[논문]발효과정이 솔잎 착즙액의 항산화, alpha-Glucosidase 및 Angiotensin Converting Enzyme 저해 활성에 미치는 영향

김소윤; 이현정; 박재희; 김래영; 정현숙; 박은주

doi:10.3746/jkfn.2013.42.3.325

[국내논문] 발효과정이 솔잎 착즙액의 항산화, alpha-Glucosidase 및 Angiotensin Converting Enzyme 저해 활성에 미치는 영향
Effects of Fermentation on the Metabolic Activities of Pine Needle Juice 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.42 no.3, 2013년, pp.325 - 334

김소윤 (경남대학교 식품영양학과) , 이현정 (경남대학교 식품영양학과) , 박재희 (경남대학교 식품영양학과) , 김래영 (창신대학 호텔조리제빵과) , 정현숙 (조선대학교 생명공학과) , 박은주 (경남대학교 식품영양학과)

초록
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솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성을 분석하기 위하여 총 페놀함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능, $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성, CAC 활성을 분석하였고, 항유전독성을 분석하기 위하여 DNA 손상 억제능을 분석하였으며, 항당뇨효과와 항고혈압 효과를 분석하기 위하여 각각 ${\alpha}$-glucosidase 및 ACE 저해활성을 분석하였다. 총 페놀 함량은 솔잎착즙액(17.3 mg GAE/g)이 솔잎발효액(4.6 mg GAE/g)보다 유의적으로 3.7배 높았으며, 이는 발효가 진행됨에 따라 페놀 성분이 침전된 결과로 보인다. DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능 및 $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성은 솔잎착즙액이 솔잎발효액 보다 유의적으로 높았다. 즉 1 mg/mL 수준에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 33.3%, 21.4%로 나타났고, $60{\sim}530{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 총 항산화능을 나타내었으며, $2{\sim}100{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성을 나타내었다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 CAC 활성은 AAPH 처리군보다 솔잎착즙액 및 솔잎발효액 처리군의 CAC 활성이 농도 의존적으로 증가하였으며, $50{\mu}g/mL$ 농도를 제외하고 두 그룹 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성의 상관관계는 총 항산화능과 DPPH 라디칼소거능(r=0.836, p=0.000) 및 ORAC assay(r=0.918, p=0.000) 간의 높은 양의 상관관계가 나타났을 뿐만 아니라 DPPH 라디칼 소거능과 ORAC assay(r=0.909, p=0.000) 간에도 높은 양의 상관관계가 나타나 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 높은 항산화활성을 추측할 수 있었다. $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 DNA 손상 억제능은 솔잎착즙액과 솔잎발효액에서 농도의존적으로 증가하였으며, $50{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 더 높은 경향을 나타내었다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항당뇨 효과를 알아보기 위하여 ${\alpha}$-glucosidase 억제능을 실험한 결과 희석배율이 증가할수록 솔잎발효액의 ${\alpha}$-glucosidase 억제능은 급격히 감소하는 반면, 솔잎착즙액은 솔잎발효액보다 높은 활성을 유지하는 것으로 나타났다. 항고혈압 효과 분석을 위한 ACE 저해활성은 2배 희석 시 솔잎착즙액 87.1%, 솔잎발효액 60.0%로 솔잎착즙액의 ACE 저해활성이 높은 경향을 나타내었다. 본 연구를 통해 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 평가하고자 하였으며, 발효가 이러한 생리활성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액만을 분석하였고, 발효기간에 따른 활성의 변화를 평가하지 못한 제한점이 있으나 본 연구의 결과는 지금까지 연구가 미흡했던 솔잎착즙액의 생리활성을 보고함으로써 솔잎을 활용한 기능성 소개개발에 유용한 자료로 제안될 수 있을 것이다. 또한 향후 연구에서 솔잎착즙액의 기능성을 증대시킬 수 있는 발효과정에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to compare the content and metabolic activities between fresh pine needle juice (PNJ) and fermented pine needle juice (FPNJ). A variety of factors were measured, including total phenolic content (TPC), antioxidant activity [DPPH radical scavenging activity (RSA), total radical-trapping antioxidant potential (TRAP), oxygen radical absorbance capacity (ORAC), cellular antioxidant capacity (CAC)], anti-genotoxic activity, ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity, and angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity. The TPC was $17.3{\pm}0.2$ and $4.6{\pm}0.0$ mg GAE/g in PNJ and FPNJ, respectively. The DPPH RSA, TRAP, and ORAC values increased in a dose-dependent manner for both PNJ and FPNJ, with significantly higher activities in PNJ than FPNJ. The CAC against AAPH-induced oxidative stress in HepG2 cells was protected by both PNJ and FPNJ. Pretreatment with PNJ and FPNJ in human leukocytes produced significant reductions in $H_2O_2$-induced DNA damage at a concentration of $50{\mu}g/mL$. ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity was significantly higher in FPNJ than PNJ. The ACE inhibitory activity was about 87.1% and 60.0% in 1:1 diluted PNJ and FPNJ, respectively. This study suggests that the fermentation of PNJ could enhance the regulation of blood glucose metabolism and both PNJ and FPNJ might be a new potential source of natural antioxidant, anti-diabetic, and anti-hypertensive agents applicable to food.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 발효에 의한 생리활성 변화는 다양하게 나타날 수 있는데 Cha 등(17)은 40종의 한방생약재추출물의 항산화활성이 발효에 의해 증가하거나 혹은 감소하는 상반된 효과를 나타내는 것으로 보고하였으며, 이는 식물의 특성에 따라 발효가 생리활성에 미치는 영향에 차이가 있음을 보여주는 결과이다. 몇몇의 연구에서 식물추출물 발효액의 활성을 보고하고 있으나(18-20) 솔잎 추출물(16,21)의 발효가 생리활성 변화에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이므로, 이에 본 연구에서는 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 분석하기 위하여 항산화활성, 항유전독성, 항당뇨활성 및 항고혈압활성 등을 조사하고, 솔잎착즙액의 발효가 이러한 활성의 변화에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
Park 등(21)은 솔잎착즙액의 발효기간(1, 4, 7년)에 따른 superoxide anion radical 소거능력을 측정한 결과 모든 발효기간에서 높은 항산화력을 나타내었으며, 발효기간에 따른 유의적인 차이는 없었음을 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 솔잎발효기간의 효율성과 식물추출물 발효액의 활성 변화에 대한 연구결과들(16,18-20)을 바탕으로 2년간 발효시킨 솔잎발효액을 분석에 사용하였다. 솔잎은 아황산가스의 오염을 최소화하기 위해 해발 350 m 이상에서 자란 청정지역의 건강한 소나무를 선택하여 영양상태가 좋은 가지부분을 채취한 후 싱싱하고 푸른 잎만을 선별하였다.
0%로 솔잎착즙액의 ACE 저해활성이 높은 경향을 나타내었다. 본 연구를 통해 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 평가하고자 하였으며, 발효가 이러한 생리활성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액만을 분석하였고, 발효기간에 따른 활성의 변화를 평가하지 못한 제한점이 있으나 본 연구의 결과는 지금까지 연구가 미흡했던 솔잎착즙액의 생리활성을 보고함으로써 솔잎을 활용한 기능성 소개개발에 유용한 자료로 제안될 수 있을 것이다.

제안 방법

무처리구에는 DMSO 20 μL를 처리하여 흡광도를 측정하였다.
즉 0.2 mM DPPH 에탄올 용액 80 μL를 농도별(10, 100, 250, 500, 1,000 μg/mL) 시료 20 μL에 가한 후 10초 동안 혼합하고 상온에서 10분간 반응시켜 ELISA reader(Sunrise, Tecan Co. Ltd.)를 이용하여 492 nm에서 흡광도를 측정하였다.
솔잎의 불순물이 녹아 나오도록 흐르는 물에 담근 후, 맑은 물이 나올 때까지 3～4회 세척하고 다시 숯을 우려낸 물로 1회 세척하였다. 솔잎 표면의 수분을 완전히 탈수한 뒤 착즙기로 분쇄하여 착즙하였으며, 착즙된 솔잎액을 4℃에서 섬유소 층과 상징액을 저온 분리하여, 상징액만을 모은 솔잎착즙액과 상징액을 상온에서 2년간 발효시킨 솔잎발효액을 분리하였다.
DPPH 라디칼 소거능: DPPH 라디칼 소거능은 Mensor 등(23)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉 0.
솔잎착즙액과 솔잎발효액(2, 5, 10, 50, 100 μg/mL)에 peroxyl radical 생성을 위한 AAPH를 최종 반응 농도가 20 nM이 되도록 처리하고 형광표준 용액 fluorescein을 최종 반응 농도가 40 nM이 되도록 처리하였으며(26), 최종 반응 농도 1μM의 Trolox를 control standard로 사용하였다.
양성대조구에는 시료 대신 PBS를 처리한 후 200 μM H2O2를 처리하였고, 음성대조군에는 PBS만을 처리하였다.
형광 probe로 40 mM DCFH-DA 2 μL를 가하고 빛을 차단하여 30분 동안 배양한 후 GENios fluorescence plate reader(Tecan Trading AG)를 이용하여 excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm에서 형광의 발생 정도를 측정하였다.
24시간 후 배지를 제거하고 형광에 안정한 HBSS (Hank's balanced salt solution)를 각 well에 200 μL 분주한 후 최종 농도가 100 μg/mL가 되도록 각 시료를 처리하여 30분 동안 배양하였다.
각 시료의 DPPH radical 소거능은 아래의 식에 의해 계산하였으며, 시료를 첨가하지 않은 무처리구와 흡광도 차를 비교하여 free radical의 제거 활성을 백분율로 나타내었다. 각 용매별로 DPPH radical을 50% 저해하는 농도인 IC₅₀(inhibitory concentration)을 구하였다.
시료를 6분 동안 30℃에서 배양한 후 UV/VIS spectrophotometer(UV 1601, Shimazu, Kyoto, Japan)를 사용하여 740 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 TRAP 농도는 Trolox(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid)의 검정곡선(calibration curve)을 이용하여 계산하였으며 TEAC(Trolox equivalent antioxidant capacity, mM)로 표현하였다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액(2, 5, 10, 50, 100 μg/mL)에 peroxyl radical 생성을 위한 AAPH를 최종 반응 농도가 20 nM이 되도록 처리하고 형광표준 용액 fluorescein을 최종 반응 농도가 40 nM이 되도록 처리하였으며(26), 최종 반응 농도 1μM의 Trolox를 control standard로 사용하였다. Peroxyl radical의 감소를 나타내는 형광감소율은 GENios fluorescence plate reader(Tecan Trading AG, Salzburg, Austria)를 이용하여 excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm에서 매 2분마다 2시간 동안 측정하였다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 ORAC value는 각 시료의 형광이 감소하는 곡선 아래 부분의 총 면적(net area under the curve)을 산출하여 vitamin E 수용성 유도체인 1 μM Trolox에 의해 보호된 curve area와 비교하여 trolox equivalents(TE)로 나타내었다.
Cellular antioxidant capacity(CAC) assay: HepG2 세포를 이용한 살아 있는 세포 내에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화 활성 측정을 위한 CAC assay는 DCFH-DA 분석법(27)을 변형하여 측정하였다. 즉 96-well plate에서 HepG2 5×10⁴ cells/mL를 37℃, 5% CO₂ incubator에서 10% FBS, 1% penicillin/streptomycin을 함유하는 DMEM으로 배양하였다.
형광 probe로 40 mM DCFH-DA 2 μL를 가하고 빛을 차단하여 30분 동안 배양한 후 GENios fluorescence plate reader(Tecan Trading AG)를 이용하여 excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm에서 형광의 발생 정도를 측정하였다. 음성대조군(negative control)은 DCFH-DA만을 처리하였으며, 양성대조군(positive control)에는 AAPH와 DCFH-DA를 처리하였다. 대조군의 형광값을 100%로 하여 각 시료와 AAPH 의 상대적인 형광값을 비교하였다.
음성대조군(negative control)은 DCFH-DA만을 처리하였으며, 양성대조군(positive control)에는 AAPH와 DCFH-DA를 처리하였다. 대조군의 형광값을 100%로 하여 각 시료와 AAPH 의 상대적인 형광값을 비교하였다.
Slide를 ethidium bromide(20 μg/mL)로 염색하여 형광현미경(LEICA DMLB, Wetzlar, Germany)의 CCD camera(Nikon, Tokyo, Japan)를 통해 보내진 각각의 세포핵 image를 comet image analyzing system(Komet version 5.0, Kinetic Imaging, Liverpool, UK)을 통해 분석하였다.
Lysis가 끝난 후, slide를 전기영동조에 배열하고 4℃의 차가운 전기영동 buffer(300 mM NaOH, 10 mM Na₂EDTA, pH>13)를 채워 20분 동안 unwinding 시켜 DNA의 alkal labile sites가 드러나게 한 후 25 V/300±3 mA의 전압으로 20분간 전기영동을 실시하였다. 빛에 의해 DNA가 부가적으로 손상되는 것을 방지하기 위해 위의 과정은 암실조건에서 실시하였다. 전기영동이 끝난 후 차가운 중성용액(0.
0, Kinetic Imaging, Liverpool, UK)을 통해 분석하였다. 백혈구의 hydrogen peroxide에 의한 DNA 손상 및 각 추출물에 의한 손상억제 정도는 핵으로부터 이동해서 꼬리 부분으로 떨어져 나간 꼬리 부분 내 DNA 함량(tail intensity)을 측정하여 나타내었다.
ACE 저해활성은 기질인 Hip-His-Leu(N-hippuryl-L-histidyl-L-leucine hydrate)에 ACE가 작용하여 생성된 hippuric acid를 측정하는 원리를 통해 분석하였다. 분석을 위하여 0.
2,7'-dichlorofluorescein diacetate(DCFH-DA) probe를 이용하여 항산화제의 세포막 침투 정도와 세포 내에서 AAPH로 유도된 peroxyl radical을 소거하는 항산화제 활성 정도를 측정하는 CAC assay를 수행하였다(48).
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성을 분석하기 위하여 총 페놀함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능, ORACROO· 활성, CAC 활성을 분석하였고, 항유전독성을 분석하기 위하여 DNA 손상 억제능을 분석하였으며, 항당뇨 효과와 항고혈압 효과를 분석하기 위하여 각각 α-glucosidase 및 ACE 저해활성을 분석하였다.
Lysis가 끝난 후, slide를 전기영동조에 배열하고 4℃의 차가운 전기영동 buffer(300 mM NaOH, 10 mM Na2EDTA, pH>13)를 채워 20분 동안 unwinding 시켜 DNA의 alkal labile sites가 드러나게 한 후 25 V/300±3 mA의 전압으로 20분간 전기영동을 실시하였다.

대상 데이터

(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였으며, RPMI 1640, Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM), fetal bovine serum(FBS), penicillin/streptomycin은 Gibco BRL(Grand Island, NY, USA)에서 구입하였다.
항당뇨 효과를 확인하기 위해 α-glucosidase 효소로 사용한 rat intestinal acetone powder와 항고혈압 활성 분석에 사용된 N-hippuryl-L-histidyl-L-leucine hydrate, rabbit lung acetone powder는 Sigma Chemical Co.에서 구입하였고, glucose kit는 Bioclinical system(Anyang, Korea)에서 구입하였다. Trizma hydrochloride(Tris-HCl), dimethyl sulfoxide(DMSO) 등을 비롯한 기타 시약 및 용매는 모두 일급 이상의 등급을 사용하였다.
본 실험에서 사용된 솔잎착즙액과 솔잎발효액은 2012년 2월에 조선대학교에서 제공받아 사용하였다(21). Park 등(21)은 솔잎착즙액의 발효기간(1, 4, 7년)에 따른 superoxide anion radical 소거능력을 측정한 결과 모든 발효기간에서 높은 항산화력을 나타내었으며, 발효기간에 따른 유의적인 차이는 없었음을 보고하였다.
따라서 본 연구에서는 솔잎발효기간의 효율성과 식물추출물 발효액의 활성 변화에 대한 연구결과들(16,18-20)을 바탕으로 2년간 발효시킨 솔잎발효액을 분석에 사용하였다. 솔잎은 아황산가스의 오염을 최소화하기 위해 해발 350 m 이상에서 자란 청정지역의 건강한 소나무를 선택하여 영양상태가 좋은 가지부분을 채취한 후 싱싱하고 푸른 잎만을 선별하였다. 솔잎의 불순물이 녹아 나오도록 흐르는 물에 담근 후, 맑은 물이 나올 때까지 3～4회 세척하고 다시 숯을 우려낸 물로 1회 세척하였다.
혈액 내 백혈구 세포 분리: 건강한 성인남성 2명으로부터 채혈한 신선한 전혈에서 Histopaque 1077(Sigma)을 이용해 백혈구를 분리한 후 본 실험에 사용하였다. 본 연구는 인간을 대상으로 하는 의학연구의 윤리원칙을 제시한 세계 의사협회 총회(World Medical Association)의 헬싱키 선언(Declaration of Helsinki)의 윤리적 가이드라인에 따라 수행하였다(28).

데이터처리

각 항목은 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 시행하여 F값을 구하고, Duncan's multiple range test를 이용하여 각 구간의 유의성 차이를 검증하였다.
모든 데이터의 통계처리는 SPSS/Windows 14.0(IBM, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였고 결과는 평균±표준편차로 나타내었으며, 신뢰수준 95%(p<0.05)에서 평균값들에 대해 유의성을 검증하였다.
각 항목은 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 시행하여 F값을 구하고, Duncan's multiple range test를 이용하여 각 구간의 유의성 차이를 검증하였다. 또한 각 항목에 대하여 Pearson 상관분석을 실시하였으며, 솔잎착즙액과 솔잎발효액 간의 유의적인 차이는 Student t-test를 통해 검증하였다.

이론/모형

총 페놀 함량은 분석방법으로 널리 사용되고 있는 FolinDenis 방법(22)으로 측정하였다. 즉 시료 1 mL를 취하여 증류수 1 mL를 가하여 희석하고 1 N Folin-Ciocalteu's phenol reagent 2 mL를 가하여 실온에서 3분간 방치한 후, 10% Na₂CO₃용액 2 mL를 가하여 이 혼합액을 1시간 동안 상온에서 방치하였다.
총 항산화능(total radical trapping antioxidant potential; TRAP): 총 항산화능은 Rice-Evans와 Miller의 inhibition assay 방법에 따라 분석하였다(24). 이 방법은 150μM ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonate)와 2.
ORAC(oxygen radical absorbance capacity) assay: Peroxyl radical 소거능은 총 항산화능을 양적으로 측정하여 항산화 활성을 평가하는 Kurihara 등(25)의 peroxyl radical scavenging capacity(ORAC_ROO․) 분석법을 이용하였다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액(2, 5, 10, 50, 100 μg/mL)에 peroxyl radical 생성을 위한 AAPH를 최종 반응 농도가 20 nM이 되도록 처리하고 형광표준 용액 fluorescein을 최종 반응 농도가 40 nM이 되도록 처리하였으며(26), 최종 반응 농도 1μM의 Trolox를 control standard로 사용하였다.
혈액 내 백혈구 세포 분리: 건강한 성인남성 2명으로부터 채혈한 신선한 전혈에서 Histopaque 1077(Sigma)을 이용해 백혈구를 분리한 후 본 실험에 사용하였다. 본 연구는 인간을 대상으로 하는 의학연구의 윤리원칙을 제시한 세계 의사협회 총회(World Medical Association)의 헬싱키 선언(Declaration of Helsinki)의 윤리적 가이드라인에 따라 수행하였다(28).

성능/효과

솔잎착즙액과 솔잎발효액의 총 페놀 함량은 솔잎착즙액이 17.3 mg GAE/g, 솔잎발효액이 4.6 mg GAE/g으로 솔잎 발효액보다 솔잎착즙액이 유의적으로(p<0.01) 3.7배 더 높은 총 페놀 함량을 나타내었다(Table 1).
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과 솔잎 착즙액과 솔잎발효액 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하였으며, 1 mg/mL 수준에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 유리라디칼 소거능은 각각 33.3%, 21.4%로 솔잎착즙액이 솔잎 발효액보다 유의적으로(p<0.01) 높은 활성을 나타내었다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액 모두 농도가 증가할수록 유의적으로 총 항산화능이 증가하였으며, 30～530 μg/mL 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 활성을 나타내었다.
IC50은 vitamin C가 28.0±0.3 μg/mL인데 비해 솔잎착즙액은 2,183.3±123.1 μg/mL, 솔잎발효액은 6,427.1±796.7 μg/mL로 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로(p<0.01) 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타내었다(Table 2).
동일농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액 보다 유의적으로(p<0.01) 높은 ORACROO· 활성을 나타내었고, 100 μg/mL 농도에서 솔잎착즙액의 ORACROO· 활성이 10.5 μM TE로 유의적으로 가장 높았다(Table 4).
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 산화적 스트레스에 대한 DNA 손상 보호능을 Comet assay 기법(50,51)으로 수행한 결과두 시료 모두 hydrogen peroxide(H2O2)로 유도된 산화적 스트레스에 대해 농도 의존적으로 DNA 손상을 보호하였으며, 두 그룹간의 유의적인 차이는 없었으나 50 μg/mL 농도에서 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 높은 경향의 항유전독성효과를 나타내었다(Fig. 1).
또한 1～10 μg/mL의 저농도에서는 AAPH 처리군에 대한 ROS 억제율이 솔잎발효액보다 솔잎착즙액에서 2.0～2.6배 높은 경향을 나타났으나, 100 μg/mL 고농도에서는 솔잎착즙액과 솔잎발효액 모두 30% 이상의 높은 활성을 나타내었으며 그룹간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다(Table 5).
2,7'-dichlorofluorescein diacetate(DCFH-DA) probe를 이용하여 항산화제의 세포막 침투 정도와 세포 내에서 AAPH로 유도된 peroxyl radical을 소거하는 항산화제 활성 정도를 측정하는 CAC assay를 수행하였다(48). HepG2 세포내 항산화능을 통해 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화 활성을 분석하기 위하여 AAPH로 산화적 스트레스를 유도하고 AAPH를 처리하지 않은 무처리군을 100%로 하였을때, AAPH 처리군보다 솔잎착즙액 및 솔잎발효액 처리군의 CAC 활성이 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 1～10 μg/mL의 저농도에서는 AAPH 처리군에 대한 ROS 억제율이 솔잎발효액보다 솔잎착즙액에서 2.
Takamatsu 등(49)은 세포내 항산화능은 시료에 포함된 항산화물질의 활성에 의존적이라고 보고하였다. 본 연구에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화활성 및 ORAC 활성은 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 높았으며, DPPH 라디칼 소거능, TRAP assay 및 ORAC assay간의 상관관계를 분석해 본 결과 TRAP assay와 DPPH 라디칼 소거능(r=0.836, p=0.000), TRAP assay와 ORAC assay(r=0.918, p=0.000) 및 DPPH 라디칼 소거능과 ORAC assay(r=0.909, p=0.000)에서 매우 높은 양의 상관관계를 나타내었다. 즉 이러한 항산화 활성을 나타내는 솔잎착즙액에 포함된 항산화물질이 CAC 활성 증가에 영향을 미친 것으로 사료된다.
2배(1:1) 희석 시 솔잎추출액 53.9%, 솔잎발효액 87.8%으로 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 유의적으로 높은 α-glucosidase 억제능을 나타내었으나, 희석비율이 20배(1:19), 40배(1:39)로 증가함에 따라 솔잎발효액의 α-glucosidase 억제능은 각각 23.4%, 20.1%로 급격하게 감소하는 반면, 솔잎착즙액은 각각 48.7%, 32.7%로 솔잎발효액에 비해 비교적 활성을 유지하는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구결과는 솔잎추출액과 솔잎발효액이 탄수화물의 소화 과정에서 α-glucosidase에 의한 단당류 생성을 저해함으로써 식사 후 혈당이 급격히 상승하는 등의 증상을 제어할 수 있음을 간접적으로 시사하고 있다.
또한 녹차의 catechin, 메밀의 rutin과 같은 polyphenol 성분들은 ACE의 활성 저해인자로 알려져 있다(56). ACE 저해능을 통해 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항고혈압 활성을 분석한 결과 2배 희석 시 솔잎착즙액 87.1%, 솔잎발효액 60.0%로 솔잎착즙액의 ACE 저해활성이 높은 경향을 나타내었으며, 동일농도에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다(Fig. 3). Hong 등(57)은 솔잎 추출물 1 mg/mL에서 69.
DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능 및 ORACROO· 활성은 솔잎착즙액이 솔잎발효액 보다 유의적으로 높았다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항당뇨 효과를 알아보기 위하여 α-glucosidase 억제능을 실험한 결과 희석배율이 증가할수록 솔잎발효액의 α-glucosidase 억제능은 급격히 감소하는 반면, 솔잎착즙액은 솔잎발효액보다 높은 활성을 유지하는 것으로 나타났다.
H2O2로 유도된 산화적 스트레스에 대한 DNA 손상 억제능은 솔잎착즙액과 솔잎발효액에서 농도의존적으로 증가하였으며, 50 μg/mL 농도에서 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 더 높은 경향을 나타내었다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 CAC 활성은 AAPH 처리군보다 솔잎착즙액 및 솔잎발효액 처리군의 CAC 활성이 농도 의존적으로 증가하였으며, 50 μg/mL 농도를 제외하고 두 그룹 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
즉 1 mg/mL 수준에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 33.3%, 21.4%로 나타났고, 60～530 μg/mL 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎 발효액보다 유의적으로 높은 총 항산화능을 나타내었으며, 2～100 μg/mL 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 ORACROO· 활성을 나타내었다.
활성, CAC 활성을 분석하였고, 항유전독성을 분석하기 위하여 DNA 손상 억제능을 분석하였으며, 항당뇨 효과와 항고혈압 효과를 분석하기 위하여 각각 α-glucosidase 및 ACE 저해활성을 분석하였다. 총 페놀 함량은 솔잎 착즙액(17.3 mg GAE/g)이 솔잎발효액(4.6 mg GAE/g)보다 유의적으로 3.7배 높았으며, 이는 발효가 진행됨에 따라 페놀 성분이 침전된 결과로 보인다. DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능 및 ORAC_ROO· 활성은 솔잎착즙액이 솔잎발효액 보다 유의적으로 높았다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 CAC 활성은 AAPH 처리군보다 솔잎착즙액 및 솔잎발효액 처리군의 CAC 활성이 농도 의존적으로 증가하였으며, 50 μg/mL 농도를 제외하고 두 그룹 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성의 상관관계는 총 항산화능과 DPPH 라디칼 소거능(r=0.836, p=0.000) 및 ORAC assay(r=0.918, p=0.000) 간의 높은 양의 상관관계가 나타났을 뿐만 아니라 DPPH 라디칼 소거능과 ORAC assay(r=0.909, p=0.000) 간에도 높은 양의 상관관계가 나타나 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 높은 항산화활성을 추측할 수 있었다. H₂O₂로 유도된 산화적 스트레스에 대한 DNA 손상 억제능은 솔잎착즙액과 솔잎발효액에서 농도의존적으로 증가하였으며, 50 μg/mL 농도에서 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 더 높은 경향을 나타내었다.
솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항당뇨 효과를 알아보기 위하여 α-glucosidase 억제능을 실험한 결과 희석배율이 증가할수록 솔잎발효액의 α-glucosidase 억제능은 급격히 감소하는 반면, 솔잎착즙액은 솔잎발효액보다 높은 활성을 유지하는 것으로 나타났다. 항고혈압 효과 분석을 위한 ACE 저해활성은 2배 희석 시 솔잎착즙액 87.1%, 솔잎발효액 60.0%로 솔잎착즙액의 ACE 저해활성이 높은 경향을 나타내었다. 본 연구를 통해 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 평가하고자 하였으며, 발효가 이러한 생리활성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
ORAC assay를 통해 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화 활성을 항산화 성분의 자유라디칼 소거 능력, 즉 radical chain breaking antioxidant capacity를 측정한 결과 솔잎착즙액과 솔잎발효액 모두 농도 의존적으로 ORACROO· 활성이 증가하였다(46).
따라서 발효의 원재료가 나타내는 각 식물 조직의 특성에 따라 발효에 의한 생리활성물질의 추출속도에 차이가 있는 것으로 보인다. 또한 다양한 생물학적 효과를 나타내며 일반적으로 항산화작용이 강한 것으로 알려진(30) 페놀 성분은 단백질, 철분, 알칼로이드, 피리딘 등의 성분과 결합하여 침전을 형성하는 것으로 알려져 있는데(31,32), 발효기간이 경과할수록 페놀 함량이 감소하는 경향은 발효액의 페놀성분이 다른 성분과 결합함으로써 침전을 형성하므로, 본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액의 페놀성분이 침전물로 제거됨으로써 솔잎착즙액보다 솔잎발효액의 페놀 함량이 감소한 것으로 사료된다.

후속연구

Maritime pine bark에 함유된 축합형 tannin인 proanthocyanidin(35)은 레드와인 및 포도씨의 주요한 폴리 페놀 화합물(36,37)로 강한 항산화작용을 나타내는 것으로 보고되었으며, Kim 등(38)과 Park 등(39)은 솔잎에 함유된 proanthocyanidin과 catechin이 높은 항산화활성을 유도한다고 보고하였다. 따라서 솔잎착즙액과 솔잎발효액에 함유된 폴리페놀은 항산화활성을 향상시키는데 기여할 것으로 사료된다.
본 연구를 통해 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 평가하고자 하였으며, 발효가 이러한 생리활성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액만을 분석하였고, 발효기간에 따른 활성의 변화를 평가하지 못한 제한점이 있으나 본 연구의 결과는 지금까지 연구가 미흡했던 솔잎착즙액의 생리활성을 보고함으로써 솔잎을 활용한 기능성 소개개발에 유용한 자료로 제안될 수 있을 것이다. 또한 향후 연구에서 솔잎착즙액의 기능성을 증대시킬 수 있는 발효과정에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.
본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액만을 분석하였고, 발효기간에 따른 활성의 변화를 평가하지 못한 제한점이 있으나 본 연구의 결과는 지금까지 연구가 미흡했던 솔잎착즙액의 생리활성을 보고함으로써 솔잎을 활용한 기능성 소개개발에 유용한 자료로 제안될 수 있을 것이다. 또한 향후 연구에서 솔잎착즙액의 기능성을 증대시킬 수 있는 발효과정에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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