로부터 38종의 성분을 동정하였으며, 주요 향기성분은 linalool (38.01%), eugenol (33.93%), 1,8-cineole+limonene (6.08%), trans-α-bergamotene (3.39%), α-cadinol (3.03%) 등이 총 향기성분의 84.44%를 차지하였다. 참나물과 미나리의 정유에서는 각각 34종, 39종의 성분을 동정하였는데 구성성분의 대부분은 terpenoid 화합물이었으며, 미나리의 정유에서는 polyacetylene성분인 falcarinol (16.54%)이 특징적으로 많이 검출되었다. 코리앤더의 경우 특히 cis-9-tetradecanal이 18.02%로 가장 많았고, 다음으로는 dodecenal (14.53%), n-decanal (12.84%), cis-9- hexadecenal (5.28%) 등의 순이었으며 전체적으로는 aliphatic aldehyde류가 주를 이루고 있었다.
3. 산채류 추출물의 항산화 활성 및 성분조성 분석
산채류 중의 total phenol과 total flavonoid의 함량은 곰취, 스위트 바질, 레몬밤의 순이었고, DPPH 라디칼 소거활성은 스위트 바질, 배초향, 레몬밤에서 높았다. ABTS 라디칼 소거활성은 total phenol과 total flavonoid함량이 높은 레몬밤, 스위트 바질 및 곰취에서 높았다. FRAP 활성은 곰취와 스위트 바질에서 높았고, 식물군별로 비교했을 때에는 정유의 항산화 활성 측정 결과에서 유사한 경향으로 스위트 바질, 배초향, 레몬밤과 같은 꿀풀과 산채류가 높았고 미나리과 산채류인 참나물, 미나리 및 코리앤더는 항산화 활성이 낮은 편이었다.
4. Phenolic acid 및 flavonoid 조성
산채류에서 phenolic acid류와 flavonoid류를 HPLC로 분석한 결과 본 실험에서 사용한 4종의 국화과 식물에서는 공통적으로 chlorogenic acid의 함량이 가장 높았다. 이외에도 곤달비에서는 rutin, isovanillic acid, gallic acid, p-hydroxybenzoic acid, 참취에서는 protocatechuic acid, m-coumaric acid 및 taxifolin, 쑥부쟁이에서는 taxifolin, protocatechuic acid, isovanillic acid 및 caffeic acid 함량이 높은 편이었다. 꿀풀과 식물인 배초향, 레몬밤 및 스위트 바질에서는 본 실험에서 사용한 다른 산채류에서는 검출되지 않은 rosmarinic acid가 특징적으로 많이 함유되어 있었으며, 이외에도 배초향에서는 chlorogenic acid, 레몬밤에서는 protocatechuic acid, 스위트 바질에서는 rutin이 많이 검출되었다. 미나리과 산채류인 참나물, 미나리 및 코리앤더에서는 공통적으로 chlorogenic acid의 함량이 높았다. 또한 코리앤더의 경우는 rutin 함량이 4308.8 ug/g으로 다른 산채류에 비해 특징적으로 많이 함유되어 있었다.
5. Caffeoylquinic acid의 조성 국화과 산채류 4종에서 3,5-dicaffeoylquinic acid의 함량이 2547.0- 4667.8 ug/g 으로서 공통적으로 많이 함유되어 있었고, 이외에도 곰취에서는 3,4-dicaffeoylquinic acid와 4,5-dicaffeoylquinic acid가 각각 7668.9 ug/g 및 2016.9 ug/g, 곤달비에서는 4,5-dicaffeoylquinic acid (1543.9 ug/g), 참취에서는 3,4-dicaffeoylquinic acid (1469.1 ug/g)과 4,5-dicaffeoylquinic acid (2657.5 ug/g)이 많이 함유되어 있었다. 또한 스위트 바질에서는 4,5-dicaffeoylquinic acid (2085.1 ug/g), 미나리에서는 3,5-dicaffeoylquinic acid (1716.0 ug/g)과 4,5-dicaffeoylquinic acid (1574.8 ug/g)가 많이 함유되어 있었다. 또한 caffeoylquinic acid 유도체들의 함량은 국화과 산채류에서 가장 높았고 꿀풀과 산채류가 낮았다. 한편 본 실험에서 사용한 10종의 산채류에서 검출된 polyphenol 화합물들 중에서 양적으로 많이 검출된 11종의 성분을 사용하여 항산화 활성 (ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 활성 기준)을 비교한 결과 특히 quercetin과 rosmarinic acid와 caffeic acid 강한 항산화 활성을 지니고 있었으며, caffeoylquinic acid의 경우 1,3- 및 1,5-dicaffeoylquinic acid가 3,4- 및 3,5-dicaffeoylquinic acid 보다 강한 항산화 활성을 지니고 있었다.
근래에 평균 수명의 증가와 함께 각종 대사질환도 증가함에 따라 사회문제화 되고 있다. 이러한 대사질환의 증가는 식생활과 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀짐에 따라 식물성 식품에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히 산채류는 전통적으로 채식위주의 식생활을 해온 우리나라에서 식량자원으로서 중요한 역할을 해왔으며, 최근에는 산채류가 각종 질환 예방효과가 있는 생리활성물질들이 다양하게 함유되어 있다는 것이 밝혀짐에 따라 산채류의 중요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 범용적으로 식용되고 있는 산채류 중 대표적으로 국화과에 속하는 곤달비 (Ligularia stenocephala), 곰취 (Ligularia fischeri), 참취 (Aster scaber), 쑥부쟁이 (Aster yomena), 꿀풀과에 속하는 배초향 (Agastache rugosa), 레몬밤 (Melissa officinalis), 스위트 바질 (Ocimum basicum), 그리고 미나리과에 속하는 참나물 (Pimpinella brachycarpa), 미나리 (Oenanthe javanica) 및 코리앤더 (Coriandrum sativum) 등 10종의 산채류를 대상으로 휘발성 분획 (정유)과 비휘발성 분획 (70% methanol extract)으로 구분하여 3가지 방법 (DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디탈 소거활성, FRAP에 의한 3가 Fe의 환원활성)으로 항산화 활성을 측정하여 비교하고, 기기분석을 통해 항산화 활성과 관련된 polyphenol 성분들을 분석하여 그 결과는 다음과 같다.
1. 산채류에서 분리한 정유의 항산화 활성 산채류에서 수증기 증류법 (simultaneous steam distillation and extraction method)으로 분리한 정유의 DPPH 라디칼 소거활성은 스위트 바질이 가장 강하였고, 배초향과 레몬밤의 정유도 비교적 강한 활성을 보였다. ABTS 라디칼 소거활성도 역시 꿀풀과의 스위트 바질, 배초향 그리고 국화과 산채류인 곤달비의 정유가 강한 편이었다. 특히 스위트 바질, 배초향 및 곤달비의 정유를 농도를 달리하여 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과 3종의 정유 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. FRAP법에 의한 환원활성은 스위트 바질에서 분리한 정유가 다른 산채류의 정유보다 월등하게 강한 활성을 나타내었다. 정유에 함유된 total phenol류의 함량을 측정한 결과 스위트 바질 (138.42 GAE mg/g)의 정유가 가장 함량이 높았고, 그 다음으로는 곤달비 (42.44 mg/g)와 배초향 (18.51 mg/g)의 정유에서 높았다. 페놀성 화합물들은 식물체에 존재하는 대표적인 항산화 활성 성분들로 알려져 있기 때문에 스위트 바질, 배초향 및 곤달비의 정유가 항산화 활성이 높은 것은 페놀성 성분들이 많이 함유되어 있기 때문으로 판단된다. 또한 식물군 (family)별로 비교하였을 때에는 꿀풀과 산채류가 강하였고 미나리과 산채류가 가장 약한 편이었다.
2. 정유의 성분조성 분석 산채류의 정유성분 조성을 GC 및 GC/MS에 의해 분석한 결과 곤달비정유의 주요 구성성분은 β-sesquiphellandrene (24.41%), sabinene (21.90%), germacrene D (16.03%), β-caryophyllene (4.81%), β-cadinene (4.04%)이었으며 이들이 전체 휘발성 성분의 약 71%를 차지하고 있었다. 이외에 benzofuran 화합물인 euparin (2.99%)이 검출되었다. 곰취의 경우 α-terpinolene (24.06%), limonene (18.93), sabinene (4.68%), germacrene D (3.80%), myrcene (3.11%)과 같은 terpenoid 화합물들이 주요 구성성분이었으며, 참취의 정유에서는 42종의 성분을 동정하였으며 주로 monoterpene 및 sesquiterpene 화합물들이 주요 구성성분이었다. 꿀풀과 식물인 배초향의 경우 methyl chavicol (estragole)이 정유 구성성분의 약 87%를 차지하였으며, 이외에도 β-caryophyllene, limonene, linalool 및 chavicol를 제외한 나머지 성분들의 조성 비율은 대부분 1% 이하 이었다. 레몬밤의 정유는 geranial (22.12%), geraniol (22.02%), citronellol (16.56%), nerol (15.66%), β-citrolnellal (8.43%), methyl geranate (2.20%), verbenol (0.67%) 등이 87.66%를 차지하였다. 또한 스위트 바질의 정유로부터 38종의 성분을 동정하였으며, 주요 향기성분은 linalool (38.01%), eugenol (33.93%), 1,8-cineole+limonene (6.08%), trans-α-bergamotene (3.39%), α-cadinol (3.03%) 등이 총 향기성분의 84.44%를 차지하였다. 참나물과 미나리의 정유에서는 각각 34종, 39종의 성분을 동정하였는데 구성성분의 대부분은 terpenoid 화합물이었으며, 미나리의 정유에서는 polyacetylene성분인 falcarinol (16.54%)이 특징적으로 많이 검출되었다. 코리앤더의 경우 특히 cis-9-tetradecanal이 18.02%로 가장 많았고, 다음으로는 dodecenal (14.53%), n-decanal (12.84%), cis-9- hexadecenal (5.28%) 등의 순이었으며 전체적으로는 aliphatic aldehyde류가 주를 이루고 있었다.
3. 산채류 추출물의 항산화 활성 및 성분조성 분석
산채류 중의 total phenol과 total flavonoid의 함량은 곰취, 스위트 바질, 레몬밤의 순이었고, DPPH 라디칼 소거활성은 스위트 바질, 배초향, 레몬밤에서 높았다. ABTS 라디칼 소거활성은 total phenol과 total flavonoid함량이 높은 레몬밤, 스위트 바질 및 곰취에서 높았다. FRAP 활성은 곰취와 스위트 바질에서 높았고, 식물군별로 비교했을 때에는 정유의 항산화 활성 측정 결과에서 유사한 경향으로 스위트 바질, 배초향, 레몬밤과 같은 꿀풀과 산채류가 높았고 미나리과 산채류인 참나물, 미나리 및 코리앤더는 항산화 활성이 낮은 편이었다.
4. Phenolic acid 및 flavonoid 조성
산채류에서 phenolic acid류와 flavonoid류를 HPLC로 분석한 결과 본 실험에서 사용한 4종의 국화과 식물에서는 공통적으로 chlorogenic acid의 함량이 가장 높았다. 이외에도 곤달비에서는 rutin, isovanillic acid, gallic acid, p-hydroxybenzoic acid, 참취에서는 protocatechuic acid, m-coumaric acid 및 taxifolin, 쑥부쟁이에서는 taxifolin, protocatechuic acid, isovanillic acid 및 caffeic acid 함량이 높은 편이었다. 꿀풀과 식물인 배초향, 레몬밤 및 스위트 바질에서는 본 실험에서 사용한 다른 산채류에서는 검출되지 않은 rosmarinic acid가 특징적으로 많이 함유되어 있었으며, 이외에도 배초향에서는 chlorogenic acid, 레몬밤에서는 protocatechuic acid, 스위트 바질에서는 rutin이 많이 검출되었다. 미나리과 산채류인 참나물, 미나리 및 코리앤더에서는 공통적으로 chlorogenic acid의 함량이 높았다. 또한 코리앤더의 경우는 rutin 함량이 4308.8 ug/g으로 다른 산채류에 비해 특징적으로 많이 함유되어 있었다.
5. Caffeoylquinic acid의 조성 국화과 산채류 4종에서 3,5-dicaffeoylquinic acid의 함량이 2547.0- 4667.8 ug/g 으로서 공통적으로 많이 함유되어 있었고, 이외에도 곰취에서는 3,4-dicaffeoylquinic acid와 4,5-dicaffeoylquinic acid가 각각 7668.9 ug/g 및 2016.9 ug/g, 곤달비에서는 4,5-dicaffeoylquinic acid (1543.9 ug/g), 참취에서는 3,4-dicaffeoylquinic acid (1469.1 ug/g)과 4,5-dicaffeoylquinic acid (2657.5 ug/g)이 많이 함유되어 있었다. 또한 스위트 바질에서는 4,5-dicaffeoylquinic acid (2085.1 ug/g), 미나리에서는 3,5-dicaffeoylquinic acid (1716.0 ug/g)과 4,5-dicaffeoylquinic acid (1574.8 ug/g)가 많이 함유되어 있었다. 또한 caffeoylquinic acid 유도체들의 함량은 국화과 산채류에서 가장 높았고 꿀풀과 산채류가 낮았다. 한편 본 실험에서 사용한 10종의 산채류에서 검출된 polyphenol 화합물들 중에서 양적으로 많이 검출된 11종의 성분을 사용하여 항산화 활성 (ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 활성 기준)을 비교한 결과 특히 quercetin과 rosmarinic acid와 caffeic acid 강한 항산화 활성을 지니고 있었으며, caffeoylquinic acid의 경우 1,3- 및 1,5-dicaffeoylquinic acid가 3,4- 및 3,5-dicaffeoylquinic acid 보다 강한 항산화 활성을 지니고 있었다.
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