[논문]부위별 고려엉겅퀴(Cirsium setidens Nakai)의 이화학적 성상 및 항산화 활성 효과

이성현; 김영선; 허성일; 심태흠; 사재훈; 최대성; 왕명현

부위별 고려엉겅퀴(Cirsium setidens Nakai)의 이화학적 성상 및 항산화 활성 효과
Composition Analysis and Antioxidative Activity from Different Organs of Cirsium setidens Nakai 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.38 no.4 = no.188, 2006년, pp.571 - 576

이성현 (강원대학교 생명공학부) , 김영선 (강원대학교 생명공학부) , 허성일 (강원대학교 생명공학부) , 심태흠 (강원도 보건환경연구원) , 사재훈 (강원도 보건환경연구원) , 최대성 (정선군 농업기술센터) , 왕명현 (강원대학교 생명공학부)

초록
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고려엉겅퀴(Cirsium setidens Nakai)의 생리활성물질을 탐색하기위하여 고려엉겅퀴의 일반성분 분석과 항산화 활성을 조사하였다. 각 부위별추출물 중 탄수화물의 함량이 가장 높았으며, 그 밖에 성분은 조단백질, 수분, 조회분, 조지방 순으로 높게 나타났으며, 부위별 무기성분은 모두 일곱 종이 검사되었고, 칼륨의 함량이 가장 높았다. 부위별 K의 함량은 잎 부위에서 5,371.97 mg/100 g, 삶은 및 부위에서 1,770.62 mg/100 g, 꽃 부위는 1,983 mg/100 g, 줄기 부위는 6,096.74 mg/100 g, 뿌리 부위는 1,604.2 mg/100 g로 나타났다. 구성당은 xylose, galactose, glucose 총 3종이 함유되었으며 xylose는 꽃과 줄기부위에서만 분리, 동정되었고, galactose는 줄기 부위에서만, glucose는 전체 부위에서 분리, 동정되었다. 지방산 중 linolenic acid(C18:3)와 linoleic acid(C18:2)가 가장 많이 존재했다. linolenic acid(C18:3)는 잎, 삶은 잎, 꽃 부위에서 각각 41.63%, 34.01%, 18.83%로 가장 많이 나타났으며, linoleic acid(C18:2)는 뿌리, 줄기, 삶은 일 부위에서 각각 49.59, 40.72, 39.24%로 가장 많이 나타났다. 각 용매 별 추출 수율은 잎 부위의 물 추출물에서 27.22%, 삶은 잎 부위의 75% 메탄올과 물 추출물에서 14.2%, 꽃 부위의 75% 메탄올 추출물에서 17.85%, 줄기의 물 추출물에서 14.8%, 뿌리 부위의 75% 메탄올 추출물에서 36.64%로 가장 높은 수율을 보였다. 고려엉겅퀴의 부위별 항산화 효과에서 꽃의 물 추출물에서 $53.47\;{\mu}g/mL$, 삶은 잎의 물 추출물에서 $75.84\;{\mu}g/mL$, 뿌리의 에탄올 추출물에서 $88.22\;{\mu}g/mL$, 잎의 에탄올 추출물에서 $111.19\;{\mu}g/mL$L, 줄기의 물 추출물에서 $257.48\;{\mu}g/mL$의 순으로 높게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, we investigated the compositions including protein, lipid, ash, carbohydrate, and minerals as well as antioxidant activity of Cirsium setidens Nakai in order to detect the biological activities and develop novel functional resources. Different organs commonly had the highest concentration of potassium among 7 minerals evaluated in this study. The leaf had K at the concentration of 5371.97 mg/100 g, while the flower, and stem, the root and the boiled leaf at the concentration of 1770.62 mg/100 g, 1983 mg/100 g, 6096.74 mg/100 g and 1604.2 mg/100 g, respectively. The monosaccharides were composed of the xylose, galactose and glucose. The xylose was only detected in the flower and stem and the galactose was only detected in the stem. DPPH scavenging activity was measured at the $88.22\;{\mu}g/mL$ and $111.19\;{\mu}g/mL$ in root and leaf at $IC_{50}$ value in ethanol extracts, while $53.27\;{\mu}g/mL$, $75.84\;{\mu}g/mL$ and $257.48\;{\mu}g/mL$ in flower, boiled leaf and stem at $IC_{50}$ value, respectively, in water extracts. These results suggest that extracts from Cirsium setidens Nakai can be potentially used as novel resources for antioxidant and biological active substances.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 예전부터 우리조상들이 식용으로 이용되고 민간요법으로 이용했던 산채류인 고려엉겅퀴를 이용하여 새로운 기능성을 함유한 음료 및 식품개발 등 식품재료로서의 활용도를 높이고 더불어 한국 고유의 고려엉겅퀴의 자원을 충분히 활용한 생리활성물질의 기능성식품 개발을 목적으로 고려엉겅퀴의 각종 추출물을 이용하여 항산화 효과에 대하여 연구하였다.

제안 방법

고려엉겅퀴 잎, 삶은 잎, 꽃, 줄기, 뿌리 각각의 분말 약 100g 정도를 추출용기에 넣고, 시료 중량의 약 20배(2L)의 에탄올, 메탄올, 75% 에탄올, 75% 메탄올, 클로로포름, 물을 각각의 용매로 2회 반복 추출하였다. 추출한 용액은 vacuum rotary evaporator 로 감압 농축하여 추출물을 얻었으며, 각각의 추출 수율(%)을 계산하였다.
고려엉겅퀴를 잎, 삶은 잎, 꽃, 줄기 그리고 뿌리 부위로 세분화한 후, 충분히 건조하여 미분하였다. 각 부위별로 에탄올, 메탄올, 75% 에탄올, 75% 메탄올, 클로로포름, 물로 3일 동안 실온에서 추출하여 50℃이하의 중탕에서 감압 농축하여 고려엉겅퀴잎, 삶은 잎, 꽃, 줄기 그리고 뿌리 조 추출물의 수율을 구한 것이 Table 6와 같다.
0 mL를 넣어 실온에서 10분간 방치하였다. 반응액에 증류수 5.0 mL를 가하여 과잉의 acetic anhydride를 분해 후, dichlo romethane 1.0 ml를 넣어 혼합 후, 분리된 하층을 GLC를 이용하여 분석하였다. GLC의 분석 조건은 Table 2에 표시하였다.
시료를 chloroform:methanol(2 :1, v/v)용액으로 지방질을 추출 정제한 후, 검화하여 14% BF3로 methylation한 후(17, 18), gas liquid chromatography(GLC) (Agilent 6890N Gas chromatograph, Cambridge, MA, USA)로 분석하였다(19). 즉, 총 지방질 약 25 mg을 취하여 0.
1 mM)용액을 1mL 첨가하여 실온에서 30분 간 반응시키고 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 IGoQig/mL)은 추출물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50%감소시키는 추출물의 농도를 나타냈으며, 기존의 항산화제 인 a-tocopherol(Sigma, St. Louis, MO, USA) 및 ascorbic acid(Sigma, St. Louis, MO, USA)를 비교하였고, 자유라디칼 소거활성은 다음과 같이 계산하였다(21).
MA, USA)로 분석하였다(19). 즉, 총 지방질 약 25 mg을 취하여 0.5 N NaOH을 methanol에 용해하여 1.5 mL를 10CFC에서 30분간 가열하여 지방산을 methylester화시킨 후, isooc tane 1.0 mL와 포화 NaCl용액 5.0 mL를 가해 추출하여 isooctane 층을 취하여 N&SQ, anhydrous로 탈수 후, GLC 분석시료로 하였다. 분석 시 검출기는 FID, 칼럼은 ZB-Wax(30mX0.
Louis, MO, USA)을 사용한 항산화활성 측정방법을 이용하였다. 추출물을 각각의 용매로 농도별(50, 100, 200, 500 ㎍/mL)로 희석한 다음 상기 DPPH(0.1 mM)용액을 1mL 첨가하여 실온에서 30분 간 반응시키고 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 IGoQig/mL)은 추출물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50%감소시키는 추출물의 농도를 나타냈으며, 기존의 항산화제 인 a-tocopherol(Sigma, St.
2회 반복 추출하였다. 추출한 용액은 vacuum rotary evaporator 로 감압 농축하여 추출물을 얻었으며, 각각의 추출 수율(%)을 계산하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 고려엉겅퀴(Cirsium setidens Nakai)는 강원도 정선군 산지에서 자생하는 것을 9-10월 사이에 채집하여 부위별로 분류하여 충분히 건조한 후 미분하여 시료로 사용하였다. 삶은 잎은 끓는 물에 5분간 데쳐서 말린 후 미분하여 시료로 사용하였다.
0 mL를 가해 추출하여 isooctane 층을 취하여 N&SQ, anhydrous로 탈수 후, GLC 분석시료로 하였다. 분석 시 검출기는 FID, 칼럼은 ZB-Wax(30mX0.25 mm id X0.25 pm df) 모세관컬럼을 사용하였으며, GLC의 분석 조건은 Table 1에 나타내었다.

이론/모형

Calcium 은인(P)의 간섭을 피하기 위하여 AAS의 방법에 따라 KC₁ 을 첨가하여 nitros oxide-acetylene gas를 사용하였다. 인은 UV/VIS spec trophotometer DU800(Beckman coulter, Miami, FL, USA)을 이용하여 몰리브덴 청 비색법으로 분석하였다.
고려엉겅퀴의 부위별 추출물의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거법에 의해 수행되었고, Table 7에 나타내었다. 부위별 추출물의 항산화 활성을 보면, 물 추출물의 항산화작용이 강하였는데 꽃의 물 추출물에서 53.
구성당 분석은 Blakeney 등의 방법(20>으로 정량하였다. 즉, 시료 10 mg을 teflon lined screw cap tube에 취하여 72%(w/w) HjSQ, 125 pl를 가하고 100℃에서 3시간 가수분해한 후, 320 gL 의 15M NHQH로 중화하여 1mL의 2% NaBH, 를 DMSO에 용해하여 "C에서 90분간 반응시켰다.
무기질 시료의 전처리는 황산 질산 분해법으로 분해한 후, 일정용액으로 하여 atomic absorption spectrophotometer(Analy- tikjenaAG NOvA330, Bonn, Germany)로 분석하였다. Calcium 은인(P)의 간섭을 피하기 위하여 AAS의 방법에 따라 KC₁ 을 첨가하여 nitros oxide-acetylene gas를 사용하였다.
Calcium 은인(P)의 간섭을 피하기 위하여 AAS의 방법에 따라 KC₁ 을 첨가하여 nitros oxide-acetylene gas를 사용하였다. 인은 UV/VIS spec trophotometer DU800(Beckman coulter, Miami, FL, USA)을 이용하여 몰리브덴 청 비색법으로 분석하였다.
일반성분은 AOAC 방법에 따라 분석하였다(16). 즉, 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방 함량은 Gerhardt사(Bonn, Germany)의 Soxtherm을 이용하여 SoxHet 추출법으로 조단백질은 단백질 자동 분석 장치(2300 Kjeltec analyzer unit, Foss tecator, Stockholm,Sweden)를 이용하여, 질소계수 6.
자유라디칼(Free mdical)인 2, 2-diphenyl-1 -picryl hydrazyl (DPPH; Sigma, St. Louis, MO, USA)을 사용한 항산화활성 측정방법을 이용하였다. 추출물을 각각의 용매로 농도별(50, 100, 200, 500 ㎍/mL)로 희석한 다음 상기 DPPH(0.
일반성분은 AOAC 방법에 따라 분석하였다(16). 즉, 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방 함량은 Gerhardt사(Bonn, Germany)의 Soxtherm을 이용하여 SoxHet 추출법으로 조단백질은 단백질 자동 분석 장치(2300 Kjeltec analyzer unit, Foss tecator, Stockholm,Sweden)를 이용하여, 질소계수 6.25를 곱하여 조단백질 함량(%) 으로 표시하였다. 조회분은 55OP에서 백색에서 회백색의 회분이 얻어질 때까지 회화하여 정량하였다.

성능/효과

고려엉겅퀴의 부분별 무기성분은 모두 7종류를 검사하였는데, Ca, K, Na, Mg, P가 비교적 다른 2종류에 비해 다량 함유되어있었다. 잎 부위에서는 KOI 5, 371.
총 지방산 중 주요 지방산의 조성은 부위별에 따라 다르게 나타났으며, 대체로 palmitic acid(C₁₆:0), linoleic acid(C₁₈:2), linolenic acid(C₁₈:3)등이 각 부위별에서 가장 많이 존재하고 있다. 그 밖에 부위별 조성을 보면, 잎 부위는 linolenicacid(C₁₈:3) 41.63%, linoleic acid(C₁₈:2) 22.99%, palmitic acid(C₁₆:0) 17.62%, lignoceric acid(C₂₄:0) 3.14% 순으로 나타났으며, 삶은 잎 부위는 linoleic acid(C₁₈:2) 39.24%, linolenic acid(C₁₈:3) 34.01%, palmitic acid(C₁₆:0) 12.33%, oleic acid (Cl8:1) 9.79% 순이고, 꽃 부위는 linoleic acid(C₁₈:2) 29.32%, palmitic acid(C₁₆:0) 27.26%, linolenic acid(C₁₈:3) 18.83%, arachidic acid(C₂₀:0) 6.91% 순으로, 줄기 부위는 linoleic acid (C₁₈:2) 40.72%, palmitic acid(C₁₆:0) 21.24%, oleic acid(C₁₈:l) 16.52%, linolenic acid(C₁₈:3) 9.74% 순이고, 뿌리 부위는 linoleic acid(C₁₈:2) 49.59%, palmitic acid(C₁₆:0) 26.89%, linolenic acid (Cl8:3) 6.71%, oleic acid(C₁₈:l) 3.26% 순으로 나타났다. 반면에 C₁₂:0(lauric), C₁₄:0(myristic), C₁₄:l(myristaleic), C₁₆:l(palmi- toleic), C₂₀:2(eicosadienoic), C₂₃:0(tricosanoic), C₂₄:l(nervanic)는적은 양이거나 존재하지 않았다.
이것으로 잎에 항산화 활성물질이 뿌리보다 더 많이 함유되어 있는 것으로 사료된다. 그리고 삶은 잎의 75% 메탄올과 물 추출물의 수율은 같지만(Table 6) 항산화 활성은 물 추추물에서 3배정도 더 높은 것으로 나타났다. 이 결과로부터 항산화 활성 물질이 지용성보다 수용성 물질이 많은 것으로 사료된다.
64%로 나타났다. 대부분 극성용매에서 높은 수율을 보였으며, 75% 에탄올과 75% 메탄올에서도 비교적 높은 수율을 보였으나, 비극성용매인 클로로포름에서는 다른 용매에 비해 낮은 수율을 보였다. 이 결과는 메탄올 잎 추출물이 다른 부위에 비해 극히 낮은 수율을 보였지만 다른 부위에서의 결과는 Lee 등(22)의 보고와 유사하였다.
반면에 C₁₂:0(lauric), C₁₄:0(myristic), C₁₄:l(myristaleic), C₁₆:l(palmi- toleic), C₂₀:2(eicosadienoic), C₂₃:0(tricosanoic), C₂₄:l(nervanic)는적은 양이거나 존재하지 않았다. 또한 총 지방산 중 포화지방산이 꽃(50.68%), 뿌리(36.20%), 줄기(33.02%), 잎(31.07%), 삶은 잎(16.96%) 순으로 나타났으며, 불포화지방산은 삶은 잎(83.04%), 잎 (68.93%), 줄기 (66.98%), 뿌리 (63.80%), 꽃 (49.32%) 순으로 나타났다. 포화지방산은 palmitic acid(C₁₆:0)가 가장 많이 존재하며, 부위별 조성은 꽃(27.
의해 수행되었고, Table 7에 나타내었다. 부위별 추출물의 항산화 활성을 보면, 물 추출물의 항산화작용이 강하였는데 꽃의 물 추출물에서 53.47 |ig/mL, 삶은 잎의 물 추출물에서 75.84 Hg/mL, 뿌리의 에탄올 추출물에서 88.22 ㎍/mL, 잎의 에탄올 추출물에서 111.19 ㎍/mL, 줄기의 물 추출물에서 257.48 pg/mL의 순으로 높게 나타났다. Table 6에서 잎과 뿌리의 물 추출수율이 같게 나타났는데 항산화능은 잎이 뿌리의 2배 이상 더 강하게 나타났다.
이 결과로부터 항산화 활성 물질이 지용성보다 수용성 물질이 많은 것으로 사료된다. 삶은 잎 추출 수율은 잎 추출 수율의 거의 절반(Table 6) 밖에 되지 않지만 항산화활성(Table 7)은 삶은 잎이 잎보다 4배 이상 더 강하게 나타났다. 이것은 잎을 삶는 과정에서 잎의 산화효소를 파괴시킴으로써 항산화활성이 증가된 것으로 사료된다.
추출 수율의 감소가 미네랄 감소와 관계가 있는 것으로 사료된다. 삶은 잎의 75% 메탄올과 물 추출물에서 각각 14.2%, 꽃의 75% 메탄올 추출물에서는 17.85%, 줄기의 물 추출물에서는 14.8%, 뿌리의 75% 메탄올 추출물에서는 36.64%로 나타났다. 대부분 극성용매에서 높은 수율을 보였으며, 75% 에탄올과 75% 메탄올에서도 비교적 높은 수율을 보였으나, 비극성용매인 클로로포름에서는 다른 용매에 비해 낮은 수율을 보였다.
탄수화물이 각 부위별에서 가장 높게 나타났는데, 이는 고려엉겅퀴는 탄수화물이 풍부하다는 것을 알 수 있다. 조단백질과 조지방은 삶은 잎에서 33.88%, 14.2%로 가장 높게 나타났으며, 수분은 줄기에서 24%, 조회분은 16.39%로 잎에서 가장 높게 나타났다.
이것은 잎을 삶는 과정에서 잎의 산화효소를 파괴시킴으로써 항산화활성이 증가된 것으로 사료된다. 추출 용매별로 살펴보면 대체로 클로로포름에서 항산화 활성이 낮게 나왔으며, 다른 용매들은 부위별에 따라 순수한 용매인 에탄올, 메탄올, 물 중에서 가장 높은 항산화 활성을 나타냈다.
32%) 순으로 나타났다. 포화지방산은 palmitic acid(C₁₆:0)가 가장 많이 존재하며, 부위별 조성은 꽃(27.26%), 뿌리(26.89%), 줄기(21.24%), 잎 (17.62%), 삶은 잎(12.33%) 순으로 가장 많이 존재하고 있으며, 불포화지방산은 linoleic acid(C₁₈:2), linolenic acid(C₁₈:3)등이 가장 많이 존재하고, linoleic acid(C₁₈:2)의 경우, 뿌리(49.59%), 줄기(40.72%), 삶은 잎(39.24%), 꽃(29.32%), 잎(22.99%) 순으로, linolenic acid(C₁₈:3)의 경우, 잎(41.63%), 삶은 잎(34.01%), 꽃 (18.83%), 줄기(9.74%), 뿌리(6.71%) 순으로 가장 많이 존재하는것으로 나타났다.

후속연구

또한, 민간한약재로서 활용되고 있다. 본 연구결과로 고려엉겅퀴는 풍부한 탄수화물과 무기질이 함유되어 있는 것이 확인되었으며, 물 추출물에서 항산화 활성이 높아 기능성 식품으로의 개발이 가능할 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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