[논문]적미와 흑미의 항산화 활성 및 암세포성장 억제 효과

김혜원; 오세관; 이정희; 윤미라; 김대중; 최임수; 김정곤; 이점식

doi:10.11002/kjfp.2013.20.6.834

적미와 흑미의 항산화 활성 및 암세포성장 억제 효과
Evaluation of antioxidant and cancer cell growth inhibition activities of red rice and black rice 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.20 no.6, 2013년, pp.834 - 839

김혜원 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 오세관 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 이정희 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 윤미라 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 김대중 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 최임수 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 김정곤 (농촌진흥청 국립식량과학원) , 이점식 (농촌진흥청 국립식량과학원)

초록
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본 연구는 색소의 종류가 다른 흑미와 적미의 생리기능성을 구명하여 천연 기능성 식품 소재로의 이용을 위한 기초자료를 제공하고자 일반 벼인 일품을 포함하여 흑미인 흑광, 흑설 및 적미인 적진주, 홍진주을 실험재료로 항산화 활성 및 암세포 성장 억제에 대한 실험을 수행하였다. 추출수율 및 총 페놀함량은 흑미가 적미 보다 높았다. 총 페놀함량에서 흑미와 적미는 일반벼 보다 4배 이상 높은 수준이었다. DPPH radical 소거능은 적미와 흑미 간에는 차이가 없었으나 품종 간에는 홍진주, 흑광, 흑설, 적진주 순서로 높았다. 반면, ABTS 항산화력은 적미보다 흑미가 높았다. 이는 총 페놀화합물 함량 결과와 경향이 같았다. 암세포 성장억제 능 측정 결과, 적미는 폐암세포 성장 억제 효과가 흑미보다 높았다. 반면, 유방암 세포 성장 억제 능은 흑미와 적미 간에는 차이가 없었으며, 품종 간에는 적진주, 흑광, 홍진주, 흑설 순으로 높았다. 흑미와 적미의 생리기능성 비교 결과, 항산화 활성은 흑미가 높은 반면, 적미는 폐암세포 성장 억제 효과에서 높았다.

Abstract ▼ AI-Helper

The extraction yield, total phenolics content, antioxidant activity, cancer cell growth inhibition (A549 and MCF 7), and lung cancer cell (A549) viability of red rice and black rice were investigated, to evaluate the functional properties of colored rice. The extraction yields and the total phenolics contents of the rice cultivars were Heugseol > Heugkwang > Hongjinju > Jeogjinju > Ilpum. Also, the DPPH radical scavenging activity of the black rice did not differ from that of the red rice, whereas its activity among its cultivars was Jeogjinju > Heugseol > Heugkwang > Hongjinju > Ilpum. The ABTS antioxidant activity of the black rice (Heugkwang, Heugseol) was greater than that of the red rice. The total phenolics was partly attributed to its high antioxidant. On the other hand, the effect of the red rice on the lung cancer cell (A549) viability was higher than that of the black rice. The breast cancer cell (MCF 7) growth inhibition activity of the black rice did not differ from that of the red rice. Our results indicate that the ABTS antioxidant activity of black rice is better than that of red rice, and the lung cancer cell (A549) viability of red rice is better than that of black rice.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 같이 흑미와 적미 간에 항산화 및 암세포의 종류에 따라 활성이 다를 것으로 사료된다. 따라서 본 시험은 색소의 종류가 다른 흑미 2개 품종과 적미 2개 품종의 추출물을 각각 제조하고, 이들 추출물의 항산화 활성 및 폐암과 유방암에 대한 차이를 비교 분석하여 천연 기능성 식품 소재로의 이용성에 대한 기초 자료를 제공하기 위해 수행하였다.

제안 방법

본 연구에서 추출물의 항산화활성 평가를 위하여 DPPH radical 전자공여능과 ABTS 총항산화력을 조사하였다. DPPH radical 소거능 효과는 radical 소거능이 50% 일때의 추출물 농도인 IC₅₀ 값으로 나타내었는데, 일품 추출물은 적용 농도와는 관계없이 활성이 매우 낮아 IC₅₀ 값 산출이 불가능하였다.
일반벼에는 미량 존재하는 총 페놀화합물 함량이 유색미에는 다량 존재하여 이로 인한 생리기능성 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 이에 일반벼인 일품과 유색미인 적미(적진주, 홍진주)와 흑미(흑광, 흑설) 추출물의 항산화활성 및 암세포 성장 억제 효과 측정을 수행하였다.

대상 데이터

본 연구에는 농촌진흥청 국립식량과학원(Suwon, Korea) 에서 2010년에 수확한 적색미인 적진주(Jeojinju), 홍진주(Hongjinju)와 흑색미인 흑광(Heugkwang) 및 흑설(Heugseol), 대조군으로서 일품(Ilpum), 총 5가지 품종을 사용하였다. 시료는 4℃의 냉장고에 정조로 저장하면서 사용하였으며, 모든 실험은 추출 직전에 정조를 제현한 현미를 기류식제분기(Air- Classification Mill, ACM185, Hankook Crusher Co.
폐암세포주인 A549(lung adenocarcinoma, human)와 유방암세포주인 MCF 7(breast adenocarcinoma, human)에 대한 현미추출물의 암세포 성장억제 효과를 측정하기 위해 colorimetric assay인 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) 방법을 이용하였다. 암세포주는 한국세포주은행(Seou., Korea)에서 구입하였으며, 세포배양액으로는 10% fetal bovine serum(FBS)이 첨가된 RPMI1640 배지를 이용하여 37℃, 5% CO₂ incubator에서 배양하였다. HT29는 0.

데이터처리

각 항목의 측정값은 SPSS 통계 package program (Statistical Package Social Science, Version. 12.0 SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 사후검정(Post Hoc Multiple Comparison Test)으로 Scheffe's multiple comparison test을 이용하였고, p<0.05일 경우 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.

이론/모형

폐암세포주인 A549(lung adenocarcinoma, human)와 유방암세포주인 MCF 7(breast adenocarcinoma, human)에 대한 현미추출물의 암세포 성장억제 효과를 측정하기 위해 colorimetric assay인 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) 방법을 이용하였다. 암세포주는 한국세포주은행(Seou.
현미분말의 일반성분은 AOAC법에 준하여 조단백질은 Foss digester 2020와 auto Kjeldahl(Foss Kjeltec 2400, Foss Tecator, Huddinge, Sweden)을 이용한 질소정량법을, 식이섬유는 total dietary fiber assay kit(Megazyme International Ireland Limited, Wicklow, Ireland)을 이용하여 정량하였다. 조지방의 함량은 soxtherm automatic system(Gerhardt Soxtherm 2000, Hoffmannstre, Germany)을 이용하여 분석하였으며, 회분은 550℃에서 직접 회화법으로 측정하였다.

성능/효과

)이 최소 5배에서 최대 8배 이상 높았다(Table 3). 그리고 적진주 < 홍진주 < 흑광 < 흑설의 순서로 적미 보다 흑미의 항산화활성이 우수했다. 이는 총 페놀 함량 측정 결과와 같은 경향을 보여 페놀성 화합물이 많을수록 높은 항산화능이 높은 기존의 연구 보고와 같았다.
적진주, 홍진주, 흑광, 흑설 추출물 중 적진주 추출물 (IC₅₀=1.22 mg·mL ^-1)이 가장 우수한 활성을 보였고, 전체적으로 적미 추출물의 폐암세포 성장 억제 효과가 흑미 추출물의 활성 보다 높아 총페놀화합물 함량 및 ABTS 총항산화력 연구 경향과 반대 결과를 나타냈다. 이러한 결과를 볼 때, 80% 에탄올로 제조한 적미 추출물이 흑미 추출보다 폐암세포 성장억제 효과를 갖는 성분을 더 많이 함유했을 것으로 추정된다.
93%로 적미보다 흑미의 추출 수율이 높았다. 항산화 성분이 함유되어 있는 총 페놀화합물 함량 측정 결과 또한 흑설 및 흑광이 각각 1,219.2 mg GAE/grain 100 g과 1,151.8 mg GAE/grain 100 g으로 흑미가 적미보다 높았고, 일반벼인 일품(331.4 mg GAE/grain 100 g)보다 유색미의 총 페놀화합물 함량이 4배 이상 높은 것을알 수 있었다.

후속연구

또한 쌀에는 caffeic acid, ferulic acid, p-coumaric acid와 같은 저분자 항산화물질이 함유되어 있는데 추출이 어렵고, 소량 존재하여 본 연구와 같이 조다당 형태로 추출하였을 때 이러한 물질의 기능성 발현을 정확하게 측정하기 어렵다(9). 이 결과들로부터 차후 유색미 항산화활성의 원인물질에 대한 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유색미 품종에서 자색계 색소는 어떤 성분인가?	이 중 밥쌀용뿐 만 아니라 제면용, 제과용, 천연색소 소재로도 이용 가능한 유색미가 각광받고 있다. 유색미 품종들의 색깔은 담적색, 농적색, 농자갈색, 흑색에 이르는 다양한 색깔을 가지고 있으며, 색소의 종류는 자색계는 anthocyanin, 적색계는 tannin 색소로 각각 흑색 및 자색을 띄고 있다(1). 그동안 흑미와 적미의 기능성에 대한 연구결과는 지방간 개선(2), 항산화 활성(3-5), 동맥경화 예방 및 치료(6), 당뇨예방(7), 면역기능증진(8) 등에 대한 효능을 보고하였다.
	흑미와 적미의 기능성에 대한 선행 연구 결과는 무엇인가?	유색미 품종들의 색깔은 담적색, 농적색, 농자갈색, 흑색에 이르는 다양한 색깔을 가지고 있으며, 색소의 종류는 자색계는 anthocyanin, 적색계는 tannin 색소로 각각 흑색 및 자색을 띄고 있다(1). 그동안 흑미와 적미의 기능성에 대한 연구결과는 지방간 개선(2), 항산화 활성(3-5), 동맥경화 예방 및 치료(6), 당뇨예방(7), 면역기능증진(8) 등에 대한 효능을 보고하였다. 유색미에는 식이섬유, 폴리페놀 및 플라보이드계 물질 등 체내에서 항산화 기능 및 항암 활성을 하는 물질이 함유되어 있는데, 특히 페놀화합물은 극성 용매에서 쉽게 추출이 가능하므로, 향후 쌀의 기능성 소재로의 이용가능성이 높은 것으로 전망하였다(9).
	유색미 품종에 함유된 성분 중 항산화 기능 및 항암 활성을 하는 물질은 무엇인가?	그동안 흑미와 적미의 기능성에 대한 연구결과는 지방간 개선(2), 항산화 활성(3-5), 동맥경화 예방 및 치료(6), 당뇨예방(7), 면역기능증진(8) 등에 대한 효능을 보고하였다. 유색미에는 식이섬유, 폴리페놀 및 플라보이드계 물질 등 체내에서 항산화 기능 및 항암 활성을 하는 물질이 함유되어 있는데, 특히 페놀화합물은 극성 용매에서 쉽게 추출이 가능하므로, 향후 쌀의 기능성 소재로의 이용가능성이 높은 것으로 전망하였다(9).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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