막걸리 열수 추출물의 아질산염 소거능, 알코올 분해능 및 angiotensin converting enzyme 저해 효과 Nitrite Scavenging and Alcohol Metabolizing Activities of Hot Water Extract from Makgeoly and Its Angiotensin Converting Enzyme Inhibitory Effect원문보기
전통발효주 막걸리의 기능성을 증명하기 위하여 S사막걸리로부터 구입한 막걸리 침전물의 여러 가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선 막걸리 침전물 열수 추출물의 항산화 효과를 측정하기 위해 DPPH radical 소거능과 SOD 유사활성을 측정하였다. 그 결과 DPPH법을 통해 측정한 막걸리 침전물 열수 추출물의 radical 소거능은 10 mg/ml에서 48.0%으로 나타났으며, 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 SOD 유사활성은 10 mg/ml 농도에서 98.7%로 비교적 높은 SOD 유사활성을 보였다. 항고혈압 활성 측정 실험에서는 현재 시판되고 있는 항고혈압제인 captopril은 0.1 mg/ml에서 93.4%의 ACE 억제효과가 나타났고, 막걸리 침전물 열수 추출물 10 mg/ml에서는 74.0%의 높은 저해 활성을 나타내었다. 따라서, 막걸리 침전물 열수 추출물은 인체에 부작용이 적은 천연 항고혈압소재로서 이용가능성이 높은 것으로 사료된다. 아질산염 소거능 측정 실험에서는 positive control인 Vit. C1 mg/ml의 경우 pH 1.2와 3.0에서는 74~64%, pH 6.0에서는 45%의 소거능을 보인반면, 막걸리 침전물 열수 추출물의 경우 pH 1.2와 3.0에서는 51~42%, pH 6.0에서는 28%의 소거능을 나타내었다. 막걸리 침전물 열수 추출물의 숙취해소 효능은 ADH와 ALDH 활성증진에 막걸리 침전물 열수 추출물이 미치는 영향을 조사함으로써 증명하고자 하였다. 그 결과, 알콜과 acetaldehyde분해능은 높게 나타났다. 이상의 결과들은 막걸리 침전물의 우수한 기능성으로서의 이용 가능성에 대한 기초자료로 그 가치가 기대된다.
전통발효주 막걸리의 기능성을 증명하기 위하여 S사막걸리로부터 구입한 막걸리 침전물의 여러 가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선 막걸리 침전물 열수 추출물의 항산화 효과를 측정하기 위해 DPPH radical 소거능과 SOD 유사활성을 측정하였다. 그 결과 DPPH법을 통해 측정한 막걸리 침전물 열수 추출물의 radical 소거능은 10 mg/ml에서 48.0%으로 나타났으며, 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 SOD 유사활성은 10 mg/ml 농도에서 98.7%로 비교적 높은 SOD 유사활성을 보였다. 항고혈압 활성 측정 실험에서는 현재 시판되고 있는 항고혈압제인 captopril은 0.1 mg/ml에서 93.4%의 ACE 억제효과가 나타났고, 막걸리 침전물 열수 추출물 10 mg/ml에서는 74.0%의 높은 저해 활성을 나타내었다. 따라서, 막걸리 침전물 열수 추출물은 인체에 부작용이 적은 천연 항고혈압소재로서 이용가능성이 높은 것으로 사료된다. 아질산염 소거능 측정 실험에서는 positive control인 Vit. C1 mg/ml의 경우 pH 1.2와 3.0에서는 74~64%, pH 6.0에서는 45%의 소거능을 보인반면, 막걸리 침전물 열수 추출물의 경우 pH 1.2와 3.0에서는 51~42%, pH 6.0에서는 28%의 소거능을 나타내었다. 막걸리 침전물 열수 추출물의 숙취해소 효능은 ADH와 ALDH 활성증진에 막걸리 침전물 열수 추출물이 미치는 영향을 조사함으로써 증명하고자 하였다. 그 결과, 알콜과 acetaldehyde 분해능은 높게 나타났다. 이상의 결과들은 막걸리 침전물의 우수한 기능성으로서의 이용 가능성에 대한 기초자료로 그 가치가 기대된다.
In this study, we investigated the antioxidant activities, alcohol metabolizing activities, nitrite scavenging ability, angiotensin converting enzyme (ACE), and elastase inhibitory effects of hot water extract from Makgeoly (HWM). Antioxidant activities were measured by using 2,2.diphenyl.1.picryl.h...
In this study, we investigated the antioxidant activities, alcohol metabolizing activities, nitrite scavenging ability, angiotensin converting enzyme (ACE), and elastase inhibitory effects of hot water extract from Makgeoly (HWM). Antioxidant activities were measured by using 2,2.diphenyl.1.picryl.hydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and SOD (superoxide dismutase).like activity. The DPPH radical scavenging activity and SOD.like activity of HWM were remarkably increased in a dose.dependent manner and were 48.0% and 98.7% at 10 mg/ml, respectively. To determine the influence of HWM on alcohol metabolizing activity, the generating activities of reduced.nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) by alcohol dehydrogenase (ADH) and aldehyde dehydrogenase (ALDH) were measured. The facilitating rates of ADH and ALDH activity by HWM were remarkably increased in a dose.dependent manner and were 70.2% and 64.1% at 10 mg/ml, respectively. The inhibitory activity against angiotensin converting enzyme (ACE) of HWM was increased in a dose.dependent manner and was 74.2% at 10 mg/ml. The nitrite scavenging ability of HWM showed the most remarkable effect at pH 1.2 and 2 mg/ml. These results indicated that HWM may have valuable biological properties owing to their antioxidant activities, ADH and ALDH activity, nitrite scavenging ability, and ACE inhibitory activity.
In this study, we investigated the antioxidant activities, alcohol metabolizing activities, nitrite scavenging ability, angiotensin converting enzyme (ACE), and elastase inhibitory effects of hot water extract from Makgeoly (HWM). Antioxidant activities were measured by using 2,2.diphenyl.1.picryl.hydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and SOD (superoxide dismutase).like activity. The DPPH radical scavenging activity and SOD.like activity of HWM were remarkably increased in a dose.dependent manner and were 48.0% and 98.7% at 10 mg/ml, respectively. To determine the influence of HWM on alcohol metabolizing activity, the generating activities of reduced.nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) by alcohol dehydrogenase (ADH) and aldehyde dehydrogenase (ALDH) were measured. The facilitating rates of ADH and ALDH activity by HWM were remarkably increased in a dose.dependent manner and were 70.2% and 64.1% at 10 mg/ml, respectively. The inhibitory activity against angiotensin converting enzyme (ACE) of HWM was increased in a dose.dependent manner and was 74.2% at 10 mg/ml. The nitrite scavenging ability of HWM showed the most remarkable effect at pH 1.2 and 2 mg/ml. These results indicated that HWM may have valuable biological properties owing to their antioxidant activities, ADH and ALDH activity, nitrite scavenging ability, and ACE inhibitory activity.
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문제 정의
또한 숙취의 주 원인물질인 acetaldehyde는 체내에서 흡수된 알코올 분해 시 생성되는 대사산물로서 단순히 ADH만 활성화 시키면 혈중 알콜 농도는 빠르게 감소시킬 수 있으나 간이나 혈액에 남아있는 acetaldehyde는 계속 축적이 되어 심한 숙취를 일으킬 수 있는 가능성이 있다[24]. 따라서, acetaldehyde의 분해에 직접적인 영향을 미치는 효소인 ALDH의 활성에 막걸리 침전물 열수 추출물이 미치는 영향을 분석하였다. 막걸리 침전물 열수 추출물의 ADH및 ALDH의 활성에 미치는 효과는 반응 후의 최대 흡광도와 효소의 반응 속도를 통하여 분석하였으며, ADH활성과 ALDH활성에 대한 결과는 Fig.
따라서, 본 연구에서는 막걸리 침전물을 열수 추출하여 그 효능을 측정함으로써 막걸리 산업의 부흥을 위해 막걸리의 건강기능성 효과를 증명 하고자 한다.
따라서 인체에 유해한 물질이라고 할 수 있는 아질산염을 효과적으로 제거할 수 있는 천연물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 막걸리 침전물의 열수 추출물이 아질산염 소거능에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 막걸리에 관한 지금까지의 연구는 막걸리 분획물에 의한 암세포 성장 억제능에 관한 것으로 간암, 피부암, 대장암, 유방암에 대해서 보고하였다[29].
제안 방법
ADH 활성도는 Choi 등[2]과 Racker 의 방법[26]을 변형하였는데, spectrophotometer를 이용하여 340 nm에서 형성되는 NADH의 흡광도를 측정함으로써 나타내었다. 시험관에 alcohol 0.
ALDH의 활성도는 Tottmar 등의 방법[30]을 변형하여 NADH생성에 따른 흡광도의 변화를 340 nm에서 측정하였다. ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수 2.1 ml, 1 M tris HCl, 3 M KCl, 시료 0.1 ml, NAD 0.1 ml, 2-mercaptoethanol 0.1 ml, acetaldehyde 0.1 ml를 혼합한 다음 25℃에서 10분간 반응시키고 ALDH 0.1ml를 가하여 340 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다.
ALDH의 활성도는 Tottmar 등의 방법[30]을 변형하여 NADH생성에 따른 흡광도의 변화를 340 nm에서 측정하였다. ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수 2.
대조구로서는 시료 대신 증류수 50 μl을 가해 실험을 하였으며, ACE 저해 활성효과는 다음 계산식을 이용하여 계산하였다.
막걸리 침전물 열수 추출물에 의한 숙취 해소능을 생화학적으로 분석하기 위해 체내 알콜 대사의 1차 관여 효소인 ADH의 활성 증진 정도를 측정하였다. 또한 숙취의 주 원인물질인 acetaldehyde는 체내에서 흡수된 알코올 분해 시 생성되는 대사산물로서 단순히 ADH만 활성화 시키면 혈중 알콜 농도는 빠르게 감소시킬 수 있으나 간이나 혈액에 남아있는 acetaldehyde는 계속 축적이 되어 심한 숙취를 일으킬 수 있는 가능성이 있다[24].
따라서, acetaldehyde의 분해에 직접적인 영향을 미치는 효소인 ALDH의 활성에 막걸리 침전물 열수 추출물이 미치는 영향을 분석하였다. 막걸리 침전물 열수 추출물의 ADH및 ALDH의 활성에 미치는 효과는 반응 후의 최대 흡광도와 효소의 반응 속도를 통하여 분석하였으며, ADH활성과 ALDH활성에 대한 결과는 Fig. 5와 6에 나타낸 바와 같다. 최대 흡광도는 모든 실험구에서 유의적인 차이를 나타냈으며 대조구의 흡광도의 값을 100으로 하였을 때 막걸리 침전물 열수 추출물을 첨가한 경우 ADH와 ALDH 활성이 증가하였다.
이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다. Positive control로 사용한 hepos는 약국에서 구입한 것으로, 처방전에 따라 1/2로 희석하여 사용하였다. ADH의 활성은 반응 종료시의 최대 흡광도를 대조구의 최대 흡광도에 대한 비율로 나타내었으며 다음과 같은 식으로 계산하였다.
본 실험에 사용된 막걸리는 시중에 판매되고 있는 S막걸리를 구입하여 실험재료로 사용하였다. 실험재료 막걸리는 5,000x g에서 30분간 원심분리하여 가라앉은 침전물을 사용하였으며, 증류수 500 ml를 가하고, 90℃에서 6시간 동안 추출하였다.
이론/모형
DPPH 라디칼 소거능은 Blois의 방법[1]에 따라 DPPH(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. DPPH 용액은 100 ml 에탄올에 DPPH 1.
이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다. Positive control은 ADH 활성 영향 측정에서 사용한 것으로 하였으며, ALDH의 활성은 ADH 활성 계산식에 따라 측정 되었다.
SOD 유사활성(Superoxide dismutase-like activity)은 Marklund와 Marklund의 방법[21]에 따라 활성 산소종을 과산화수소(H2O2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 나타내었다. 시료를 농도별로 희석하여, 10 μl씩 96 well plate에 첨가한 후, Tris-HCl Buffer (50 mM Tris aminomethane, 10 mM EDTA, pH 8.
시료의 ACE저해 활성은 Cushman과 Cheung 등의 방법[3]에 따라 측정하였는데, rabbit lung acetone powder (Sigma, USA)를 0.3 M NaCl가 함유된 0.1 M sodium borate buffer (pH 8.3)에 1 g/ml (w/v)의 농도로 한 후, 4℃에서 24시간 추출하였다. 이후, 4℃, 2,000x g에서 40분간 원심 분리하였으며, 상등액을 ACE 조효소액으로 사용하였다.
성능/효과
0의 경우는 Vit. C와 막걸리 침전물 열수 추출물은 64%와 42%로 아질산염 소거능을 나타냈고, pH 6.0에서는 45%와 28%의 아질산염 소거능이 관찰되었다. 이상의 결과로 볼 때 막걸리 침전물 열수 추출물은 pH가 낮은 조건에서 높은 아질산염 소거능을 보였으며 특히, 인체의 위 내 pH 조건과 비슷한 pH 1.
2의 경우 Vit. C와 막걸리 침전물 열수 추출물은 각각 74%와 51%의 아질산염 소거능을 나타냈다. pH 3.
Lee 등[15]에 의하면 막걸리박 열수 추출물을 섭취시킨 고혈압 발생 쥐에서 고혈압 억제 효과가 관찰되어, 막걸리박 열수 추출물의 ACE 저해 효능을 분석하였다. 그 결과 막걸리박 열수 추출물 10 mg/ml의 농도에서 90%의 저해 활성을 나타내었다. 이는 막걸리박에 함유된 혈압저하물질은 90℃이상의 고온에서도 안정한 물질이라는 것을 의미한다.
막걸리에 관한 지금까지의 연구는 막걸리 분획물에 의한 암세포 성장 억제능에 관한 것으로 간암, 피부암, 대장암, 유방암에 대해서 보고하였다[29]. 그 결과, 4종의 암세포에서 막걸리의 농도 의존적인 암세포 성장 억제효과를 나타내었다. 하지만, 막걸리 침전물의 생리활성에 대한 연구는 진행되어 오고 있지 않을 뿐만 아니라, 아질산염소거능에 대해서도 보고되지 않았다.
5). 또한, 막걸리 침전물 열수 추출물은 ALDH 활성 촉진율을 증대시켰는데 대조구의 흡광도 값을 100으로 하였을 때 10 mg/ml 농도의 막걸리 침전물 열수 추출물을 첨가한 경우, 64.1%의 ALDH 활성 촉진율을 나타내었다. Positive control (hepos)의 ALDH 활성 촉진율 52.
막걸리 침전물 열수 추출물의 항산화 효과는 DPPH radical 제거 정도를 측정하여 전자공여능으로 나타내었으며, 그 결과 10 mg/ml에서 48%의 항산화활성을 나타내었다(Fig. 1). 이는 positive control로 사용한 vitamin C의 0.
본 연구에서 막걸리 침전물 열수 추출물의 SOD 유사 활성은 농도 의존적으로 증가하였는데, 10 mg/ml에서 98.7%로 나타났다(Fig. 2). 대조구인 Vit.
8%로 나타났는데, 막걸리 침전물 열수 추출물과 유사한 항산화능을 나타내고 있다. 본 연구에서 막걸리 침전물 열수 추출물의 SOD 유사활성은 비교적 항산화력이 높은 식품으로 알려진 사과, 브로콜리, 키위, 딸기의 SOD 유사활성 14.6, 41.7, 27.6, 30.2% 보다 훨씬 높은 SOD 유사활성을 나타내고 있어 막걸리 침전물의 우수한 항산화능을 알 수 있었다[6]. Lee 등[19]과 Lim 등[20]은 오가피, 구기자, 복분자, 갈근, 생강 등 국산 식약용식물 82종의 SOD 유사활성 분석결과 13.
2에서 1 mg/ml 농도의 32종 약재 추출물은 40% 이상의 소거능을 보여 아질산염 소거에 효과적임을 보여주었다. 이들 결과는 막걸리 침전물 열수 추출물의 아질산염 소거능과 유사하게 관찰되었는데, 이로써 막걸리 침전물 열수 추출물의 우수한 아질산염 소거능을 예측할 수 있다.
Saito 등[27,28]은 청주(sake)와 청주 주박에 항고혈압 효능이 있음을 보고하였으며, 이들의 항고혈압 효능은 ACE활성을 저해함으로써 그 효과를 나타냄을 보고하였다. 이들 보고와 본 연구결과를 비교분석한 결과 막걸리 침전물의 우수한 항고혈압 효능을 예측할 수 있다. 지금까지 막걸리 침전물의 ACE 저해 활성에 대해 보고된 바가 없으므로, 본 연구결과의 가치가 높다고 판단된다.
이러한 ACE의 작용을 억제하기 위한 활성이 막걸리 침전물 열수 추출물에 있는 지 알아보기 위해 실험한 결과, 높은 활성을 나타내었다(Fig. 3). Positive control로는 현재 시판되고 있는 항고혈압제인 captopril을 사용하였으며, captopril 0.
최대 흡광도는 모든 실험구에서 유의적인 차이를 나타냈으며 대조구의 흡광도의 값을 100으로 하였을 때 막걸리 침전물 열수 추출물을 첨가한 경우 ADH와 ALDH 활성이 증가하였다. 즉, 10 mg/ml 농도의 막걸리 침전물 열수 추출물의 ADH 활성 촉진율은 70.2%로 positive control (hepos) 64.1% 보다 높게 나타났으며, 막걸리 침전물 열수 추출물의 농도가 증가함에 따라 ADH 활성 촉진율은 증진하였다(Fig. 5). 또한, 막걸리 침전물 열수 추출물은 ALDH 활성 촉진율을 증대시켰는데 대조구의 흡광도 값을 100으로 하였을 때 10 mg/ml 농도의 막걸리 침전물 열수 추출물을 첨가한 경우, 64.
5와 6에 나타낸 바와 같다. 최대 흡광도는 모든 실험구에서 유의적인 차이를 나타냈으며 대조구의 흡광도의 값을 100으로 하였을 때 막걸리 침전물 열수 추출물을 첨가한 경우 ADH와 ALDH 활성이 증가하였다. 즉, 10 mg/ml 농도의 막걸리 침전물 열수 추출물의 ADH 활성 촉진율은 70.
후속연구
3%의 SOD 유사활성이 있다 하였다. 이들 결과들은 막걸리 침전물 열수 추출물의 높은 SOD 유사활성을 나타내고 있을 뿐만 아니라 지금까지 알코올 음료수의 SOD 유사활성에 대해서 보고되지 않고 있어, 기능성 알코올 음료에 있어서 막걸리에 대한 그 기대치가 높을 것으로 판단된다.
0에서는 45%와 28%의 아질산염 소거능이 관찰되었다. 이상의 결과로 볼 때 막걸리 침전물 열수 추출물은 pH가 낮은 조건에서 높은 아질산염 소거능을 보였으며 특히, 인체의 위 내 pH 조건과 비슷한 pH 1.2에서 활성이 좋은 것으로 확인되어 막걸리는 아질산염 소거작용에 효능이 있는 기능성 알코올 음료로서의 역할이 기대된다. Moon 등[23]의 보고에 의하면 pH 1.
이들 보고와 본 연구결과를 비교분석한 결과 막걸리 침전물의 우수한 항고혈압 효능을 예측할 수 있다. 지금까지 막걸리 침전물의 ACE 저해 활성에 대해 보고된 바가 없으므로, 본 연구결과의 가치가 높다고 판단된다.
7%로 나타났는데, 이들 결과들은 막걸리 침전물 열수 추출물의 항산화능에 있어서 효과적임을 보여주고 있다. 특히, 알코올 음료의 항산화 활성에 대한 보고는 지금까지 없으므로 본 연구결과의 활용 가치가 높음을 시사하고 있다.
이들 보고와 비교해 볼 때 막걸리 침전물 열수 추출물은 높은 알콜과 acetaldehyde분해능을 가진 기능성 음료로써 그 가치가 높다. 하지만, 지금까지 막걸리 침전물의 알코올 대사작용에 대해 보고된 바가 없으므로, 본 연구결과의 이용성이 높다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
막걸리는 일반 주류와 달리 어떤 성분을 함유하고 있는가?
알코올 도수가 높은 술을 마시게 되면 곧 취하게 되고 간에 많은 부담을 주게되나, 막걸리는 알코올 도수가 상대적으로 낮아 간뿐만 아니라 위에도 부담을 주지 않는다. 또한, 막걸리는 일반 주류와는 달리 상당량의 단백질, 당질, 비타민 B군을 함유하고 있고, 누룩의 protease에 의한 분해산물인 valine, leucine, serine, proline, glycine 등의 아미노산들도 많이 함유하고있다. 이 뿐만 아니라 생효모가 함유되어 있어 다른 주류와 차별화된 영양학적 특징을 가지고 있다[8,31].
막걸리박에 대한 연구는 어떤 것이 보고되어 있는가?
현재까지 막걸리의 건강기능성과 관련한 연구는 막걸리 속 유산균 동정[9], 누룩 추출물의 항염증작용의 가능성을 제시한 연구[11] 및 막걸리 농축물의 항암효과에 관한 연구[29]등이 있다. 또한, 막걸리박에 대한 연구가 진행 되어왔는데 제1형과 2형 당뇨 쥐에서 막걸리박 추출물의 혈당 저하 효과[14,16] 및 막걸리박의 혈압 저하 효과 등[15]이 보고되었다. 뿐만 아니라, 막걸리에서 분리한 다당체에 대한 강력한 면역 활성 효과도 보고되었는데[4], 이는 막걸리의 건강기능성에 대한 관심이 증가하고 있음을 나타내고 있다.
막걸리 침전물을 이루고 있는 것은?
이는 막걸리 발효에 이용되는 미생물에 의한 효소작용으로 인해 원료성분이 분해되어 생성된 것으로 대부분 막걸리 침전물을 이루고 있다. 그러므로, 막걸리의 좋은 성분들 즉, 효모 · 유산균 · 비소화성 식이섬유와 그 외의 영양분등은 그 침전물에 있다고 할 수 있다. 하지만, 막걸리의 저장성 증대 및 용이한 음용을 위해 막걸리의 침전물을 가라앉힌 맑은 상등액을 판매하려는 추세일 뿐만 아니라 막걸리 침전물의 기능성에 대한 연구 또한 대부분 보고되어 있지 않다.
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