블루베리 잎의 무기질은 칼슘과 칼륨의 순으로 많았으며, 유리당은 glucose가 대부분을 차지하였다. 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, leucine의 순으로 많이 함유되어 있었으며, 지방산 함량은 eicosenoic acid, palmitic acid순으로 높았다. vitamin C와 total flavonoid 함량은 각각 $112.64{\pm}0.02$ mg%, $13.09{\pm}0.01$ mg%이었다. 블루베리 잎 80% 에탄올 추출물을 이용한 분획물의 total phenolics 함량은 에틸아세테이트 분획물이 50.51 mg of GAE/g로 제일 높았으며, 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP assay는 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 생리활성 소재로서의 phenolics를 함유한 블루베리 잎은 양질의 영양학적 성분 구성 및 in vitro 항산화 효과를 기초로 한 고부가가치 건강지향 식품 소재로서의 활용가치가 높다고 판단된다.
블루베리 잎의 무기질은 칼슘과 칼륨의 순으로 많았으며, 유리당은 glucose가 대부분을 차지하였다. 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, leucine의 순으로 많이 함유되어 있었으며, 지방산 함량은 eicosenoic acid, palmitic acid순으로 높았다. vitamin C와 total flavonoid 함량은 각각 $112.64{\pm}0.02$ mg%, $13.09{\pm}0.01$ mg%이었다. 블루베리 잎 80% 에탄올 추출물을 이용한 분획물의 total phenolics 함량은 에틸아세테이트 분획물이 50.51 mg of GAE/g로 제일 높았으며, 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP assay는 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 생리활성 소재로서의 phenolics를 함유한 블루베리 잎은 양질의 영양학적 성분 구성 및 in vitro 항산화 효과를 기초로 한 고부가가치 건강지향 식품 소재로서의 활용가치가 높다고 판단된다.
The nutritional composition and in vitro anti-oxidant activities of blueberry (Vaccinium ashei) leaf extract were investigated to examine their physiological characteristics. Calcium was the most abundant mineral. The principal free sugars were glucose, sucrose, maltose, and fructose. The amino acid...
The nutritional composition and in vitro anti-oxidant activities of blueberry (Vaccinium ashei) leaf extract were investigated to examine their physiological characteristics. Calcium was the most abundant mineral. The principal free sugars were glucose, sucrose, maltose, and fructose. The amino acids were mainly composed of glutamic acid and aspartic acid. The fatty acids consisted mainly of 40.94% saturated fatty acid and 54.35% unsaturated fatty acid. In addition, the 112.64 mg% of vitamin C was analyzed as a natural anti-oxidant. Based on the bioactivity-guided isolation principle, the resulting ethanolic extracts from the blueberry leaf were divided into several fractions of n-hexane, chloroform, ethyl acetate, and water. The ethyl acetate fraction showed the greatest total phenolic content. The total phenolics and flavonoid were 50.51 mg of GAE /g and 13.09 mg%, respectively. The ABTS-radical-scavenging activity of the ethyl acetate fraction was 97.53% at a concentration of 500 ${\mu}g/mL$. The ferric-reducing anti-oxidant power of the ethyl acetate fraction increased in a dose-dependent manner. The results suggest that the ethyl acetate fraction of the blueberry leaf extract has good in vitro anti-oxidant activities and excellent nourishment, and can thus be useful food resources.
The nutritional composition and in vitro anti-oxidant activities of blueberry (Vaccinium ashei) leaf extract were investigated to examine their physiological characteristics. Calcium was the most abundant mineral. The principal free sugars were glucose, sucrose, maltose, and fructose. The amino acids were mainly composed of glutamic acid and aspartic acid. The fatty acids consisted mainly of 40.94% saturated fatty acid and 54.35% unsaturated fatty acid. In addition, the 112.64 mg% of vitamin C was analyzed as a natural anti-oxidant. Based on the bioactivity-guided isolation principle, the resulting ethanolic extracts from the blueberry leaf were divided into several fractions of n-hexane, chloroform, ethyl acetate, and water. The ethyl acetate fraction showed the greatest total phenolic content. The total phenolics and flavonoid were 50.51 mg of GAE /g and 13.09 mg%, respectively. The ABTS-radical-scavenging activity of the ethyl acetate fraction was 97.53% at a concentration of 500 ${\mu}g/mL$. The ferric-reducing anti-oxidant power of the ethyl acetate fraction increased in a dose-dependent manner. The results suggest that the ethyl acetate fraction of the blueberry leaf extract has good in vitro anti-oxidant activities and excellent nourishment, and can thus be useful food resources.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 블루베리(V. ashei) 잎 추출물의 영양성분 분석 및 in vitro 항산화 효과 등을 분석·확인함으로써 고부가가치 식품 소재로서의 활용 가능성을 제시하고자 하였다.
제안 방법
Taha M(25)등은 잎의 형태로 많이 섭취하는 녹차, 홍차 등의 추출물에 대한 phenolics의 함량을 측정하였는데, 녹차와 홍차 추출물의경우 약 60 mg of CAE/g으로 본 실험의 80% 에탄올로 추출한 블루베리 잎의 총페놀 함량과 유사한 결과를 보였다. 그 결과를 바탕으로 80% 에탄올을 최종 추출물로 선정하고 80% 에탄올 추출물을 활용하여 극성에 따른 선택적인 phenolics 분리를 위하여 계통 추출을 실시하였다. 블루베리 잎의 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 및 물 분획물의 total phenolics 함량은 Fig.
무기성분 분석은 각 시료 1 g에 분해용액 (HClO4 : H2SO4: H2O2 = 9 : 2 : 5) 25 mL를 가하여 hot plate에서 무색으로 변할 때 까지 분해한 후 100 mL로 정용하여 여과 한 후 Inductively coupled plasma (OPTIMA 4300DV/5300DV, Perkin Elmer, Waltham, MA, USA)로 분석하였다. 분석조건중 RF power는 1,300 W이며, analysis pump flow rate는 1.
분석에 이용한 column은 ultrapac 11 cation exchange resin (11 μm±2 μm)를 사용하였고, flow rate와 buffer는 각각 ninhydrin 25 mL/hr와 pH 3.20~10.0으로 하였으며, column 온도와 reaction 온도는 각각 46℃와 88℃로 하였고, 분석시간은 44분 동안 분석하였다(13).
= 9 : 2 : 5) 25 mL를 가하여 hot plate에서 무색으로 변할 때 까지 분해한 후 100 mL로 정용하여 여과 한 후 Inductively coupled plasma (OPTIMA 4300DV/5300DV, Perkin Elmer, Waltham, MA, USA)로 분석하였다. 분석조건중 RF power는 1,300 W이며, analysis pump flow rate는 1.5 mL/min으로 하였고, gas flows는 plasma: 15, auxiliary:0.2, nebulizer: 0.8 L/min으로 하여 분석하였다(11).
본 실험에 사용된 시약으로 Folin and Ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, 2,2‘-azobis-(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), 2,2'-azino-bis (3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic-acid) (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH), dimethyl sulfoxide (DMSO), ferric chloride, 2,4,6- tripyridyl-S-triazine (TPTZ) 는 Sigma Chemical Co (St Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 그 외 사용된 용매 및 시약은 모두 일급 이상의 등급을 사용하였다. 블루베리 잎 용매 분획물의 조제는 80% 에탄올을 용매로 하여 환류냉각, 상온정치, sonication 방법으로 추출수율을 알아 본 결과 각각 8.22%, 3.14% 및 4.05%를 나타내었고, 이 결과를 바탕으로 80% 에탄올을 환류냉각 방법으로 추출하여 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트 및물 층으로 용매 계통 추출을 실시하여 실험을 진행하였다. 추출·분획물은 농축하여 -20℃ 냉동고에 보관하면서 각 실험에 사용하였다.
시료 2 g에 20 mL의 10% metaphosphoric acid를 가하여 10분간 현탁시킨 후 적당량의 5% metaphosphoric acid를 넣어 균질화한 다음 균질화 된 시료를 100 mL mass flask에 합하여 100 mL로 정용한 다음 0.45 μm syringe filter로 여과 하여 HPLC (U3000, Dionex, Sunnyvale, CA, USA)로 분석 하였다.
시료 200 mg을 취하여 6 N HCl 용액을 가하고 진공 밀봉하여 heating block (110±1℃)에서 24시간 동안 가수분해 시킨 후 glass filter로 여과한 여액을 회전진공농축기를 이용하여 HCl을 제거하고 증류수로 3회 세척한 다음 감압농축하여 sodium citrate buffer (pH 2.2) 2 mL로 용해한 후 0.22 μm membrane filter로 여과한 여액을 아미노산 자동분석기(Biochrom 30, Pharmacia Biotech, Cambridge, UK)를 이용하여 분석하였다.
시료 5 g을 원통여지(Toyo Roshi Kaisha, Ltd, Tokyo, Japan)에 넣고, diethyl ether를 가하여 Soxhlet 추출법으로 약 12시간 연속 추출하여 조지방을 얻고 이에 0.5 N NaOH-MeOH를 가하여 80℃에서 환류 시키면서 가수분해 시킨 후, 14% BF3-methanol 및 n-heptane을 가하여 끓이고 식힌 후 증류수와 Na2SO4로 탈수, 여과한 용액 1 μL를 GLC에 주입하였으며, GLC에 의해 분리된 각 지방산 methyl ester를 peak 면적의 비율로 계산하여 각 지방산의 조성비를구하였다(14).
얻은 유리당 획분을 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 sep-pak C18로 색소를 제거한 다음 HPLC (1100 series, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다.
유리당 분석은 시료 2 g에 80% 메탄올 50 mL를 첨가하여 2시간 동안 환류냉각 추출하였다. 추출물을 여과지(Toyo Roshi Kaisha, Ltd, Tokyo, Japen)로 여과한 후 회전진공농축기(N-N series, EYLYA Co, Tokyo, Japan)로 농축하여 에테르 및 부탄올을 첨가하여 지방과 단백질 성분을 제거한 유리당 획분을 얻었다. 얻은 유리당 획분을 0.
이 혼합 용액을 23℃에서 2시간 동안 정치한후 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도는 gallic acid를 이용하여 작성된 검량선으로 총 페놀화합물 함량을 계산하였다(16).
본 실험에 사용된 블루베리(V. ashei) 잎은 2010년 7월 전라남도 고흥군 포두면의 농업회사법인 한결농수산에서 제공받아 4℃에서 냉장보관하며 사용하였다. 본 실험에 사용된 시약으로 Folin and Ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, 2,2‘-azobis-(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), 2,2'-azino-bis (3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic-acid) (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH), dimethyl sulfoxide (DMSO), ferric chloride, 2,4,6- tripyridyl-S-triazine (TPTZ) 는 Sigma Chemical Co (St Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 그 외 사용된 용매 및 시약은 모두 일급 이상의 등급을 사용하였다.
본 실험에 사용된 시약으로 Folin and Ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, 2,2‘-azobis-(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH), 2,2'-azino-bis (3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic-acid) (ABTS), 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH), dimethyl sulfoxide (DMSO), ferric chloride, 2,4,6- tripyridyl-S-triazine (TPTZ) 는 Sigma Chemical Co (St Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 그 외 사용된 용매 및 시약은 모두 일급 이상의 등급을 사용하였다.
데이터처리
실험군 간의 유의성은 SAS version 9.1 (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)를 이용하여 Duncan‘s multiple range test로 검증하였다.
성능/효과
가장 많이 함유되어 있는 유리당은 glucose로 810.00 ± 0.03 mg%의 함량을 보였고, 그 외에도 sucrose, maltose 및 fructose 순으로 유리당이 함유되어 있었다.
이와 같은 결과로 많은 연구자들이 total phenolics의 함량이 항산화 등과 같은 생리적 기능성과 매우 깊은 연관성을 지니고 있다는 것과 동일한 결과를 보였다(28). 결국 본 연구에서 보이는 우수한 항산화 효과는 블루베리 잎에 함유되어 있는 천연 항산화 물질로서의 flavonoids와 같은 phenolics에 의한 것으로 판단된다.
블루베리 잎 용매 분획물의 농도가 증가함에 따라 ABTS 라디칼 소거활성이 증가하는 경향을 보였으며, 일반적으로 항산화력이 높아 positive control로 많이 사용되는 vitamin C의 경우 500 μg/mL에서 약 99%의 라디칼 소거활성을 보이는데 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물은 이와 유사한 높은 항산화력을 나타내었다. 또한 차의 형태로 섭취하는 생강의 부산물인 생강 잎 추출물의 농도 2.19 mg/mL에서 ABTS 라디칼 소거활성이 약 50% 인 것(27)과 비교하였을 때 블루베리의 부산물인 블루베리 잎이 생강 잎 보다 높은 항산화 활성을 가지는 것으로 나타났다.
07%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 또한 포화지방산과 불포화지방산의 비율은 40.94%와 54.35%로 불포화지방산이 높은 비율을 보였다.
또한 식물성 식품 속에 함유되어 있는 많은 생리활성 물질 중 phenolics는 phenolic hydroxyl 그룹 때문에 단백질 또는 효소 단백질, 기타 거대 분자들과 결합하는 성질 및 2가 금속이온과의 결합력으로 인하여 높은 항산화 효과를 가지는 것으로 알려져 있다(24). 먼저 블루베리 잎의 추출용매를 선정하기 위해 증류수, 20%, 40%, 60%, 80%, 및 99% 에탄올을 이용하여 환류냉각 방법을 통해 총 페놀성 화합물 함량을 분석한 결과는 Fig. 1(A)와 같으며, 각각 13.73, 14.49, 26.32, 45.14, 56.13, 및 15.32 mg of GAE/g으로 80% 에탄올 추출물에서 가장 높은 총 페놀성 화합물 함량을 나타내었다. Taha M(25)등은 잎의 형태로 많이 섭취하는 녹차, 홍차 등의 추출물에 대한 phenolics의 함량을 측정하였는데, 녹차와 홍차 추출물의경우 약 60 mg of CAE/g으로 본 실험의 80% 에탄올로 추출한 블루베리 잎의 총페놀 함량과 유사한 결과를 보였다.
03 mg%의 함량을 보였고, 그 외에도 sucrose, maltose 및 fructose 순으로 유리당이 함유되어 있었다. 메밀의 유리당 함량과 비교해 보았을 때, 건량기준으로 glucose 는 7.71 mg%, rhamnose는 6.80 mg%의 순으로 함량이 많았으며, 그 외에 maltose와 fructose도 함유되어 있어(20) 블루 베리 잎을 차로 섭취하였을 경우 메밀보다 더 많은 유리당을 섭취할 수 있을 것으로 판단된다.
01 mg%이었다. 블루베리 잎 80%에탄올 추출물을 이용한 분획물의 total phenolics 함량은 에틸아세테이트 분획물이 50.51 mg of GAE/g로 제일 높았으며, 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP assay는 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 생리 활성 소재로서의 phenolics를 함유한 블루베리 잎은 양질의 영양학적 성분 구성 및 in vitro 항산화 효과를 기초로 한 고부가가치 건강지향 식품 소재로서의 활용가치가 높다고 판단된다.
블루베리 잎 용매 분획물의 농도가 증가함에 따라 ABTS 라디칼 소거활성이 증가하는 경향을 보였으며, 일반적으로 항산화력이 높아 positive control로 많이 사용되는 vitamin C의 경우 500 μg/mL에서 약 99%의 라디칼 소거활성을 보이는데 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물은 이와 유사한 높은 항산화력을 나타내었다.
블루베리 잎에 함유되어 있는 지방을 ‘Soxhlet 추출법’으로 추출하여 지방산 조성을 분석한 결과는 Table 4과 같다. 블루베리 잎에 가장 많이 함유되어 있는 포화지방산으로는 palmitic acid로서 26.81%를 차지하고 있었으며, 불포화지방산으로는 eicosenoic acid와 linoleic acid가 각각 33.64%와 13.07%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 또한 포화지방산과 불포화지방산의 비율은 40.
블루베리 잎에서 무기성분이 총 8종이 분리되었으며, 가장 많이 함유되어있는 무기성분은 칼슘으로 399.81± 3.84 mg%이 함유되어 있었고, 다음으로 칼륨 371.41 ±2.33 mg%, 마그네슘 194.59 ± 6.59 mg%, 인 109.99 ± 5.74 mg% 및 나트륨 51.07 ± 0.16 mg%순으로 함유되어 있었으며, 그 외 철, 망간도 소량 함유되어 있었다.
그 결과를 바탕으로 80% 에탄올을 최종 추출물로 선정하고 80% 에탄올 추출물을 활용하여 극성에 따른 선택적인 phenolics 분리를 위하여 계통 추출을 실시하였다. 블루베리 잎의 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 및 물 분획물의 total phenolics 함량은 Fig. 1(B)와 같으며, 각각 9.71, 18.15, 50.51, 및 25.59 mg of GAE/ g으로 나타나 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 함량을 보여주었다.
블루베리 잎의 무기질은 칼슘과 칼륨의 순으로 많았으며, 유리당은 glucose가 대부분을 차지하였다. 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, leucine의 순으로 많이 함유되어 있었으며, 지방산 함량은 eicosenoic acid, palmitic acid순으로 높았다. vitamin C와 total flavonoid 함량은 각각 112.
아미노산은 열에 의해 당과 반응하여 차의 구수한 향기와 맛을 부여하는 성분으로 블루베리 잎의 아미노산 함량을 분석한 결과는 Table 3과 같다. 총 17종의 아미노산이 분리, 동정되었으며, 블루베리 잎에 가장 많이 함유되어 있는 아미노산으로는 glutamic acid 142.30 mg%, aspartic acid 118.72 mg%, leucine 108.83 mg% 및 lysine 81.29 mg% 순이 었으며, 필수아미노산의 함량은 440.05 mg%, 총 아미노산 함량은 1093.17 mg% 이었다. 블루베리와 라즈베리의 아미노산 함량은 모두 glutamic acid와 aspartic acid의 순으로 많은 것으로 보고되어 본 실험의 결과와 유사한 결과를 보였다(21).
추출·분획물은 농축하여 -20℃ 냉동고에 보관하면서 각 실험에 사용하였다. 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트 및 물 층의 추출 수율은 각각 1.17%, 0.48%, 1.42%, 및 24.89%로 나타났다.
후속연구
51 mg of GAE/g로 제일 높았으며, 블루베리 잎 에틸아세테이트 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP assay는 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 생리 활성 소재로서의 phenolics를 함유한 블루베리 잎은 양질의 영양학적 성분 구성 및 in vitro 항산화 효과를 기초로 한 고부가가치 건강지향 식품 소재로서의 활용가치가 높다고 판단된다.
0 mg%으로 보고하였다. 이에 비해 블루베리 잎의 비타민 C 함량은 다소 높게 나타나 향후 블루베리 잎차와 같은 건강지향성 식품 개발에 유용한 소재가 될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
블루베리란?
블루베리는 진달래과(Ericaceae) 산앵두나무속(Vaccinium) 에 속하는 관목성 식물로서, 전 세계적으로 400여종이 있으며, 주로 북미 지역에 분포되어 있다. 북미에서는 하이부시 블루베리(Vaccinium corymbosum), 로우부시 블루베리 (Vaccinium myritillus) 및 래빗아이 블루베리(Vaccinium ashei) 등 세 종류가 상업적으로 중요한 과실로서 재배되고 있다(5).
우리나라에서도 블루베리에 대한 관심이 높아진 가운데 어떠한 연구들이 진행되고 있는가?
최근 우리나라에서도 블루베리에 대한 관심이 높아진 상태이며, 블루베리 과실은 여러 가지 뛰어난 생체 조절 기능성을 갖는 고품질의 생리활성 소재를 함유하고 있고 각종 성인병을 예방하고 치유하는 훌륭한 기능성도 지니고 있다는 사실들이 최근 밝혀지고 있는 추세이다. 특히 지금까지의 베리류에 대한 연구로는 항산화(6), 항당뇨 (7), 항치매(8) 활성산소라디칼의 흡수 효과(9), 블루베리 품종에 따른 성분의 변화(10) 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 이에 반해 블루베리 잎에 대한 연구는 상대적으로 미비한 실정이며, 이를 통한 고부가가치 가공 식품 및 건강 기능성 식품 개발을 위한 산업화 기초 연구는 반드시 필요하다고 판단된다.
상업적으로 중요한 과실로서 재배되고 있는 북미의 블루베리 종류는 무엇이 있는가?
블루베리는 진달래과(Ericaceae) 산앵두나무속(Vaccinium) 에 속하는 관목성 식물로서, 전 세계적으로 400여종이 있으며, 주로 북미 지역에 분포되어 있다. 북미에서는 하이부시 블루베리(Vaccinium corymbosum), 로우부시 블루베리 (Vaccinium myritillus) 및 래빗아이 블루베리(Vaccinium ashei) 등 세 종류가 상업적으로 중요한 과실로서 재배되고 있다(5). 최근 우리나라에서도 블루베리에 대한 관심이 높아진 상태이며, 블루베리 과실은 여러 가지 뛰어난 생체 조절 기능성을 갖는 고품질의 생리활성 소재를 함유하고 있고 각종 성인병을 예방하고 치유하는 훌륭한 기능성도 지니고 있다는 사실들이 최근 밝혀지고 있는 추세이다.
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