오미자 발효액의 항산화 및 항균 활성과 미용효과 Antioxidant and Antibacterial Activities, and Tyrosinase and Elastase Inhibitory Effect of Fermented Omija (Schizandra chinensis Baillon.) Beverage원문보기
연구는 전통발효공정에 따라 오미자를 발효시켜 제조한 오미자 발효액의 여러 가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선, 오미자 발효액의 일반성분, 무기질 및 비타민 분석을 시행한 결과에서 발효전의 오미자보다 탄수화물과 비타민 C 함량이 높게 나타났다. 또한, 주요 맛 성분인 유리당 함량을 측정한 결과, 오미자 발효액에서 glucose와 fructose 함량이 발효 전의 오미자 보다 높게 나타났다. 이에 반해, 발효 전 오미자에서 검출되는 sucrose가 오미자 발효액에서는 나타나지 않았다. 오미자 발효액의 항산화 효과를 분석하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 4배 희석한 오미자 발효액 (25%)에서 79.7%의 DPPH radical 소거능을 나타내었는데, 0.01%의 BHA와 유사한 항산화력이 측정되었다. 또한 오미자 발효액의 94.7%의 C의 경우 농노 0.1%일 때 98.1%로 보고되어 있어 오미자 발효원액(100%)과 유사한 항산화능을 나타내고 있다. 이것으로 볼 때 오미자 발효액의 항산화 활성이 아주 높은 것으로 항산화력에 관한 높은 이용가치를 의미한다. 또한, 오미자 발효액의 항균활성을 관찰한 결과 오미자 발효원액 (100%)에서 E. coli에 대한 항균효과가 나타났다. Tyrosinase의 저해효과는 사료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었는데 50% 농도의 오미자 발효액에서 82%의 높은 tyrosinase 억제효과를 나타내었다. 오미자 발효액의 피부 주름 예방효과를 측정하기 위하여 elastasc 저해효과 실험을 실시한 결과 전반적으로 농도가 높아짐에 따려 비례적으로 저해활성이 증가하였다. 이상의 결과는 오미자 발효액의 우수한 생리활성을 증명하고 있고, 항산화능, 항균력, 피부미용 효과가 높은 것으로 나타나 기능성 음료의 소재로서 그 활용도가 높을 것으로 판단된다.
연구는 전통발효공정에 따라 오미자를 발효시켜 제조한 오미자 발효액의 여러 가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선, 오미자 발효액의 일반성분, 무기질 및 비타민 분석을 시행한 결과에서 발효전의 오미자보다 탄수화물과 비타민 C 함량이 높게 나타났다. 또한, 주요 맛 성분인 유리당 함량을 측정한 결과, 오미자 발효액에서 glucose와 fructose 함량이 발효 전의 오미자 보다 높게 나타났다. 이에 반해, 발효 전 오미자에서 검출되는 sucrose가 오미자 발효액에서는 나타나지 않았다. 오미자 발효액의 항산화 효과를 분석하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 4배 희석한 오미자 발효액 (25%)에서 79.7%의 DPPH radical 소거능을 나타내었는데, 0.01%의 BHA와 유사한 항산화력이 측정되었다. 또한 오미자 발효액의 94.7%의 C의 경우 농노 0.1%일 때 98.1%로 보고되어 있어 오미자 발효원액(100%)과 유사한 항산화능을 나타내고 있다. 이것으로 볼 때 오미자 발효액의 항산화 활성이 아주 높은 것으로 항산화력에 관한 높은 이용가치를 의미한다. 또한, 오미자 발효액의 항균활성을 관찰한 결과 오미자 발효원액 (100%)에서 E. coli에 대한 항균효과가 나타났다. Tyrosinase의 저해효과는 사료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었는데 50% 농도의 오미자 발효액에서 82%의 높은 tyrosinase 억제효과를 나타내었다. 오미자 발효액의 피부 주름 예방효과를 측정하기 위하여 elastasc 저해효과 실험을 실시한 결과 전반적으로 농도가 높아짐에 따려 비례적으로 저해활성이 증가하였다. 이상의 결과는 오미자 발효액의 우수한 생리활성을 증명하고 있고, 항산화능, 항균력, 피부미용 효과가 높은 것으로 나타나 기능성 음료의 소재로서 그 활용도가 높을 것으로 판단된다.
This study was aimed to investigate the contents of chemical components and the biological activity of fermented Omija (Schizandra chinensis Baillon.) beverage (FOB), which have not been well known up to now. General compositions and the contents of mineral and vitamin of FOB were lower than Omija b...
This study was aimed to investigate the contents of chemical components and the biological activity of fermented Omija (Schizandra chinensis Baillon.) beverage (FOB), which have not been well known up to now. General compositions and the contents of mineral and vitamin of FOB were lower than Omija before fermentation (OBF). In addition, most sucrose was digested into glucose and fructose in FOB. This suggests that the beneficial contents may be made from general compositions by fermentation, though more evidences are needed. Antioxidant activity of FOB was measured by using 2,2-diphenyl-l-picryl-hydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and superoxide dismutase-like activity (SODA). DPPH radical scavenging activity and SODA were increased in a dose-dependent manner, and were about 79.7% and 60.8% at four times diluted FOB (25% of FOB), respectively. The FOB also showed strong antibacterial activity on Escherichia coli. Beauty effect of FOB was demonstrated by the analysis of tyrosinase and elastase inhibitory activities, and they were remarkably increased in a dose-dependent manner. Tyrosinase inhibitory activity was about 82% at two times diluted FOB (50% of FOB) and elastase inhibitory activity was 78.2% at five times diluted FOB (20% of FOB). These results suggest that FOB has a strong antioxidant activity, and tyrosinase and elastase inhibitory effects.
This study was aimed to investigate the contents of chemical components and the biological activity of fermented Omija (Schizandra chinensis Baillon.) beverage (FOB), which have not been well known up to now. General compositions and the contents of mineral and vitamin of FOB were lower than Omija before fermentation (OBF). In addition, most sucrose was digested into glucose and fructose in FOB. This suggests that the beneficial contents may be made from general compositions by fermentation, though more evidences are needed. Antioxidant activity of FOB was measured by using 2,2-diphenyl-l-picryl-hydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and superoxide dismutase-like activity (SODA). DPPH radical scavenging activity and SODA were increased in a dose-dependent manner, and were about 79.7% and 60.8% at four times diluted FOB (25% of FOB), respectively. The FOB also showed strong antibacterial activity on Escherichia coli. Beauty effect of FOB was demonstrated by the analysis of tyrosinase and elastase inhibitory activities, and they were remarkably increased in a dose-dependent manner. Tyrosinase inhibitory activity was about 82% at two times diluted FOB (50% of FOB) and elastase inhibitory activity was 78.2% at five times diluted FOB (20% of FOB). These results suggest that FOB has a strong antioxidant activity, and tyrosinase and elastase inhibitory effects.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 오미자 열매를 기존의 추출방법을 통한 일반 추출이 아닌 전통발효 공정을 통하여 발효시켜 생라활성에 대하여 연구하고자 하였으며, 잘 알려져 있지 않는 오미자 발효음료의 항산화 및 미용효과에 대해 분석함으로써 기능성 음료개발의 기초자료로 제시하고자 한다.
본 연구는 전통발효공정에 따라 오미자를 발효시켜 제조한 오미자 발효액의 여러가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선, 오미자 발효액의 일반성분, 무기질 및 비타민 분석을 시행한 결과에서 발효전의 오미자보다 탄수화물과 비타민 C 함량이 높게 나타났다.
본 연구에서는 melanin 색소 생성에 관여하는 tyrosinase에 대한 오미자 발효액의 농도별 저해효과를 나타내었다(Fig. 3). Positive control로 사용한 kojic acid는 0.
가설 설정
3)Means in the same column with different superscripts are significantly different (p<0.05).
제안 방법
시료의 tyrosinase 활성 저해능은 Yagi 등[198기의 방법에 따라 측정하였다. 37℃ 수조에서 온도를 미리 조정한 50 mM sodium phosphate bufifer(pH 6.5), 기질인 2mM L-tyrosine solution 및 시료 용액의 혼합액에 mushroom tyrosinase(1000 unit/mL, Sigma, St. Louis, Missouri, USA), degassed 증류수를 첨가하여 251에서 30분간 반응시킨 다음 490nni에서 흡광도 값(SaQ을 측정하였다. 이때 효소액 대신에 50 mM sodium phosphate buflfer(pH 6.
Tyrosinase 저해활성 측정. 시료의 tyrosinase 활성 저해능은 Yagi 등[198기의 방법에 따라 측정하였다.
, Japan)로 감압 농축하여 에탄올을 제거하였다. 농축액에 증류수를 가하여 전량을 100 mL 로 보정하고 Sep-pak plus C18 cartridges(Waters, keland)로 처리한 후 HPLC로 분석하였으며. 분석조건은 Table 2와 같다
무기염류 및 비타민 성분 분석. 무기염류 중, Ca, Fee KFDA의 미량영양성분시험법의 건식분해법[KFDA, 2005]에 따라 시료 5 mL를 회화용기에 취하여 예비 탄화시킨 후 55(FC의 온도에서 여러시간 가열하여 얻은 회백색의 회분을 시험용액으로 만들어 ICP(Optima 5300 DY Perkin Elmer, England)를사용하여 분석하였다.
DPPH 라디칼 소거능은 Blois [1958]의 방.법에 따라 DPPH(l, l-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) 에대한 수소공여 효과로 측정하였다. DPPH 용액은 100 mL 에탄올에 DPPH 1.
수분, 회분, 조단백질, 조지방, 탄수화물, 열량은 Korea Food and Drug Administration(KFDA)의 방법 [KFDA, 2005]에 따라 분석하였다. 수분은 싱압가열건조법에 따라 양을 측정하였으며, 조회분은 회화로(F60H), Thermolyne, USA)에 옮겨 55(TC에서 8시간 가열하여 얻은 회화의 양을 측정하였다. 조단백질과 조지방은 세미마이크로킬달법을 적용한 분석기기인 auto kjeldahl system(K-370/424/414, Buchi, Switzerland) 과 에테르 주출법을 적용한 분석기기, auto soxhlet system(B- 811/B-411, Buchi, Switzerland)!- 각각 이용하여 측정하였다.
전자공여능(미ectron donating ability, EDA)은 EDA(%)=(대조구 흡광도■시료첨기구 흡광도)/대조구 흡광도100 으로 계산하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도 차를 비교하여 free radical의 제거활성을 백분율로 나타내었다.
) 는 경상남도 거창 농가로부터 구입하여 깨끗이 씻어 자연건조시켰다. 이후 당의 농도가 5(TBrix가 되도록 10 3] 설탕 시럽을 조제한 다음 건조시킨 오미자 300 gM] 첨가하였다. 25P에서 약 6개월 동안 자연발효시켰으며 발효가 끝난 다음 Whatman No.
96 well plate에 시료와 DPPH용액을 1:4비율로 혼합하여 37T에서 30분간 반응시킨 후, ELISA reader(Molecular Device, VersaMax Microplate Reader, California, USA)를 이용하여 520nm에서 흡광도를 즉정하였다. 전자공여능(미ectron donating ability, EDA)은 EDA(%)=(대조구 흡광도■시료첨기구 흡광도)/대조구 흡광도100 으로 계산하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도 차를 비교하여 free radical의 제거활성을 백분율로 나타내었다.
1과 같다. 즉, 시료 5mL를 1% acetic acid와 혼합하고 여과하여 시험용액으로 준비하고, 준비된 시험용액 중 10壮L를 HPLC에 주입하여 얻어진 수치를 계산하여 Vit Bl, Vit C 함량을 산출하였다.
parahaemoliticus 균은 어패류에서 발견되는 균으로써 MB한천배지에 도말하여 paper disc 에 시료를 농도별로 loading 한 후 25。。에 배양하고, 나머지 균은 LB한천배지에 도말하여 paper disk에 시료를 농도별로 loading한 후 37。(2에 배양하였다. 항균활성은 24시간 배양하여 paper disk 주위의 투명환 생성 유무로 확인하였다.
대상 데이터
유리당 함량. 본 실험에서 주요 유리당으로써 fructose, glucose, 그리고 sucrose를 대상으로 측정하였는데 발효 전 오미자와 발효 후 오미자의 유리당 함량 비교분석 결과는 Table 3과 같다. 오미자 발효액의 유리당 함량은 fructose 21.
시료 본 실험에 사용한 오미자(Schisandra chinensis Baillon.) 는 경상남도 거창 농가로부터 구입하여 깨끗이 씻어 자연건조시켰다. 이후 당의 농도가 5(TBrix가 되도록 10 3] 설탕 시럽을 조제한 다음 건조시킨 오미자 300 gM] 첨가하였다.
데이터처리
통계분석. 본 실험에서 각 시료마다 세 번씩 반복 실험을 통해 얻은 결괴는 SAS program(Statical analysis system program version 9.0)을 사용하여 각 시료의 평균과 표준편차를 계산하였고, t-test를 실행하였으며 분산분석 (ANOVAR Duncan의 다범위 검정 (Duncan's multiple range test)을 실시하여 5% 유의수준에서 시료간의 유의차를 검정하였다.
유사활성 측정. SOD(Superoxide dismutase) 유사활성은 Marklung Marklund[1975]의 방법에 따라 활성 산소종을 과산화수소(足。2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol-1 생성량을 측정하여 나타내었다. 시료를 농도별로 희석하여, 10 pL 씩 96 well plate에 첨가한 후, Tris-HCl Buffer(50mM Tris aminomethane, 10 mM EDTA, pH 8.
무기염류 및 비타민 성분 분석. 무기염류 중, Ca, Fee KFDA의 미량영양성분시험법의 건식분해법[KFDA, 2005]에 따라 시료 5 mL를 회화용기에 취하여 예비 탄화시킨 후 55(FC의 온도에서 여러시간 가열하여 얻은 회백색의 회분을 시험용액으로 만들어 ICP(Optima 5300 DY Perkin Elmer, England)를사용하여 분석하였다.
비타민 중 vitamin Bl(Vit Bl), vitamin C(Vit C)는 KFDA 의 미량성분시험법의 high performance liquid chromatography (HP如C)법 [KFDA, 2005]에 따라 분석하였으며, 분석조건은 Table 1과 같다. 즉, 시료 5mL를 1% acetic acid와 혼합하고 여과하여 시험용액으로 준비하고, 준비된 시험용액 중 10壮L를 HPLC에 주입하여 얻어진 수치를 계산하여 Vit Bl, Vit C 함량을 산출하였다.
일반성분 분석. 수분, 회분, 조단백질, 조지방, 탄수화물, 열량은 Korea Food and Drug Administration(KFDA)의 방법 [KFDA, 2005]에 따라 분석하였다. 수분은 싱압가열건조법에 따라 양을 측정하였으며, 조회분은 회화로(F60H), Thermolyne, USA)에 옮겨 55(TC에서 8시간 가열하여 얻은 회화의 양을 측정하였다.
Elastase 저해활성 측정. 시료의 elastase 저해활성은 James 등[1996]의 방법에 따라 측정하였다. 피부노화, 특히 주름생성에 있어 주된 역할을 하는 matrix metallo proteinases(MMPs) 인 elastase의 활성 저해능의 측정 방법은 다음과 같다.
Tyrosinase 저해활성 측정. 시료의 tyrosinase 활성 저해능은 Yagi 등[198기의 방법에 따라 측정하였다. 37℃ 수조에서 온도를 미리 조정한 50 mM sodium phosphate bufifer(pH 6.
성능/효과
3). Positive control로 사용한 kojic acid는 0.01%의 농도에서 65% 의 tyrosinase 억제효과를 나타냈으며, 오미자 발효액의 농도가 증가함에 따라서 tyrosinase 저해활성이 증가하였다. 즉, 오미자발효 원액을 100% 농도라고 하였을 때, 50% 농도의 오미자 발효액의 tyrosinase 저해활성은 82%로 높은 수치를 나타내었다.
c 泌에 대한 항균효과가 나타났다. Tyrosinase의 저해효과는 시료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었는데 50% 농도의 오미자 발효액에서 82%의 높은 tyrosinase 억제 효과를 나타내었다. 오미자 발효액의 피부 주름 예방효과를 측정하기 위하여 elastase 저해효과 실험을 실시한 결과 전반적으로 농도가 높아짐에 따라 비례적으로 저해활성이 증가하였다.
이것으로 볼 때 오미자 발효액의 항산화 활성이 아주 높은 것으로 항산화력에 관한 높은 이용가치를 의미한다. 또한, 오미자 발효액의 항균 활성을 관찰한 결과 오미자 발효원액(100%)에서 E. c 泌에 대한 항균효과가 나타났다. Tyrosinase의 저해효과는 시료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었는데 50% 농도의 오미자 발효액에서 82%의 높은 tyrosinase 억제 효과를 나타내었다.
우선, 오미자 발효액의 일반성분, 무기질 및 비타민 분석을 시행한 결과에서 발효전의 오미자보다 탄수화물과 비타민 C 함량이 높게 나타났다. 또한, 주요 맛 성분인 유리당 함량을 측정한 결과, 오미자 발효액에서 glucose와 fructose 함량이 발효 전의 오미자 보다 높게 나타났다. 이에 반해, 발효 전 오미자에서 검출되는 sucrose가 오미자 발효액에서는 나타나지 않았다.
본 연구에서 오미자 발효액의 SOD 활성은 농도 의존적으로 증가하였는데, 4배로 희석한 발효액(25%)에서 60.8%로 나타났으며 발효원액에서 94.7%의 활성을 보였다(Fig. 2). 대조구인 Vit C의 경우 농도 0.
2 filter paper로 여과한 후 4℃에서 냉장 보관하여 시료로 사용하였다. 시료로 사용된 오미자 발효액은 pH 5.2로 약한 산성으로 나타났다.
Tyrosinase의 저해효과는 시료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었는데 50% 농도의 오미자 발효액에서 82%의 높은 tyrosinase 억제 효과를 나타내었다. 오미자 발효액의 피부 주름 예방효과를 측정하기 위하여 elastase 저해효과 실험을 실시한 결과 전반적으로 농도가 높아짐에 따라 비례적으로 저해활성이 증가하였다. 이상의 결과는 오미자 발효액의 우수한 생리활성을 증명하고 있고, 항산화능, 항균력, 피부미용 효과가 높은 것으로 나타나 기능성 음료의 소재로서 그 활용도가 높을 것으로 판단된다.
오미자 발효액의 항산화 효과를 DPPH radical 제거 정도를 측정하여 전자공여능으로 나타낸 결과 4배로 희석한 발효액 (25%)에서 79.7%의 항산화활성을 나타내었다(Fig. 1). 이는 positive control로 사용한 butylated hydroxy anisole BHA) 의농도 0.
이에 반해, 발효 전 오미자에서 검출되는 sucrose가 오미자 발효액에서는 나타나지 않았다. 오미자 발효액의 항산화 효과를 분석하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 4배 희석한 오미자 발효액(25%)에서 79.7%의 DPPH radical 소거능을 나타내었는데, 00%의 BHA 와 유사한 항산화력이 측정되었다. 또한 오미자 발효액의 SOD 활성은 발효원액에서 94.
우선, 오미자 발효액의 일반성분, 무기질 및 비타민 분석을 시행한 결과에서 발효전의 오미자보다 탄수화물과 비타민 C 함량이 높게 나타났다. 또한, 주요 맛 성분인 유리당 함량을 측정한 결과, 오미자 발효액에서 glucose와 fructose 함량이 발효 전의 오미자 보다 높게 나타났다.
5 mg으로 보고하였는데, 본 실험의 오미자 발효액보다 또한 높았다[Lee 등, 1989]. 이들 결과로 발효 후 오미자의 비타민과 무기질이 감소하였음을 볼 수 있었다.
45%로 본 실험의 오미자 발효액 보다 높게 나타났다. 이들 보고와 본 실험의 결과로 발효 전의 오미자 일반성분이 발효 후 감소된 것을 볼 수 있는데, 이는 오미자의 발효로 인하여 일반성분이 분해되어 다른 부산물들이 생성된 것으로 사료된다.
6%의 낮은 항산화력을 나타내었다. 이들 보고와 본 연구결과를 비교해 볼 때 오미자 발효액의 높은 DPPH radical 소거능을 예상 할 수 있으며 오미자 발효액의 항산화 능에 대해서는 지금까지 보고되어 있지 않은 것으로 본 연구 결과의 높은 활용 가치를 시사하고 있다.
4%로 관찰되었다. 이로써, 오미자 발효액의 주요 맛 성분인 유리당은 glucose와 fiuctose였음을 알 수 있었다. Hyun 등[2002]과 Jeong 등[2006]의 보고에 의하면 오미자의 fructose, sucrose, 그리고 glucose가 긱각 1.
4와 같다. 전반적으로 농도가 높아짐에 따라 비례적으로 저해활성이 증가하였는데, 5배 희석한 오미자 발효액(20%) 에서는 78%의 저해활성이 나타났다. Positive control로 elastase 저해 활성 효과가 알려진 Vit C는 0.
오미자 발효액의 항균활성을 조사하기 위하여 주요 식중독세균에 대한 생육저해환을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 즉, E. coli, S. mireus, V. parahaemoliticus 균에 대한 오미자 발효액의 항균활성을 paper disk(8 mm)방법 [Piddock, 1990]으로 관찰한 결과 E. coin 대해서만 항균효과가 나타났다. 4배 희석한 오.
01%의 농도에서 65% 의 tyrosinase 억제효과를 나타냈으며, 오미자 발효액의 농도가 증가함에 따라서 tyrosinase 저해활성이 증가하였다. 즉, 오미자발효 원액을 100% 농도라고 하였을 때, 50% 농도의 오미자 발효액의 tyrosinase 저해활성은 82%로 높은 수치를 나타내었다. 하지만, Jung 등[1995]의 보고에 의하면 오미자 열수 추출물의 경우 tyrosinase 저해율은 21%라고 보고하였는데, 이는 오미자발효액의 tyrosinase 활성보다 낮은 것으로 나타났다.
오미자 발효액의 높은 활성은 Cho 등[2010]이 보고한 오미자 추출물의 활성과 비교해 볼 때 더욱 두드러지게 나타났다. 즉, 추출물 농도 2.5 m収 mL에서 49%의 활성을 보고하였는데 본 연구에서는 오미자 발효액을 10배로 희석하였을 때 유사한 항산화능이 관찰되었다. 이는 발효과정 중 약효성분의 추출량이 지극히 높게 나타났기 때문이며 이는 Kim 등[2007]과 Doh 등[2010}의 발효인삼 연구에서도 확인되었다.
후속연구
2%로 오미자 발효액보다 낮은 수치를 나타냈다. 따라서, 오미자 발효액을 항산화능을 가진 기능성 음료로 개발하는데 있어서 그 기대치가 높을 것으로 예상된다.
오미자 발효액의 피부 주름 예방효과를 측정하기 위하여 elastase 저해효과 실험을 실시한 결과 전반적으로 농도가 높아짐에 따라 비례적으로 저해활성이 증가하였다. 이상의 결과는 오미자 발효액의 우수한 생리활성을 증명하고 있고, 항산화능, 항균력, 피부미용 효과가 높은 것으로 나타나 기능성 음료의 소재로서 그 활용도가 높을 것으로 판단된다.
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