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문제 정의
- 현재까지 돼지감자의 연구는 prebiotic의 효능, 돼지감자로부터의 inulin 추출, 가수분해 물질 생산 및 에탄올 발효 등이 대부분이며 (Jhon and Kim, 1988; Chae and Chol, 1991; Rosengard and Cochrane, 1983), 돼지감자의 생리활성에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 열처리에 따른 돼지감자의 추출 수율과 총 페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화 및 항당뇨 활성의 변화를 조사하였다.
제안 방법
- 총 플라보노이드 함량은 Moreno 등 (2000)의 방법을 변형하여 측정하였다. 1 ㎎/㎖ 농도의 methanol 추출물 0.5 ㎖ 에 10% aluminum nitrate 0.1 ㎖, 1 M potassium acetate 0.1㎖ 그리고 80% ethanol 4.3 ㎖를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 안정화시킨 다음 415 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 이용하여 검량선을 작성한 다음 QE (quercetin equivalents)로 나타내었다.
- 돼지감자 methanol 추출물의 전자공여능은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. Methanol 4 ㎖에 농도별로 시료를 첨가한 후 0.15 mM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 1 ㎖ 를 혼합하여 실온에서 30분간 안정화시킨 다음 UV-vis spectrophotometer로 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Sample 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 백분율 (%)로 표시하여 전자공여능을 측정하였으며 아래와 같이 계산하였다.
- 3 ㎖를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 안정화시킨 다음 415 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 이용하여 검량선을 작성한 다음 QE (quercetin equivalents)로 나타내었다.
- Reducing power는 Oyaizu (1986)의 방법을 변형하여 측정하였다. 돼지감자 methanol 추출물을 농도별로 처리한 후에 0.
- 1 M sodium carbonate 750㎕ 로 반응을 정지시키고 405 ㎚ 에서 흡광도를 측정하였다. Sample 무첨가구는 negative control로, 기질 무첨가구는 blank로, acarbose는 positive control로 사용하였다. α-Glucosidase 저해활성은 아래와 같이 계산하였다.
- 15 mM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 1 ㎖ 를 혼합하여 실온에서 30분간 안정화시킨 다음 UV-vis spectrophotometer로 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Sample 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 백분율 (%)로 표시하여 전자공여능을 측정하였으며 아래와 같이 계산하였다.
- Reducing power는 Oyaizu (1986)의 방법을 변형하여 측정하였다. 돼지감자 methanol 추출물을 농도별로 처리한 후에 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 6.6) 500 ㎕, 1% potassium fefficyanide 500 ㎕ 를 각각 혼합하여 50℃ 20분동안 반응시킨 후 10% trichloroacetic acid 2.5 ㎖ 를 가하였다. 위 반응액을 650 rpm에서 10분간 원심 분리하여 상층액 500 ㎕ 에 증류수 500 ㎕, 1% ferric chloride 100 ㎕ 를 가하여 혼합한 반응액의 흡광도 값을 700 ㎚ 에서 측정하였다.
- 돼지감자 methanol 추출물의 전자공여능은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. Methanol 4 ㎖에 농도별로 시료를 첨가한 후 0.
- 돼지감자의 열 처리 조건은 Table 1에 나타냈으며, 각각의 샘플은 methanol에 침지하여 상온에서 sonicator (Sonic 420, Hwashin, Seoul, Korea)를 이용해 1시간씩 3회 추출하였다. 추출물은 여과지를 사용하여 여과한 후 45℃ (NE-Series, Eyela, Tokyo, Japan)로 농축시킨 후 동결 건조하여 실험에 사용하였다.
- 돼지감자 methanol추출물의 총 페놀 함량은 Taga 등 (1984)에 의해 보고된 Folin-ciocalteau방법을 사용하였다. 시료 0.1 ㎖, Folin-ciocalteu reagent 0.05 ㎖ 및 20% sodium carbonate 0.3 ㎖ 를 혼합하였다. 15분 후 증류수 1 ㎖ 를 넣어 첨가한 후 UV-vis spectrophotometer (V-530, Jasco, Tokyo, Japan)를 이용하여 725 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 플라보노이드 함량은 Moreno 등 (2000)의 방법을 변형하여 측정하였다. 1 ㎎/㎖ 농도의 methanol 추출물 0.
데이터처리
- 실험결과는 평균값 ± 표준편차 (mean ± SD)로 나타냈으며, 각실험군의 통계처리는 3회 반복처리 하였다.
- 통계분석은 분산 분석 (ANOVA)과 Duncan의 다중범위 검정을 통해 실시하였다 (p < 0.05).
이론/모형
- 돼지감자 methanol추출물의 총 페놀 함량은 Taga 등 (1984)에 의해 보고된 Folin-ciocalteau방법을 사용하였다. 시료 0.
성능/효과
- 환원력 결과 역시 페놀 및 플라보노이드 함량, 그리고 전자공여능 결과와 유사하게 나타났다. 50 및 100℃ 처리조건에서는 무처리구와 차이를 보이지 않았지만, 150~200℃ 처리구에서는 무처리구보다 높은 활성을 보였다. 돼지감자 추출물 150 ㎕ 를 처리하였을 때, BHT (Abs 700 = 2.
- 돼지감자 methanol 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 1에 나타내었다. 50 및 100℃의 온도조건에서는 60분 처리까지 페놀 및 플라보노이드 함량이 증가하였으며, 그 후로는 감소하는 경향을 보였고, 150℃ 조건에서는 90분 처리까지 증가하였으나 120분 처리시 감소하는 경향을 보였다. 한편 180℃의 조건에서는 처리 시간의 증가와 함께 페놀 및 플라보노이드 함량이 증가하는 경향을 보였으며, 200℃ 처리에서는 180℃에 비하여 급격히 감소되는 경향을 보였다.
- 열처리에 따른 돼지감자 methanol 추출물을 50, 500㎍/㎖ 의 α-glucosidase저해 효과를 비교한 결과는 Table 4와 같다. 돼지감자의 열 처리 온도가 증가함에 따라 항당뇨 활성이 증가하는 현상을 보였으며, 또한 처리 시간이 증가함에 따라 활성이 증가하는 현상을 보였다. 또한, 추출물의 농도가 증가함에 따라 항당뇨 활성이 증가하는 현상을 나타냈으며, 500 ㎍/㎖ 처리시, 180℃에서 120분 조건에서 92.
- 돼지감자의 추출물은 열처리 조건에 의해 15.27~30.91%의추출 수율을 나타냈으며, 180℃, 90분 추출조건에서 30.91%로가장 높게 나타났다 (Table 1). 돼지감자 methanol 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 1에 나타내었다.
- 따라서 본 연구에서도 페놀성 화합물이 다량 함유된 180℃, 120분을 처리한 돼지감자에서 환원력이 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
- 또한, 추출물의 농도가 증가함에 따라 항당뇨 활성이 증가하는 현상을 나타냈으며, 500 ㎍/㎖ 처리시, 180℃에서 120분 조건에서 92.14 ± 1.14%로 가장 높은 억제효과를 보였다.
- 송 (1996)은 참깨의 볶음조건을 달리하여 착유한 참기름의 전자공여능을 측정한 결과 볶음 온도가 높아질수록 전자공여작용이 증가된다고 보고하였다. 본 연구에서도 온도가 높아질수록 전자공여작용이 증가하는 것을 확인할 수 있었고 이러한 경향은 페놀성 화합물의 함량과 유사한 결과로써 총 페놀성 성분이 높게 나타난 180~200℃를 처리한 돼지감자에서 항산화력도 높은 것으로 밝혀졌다 (Table 1). 김 등 (2008b)에 의하면 페놀화합물이 항산화 활성을 나타내는 대표적인 화합물로 열처리에 따른 페놀화합물의 증가로 항산화 효과가 증가 되었을 것이라고 보고하였다.
- 총 페놀 함량은 180℃, 120분 처리 구에서 51.52 ± 2.17 ㎎ GAE/g으로 가장 높은 함량을 나타내 었으며, 50 및 100℃에서의 함량보다 180~200℃에서 더 높게 나타났다.
- 총 플라보노이드 함량은 3.27~13.39 ㎎ QE/g을 나타내었으며, 180℃, 120분 처리구에서 13.39 ± 0.03 ㎎ QE/g으로 가장 높은 함량을 나타내 었다.
- 열처리에 따른 돼지감자 methanol 추출물의 DPPH에 대한 전자공여능을 50, 100, 200 ㎍/㎖ 농도로 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 페놀 및 플라보노이드 함량의 결과와 유사하게, 50 및 100℃의 처리구보다 150~200℃ 처리구에서 높은 전자공여능을 나타내었다. 특히 180℃, 120분 처리구에서 가장 높게 나타났다.
후속연구
- 또한 김 등 (2010a)의 보고에 따르면 돼지감자 추출물이 췌장 β-세포를 보호하여 혈당 조절 및 당뇨에 효과적이라고 하였다. 따라서 열처리에 따른 돼지감자 추출물로부터 높은 억제 효과를 나타내는 열처리 조건 탐색 및 물질 분리 정제를 통해 α-glucosidase 저해제를 개발할 수 있을 것으로 판단된다.
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