본 연구에서는 국내에서 시판되는 코코아 분말로부터 polyphenol 분획물의 다양한 in vitro 항산화활성을 조사하였다. 코코아 80% 메탄올 추출물로부터 분리한 0.01N 염산, 에틸아세테이트 및 산성 메탄올 분획물의 총 페놀화합물 함량은 각각 19.25, 202.24 및 295.83 mg/g이었다. 코코아 용매분획물의 DPPH 라디칼 소거활성을 농도의존적인 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소거활성은 산성 메탄올 분획물에서 가장 높은 활성을 보였다. 0.01 N 염산, 에틸아세테이트 및 산성메탄올 분획물의 농도 1,000 ${\mu}g/mL$에서 환원력은 각각 0.44, 3.15 및 3.87이었다. $\beta$-carotene 표백저해 및 자동산화억제에 대한 코코아 용매분획물의 활성은 산성 메탄올, 에틸아세테이트 및 0.01 N 염산 분획물 순이었으며, 에틸아세테이트와 산성 메탄올 분획물의 농도 1,000 ${\mu}g/mL$에서 $\beta$-carotene 표백저해활성은 각각 58.97과 60.18%로 유사한 활성을 보였다. 따라서 이 실험의 결과로 볼 때, 코코아 함유 제품은 내재 polyphenol 성분으로부터 기인되는 우수한 항산화 활성으로 인해 노화관련 질병을 예방/억제할 수 있는 매우 유용한 식품 소재로서 그 활용가능성이 우수할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 국내에서 시판되는 코코아 분말로부터 polyphenol 분획물의 다양한 in vitro 항산화활성을 조사하였다. 코코아 80% 메탄올 추출물로부터 분리한 0.01N 염산, 에틸아세테이트 및 산성 메탄올 분획물의 총 페놀화합물 함량은 각각 19.25, 202.24 및 295.83 mg/g이었다. 코코아 용매분획물의 DPPH 라디칼 소거활성을 농도의존적인 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소거활성은 산성 메탄올 분획물에서 가장 높은 활성을 보였다. 0.01 N 염산, 에틸아세테이트 및 산성메탄올 분획물의 농도 1,000 ${\mu}g/mL$에서 환원력은 각각 0.44, 3.15 및 3.87이었다. $\beta$-carotene 표백저해 및 자동산화억제에 대한 코코아 용매분획물의 활성은 산성 메탄올, 에틸아세테이트 및 0.01 N 염산 분획물 순이었으며, 에틸아세테이트와 산성 메탄올 분획물의 농도 1,000 ${\mu}g/mL$에서 $\beta$-carotene 표백저해활성은 각각 58.97과 60.18%로 유사한 활성을 보였다. 따라서 이 실험의 결과로 볼 때, 코코아 함유 제품은 내재 polyphenol 성분으로부터 기인되는 우수한 항산화 활성으로 인해 노화관련 질병을 예방/억제할 수 있는 매우 유용한 식품 소재로서 그 활용가능성이 우수할 것으로 판단된다.
The contents and antioxidant activities of various polyphenolic fractions from commercial cocoa powder were investigated. Total phenolics extracted by 0.01 M HCl, ethyl acetate, and acidic methanol, from an 80% (v/v) methanolic extract of cocoa, were 19.25, 202.24, and 295.83 mg/g, respectively. Eac...
The contents and antioxidant activities of various polyphenolic fractions from commercial cocoa powder were investigated. Total phenolics extracted by 0.01 M HCl, ethyl acetate, and acidic methanol, from an 80% (v/v) methanolic extract of cocoa, were 19.25, 202.24, and 295.83 mg/g, respectively. Each fraction was capable of scavenging DPPH radicals in a concentration-dependent manner. Among the various fractions, the acidic methanol fraction had the highest ABTS radical scavenging ability. The reducing power of the 0.01 M HCl, ethyl acetate, and acidic methanol fractions were 0.44, 3.15, and 3.87, respectively, at 1,000 ${\mu}g/mL$. Antioxidant activities, as assessed by $\beta$-carotene bleaching and linoleic acid autoxidation, of the various phenolic fractions from cocoa decreased in the order acidic methanol > ethyl acetate > 0.01 M HCl. Inhibition of $\beta$-carotene bleaching mediated by the acidic methanol fraction was similar to that of the ethyl acetate fraction. The values were 60.18% and 58.97%, respectively, at 1,000 ${\mu}g/mL$. Therefore, cocoa and cocoa-containing products may contain natural antioxidants useful in prevention of diseases associated with aging.
The contents and antioxidant activities of various polyphenolic fractions from commercial cocoa powder were investigated. Total phenolics extracted by 0.01 M HCl, ethyl acetate, and acidic methanol, from an 80% (v/v) methanolic extract of cocoa, were 19.25, 202.24, and 295.83 mg/g, respectively. Each fraction was capable of scavenging DPPH radicals in a concentration-dependent manner. Among the various fractions, the acidic methanol fraction had the highest ABTS radical scavenging ability. The reducing power of the 0.01 M HCl, ethyl acetate, and acidic methanol fractions were 0.44, 3.15, and 3.87, respectively, at 1,000 ${\mu}g/mL$. Antioxidant activities, as assessed by $\beta$-carotene bleaching and linoleic acid autoxidation, of the various phenolic fractions from cocoa decreased in the order acidic methanol > ethyl acetate > 0.01 M HCl. Inhibition of $\beta$-carotene bleaching mediated by the acidic methanol fraction was similar to that of the ethyl acetate fraction. The values were 60.18% and 58.97%, respectively, at 1,000 ${\mu}g/mL$. Therefore, cocoa and cocoa-containing products may contain natural antioxidants useful in prevention of diseases associated with aging.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
코코아 및 초콜릿 가공품 등에 관련된 주요 연구는 폴리페놀 함량 (8,9), 항산화 활성(10,11), 항염증 효과(12) 및 산화적 스트레스에 의한 뇌신경세포 보호효과(13,14) 등이 간헐적으로 보고되고 있으나, 국내에서는 분말을 첨가하여 제조한 초콜릿에 관한 연구(7,15,16)만 되어 있을 뿐 코코아 소재 자체에 대한 연구 및 관련 가공품의 생리활성 성분에 관한 연구는 상대적으로 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 코코아에 함유되어 있는 주요 생리 활성물질인 수용성 성분, non-anthocyanin류 그리고 anthocyanin류 화합물을 각각 분리․분획하여 제조한 후 다양한 in vitro 항산화 활성을 비교․연구하고, 이를 노화 방지 연구 등에 필요한 다양한 기능성 연구의 기초자료로 활용하고자한다.
본 연구에서는 국내에서 시판되는 코코아 분말로부터 polyphenol 분획물의 다양한 in vitro 항산화활성을 조사하였다. 코코아 80% 메탄올 추출물로부터 분리한 0.
제안 방법
β-carotene-linoleate system을 이용한 항산화 효과의 측정은 Elzaawely 등의 방법을 변형하여 측정하였다(22).
1). 0.01 N 염산분획에는 당, 산 및 수용성 화합물들이 용해되고, 에틸아세테이트 분획에는 non-anthocyanin 화합물인 hydroxycinnamic acid, coumaric, caffeic, ferulic 및 cinapic acid 화합물들이이용해되며, 마지막으로 산성메탄올 분획물에는 anthocyanidins 및 유도체들이 용해되는 원리를 이용하여 분획하였다.
시판 코코아 분말 100 g에 헥산 500 mL를 첨가하여 24시간 동안 3회 반복하여 탈지하였으며, 이 탈지한 코코아 분말에 80% 메탄올 500 mL 첨가하여 2시간 동안 환류냉각 추출한 후 추출액을 진공회전농축기를 이용하여 10 °Brix 가 되도록 농축하였다.
이 혼합 용액을 23℃에서 2시간 동안 정치한 후 760 nm에서 absorbance를 측정하였다. 측정된 흡광도는 gallic acid를 이용하여 작성된 표준곡선을 이용하여 검량선을 작성하여 총 페놀 함량을 계산하였다.
01 N 염산으로 미리 활성화시킨 2개로 연결된 Sep-pak C18 cartridge에 흡착시켰다. 흡착된 Sep-pak C18 cartridge에 0.01 N 염산 10 mL로 용출시킨 후 질소가스를 이용하여 10분 동안 건조하였고, 에틸아세테이트 및 산성 메탄올(0.1% 염산함유)도 0.01 N 염산과 같은 방법으로 용출한 후 용매분획물을 제조하였다(17) (Fig. 1). 0.
대상 데이터
본 실험에 사용된 코코아 분말은 2009년 2월에 경남 진주시에 위치한 코코아 전문 판매장에서 (주)제원이터내셔날에서 수입한 프랑스산 코코아 분말(제품명 : 반호튼코코아) 을 구입하여 사용하였다. 항산화 활성 측정에 사용된 Folin-Ciocalteu’s reagent, 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH), 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), potassium persulfate, potassium ferricyanide, trichloroacetic acid, ferric chloride, β-carotene, linoleic acid, α-tocopherol, ascorbic acid는 Sigma Co.
항산화 활성 측정에 사용된 Folin-Ciocalteu’s reagent, 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH), 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), potassium persulfate, potassium ferricyanide, trichloroacetic acid, ferric chloride, β-carotene, linoleic acid, α-tocopherol, ascorbic acid는 Sigma Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였으며, 그 밖에 사용된 추출용매 및 시약은 analytical 및 HPLC 등급을 사용하였다.
데이터처리
통계처리는 Window 용 SAS 8.0 version을 이용하여 분산 분석(analysis of varian- ce)을 실시하였으며, Duncan의 다중 범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로 유의성을 검정하였다.
이론/모형
총 페놀화합물 함량을 측정하기 위하여 Folin-Ciocalteu's 방법을 이용하였다(18).
성능/효과
β-carotene 표백저해 및 자동산화억제에 대한 코코아 용매분획물의 활성은 산성 메탄올, 에틸아세테이트 및 0.01 N 염산 분획물 순이었으며, 에틸아세테이트와 산성 메탄올 분획물의 농도 1,000μg/mL에서 β-carotene 표백저해활성은 각각 58.97과 60.18%로 유사한 활성을 보였다.
1,000 μg/mL의 농도에서 positive control로 사용한 α-tocopherol은 87.55%의 저해활성을 보였고, 0.01 N 염산, 에틸아세테이트 및 산성 메탄올 분획물에서 각각 45.09, 58.97 및 60.18%의 저해활성을 보였으나 positive control로 사용된 α-tocopherol보다는 매우 낮은 활성을 보였다.
5와 같다. 추출물의 농도가 점차적으로 증가함에 따라 환원력이 증가하는 경향을 보였으며, 산성 메탄올 분획물에서 가장 강한 환원력을 나타내었고, 다음으로 에틸아세테이트 및 0.01 N 염산분획물 순이었다. 산성 메탄올 분획물의 경우 농도 500 μg/mL에서 흡광도가 2.
본 연구에서는 국내에서 시판되는 코코아 분말로부터 polyphenol 분획물의 다양한 in vitro 항산화활성을 조사하였다. 코코아 80% 메탄올 추출물로부터 분리한 0.01N 염산, 에틸아세테이트 및 산성 메탄올 분획물의 총 페놀화합물 함량은 각각 19.25, 202.24 및 295.83 mg/g이었다. 코코아용매분획물의 DPPH 라디칼 소거활성을 농도의존적인 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소거활성은 산성 메탄올 분획물에서 가장 높은 활성을 보였다.
코코아 용매 분획물을 농도 1,000 μg/mL로 linoleic acid에 첨가하여 과산화지질의 생성억제효과를 측정한 결과 대조구는 저장 24시간 이후부터 급격한 산화가 진행되었으며, 이에 비하여 코코아 용매 분획물에서는 과산화지질의 생성을 억제하는 효과를 나타내었고, 특히 에틸아세테이트와 산성 메탄올 분획물에서는 positive control로 사용된 α-tocopherol과 유사하게 저장기간 144시간이 경과할 때까지 과산화지질의 생성을 억제하여 높은 항산화 활성을 보였다(Fig. 7)
코코아 용매 분획물을 이용하여 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과는 Fig. 2와 같이 분획물의 첨가농도가 증가함에 따라 점차적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 에틸아세테이트와 산성메탄올 분획물은 농도 500 μ g/mL의 농도로 첨가하였을 때 각각 84.52와 85.85%의 DPPH 라디칼 소거활성을 보였다.
코코아 용매분획물을 이용하여 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과 positive control로 사용한 ascorbic acid 및α-tocopherol 보다는 낮은 라디칼 소거활성을 보였지만 DPPH 라디칼 소거활성과 유사하게 농도의존적인 경향을 보였다(Fig. 4).
코코아 용매분획물의 총 페놀화합물 함량을 측정한 결과 0.01 N 염산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 산성 메탄올 분획물에서 각각 19.25, 202.24 및 295.83 mg/g이 함유되어 있었다. 코코아에 함유되어 있는 주요 폴리페놀 화합물은 catechin, epicatechin 및 procyanidin류이며, 그 중에서도 epicatechin이 35%로 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, 그 외에도 methylxanthine류와 theobromine도 함유되어 있는 것으로 보고되어지고 있다(24-27).
83 mg/g이었다. 코코아용매분획물의 DPPH 라디칼 소거활성을 농도의존적인 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소거활성은 산성 메탄올 분획물에서 가장 높은 활성을 보였다. 0.
후속연구
03 보다 높은 환원력을 보였다. 따라서 위의 결과에서 나타난 코코아 용매 분획물에 함유되어 있는 주요 활성 물질 즉, catechin, epicatechin 및 procyanidin류의 함량과 조성에 대한 HPLC와 LC-MS 등의 기기 분석도 필요할 것으로 생각된다. Othman 등(30)은 각국 코코아 에탄올 및물 추출물로 ferric reducing/antioxidant power(FRAP) 실험을 진행한 결과 물 추출물보다 에탄올 추출물에서 높은 환원력을 나타내었으며, 이와 같은 결과는 물 추출물과 비교하여 알코올성 용매 추출물에 많은 페놀성 화합물이 존재하기 때문이라고 보고하여 본 실험의 결과와 유사한 결과를 나타내었다.
18%로 유사한 활성을 보였다. 따라서 이 실험의 결과로 볼 때, 코코아 함유 제품은 내재 polyphenol 성분으로부터 기인되는 우수한 항산화 활성으로 인해 노화관련 질병을 예방/억제할 수 있는 매우 유용한 식품 소재로서 그 활용가능성이 우수할 것으로 판단된다.
또한 Heo와 Lee(12)도 코코아 및 코코아에서 분리한 catechin과 epicatechin은 강한 항산화 및 항암효과를 지니고 있으며, 알츠하이머와 같은 신경질환을 예방하는데 많은 도움이 된다고 보고하였다. 이와 같은 코코아 및 코코아 관련 가공품에 함유되어 있는 항산화 활성을 나타내는 주요성분은 catechin류 및 procyanidin류로 증명되고 있고, 이를 활용한 다양한 기능성 가공제품을 개발함에 따라 만성질환 및 노화와 관련된 질병 예방에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소로는 어떤 것들이 있는가?
산소는 지구상에서 많은 비중을 차지하고 있는 원소로서 호기성 생물은 이렇게 풍부한 산소를 전자수용체로 하는 호흡을 통하여 에너지를 획득한다. 그러나 이와 같이 생명 유지에 절대적으로 필요한 산소지만 안정한 분자상태인기저 삼중항 산소(3O2)가 체내 효소계, 환원대사, 화학약품, 공해물질, 광학반응 등의 각종 물리적, 화학적 요인 등에 의해 superoxide radical(O2-), hydroxyl radical(HO․), hydrogen peroxide(H2O2) 및 일중항 산소(1O2)와 같은 반응성이 매우 큰 활성산소로 전환되면 생체에 치명적인 산소독성을 일으키는 양면성을 지니고 있다(1). 즉, 이들 활성산소는 세포구성성분들인 지질, 단백질, 당, DNA 등에 대하여 비선택적, 비가역적으로 손상을 미침으로써 암(癌)을 비롯하여 뇌졸중, 파킨슨병 등의 뇌질환과 심장질환, 허혈, 동맥 경화, 피부질환, 소화기질환, 염증, 류마티스, 자기면역질환 등의 각종 질병 및 노화를 일으키는 것으로 알려져 있다(2,3).
코코아 및 관련 가공품의 효능에 대한 주요 연구로는 무엇이 있는가?
최근 코코아 및 관련 가공품들에 대한 영양학적 가치와 생리적 기능성이 재인식되고 있고, 많은 연구를 통해 관련 가공 식품의 섭취가 건강에 유익한 영향을 준다고 보고하고 있으며, 그 소비 또한 증가하고 있는 추세이다. 코코아 및 초콜릿 가공품 등에 관련된 주요 연구는 폴리페놀 함량 (8,9), 항산화 활성(10,11), 항염증 효과(12) 및 산화적 스트레스에 의한 뇌신경세포 보호효과(13,14) 등이 간헐적으로 보고되고 있으나, 국내에서는 분말을 첨가하여 제조한 초콜릿에 관한 연구(7,15,16)만 되어 있을 뿐 코코아 소재 자체에 대한 연구 및 관련 가공품의 생리활성 성분에 관한 연구는 상대적으로 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 코코아에 함유되어 있는 주요 생리 활성물질인 수용성 성분, non-anthocyanin류 그리고 anthocyanin류 화합물을 각각 분리․분획하여 제조한 후 다양한 in vitro 항산화 활성을 비교․연구하고, 이를 노화 방지 연구 등에 필요한 다양한 기능성 연구의 기초자료로 활용하고자한다.
초콜릿이란?
초콜릿은 테오브로마 카카오나무(Theobroma cacao)의 종실에서 얻은 원료에 다양한 식품원료 등을 가하여 가공한 것을 총칭하는 것으로 독특한 풍미와 향기를 가지는 기호식품으로 넓은 연령대에서 선호되는 식품 중의 하나이다(7). 최근 코코아 및 관련 가공품들에 대한 영양학적 가치와 생리적 기능성이 재인식되고 있고, 많은 연구를 통해 관련 가공 식품의 섭취가 건강에 유익한 영향을 준다고 보고하고 있으며, 그 소비 또한 증가하고 있는 추세이다.
참고문헌 (31)
Fridovich, I. (1986) Biological effects of the superoxide radical. Arch. Biochem. Biophys., 247, 1-11
Valko, M., Leibfritz, D., Moncol, J., Cronin, M.T., Mazur, M. and Telser, J. (2007) Free radicals and antioxidants in normal physiological function and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 39, 44-84
Yoo, K.M., Lee, K.W., Moo, B.K. and Hwang, I.K. (2005) Antioxidant characteristics and preparation of chocolate added with sochyngryong-tang (Oriental medicinal plants extract). Korean J. Food Cookery Sci., 21, 585-590
Kim, H. and Keeney, P.G. (1984) (-)-Epicatechin contents in fermented and unfermented cocoa beans. J. Food Sci., 49, 1090-1092
Gu, L., House, S.E., Wu, X., Ou, B. and Prior, R.L. (2006) Procyanidin and catechin contents and antioxidant capacity of cocoa and chocolate products. J. Agric. Food Chem., 54, 4057-4061
Lee, K.W., Kim, Y.J., Lee, H.J. and Lee, C.Y. (2003) Cocoa has more phenolic phytochemicals and a higher antioxidant capacity than teas and red wine. J. Agric. Food Chem., 51, 7292-7295
Miller, K.B., Stuart, D.A., Smith, N.L., Lee, C.Y., Mchale, N.L., Flanagan, J.A., Ou, B. and Hurst, W.J. (2006) Antioxidant activity and polyphenol and procyanidin contents of elected commercially available cocoa-containing and chocolate products in the United states. J. Agric. Food Chem., 54, 4062-4068
Lee, K.W., Kundu, J.K., Kim, S.O., Chun, K.S., Lee, H.J. and Surh, Y.J. (2006) Cocoa polyphenol inhibit phorbol ester-induced superoxide anion formation in cultured HL-60 cells and expression of cyclooxygenase-2 and activation of NF-KB and MAPKs in mouse skin in vivo. J. Nutr., 136, 1150-1155
Heo, H.J. and Lee, C.Y. (2005) Epicatechin and catechin in cocoa inhibit amyloid $\beta$ protein induced apoptosis. J. Agric. Food Chem., 53, 1445-1448
Ramiro-Puig, E., Casadesus, G., Lee, H.G., Zhu, X., McShea, A., Perry, G., Perez-Cano, F.J., Smith, M.A. and Castell, M. (2009) Neuroprotective effect of cocoa flavonoids on in vitro oxidative stress. Eur. J. Nutr., 48, 54-61
Lee, J.Y., Seo, J.S., Bang, B.H., Jeong, E.J. and Kim, K.P. (2003) Preparation of chocolate added with Monascus barley koji powder and quality characteristics. Korean J. Food Nutr., 16, 116-122
Yoo, K.M., Lee, C.H. and Hwang, I.K. (2008) Preparation of chocolate added with Yuza(Citrus junos Seib ex TANAKA) and its antioxidant characteristics. Korean J. Food Cookery Sci., 24, 222-227
Kim, D.O. and Lee, C.Y. (2002) Extraction and isolation of polyphenolics. In: Current Protocols in Food Analytical Chemistry, Wrolatad, R.E.(Editor), John Wiley & Sons Press, New York, USA, p.I1.2.1-I1.2.12.
Kim, D.O., Jeong, S.W. and Lee, C.Y. (2003) Antioxidant capacity of phenolic phytochemical from various cultivars of plums. Food Chem., 81, 321-326
Fellegrin, N., Ke, R., Yang, M. and Rice-Evans, C. (1999) Screening of dietary carotenoids and carotenoid-rich fruit extracts for antioxidant activities applying 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical cation decolorization assay. Methods Enzymol., 299, 379-389
Yen, G.H. and Chen, H.Y. (1995) Antioxidant activity of various tea extracts in relation to their antimutagenicity. J. Agric. Food Chem., 45, 27-32
Elzaawely, A.A., Xuan, T.D. and Tawata, S. Antioxidant and antibacterial activities of Rumex japonicus HOUTT. aerial parts. Biol. Pharm. Bull., 28, 2225-2230
Lee, J.Y., Hwang, W.I. and Lim, S.T. (2004) Antioxidant and anticancer activities of organic extracts from Platycodon grandiflorum A. De Candolle roots. J. Ethnopharmacol., 93, 409-415
Wollgast, J. and Anklam, E. (2000) Review on polyphenols in Theobroma cacao: changes in composition during the manufacture of chocolate and methodology for identification and quantification. Food Res. Int., 33, 423-447
Nijveldt, R.J., van Nood, E., van Hoorn, D.E., Boelens, P.G., van Norren, K. and van Leeuwen, P.A. (2001) Flavonoids: a review of probable mechanisms of action and potential applications. Am. J. Clin. Nutr., 74, 418-425
Porter, L.J., Ma, Z. and Chan, B.G. (1991) Cacao procyanidins: major flavanoids and identification of some minor metabolites. Phytochemistry, 30, 1657-1663
Pura Naik, J. (2001) Improved highperformance liquid chromatography method to determine theobromine and caffeine in cocoa and cocoa products. J. Agric. Food Chem., 49, 3579-3583
Sanbongi, C., Osakabe, N., Natsume, M., Takizawa, T., Gomi, S. and Osawa, T. (1998) Antioxidative polyphenol isolated from Theobroma cacao. J. Agric. Food Chem., 46, 454-457
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.