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문제 정의
- 따라서 우리나라 재래종 호박인 늙은 호박을 부위 및 추출 용매를 달리하여 전자공여작용, SOD 유사활성, 총 폴리페놀 함량, 아질산염 소거작용, tyrosinase 활성 저해능 및 ACE 저해활성을 측정하였다. 본 연구를 통해 늙은 호박의 생리활성을 밝혀 기능성식품으로의 활용 및 개발을 위한 기초자료로 이용하고자 하였다.
제안 방법
- ACE 저해활성은 Cushman과 Chung의 방법(17)을 변형하여 측정하였다. ACE 저해활성은 300 mM NaCl-100 mM sodium borate buffer(pH8.
- 2 mm PE film에 밀봉 포장 후 냉동고에 보관하면서 사용하였다. 각 시료는 건물 중량의 25배 부피(w/v)로 하여 각각 water, 50% EtOH, 99% EtOH을 추출용매로 사용하였으며, 마이크로웨이브 추출법(microwave-assisted extraction, MAE)으로 추출하여 본 시료의 추출액으로 하였다.
- 늙은 호박의 부위를 나누고 추출용매를 증류수, 50% EtOH, 100% EtOH로 달리하여 건물 중량의 25배에 해당되는 부피(w/v)일 때, 추출물의 생리활성 및 항산화 효과를 측정하였다. 추출물의 수율을 측정한 결과 추출용매를 증류수로 사용한 추출물들이 가장 높았으며, 특히 섬유질 추출물이 14.
- 따라서 우리나라 재래종 호박인 늙은 호박을 부위 및 추출 용매를 달리하여 전자공여작용, SOD 유사활성, 총 폴리페놀 함량, 아질산염 소거작용, tyrosinase 활성 저해능 및 ACE 저해활성을 측정하였다. 본 연구를 통해 늙은 호박의 생리활성을 밝혀 기능성식품으로의 활용 및 개발을 위한 기초자료로 이용하고자 하였다.
- 본 연구에서는 늙은 호박을 과육(flesh), 섬유질(fiber), 씨(seed)의 3부위로 나누어 동결건조 하여 분쇄기(Kaiser, KFN-400S, Kingston Electromotor Co., Ltd., Seoul, Korea)로 분쇄하였다. 분말상태(powder)의 늙은 호박은 0.
- 5 mL를 가하여 혼합, 3분간 정치 후 2% Na2CO3용액을 10 mL를 첨가하였다. 이 혼합액을 1시간 동안 반응 후 분광광도계(UV/VIS spectrometer, Jasco, Hachioji, Japan)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하고, 표준물질로 tannic acid를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 총 폴리페놀 함량(mg%)을 구하였다.
- 이때 공시험구는 추출물 대신 증류수 50 μL를 사용하였고 대조구는 1.75 HCl 100 μL를 가한 후 ACE조효소액을 첨가하여 반응시켰다.
- 0으로 달리하여 반응용액의 부피를 1 mL로 하였다. 이를 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음 여기에 2% 초산용액 5 mL, Griess 시약(acetic acid에 1% sulfanylic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합한 것으로 사용 직전에 제조) 0.4 mL를 가하여 잘 혼합시켜 15분간 실온에서 방치시킨 후 분광 광도계(UV/VIS spectrometer, Jasco)를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염량을 구하였다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수 0.
- 아질산염 소거효과(nitrite-scavenging effect)는 Gray와 Dugan(15)의 방법으로 측정하였다. 즉, 1 mM NaNO2 용액 0.1 mL에 각각의 추출물을 0.2 mL을 가하고 여기에 0.1 NHCl(pH 1.2)과 0.2 N 구연산 완충용액(pH 3.0, 4.2 및 pH6.0)을 사용하여 반응용액의 pH를 각각 1.2, 3.0, 4.2 및 6.0으로 달리하여 반응용액의 부피를 1 mL로 하였다. 이를 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음 여기에 2% 초산용액 5 mL, Griess 시약(acetic acid에 1% sulfanylic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합한 것으로 사용 직전에 제조) 0.
- 0)에 용해하여 사용하였다. 효소활성의 측정은 추출물 0.1 mL, 10 mM catechol 용액 2.8 mL에 tyrosinase 조효소액 0.2 mL를 가하고, 대조구에는 tyrosinase 조효소액 대신 50 mM sodium phosphate buffer(pH 7.0)를 가한 후 분광광도계(UV/VIS spectrometer, Jasco)를 사용하여 420 nm에서 흡광도 변화를 측정하였다. Tyrosinase에 대한 효소활성 저해능은 단위 시간당 변화된 초기 흡광도의 변화 값을 측정하여 다음 식과 같이 계산하였다.
대상 데이터
- , Seoul, Korea)로 분쇄하였다. 분말상태(powder)의 늙은 호박은 0.2 mm PE film에 밀봉 포장 후 냉동고에 보관하면서 사용하였다. 각 시료는 건물 중량의 25배 부피(w/v)로 하여 각각 water, 50% EtOH, 99% EtOH을 추출용매로 사용하였으며, 마이크로웨이브 추출법(microwave-assisted extraction, MAE)으로 추출하여 본 시료의 추출액으로 하였다.
데이터처리
- 2)Means with the same lettered superscripts in a same row are not significantly different at the 0.05 level by Duncan's multiple rage test.
- 본 실험은 3반복 측정하여 얻어진 결과에 대해 SAS(SAS version 8.0, 2004) program을 이용하여 평균, 표준편차의 값을 산출하였고 Duncan's multiple range test를 통해 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- SOD 유사활성은 superoxide에 의해 산화되는 pyrogallol의 산화속도를 억제시키는 원리로 Marklund와 Marklund의 방법을 변형한 Kim 등(13)의 방법을 이용하여 실시하였다. 각 추출물 0.
- Tyrosinase 활성 저해능의 측정은 Wong 등(16)의 방법에 따라 측정하였으며, tyrosinase 조효소액은 mushroom tyrosinase(T7755, 100 units/mL, Sigma, St. Louis, MO, USA)를 50 mM sodium phosphate buffer(pH 7.0)에 용해하여 사용하였다. 효소활성의 측정은 추출물 0.
- 아질산염 소거효과(nitrite-scavenging effect)는 Gray와 Dugan(15)의 방법으로 측정하였다. 즉, 1 mM NaNO2 용액 0.
- 총 폴리페놀의 함량(total polyphenol content)은 Folins-Denis방법(14)에 의해 측정하였다. 시료 0.
- 추출물의 전자공여 작용(electron donating abilities, EDA)은 Kang 등(12)의 방법을 이용하여 각 추출물의 DPPH(α,α-diphenyl-picrylhydrazyl)에 대한 전자공여효과로 나타나는 각 시료의 환원력을 측정하였다.
성능/효과
- 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 121.49 mg%로 실험군 중 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났다(p<0.05).
- 14%로 가장 높게 나타났으나 비교물질인 L-ascorbic acid에 비해 매우 낮은 저해능을 보였다. ACE 저해활성에서도 전자공여능과 페놀함량 측정결과와 같이 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 가장 높게 나타났다.
- 37%의 높은 전자공여능을 보였다. SOD 유사활성을 측정한 결과에서는 100% EtOH에 의해 추출된 과육 추출물이 42.48%로 다른 추출물보다 높은 유사활성을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량의 경우 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 121.
- 62%로 가장 높은 수율을 보였다. 늙은 호박의 모든 부위에서 추출용매에 따라 증류수로 추출한 추출물이 모두 가장 높은 수율을 나타냈고 다음으로 50% EtOH, 100% EtOH의 순으로 나타났다. Kang 등(8)의 늙은 호박 추출물 연구에서 추출물의 수율이 모든 섬유질 추출물이 가장 높았으며, 특히 열수를 이용한 섬유질 추출물이 가장 높게 나타났다.
- 2에 나타나있다. 늙은 호박의 모든 추출물의 SOD 유사활성은 6.47～42.48%의 범위를 보였고, 비교물질인 L-ascorbic acid의 활성이 50% 이상으로 늙은 호박보다 높은 활성을 나타냈다. 그 중 100% EtOH로 추출한 과육 추출물이 42.
- Youn 등(11)의 연구에서도 pH가 산성에 가까울수록 늙은 호박의 소거능이 높았고 효소처리에 따라 80% 이상의 높은 소거능을 나타내기도 하였다. 늙은 호박의 부위에 따라 섬유질 추출물군의 소거능이 높은 경향으로 나타났으며, 그중 50% EtOH으로 추출한 추출물이 72.78%로 가장 높게 나타났다. 이는 비교물질인 0.
- 58%로 본 연구에서 에탄올을 용매로 한 추출물보다 낮은 활성으로 나타났다. 또한, 본 연구에서의 실험 결과 추출 용매에 따라 물에 의한 추출물, 100% EtOH에 의한 추출물, 50% EtOH에 의한 추출물의 순으로 활성이 높은 경향을 보였다. 이는 산수유, 감초, 황기 연구(23) 결과 에탄올 추출물의 SOD 유사활성이 물 추출물보다 3～5% 높은 것으로 나타나 본 연구결과와 같은 경향을 나타냈으나, Lee 등(24)의 만형자 추출물 연구에서는 물 추출물이 65.
- 모든 시료가 추출용매에 상관없이 pH 1.2에서 가장 높은 소거능을 나타냈고(p<0.05), pH가 증가할수록 아질산염 소거능이 감소하는 경향을 보였다.
- 95% 보다 다소 낮았지만 70% 이상의 높은 소거능으로 Kang 등(8), Kim 등(10)의 늙은 호박 연구에서보다 더 높은 결과를 보였다. 본 연구에서 폴리페놀의 경우에도 섬유질 추출물군이 가장 높은 함량을 나타냈다. 이는 Park 등(29)의 연구에서 보고되어 진 바와 같이 아질산염 소거 및 nitrosoamine 생성억제가 페놀성 화합물에 의한 효과임을 짐작할 수 있었다.
- 섬유질의 경우도 증류수, 50% EtOH 및 100% EtOH 추출물이 각각 77.79%, 92.21%, 17.14%로 50% EtOH 추출물이 가장 높았다(p<0.05).
- 62%의 범위로 나타났다. 섬유질의 증류수 추출물이 14.62%로 가장 높은 수율을 보였다. 늙은 호박의 모든 부위에서 추출용매에 따라 증류수로 추출한 추출물이 모두 가장 높은 수율을 나타냈고 다음으로 50% EtOH, 100% EtOH의 순으로 나타났다.
- 49 mg%로 가장 높게 나타났다. 아질산염 소거능 측정 결과에서 모든 추출물이 pH 1.2에서 소거능이 가장 높게 측정되었다. Tyrosinase 활성 저해능의 경우 모든 과육 추출물이 11.
- 용매에 따라 섬유질 부분을 제외한 과육과 씨는 증류수 추출물에서 각각 17.14%, 5.50%로 가장 높은 저해능을 보였고(p<0.05), 전반적으로 추출용매에 따른 에탄올의 농도가 낮아질수록 tyrosinase 저해 효과는 높아지는 경향을 보였다.
- 62%로 가장 높게 나타났다. 전자공여 작용의 경우 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 52.37%의 높은 전자공여능을 보였다. SOD 유사활성을 측정한 결과에서는 100% EtOH에 의해 추출된 과육 추출물이 42.
- 1과 같다. 전자공여능은 모든 추출 부위에 따라 추출용매에 관계없이 늙은 호박의 섬유질 부분에서 16.11～52.37%로 섬유질 추출물의 전자공여능이 가장 높은 경향을 보였고, 씨 추출물, 과육 추출물 순의 전자공여능력을 가지고 있었다. 특히 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 52.
- 48%로 다른 추출물보다 높은 유사활성을 나타냈다. 총 폴리페놀 함량의 경우 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 121.49 mg%로 가장 높게 나타났다. 아질산염 소거능 측정 결과에서 모든 추출물이 pH 1.
- 05). 추출 용매에 따라 섬유질 추출물을 제외한 과육 추출물과 씨 추출물은 14.52%, 18.60%로 100% EtOH를 추출용매로 사용하였을 때 전자공여능이 높게 측정되었다. Kang 등(8)의 늙은 호박 추출물 연구에서 전자공여능이 섬유상 물질, 과피, 과육의 순으로 나타났고, An 등(9)의 늙은호박 추출물 연구에서 추출 용매에 따라 열수 추출물보다 에탄올 추출물이 더 우수한 전자공여능을 보여 본 연구와 같은 결과를 보였다.
- 늙은 호박의 부위를 나누고 추출용매를 증류수, 50% EtOH, 100% EtOH로 달리하여 건물 중량의 25배에 해당되는 부피(w/v)일 때, 추출물의 생리활성 및 항산화 효과를 측정하였다. 추출물의 수율을 측정한 결과 추출용매를 증류수로 사용한 추출물들이 가장 높았으며, 특히 섬유질 추출물이 14.62%로 가장 높게 나타났다. 전자공여 작용의 경우 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 52.
- 특히 50% EtOH로 추출한 섬유질 추출물이 52.37%의 가장 높은 항산화 활성을 나타냈다(p<0.05).
후속연구
- 그 외 오미자 추출물 연구(19), 새송이버섯 추출물 연구(20) 등에서도 에탄올 추출물이 물 추출물보다 더 높은 활성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 늙은 호박 추출물 연구(8)에서 농도에 따라 전자공여 효과가 높아지고 추출용매에 따라 많게는 76.8%의 공여능까지 보이는 것으로 보아 향후 늙은 호박의 추출물의 농도를 높이고 최적의 추출용매를 이용하여 높은 전자공여 효과를 기대할 수 있을 것이다.
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