커피와 유사한 향미기를 갖는 녹차(Coffee-like green tea: CLGT)를 제조하고 이의 인체 유방암세포 주 MCF-7, 인체 전립선암세포 주 PC-3, 인체 신경모세포 주 SK-N-SH 및 쥐 심근세포 주 H9c2에 대한 세포독성을 연구하였다. 녹차엽(GTL)을 $240^{\circ}C$에서 1시간 roasting한 녹차가 커피와 가장 유사한 향미를 나타내었다. CLGT는 GTL과 비교하여 인체 암세포 및 정상세포와 쥐 심근세포에 대한 세포독성 차이가 없었다. GTL의 roasting은 ECG 등의 catechin 성분과 total protein은 유의성 있게 감소시켰지만, total phenol 및 total sugar는 유의성 있는 감소시키지 않아, 이와 같은 화합물 조성의 변화가 GTL에 커피유사 향미를 제공하였을 것이다. 따라서 이들 결과는 CLGT이 인체에 안전하여 커피 대용품으로 사용할 수 있음을 의미한다.
커피와 유사한 향미기를 갖는 녹차(Coffee-like green tea: CLGT)를 제조하고 이의 인체 유방암세포 주 MCF-7, 인체 전립선암세포 주 PC-3, 인체 신경모세포 주 SK-N-SH 및 쥐 심근세포 주 H9c2에 대한 세포독성을 연구하였다. 녹차엽(GTL)을 $240^{\circ}C$에서 1시간 roasting한 녹차가 커피와 가장 유사한 향미를 나타내었다. CLGT는 GTL과 비교하여 인체 암세포 및 정상세포와 쥐 심근세포에 대한 세포독성 차이가 없었다. GTL의 roasting은 ECG 등의 catechin 성분과 total protein은 유의성 있게 감소시켰지만, total phenol 및 total sugar는 유의성 있는 감소시키지 않아, 이와 같은 화합물 조성의 변화가 GTL에 커피유사 향미를 제공하였을 것이다. 따라서 이들 결과는 CLGT이 인체에 안전하여 커피 대용품으로 사용할 수 있음을 의미한다.
The cytotoxicity of coffee-like green tea (CLGT) was determined in a human breast cancer cell line, MCF-7; a human prostate cancer cell clone, PC-3; a human neuroblastoma cell line, SK-N-SH; and a rat cardiomyoblast cell line, H9c2, with reference to green tea leaves (GTL). The CLGT was prepared by ...
The cytotoxicity of coffee-like green tea (CLGT) was determined in a human breast cancer cell line, MCF-7; a human prostate cancer cell clone, PC-3; a human neuroblastoma cell line, SK-N-SH; and a rat cardiomyoblast cell line, H9c2, with reference to green tea leaves (GTL). The CLGT was prepared by roasting the GTL for 60 min at $240^{\circ}C$ in a temperature-controlled frying pan. The CLGT preparation imitated the flavor and taste characteristics of coffee fairly well according to sensory analysis. The CLGT preparation had no adverse cytotoxic effects on the cancer cells or the normal cells compared to GTL. No significant change in the antioxidant activity was seen in the CLGT preparation compared to that of GTL. The amount of total protein, sugar, and phenolic compounds was reduced in the preparation relative to those in GTL, a fact that might explain the coffee-like flavor and/or taste characteristics of the CLGT preparation. These results suggest that CLGT prepared by roasting GTL for 60 min at $240^{\circ}C$ does not show any adverse effects on cancer cells and normal cells compared to GTL. They imply that CLGT could be safe for human consumption.
The cytotoxicity of coffee-like green tea (CLGT) was determined in a human breast cancer cell line, MCF-7; a human prostate cancer cell clone, PC-3; a human neuroblastoma cell line, SK-N-SH; and a rat cardiomyoblast cell line, H9c2, with reference to green tea leaves (GTL). The CLGT was prepared by roasting the GTL for 60 min at $240^{\circ}C$ in a temperature-controlled frying pan. The CLGT preparation imitated the flavor and taste characteristics of coffee fairly well according to sensory analysis. The CLGT preparation had no adverse cytotoxic effects on the cancer cells or the normal cells compared to GTL. No significant change in the antioxidant activity was seen in the CLGT preparation compared to that of GTL. The amount of total protein, sugar, and phenolic compounds was reduced in the preparation relative to those in GTL, a fact that might explain the coffee-like flavor and/or taste characteristics of the CLGT preparation. These results suggest that CLGT prepared by roasting GTL for 60 min at $240^{\circ}C$ does not show any adverse effects on cancer cells and normal cells compared to GTL. They imply that CLGT could be safe for human consumption.
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문제 정의
Caspase-3는 세포의 mitochondrial dysfunction에 따른 apoptosis 유도에 executive 역할을 하는 효소로 핵과 mitochondria의 외막에 불활성 상태로 존재하다가 유도 자극에 의하여 활성화되어 apoptosis를 유도한다. 따라서 GTL과 RGT 시료 모두가 인체암세포인 MCF-7과 PC-3에 대해 apoptosis를 유도하는지를 조사하기 위해 cytosol의 caspase-3 효소 protein 농도를 측정하였다. MCF-7 세포(Fig.
본 연구에서는 CLGT의 물 추출물을 GTL 물 추출물과 비교 하여 인체암세포 주인 MCF-7와 PC-3 및 인체정상세포 주인 SK-N-SH와 쥐심근 정상세포 주인 H9c2에 대하여 세포독성을 검증하였다. 이들 물 추출물 모두 500 ug/ml의 고농도에서 암세포인 MCF-7 세포에 대하서는 88% (Fig.
따라서, CLGT를 제조하기 위하여 GTL을 roasting할 경우, 인체에 유해한 돌연변이성 및 발암물질 생성을 초래 할 수도 있을 것이다. 본 연구에서는 GTL을 고온에서 roasting하여 CLGT를 제조하고, 이 CLGT의 독성을 인체 암세포와 인체 정상세포를 대상으로 검증하였다.
가설 설정
1)GTL was roasted in a temperature-controlled fry-pan.
1)GTL was roasted in a temperature-controlled frying-pan at 240℃ for 60 min.
GTL과 CLGT의 물 추출물이 인체암세포인 MCF-7 (Fig. 1A)과 PC-3 (Fig. 1B)의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 이들 세포에 GTL과 CLGT 시료를 농도 별로 처리하고 48시간 후 생존 세포를 측정한 결과, 두 시료 모두 농도가 증가할수록 세포 수는 현저히 감소하였고, GTL과 CLGT 시료는 MCF-7세포와 PC-3 세포 성장에 농도 의존적으로 세포증식 억제효과가 있음을 알 수 있었다.
GTL과 RGT시료를 80℃ 물로 추출한 침출액에 대한 관능검사는 15명의 관능평가 요원을 구성하여 평가하였다(Tables 1, 2). Roasting 효과를 측정하기 위해 여러 조건에서 roasting한 RGT 물 추출물에 대해 향미를 5점 법으로 평가하였다.
먼저 향은 녹차향 1점, 녹차향에 가까움 2점, 녹차향과 커피향이 비슷하게 남 3점, 커피향에 가까움 4점, 커피향 5점을 부여하여 평가하였고(Table 1), 맛도 향과 같은 방법으로 평가하였다 (Table 2). GTL을 240℃에서 60분간 roasting한 RGT에서 커피와 가장 유사한 향미를 나타내어 240℃에서 60분간 roasting한 RGT 시료를 CLGT로 하여, 여러 가지 실험에 사용하였다.
이 세포의 protein을 lyses buffer인 RIPA로 추출하고 Bradford 시약으로 함량을 측정하였다. Protein을 7.5% SDS-PAGE를 이용하여 분리하고, PVDF membrane에 옮겨 caspase-3 protein을 primary antibody와 secondary antibody 를 처리하고 ECL detection reagent로 감광하여 caspse-3를 측정하였다.
GTL과 RGT시료를 80℃ 물로 추출한 침출액에 대한 관능검사는 15명의 관능평가 요원을 구성하여 평가하였다(Tables 1, 2). Roasting 효과를 측정하기 위해 여러 조건에서 roasting한 RGT 물 추출물에 대해 향미를 5점 법으로 평가하였다. 먼저 향은 녹차향 1점, 녹차향에 가까움 2점, 녹차향과 커피향이 비슷하게 남 3점, 커피향에 가까움 4점, 커피향 5점을 부여하여 평가하였고(Table 1), 맛도 향과 같은 방법으로 평가하였다 (Table 2).
녹차에 커피를 blending하여 커피녹차 혼합물을 제조하였으나, 이는 녹차의 향미와 커피의 향미가 혼재하고, 녹차의 강한 풋내를 부여하기 때문에 커피와 유사한 향미를 부여하지 못했다[14]. 그러나 본 연구에서는 GTL을 덖음 처리 이상의 조건인 240℃에서 1시간 roasting하여 CLGT를 제조하였다 (Table 1, 2). 이 roasting 조건은 GTL의 total phenol 함량에는 영향을 미치지 않았고, total sugar 함량과 total protein 함량을 감소(p<0.
농축물을 다시 methanol (5 ml)에 용해한 다음 membrane 필터(0.2 μm)로 여과하여 catechin계 화합물 분석시료로 사용하였다.
그러나 roasting의 정도에 따라 차이는 있겠지만, 일반적으로 고온가열처리는 돌연변이성을 증가시키는 경향이 있다[9, 12, 20]. 따라서 본 연구에서도 고온으로 가열처리 (240℃, 1 hr)한 GTL (즉 CLGT)의 물 추출물의 인체 암세포 (MCF-7, PC-3), 인체 정상세포(SK-N-SH)와 동물정상세포 (H9c2)에 대한 CLGT의 세포독성을 검증하였다(Fig. 1, 2). 그 결과 CLGT는 농도 의존적으로 MCF-7과 PC-3에 대해 강한 세포독성을 나타내었으나 GTL과의 효과 차이는 없었고(Fig.
Roasting 효과를 측정하기 위해 여러 조건에서 roasting한 RGT 물 추출물에 대해 향미를 5점 법으로 평가하였다. 먼저 향은 녹차향 1점, 녹차향에 가까움 2점, 녹차향과 커피향이 비슷하게 남 3점, 커피향에 가까움 4점, 커피향 5점을 부여하여 평가하였고(Table 1), 맛도 향과 같은 방법으로 평가하였다 (Table 2). GTL을 240℃에서 60분간 roasting한 RGT에서 커피와 가장 유사한 향미를 나타내어 240℃에서 60분간 roasting한 RGT 시료를 CLGT로 하여, 여러 가지 실험에 사용하였다.
관능평가 요원은 충분한 훈련을 거쳐 품질 차이를 식별 할 수 있는 능력을 갖춘 20대 대학생(15명)으로 구성하였다. 미지근한 물로 입안을 헹군 후 시료의 향미를 평가하였다. 평가요원은 평가를 모두 마칠 때까지 정숙히 자리를 지켰다.
시료 열수추출물의 향미를 관능검사로 평가하였다. 관능평가 요원은 충분한 훈련을 거쳐 품질 차이를 식별 할 수 있는 능력을 갖춘 20대 대학생(15명)으로 구성하였다.
시료의 항산화성은 DPPH 라디칼 소거능으로 측정하였다[4]. DPPH 용액(0.
휘발성분의 분석은 Lee 등의 방법[17]에 준하여 증류한 n-pentane/diethyl ether 혼합용매(1:1, v/v) 100 ml를 사용하여 상압에서 3시간 동안 simultaneous distillation extraction (SDE)장치로 추출하였다. 용매의 수분을 제거하고 약 0.5 ml 로 농축하여 GC/MS는 HP6890 Series gas chromatographMS로 분석하였다. Injector와 ion source의 온도는 각각 250℃ 와 230℃이며, column은 DB-Wax (60 m × 0.
이들로부터 배지를 제거하고 PBS로 세척(3회) 후 serum free media (SFM)를 넣고 시료를 농도 별(0, 50, 250, 500 μg/ml)로 처리하여 48시간 배양하였다.
이를 농축(100 mg/ml)하고 membrane (0.2 μm) 여과하여 세포독성, caspase-3 발현 및 항산화능 검증시료와 일반화학성분 분석시료로 사용하였다.
이를 새로운 96-well plate의 well당 100 μl 옮겨 Anthos 2020 model microplate reader (Anthos Labtech Instruments, Wals, Austria)로 570 nm에서 흡광도를 측정하여 세포의 생육 정도를 계산하였다.
휘발성분의 분석은 Lee 등의 방법[17]에 준하여 증류한 n-pentane/diethyl ether 혼합용매(1:1, v/v) 100 ml를 사용하여 상압에서 3시간 동안 simultaneous distillation extraction (SDE)장치로 추출하였다. 용매의 수분을 제거하고 약 0.
성능/효과
1)Antioxidant activity is presented as a vitamin C meg/g and then SC50, which is a sample concentration to be reduced a 50% DPPH color after one min reaction.
GTL과 CLGT 시료의 total sugar의 함량(glucose %)은 각각 6.5%와 5.6%로 roasting에 의해 감소되었지만 유의차는 없었고, total protein 함량은 각각 4.9%와 2.8%로 CLGT 시료에서 유의적으로 낮았다 (p<0.05).
GTL과 CLGT시료에 함유된 휘발성 성분을 분석하였다 (Table 5, 6). GTL에서 39개 화합물이 검출되었고 그 중 2-methyl butanal, acetic acid, 4-tert-butyl cyclohexanol, cis-ocimene, 1-ethyl pyrrole, limonene, 2-methyl propanal, propanoic acid, tererpineol, cis-geraniol의 함량(면적비가 1.0% 이상인 화합물)이 상대적으로 높았다. 반면에 CLGT에는 33개 화합물이 검출되었고, 그 중 2-methyl butanal, 1-ethylpyrrole, acetic acid, o-xylene, 4-tert-butyl cyclohexanol, limonene, cis-ocimene, cis-2,6-dimethyl-2,6-octadiene, 1-ethyl-1H-pyrrole-2-carboxaldehyde, terpinolen, 2,6-dimethyl- 1,5- heptadiene, trans-ocimene의 함량(면적비가 1.
Roasting에 의해 증가되었거나 생성된 화합물도 있었고, 감소되었거나 없어진 화합물도 있었다. GTL에서 검출된 39개 화합물 중 2-methyl propanal 및 2,5,5-trimethyl-1-hexen3-yne을 비롯하여 17개 화합물이 파괴되어 없어졌고, 2-mentyl butanal을 포함하여 10개 화합물이 감소되었다(Table 6). 또한 CLGT에 검출된 33 화합물 중 o-xylene, 1-ethyl-1Hpyrrole-2-carboxaldehyde, 1-methyl-2-formpyrrole을 포함하여 11개 화합물이 생성되었고, 1-ethyl pyrrole, 2,6-dimethyl1,5-heptadiene, phenylethyl hexanoic acid 및 1-octan-3-ol을 비롯한 12개 화합물의 함량은 증가되었다(Table 5).
결론적으로, GTL을 roasting (240℃, 1시간)하여 CLGT를 조제하였고, 이 CLGT는 GTL과 비교하여, 인체 암세포나 정상 세포 및 쥐 심근세포에 대해 독성 차이는 없었다. 따라서, 이 CLGT는 커피 대용으로 사용할 수 있을 것이다.
1, 2). 그 결과 CLGT는 농도 의존적으로 MCF-7과 PC-3에 대해 강한 세포독성을 나타내었으나 GTL과의 효과 차이는 없었고(Fig. 1), 또한 SK-N-SH세포와 H9c2세포에 대해서는 GTL과 마찬가지로 전혀 세포독성이 없었다(Fig. 2). 이와 같은 CLGT의 인체 암세포에 대한 세포독성은 Pan 등의 연구 결과[20]와 같이 mitochondria의 dysfunction에 의한 apoptosis에 기인하는 것으로 추정되었다(Fig.
GTL에서 검출된 39개 화합물 중 2-methyl propanal 및 2,5,5-trimethyl-1-hexen3-yne을 비롯하여 17개 화합물이 파괴되어 없어졌고, 2-mentyl butanal을 포함하여 10개 화합물이 감소되었다(Table 6). 또한 CLGT에 검출된 33 화합물 중 o-xylene, 1-ethyl-1Hpyrrole-2-carboxaldehyde, 1-methyl-2-formpyrrole을 포함하여 11개 화합물이 생성되었고, 1-ethyl pyrrole, 2,6-dimethyl1,5-heptadiene, phenylethyl hexanoic acid 및 1-octan-3-ol을 비롯한 12개 화합물의 함량은 증가되었다(Table 5). 이와 같은 결과는 Kenji와 Hisami가 pan-fried한 Japanese Kumara-cha와 Chinese Longing tea에서 각각 51 및 52개의 화합물을 검출한 결과와 유사하였다[11].
2B) 증식에 대해 GTL과 CLGT 시료를 농도 별로 처리한 결과 GTL과 CLGT 시료 최대 처리량인 500 μg/ml 농도까지 증식 저해효과는 나타나지 않았다. 또한 이들 두 시료의 SK-N-SH 세포와 H9c2 세포 증식에 대한 효과는 유의적인 차이가 없어 roasting 효과는 없었다.
0% 이상인 화합물)이 상대적으로 높았다. 반면에 CLGT에는 33개 화합물이 검출되었고, 그 중 2-methyl butanal, 1-ethylpyrrole, acetic acid, o-xylene, 4-tert-butyl cyclohexanol, limonene, cis-ocimene, cis-2,6-dimethyl-2,6-octadiene, 1-ethyl-1H-pyrrole-2-carboxaldehyde, terpinolen, 2,6-dimethyl- 1,5- heptadiene, trans-ocimene의 함량(면적비가 1.0% 이상인 화합물)이 높았다.
4)에서 GTL과 CLGT 시료 처리에 따른 농도 의존적으로 caspase-3 protein 함량이 증가하였고, 두 시료의 효과 차이는 없었다. 이 결과는 GTL과 CLGT 시료가 MCF-7 세포와 PC-3 세포에 대한 독성효과는 apoptosis를 유도하였음을 의미한다.
본 연구에서는 CLGT의 물 추출물을 GTL 물 추출물과 비교 하여 인체암세포 주인 MCF-7와 PC-3 및 인체정상세포 주인 SK-N-SH와 쥐심근 정상세포 주인 H9c2에 대하여 세포독성을 검증하였다. 이들 물 추출물 모두 500 ug/ml의 고농도에서 암세포인 MCF-7 세포에 대하서는 88% (Fig. 1A), PC-3세포에 대해서는 70%의 세포독성이 나타났고(Fig. 1B), 정상세포인 SK-N-SH 및 H9c2에 대해서는 5%의 세포독성을 나타내었다 (Fig. 2). 이와 같은 결과(암세포에는 독성이 강하고, 정상세포에 대해서는 독성이 약한 결과) 정확히 비교할 수 있는 결과는 없지만, Babich 등[3]이 ECG가 충치에서 분리한 암세포와 정상세포에 대한 세포독성이 상이하다는 보고, 즉 ECG의 세포독성은 정상세포에서는 아주 낮고, 암세포에 대해서는 아주 강하다는 보고와 유하였다.
이들 성분 중 GTL 시료에 비해 CLGT 시료에서 EGC, catechin, EC, EGCG, GCG 및 ECG의 함량이 유의차 있게 감소되었고(p<0.05), GC 및 caffeine함량은 감소되었지만 유의차가 없었다.
1B)의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 이들 세포에 GTL과 CLGT 시료를 농도 별로 처리하고 48시간 후 생존 세포를 측정한 결과, 두 시료 모두 농도가 증가할수록 세포 수는 현저히 감소하였고, GTL과 CLGT 시료는 MCF-7세포와 PC-3 세포 성장에 농도 의존적으로 세포증식 억제효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 두 시료 GTL과 CLGT간의 세포 증식억제 효과에는 유의적인 차이가 없어 roasting에 의한 세포독성은 없었다.
인체 정상세포인 SK-N-SH (Fig. 2A)와 쥐 심근세포인 H9c2 (Fig. 2B) 증식에 대해 GTL과 CLGT 시료를 농도 별로 처리한 결과 GTL과 CLGT 시료 최대 처리량인 500 μg/ml 농도까지 증식 저해효과는 나타나지 않았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹차를 덖음 열처리할 때 향미 조성은 어떻게 변합니까?
녹차는 많은 비 휘발성 및 휘발성 화합물을 함유하고 있어 이들 화합물 조성이 복합적으로 녹차의 향미에 영향을 미친다[13, 17, 23]. GLT를 녹차로 제조하기 위한 덖음 열처리는 비 휘발성 화합물인 caffeine, catechin, EC, EGC, ECG, EGCG 등을 분해시키거나 증발 유실시켰고[13], 휘발성 화합물인 pentanol, cis-3-hexenol, linalool oxide I, linalool oxide II, βionone은 감소시켰고, phenylacetaldehyde, linalool, linaloooxide III, α-terpineol, indole은 증가시켰다[13, 17]. 따라서 덖음 열처리는 GTL에 함유된 향미성분의 조성을 변화시켜, 녹차에 고유 향미를 부여하기 때문에, 덖음 열처리보다 더 강한 열처리(roasting)는 GTL을 커피와 유사한 향미가 부여된 CLGT를 제조할 수 있음을 의미한다.
녹차는 어떤 식품입니까?
녹차(green tea leaves: GTL)는 차나무(Camellia sinensis)엽을 다양한 방법으로 가공한 식품으로 녹차 특유의 향미[향 (flavor)과 맛(taste)]를 갖는 기호성 식품이다. 또한 GTL은 암을 비롯한 각종 만성질병의 예방·치료와 흥분, 강심, 이뇨 등의 약리작용과 신체조절 기능을 갖는 기능성 식품이다[1, 6, 10, 25].
녹차가 가지는 효능은?
녹차(green tea leaves: GTL)는 차나무(Camellia sinensis)엽을 다양한 방법으로 가공한 식품으로 녹차 특유의 향미[향 (flavor)과 맛(taste)]를 갖는 기호성 식품이다. 또한 GTL은 암을 비롯한 각종 만성질병의 예방·치료와 흥분, 강심, 이뇨 등의 약리작용과 신체조절 기능을 갖는 기능성 식품이다[1, 6, 10, 25].
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