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문제 정의
- 엉겅퀴의 성분은 종류에 따라 다르나, 이에 대한 정확한 정보의 부족으로 일반적으로 대중들은 엉겅퀴가 간에 좋고 숙취를 해소시켜 준다고 알고 있다. 이에 본 연구는 소비자들이 쉽게 구입할 수 있고 한약재 도매상으로 알려진 경동시장에서 판매되는 엉겅퀴의 일반성분과 플라보노이드, acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 등을 분석하여 소비자들에게 정확한 정보를 제공하여 올바른 기능성 식품을 선택할 수 있는 기초자료를 제공하고자 실시하였다.
제안 방법
- ACL 방법을 사용하여 분획물의 photosensitizer로부터 생성된 free radical의 소거능을 측정하였다. 반응은 photochem(analytik jena, Analytik Jena Korea)을 사용하였으며 MeOH 2.
- Acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 함량 분석과 항산화 활성을 보기 위하여 추출물은 시료 분말(50 mesh)을 각각 50～60 g을 플라스크에 넣고 메탄올(SK chemical, Korea) 1 L를 가하여 실온에서 24시간 정치한 후 1시간 동안 sonication(power sonic 420, 화신테크, Korea)하여 추출하였다. 추출액은 여과지(Filter paper: 110㎜, Whatman, England)를 이용하여 여과시킨 후 감압저온농축기(vacuum rotary evaporator, Buchi, Switzerland)로 농축하여 총 3회 반복 추출하였고 질소농축기(Eyela MG-2200, Japan)로 농축하여 최종 추출물을 얻어 시료로 사용하였다.
- 총 페놀의 함량은 Folin-Ciocalteu법(Folin O & Ciocalteu V 1927, Singleton YL & Rossi JA 1965)을 사용해 측정하였다. 건조 시료를 DMSO(sigma aldrich, USA)에 1 mg/mL 농도로 맞추어 TPC 측정에 이용하였다. 시료 0.
- 표준시약은 gallate(sigma aldrich, USA)를 사용하였으며, gallate의 농도를 달리하여 조제한 후 표준 곡선을 작성하였다. 모든 처리는 3회 반복하여 측정하였다.
- 반응은 photochem(analytik jena, Analytik Jena Korea)을 사용하였으며 MeOH 2.3 mL와 buffer solution 0.2 mL, photosensitizer 25 μL와 sample 10 μL를 혼합하여 3분간 측정하였다.
- 본 연구는 소비자들이 나물, 즙, 환 등으로 섭취하면서도 정확하게 엉겅퀴의 각 종에 대한 정보가 미비하여 경동시장에서 판매되는 엉겅퀴(국내산 전초, 뿌리 말린 것, 중국산 뿌리 말린 것) 3종의 일반성분, 비타민과 무기질, 총 페놀, 총 플라보노이드, acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 등의 함량을 분석하였다. 그 결과, 수분함량은 전초보다 뿌리에서 더 많았고, 국내산과 중국산의 함량은 비슷하였으며, 회분 함량은 제주산 엉겅퀴 전초에서 많았다.
- 비타민과 무기질 함량 분석은 각 엉겅퀴의 잎, 줄기, 뿌리 전체를 동량으로 혼합한 후 분쇄하여 시료로 사용하였다. 칼슘, 인, 칼륨, 철, 구리, 마그네슘은 원자흡광광도계(Perkin Elert, USA)를 사용하여 분석하였고, 비타민 A, E, C와 β-카로틴은 HPLC(Agilent 1100 series, Agllent, USA)를 사용하여 식품공전(식품의약품안전청 2008)의 방법에 따라 분석하였다.
- 8 mL를 가하여 vortex mixer로 잘 혼합하고 37℃에서 20분 동안 항온시킨 후 universal microplate reader EL-800(BIO-TEK, Instrument, INC, USA)를 이용하여 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 유리 라디칼 소거 활성을 백분율로 나타냈으며, 기존의 항산화제인 L-ascorbic acid(Sigma aldrich, USA)와 비교하였다. 각 시료의 항산화 작용은 DPPH에 대한 전자공여능(Electron donating ability, EDA(%))과 IC50치로 나타내었고 다음과 같이 계산하였다(Blois MS 1958; Lim JP 등 2002).
- Acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 함량 분석과 항산화 활성을 보기 위하여 추출물은 시료 분말(50 mesh)을 각각 50～60 g을 플라스크에 넣고 메탄올(SK chemical, Korea) 1 L를 가하여 실온에서 24시간 정치한 후 1시간 동안 sonication(power sonic 420, 화신테크, Korea)하여 추출하였다. 추출액은 여과지(Filter paper: 110㎜, Whatman, England)를 이용하여 여과시킨 후 감압저온농축기(vacuum rotary evaporator, Buchi, Switzerland)로 농축하여 총 3회 반복 추출하였고 질소농축기(Eyela MG-2200, Japan)로 농축하여 최종 추출물을 얻어 시료로 사용하였다. 각 추출물의 수율(%)을 계산하였다.
- 조지방은 Soxhlet법으로extraction system B-811(Buchi, Switzerland)을 사용하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방 함량을 뺀 값으로 하였다.
- 암실에서 1시간 동안 반응시킨 뒤 universal microplate reader EL-800(BIO-TEK, Instrument, INC, USA)를 이용하여 765 nm에서 흡광도를 측정했다. 표준시약은 gallate(sigma aldrich, USA)를 사용하였으며, gallate의 농도를 달리하여 조제한 후 표준 곡선을 작성하였다. 모든 처리는 3회 반복하여 측정하였다.
- 플라보노이드류의 정량분석을 위하여 분석대상 물질로 acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin(chromadex, USA)을 선정하여 LC-MS(LCQ Advantage Max system, Thermo Fisher, USA)를 이용한 기기분석을 행하였다(Fuzzati N 등 1999). LC는 [Table 1]과 같은 방법으로 진행하였고, MS의 ESI 조건은 다음과 같다 : sheath gas flow rate(arb) 24, spray voltage 4.
대상 데이터
- 건조 시료를 DMSO(sigma aldrich, USA)에 1 mg/mL 농도로 맞추어 TFC 측정에 이용하였다. 시료 1 mL에 증류수 4 mL를 첨가해 희석시키고 5% NaNO2을 0.
- 본 실험에 사용한 시료는 경동시장에서 2008년 10월에 구입한 국내산(제주시산) 엉겅퀴 2종으로 전초(全草) 볶아서 말린 것과 뿌리 말린 것 및 중국산(동경종합상사(주)) 뿌리 말린 것 1종을 사용하였다. 건조된 시료는 먼지와 불순물을 제거하고 난 후 분쇄기(Jam-606, Hanil, Korea)를 이용하여 분말(50 mesh)로 만들어 모두 냉동보관(－70℃)하면서 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 시료는 경동시장에서 2008년 10월에 구입한 국내산(제주시산) 엉겅퀴 2종으로 전초(全草) 볶아서 말린 것과 뿌리 말린 것 및 중국산(동경종합상사(주)) 뿌리 말린 것 1종을 사용하였다. 건조된 시료는 먼지와 불순물을 제거하고 난 후 분쇄기(Jam-606, Hanil, Korea)를 이용하여 분말(50 mesh)로 만들어 모두 냉동보관(－70℃)하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
- a～c Values with the different letter are significantly different by Duncan's multiple range test.
- 모든 data는 SPSS 12.0 program을 이용하여 분산분석법(ANOVA)을 이용하여 유의성을 검증하고, p<0.05 수준에서 Duncan의 다중범위검증(Duncan's multiple range test)에 의한 사후분석을 수행하였다(정충영·최이규2000).
이론/모형
- 엉겅퀴의 일반성분은 AOAC의 방법(AOAC 1990)에 따라 분석하였다. 수분은 105℃ 상압가열 건조법, 조회분은 직접회화법, 조단백질은 Kjeldhal법으로 단백질 자동 분석 장치(CH/B-339 distillation unit, Buchi, Switzerland)를 사용하였다. 조지방은 Soxhlet법으로extraction system B-811(Buchi, Switzerland)을 사용하였다.
- 엉겅퀴의 일반성분은 AOAC의 방법(AOAC 1990)에 따라 분석하였다. 수분은 105℃ 상압가열 건조법, 조회분은 직접회화법, 조단백질은 Kjeldhal법으로 단백질 자동 분석 장치(CH/B-339 distillation unit, Buchi, Switzerland)를 사용하였다.
- 수분은 105℃ 상압가열 건조법, 조회분은 직접회화법, 조단백질은 Kjeldhal법으로 단백질 자동 분석 장치(CH/B-339 distillation unit, Buchi, Switzerland)를 사용하였다. 조지방은 Soxhlet법으로extraction system B-811(Buchi, Switzerland)을 사용하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방 함량을 뺀 값으로 하였다.
- 총 페놀의 함량은 Folin-Ciocalteu법(Folin O & Ciocalteu V 1927, Singleton YL & Rossi JA 1965)을 사용해 측정하였다.
- 칼슘, 인, 칼륨, 철, 구리, 마그네슘은 원자흡광광도계(Perkin Elert, USA)를 사용하여 분석하였고, 비타민 A, E, C와 β-카로틴은 HPLC(Agilent 1100 series, Agllent, USA)를 사용하여 식품공전(식품의약품안전청 2008)의 방법에 따라 분석하였다.
성능/효과
- 결과는 [Table 6]과 같다. 각 종류에서 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 기존의 합성항산화제인 BHT의 91.02%, ascorbic acid의 96.10%보다 낮아 항산화성을 보이지 않았으며, photochem의 측정결과 2.3 nmol이 넘는 시료는 없었으며, IC50은 국내산, 중국산 엉겅퀴에서는 나타나지 않았다. 이는 엉겅퀴 뿌리의 DPPH radical 소거 활성은 Lee HK 등(2003)의 연구와 비슷하였으며, 항산화성이 참취, 쑥, 씀바귀, 국화보다 높지 않았다는 Lee JM 등(2001)의 연구와 비슷하였다.
- 엉겅퀴의 acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 함량은 [Table 5]와 같다. 경동시장에서 구입한 국내산 엉겅퀴 전초와 뿌리, 중국산 뿌리의 성분 확인 결과, 국내산 전초에서 apigenin이 확인되었으며, 중국산 뿌리에서 acacetin이 검출되었다. 그리고 일반적으로 엉겅퀴에 함유되어 있고(풀그린 2009), 간장 보호 효과(Park JC 등 2004) 가 있다고 알려진 sylimarin은 검출되지 않았으며, 그 외 cynarin, narirutin도 검출되지 않았다.
- 엉겅퀴의 일반성분 분석결과는 [Table 2]와 같다. 경동시장에서 구입한 제주산과 중국산 엉겅퀴의 경우, 수분함량은 전초보다 뿌리에서 더 많았고 국내산과 중국산의 함량은 비슷하였으며, 회분 함량은 제주산 엉겅퀴 전초에서 많았다. 단백질 함량은 국내산 전초와 중국산 뿌리에서 많았고, 지방 함량은 중국산 엉겅퀴에서 많았으며, 탄수화물 함량은 국내산 뿌리가 많았다.
- 본 연구는 소비자들이 나물, 즙, 환 등으로 섭취하면서도 정확하게 엉겅퀴의 각 종에 대한 정보가 미비하여 경동시장에서 판매되는 엉겅퀴(국내산 전초, 뿌리 말린 것, 중국산 뿌리 말린 것) 3종의 일반성분, 비타민과 무기질, 총 페놀, 총 플라보노이드, acacetin, apigenin, cynarin, narirutin, sylimarin 등의 함량을 분석하였다. 그 결과, 수분함량은 전초보다 뿌리에서 더 많았고, 국내산과 중국산의 함량은 비슷하였으며, 회분 함량은 제주산 엉겅퀴 전초에서 많았다. 단백질 함량은 국내산 전초와 중국산 뿌리에서 많았고, 지방 함량은 중국산 엉겅퀴에서 많았으며, 탄수화물 함량은 국내산 뿌리가 많았다.
- 경동시장에서 구입한 제주산과 중국산 엉겅퀴의 경우, 수분함량은 전초보다 뿌리에서 더 많았고 국내산과 중국산의 함량은 비슷하였으며, 회분 함량은 제주산 엉겅퀴 전초에서 많았다. 단백질 함량은 국내산 전초와 중국산 뿌리에서 많았고, 지방 함량은 중국산 엉겅퀴에서 많았으며, 탄수화물 함량은 국내산 뿌리가 많았다. 본 연구에서의 회분 함량과 지방 함량은 Lim SS & Lee JH(1997)의 전주 지역 생엉겅퀴 전초 분석 결과보다 낮아 시료와 지역의 차이로 보인다.
- 수율은 국내산 뿌리>국내산 전초>중국산 뿌리 순이었으며, 국내산 뿌리가 국내산 전초 볶은 것이나 중국산 뿌리보다 총 페놀과 총 플라보노이드 함량이 많았다. 또한 본 실험에 사용된 엉겅퀴에는 sylimarin은 검출되지 않았으며, 그 외 cynarin, narirutin도 검출되지 않았으나 국내산 전초에서 apigenin이 확인되었으며, 중국산 뿌리에서 acacetin이 검출되었다. 항산화성은 국내산, 중국산 엉겅퀴에서 낮았다.
- 비타민 A와 비타민 C는 검출되지 않았으며, 비타민 E 함량은 국내산 뿌리와 중국산 뿌리에서는 검출되지 않았으나 국내산 전초에서 5.35 IU/100 g이 검출되었고, β-carotene은 국내산 전초에서 1113.18 ㎍/100 g으로 뿌리보다 아주 많았다.
- 비타민의 경우, 비타민 A와 비타민 C는 검출되지 않았으며, 비타민 E 함량은 국내산 뿌리와 중국산 뿌리에서는 검출되지 않았으나 국내산 전초에서 5.35 IU/100 g 검출되었고, β-carotene은 국내산 전초에서 1,113.18 ㎍/100 g으로 뿌리보다 아주 많았다.
- 수율은 국내산 뿌리>국내산 전초>중국산 뿌리 순이었으며, 국내산 뿌리가 국내산 전초 볶은 것이나 중국산 뿌리보다 총 페놀과 총 플라보노이드 함량이 많았다.
- 17%보다 높았는데 이는 추출물의 용매 차이로 볼 수 있다. 엉겅퀴의 총 페놀과 총 플라보노이드 함량은 [Table 4]와 같이 국내산 뿌리가 국내산 전초 볶은 것이나 중국산 뿌리보다 총 페놀과 총 플라보노이드 함량이 많았다. 이는 경동시장에서 구입한 엉겅퀴(Lee JM 등 2001)에 함유된 총 플라보노이드(6.
- 항산화성은 국내산, 중국산 엉겅퀴에서 낮았다. 이와 같은 결과로 한국산 전초의 영양성분이 우수하였으며, 엉겅퀴에 sylimarin이 많다는 잘못된 정보의 오류를 판명하게 되었다. 따라서 무분별한 인터넷의 부정확한 정보에 대한 올바른 지식의 보급이 필요하며, 엉겅퀴 종류에 대한 정확한 성분 분석이 마련되어야 앞으로 안심하고 소비자들이 약용식물을 섭취 할 수 있으리라고 생각된다.
- 엉겅퀴의 비타민과 무기질 분석 결과는 [Table 3]과 같다. 칼륨 함량은 국내산 뿌리보다 중국산 뿌리가 많았고, 칼슘, 마그네슘 함량은 국내산 전초가 제일 많았다. 인과 철 함량은 국내산이 중국산보다 많았고, 뿌리보다 전초가 함량이 더 많았다.
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