노지 및 시설재배 삼채 뿌리 및 잎의 이화학 성분, DPPH 라디칼 소거능 및 Nitric Oxide 생성 억제효과
Chemical Components, DPPH Radical Scavenging Activity and Inhibitory Effects on Nitric Oxide Production in Allium hookeri Cultivated under Open Field and Greenhouse Conditions
삼채를 식품으로써 활용도를 높이기 위하여 노지 및 하우스 재배에 의한 삼채의 뿌리 및 잎에 대한 식품학적인 특성을 조사하였다. 삼채의 수분함량은 뿌리에서 81.05~84.18%, 잎에서는 88.85~90.12%이었으며, 가용성 무질소물인 탄수화물군은 뿌리에서 13.49~16.20%, 잎에서는 7.08~7.79%를 함유하고 있었다. 무기질 성분 중 가장 많은 무기질은 노지 및 하우스 재배 모두 K으로 잎에서는 503.98~512.08 mg%를 함유하고 있었다. 노지 재배에 의한 삼채는 뿌리 중 유리당 함량이 잎 부위보다 약 4배 이상 높은 함량이었고, 하우스 재배 삼채는 뿌리보다 잎에서 약 3배 이상 높았다. 특히 fructose의 경우는 하우스 재배 삼채보다 노지 재배 삼채 뿌리가 약 12배 정도 더 높았다. 삼채의 조사포닌 및 총폴리페놀 함량은 뿌리보다 잎에서, 하우스 재배보다 노지 재배 삼채에서 더 많이 함유하고 있었다. 노지 및 하우스 재배 삼채의 뿌리와 잎 부위 추출물에 대한 DPPH radical 소거활성은 70% MeOH 잎 추출물에서 훨씬 소거활성이 높았으며 특히 하우스 재배 삼채 잎의 70% MeOH 추출물은 소거활성이 가장 높아 $IC_{50}$의 값이 2.74 mg/mL이었다. 마우스 대식세포에서의 세포증식에 미치는 영향에서는 하우스 재배 삼채 잎의 물 및 70% 메탄올 추출물 모두 가장 높은 농도인 10배 희석액을 처리하여서도 독성이 없었으며 LPS로 유도처리한 RAW 264.7 대식세포에서 NO의 생성을 억제현상은 70% 메탄올 추출물에서는 노지 및 하우스 재배 모두 농도 의존적으로 NO의 생성을 억제하였다. 특히 노지 재배 삼채 잎에서는 독성이 나타나지 않는 90배 희석액 처리 시에도 NO의 생성을 강하게 저해시켰다.
삼채를 식품으로써 활용도를 높이기 위하여 노지 및 하우스 재배에 의한 삼채의 뿌리 및 잎에 대한 식품학적인 특성을 조사하였다. 삼채의 수분함량은 뿌리에서 81.05~84.18%, 잎에서는 88.85~90.12%이었으며, 가용성 무질소물인 탄수화물군은 뿌리에서 13.49~16.20%, 잎에서는 7.08~7.79%를 함유하고 있었다. 무기질 성분 중 가장 많은 무기질은 노지 및 하우스 재배 모두 K으로 잎에서는 503.98~512.08 mg%를 함유하고 있었다. 노지 재배에 의한 삼채는 뿌리 중 유리당 함량이 잎 부위보다 약 4배 이상 높은 함량이었고, 하우스 재배 삼채는 뿌리보다 잎에서 약 3배 이상 높았다. 특히 fructose의 경우는 하우스 재배 삼채보다 노지 재배 삼채 뿌리가 약 12배 정도 더 높았다. 삼채의 조사포닌 및 총폴리페놀 함량은 뿌리보다 잎에서, 하우스 재배보다 노지 재배 삼채에서 더 많이 함유하고 있었다. 노지 및 하우스 재배 삼채의 뿌리와 잎 부위 추출물에 대한 DPPH radical 소거활성은 70% MeOH 잎 추출물에서 훨씬 소거활성이 높았으며 특히 하우스 재배 삼채 잎의 70% MeOH 추출물은 소거활성이 가장 높아 $IC_{50}$의 값이 2.74 mg/mL이었다. 마우스 대식세포에서의 세포증식에 미치는 영향에서는 하우스 재배 삼채 잎의 물 및 70% 메탄올 추출물 모두 가장 높은 농도인 10배 희석액을 처리하여서도 독성이 없었으며 LPS로 유도처리한 RAW 264.7 대식세포에서 NO의 생성을 억제현상은 70% 메탄올 추출물에서는 노지 및 하우스 재배 모두 농도 의존적으로 NO의 생성을 억제하였다. 특히 노지 재배 삼채 잎에서는 독성이 나타나지 않는 90배 희석액 처리 시에도 NO의 생성을 강하게 저해시켰다.
To enhance the utilization of Allium hookeri (AH) as a food, characteristics of AH roots and leaves cultivated under open field and greenhouse conditions were investigated. The moisture content of the roots and leaves were 81.05 to 84.18% and 88.85 to 90.12%, respectively. The moisture content of AH...
To enhance the utilization of Allium hookeri (AH) as a food, characteristics of AH roots and leaves cultivated under open field and greenhouse conditions were investigated. The moisture content of the roots and leaves were 81.05 to 84.18% and 88.85 to 90.12%, respectively. The moisture content of AH cultivated in the open field was 2 to 3% lower than the moisture content of AH cultivated in the greenhouse for both roots and leaves. The content of nitrogen-free extract, carbohydrates, was 13.49 to 16.20% in the roots and 7.08 to 7.79% in the leaves. The main mineral generated from both open field and greenhouse cultivation was potassium, at 503.98 to 512.08 mg% in leaves. The free sugar content of roots cultivated in the open field was four times higher than the content in the leaves, and roots cultivated in the greenhouse contained three times lower free sugar than the leaves. In particular, the fructose content of roots cultivated in the open field was about 12 times higher than roots cultivated in the greenhouse. The crude saponin and total polyphenol content was higher in leaves than roots, and was higher in the open field than the greenhouse. The $IC_{50}$ for DPPH radical scavenging activity was highest, 2.74 mg/mL, in 70% MeOH extracts of AH leaves cultivated in the greenhouse. Water and 70% MeOH extracts of AH leaves cultivated in the greenhouse showed no cytotoxicity to RAW 264.7 cells. Water extracts of AH leaves cultivated in the open field markedly inhibited the production of the inflammatory mediator nitric oxide. These results suggest that AH may be used as the material of health functional food.
To enhance the utilization of Allium hookeri (AH) as a food, characteristics of AH roots and leaves cultivated under open field and greenhouse conditions were investigated. The moisture content of the roots and leaves were 81.05 to 84.18% and 88.85 to 90.12%, respectively. The moisture content of AH cultivated in the open field was 2 to 3% lower than the moisture content of AH cultivated in the greenhouse for both roots and leaves. The content of nitrogen-free extract, carbohydrates, was 13.49 to 16.20% in the roots and 7.08 to 7.79% in the leaves. The main mineral generated from both open field and greenhouse cultivation was potassium, at 503.98 to 512.08 mg% in leaves. The free sugar content of roots cultivated in the open field was four times higher than the content in the leaves, and roots cultivated in the greenhouse contained three times lower free sugar than the leaves. In particular, the fructose content of roots cultivated in the open field was about 12 times higher than roots cultivated in the greenhouse. The crude saponin and total polyphenol content was higher in leaves than roots, and was higher in the open field than the greenhouse. The $IC_{50}$ for DPPH radical scavenging activity was highest, 2.74 mg/mL, in 70% MeOH extracts of AH leaves cultivated in the greenhouse. Water and 70% MeOH extracts of AH leaves cultivated in the greenhouse showed no cytotoxicity to RAW 264.7 cells. Water extracts of AH leaves cultivated in the open field markedly inhibited the production of the inflammatory mediator nitric oxide. These results suggest that AH may be used as the material of health functional food.
따라서 유황성분이 다량 함유되어있는 삼채도 뿌리뿐만이 아니라 잎도 이용가치가 충분히 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 국내에서 노지 및 하우스 재배에 의해 재배되고 있는 삼채를 식품적인 측면에서 일반성분, 무기질 성분, 유리당 조성 및 함량, 조사포닌 및 총폴리페놀 함량 등을 분석하고, 삼채 추출물에 대한 DPPH radical 소거활성 및 nitric ox-ide(NO) 생성 억제효과 등의 기능성을 분석한 결과를 기초자료로 제공하고자 하였다.
제안 방법
DPPH(,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl) 용액에 의한 전자공여능(electron donating ability)을 이용한 방법으로 Blois의 방법(14)을 일부 변형하여 항산화활성을 평가하였으며 시료는 삼채 건조분말시료를 열수 추출 및 에탄올 추출물을 각각 이용하여 측정하였다. 즉 1.
유리당 조성 및 함량은 시료 1 g을 증류수로 추출 여과한 후, 0.2 μM membrane filter(Whatman Co., Kent, UK)로 여과한 것을 HPLC(Agilent 1200, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)에 10 μL씩 주입하여 유리당 함량을 분석하였다. HPLC 분석에 사용한 칼럼은 Prevail carbo-hydrate ES column(Altech, Deerfield, MA, USA)이었고, 칼럼온도는 21℃로 유지하고, 유출용매는 acetonitrile(A)과 H2O(B)를 사용하여 gradient(condition: B soln, 0 min 25%, 20 min 40%, 25 min 50%, 30 min 50%)로 1.
대상 데이터
본 실험에 사용한 삼채는 경북 김천에서 노지 재배 및 무가온 하우스 재배한 것을 농가에서 제공받아 세척한 후 거즈로 물기를 제거한 후 수분함량을 측정하는 시료로 사용하였으며, 기타 성분은 75℃에서 건조한 후 분말한 후 냉장고에 저장하면서 분석 시료로 사용하였다.
이론/모형
7 세포에서 분비되는 염증매개인자의 하나인 NO를 측정하였다. NO의 농도는 배양액 내의 nitrite 농도를 Harris 등(16)의 방법에 따라 측정하였다. RAW 264.
삼채에 함유되어 있는 조사포닌 함량의 분석은 Ando 등(12)의 방법에 준하여 행하였다. 즉 삼채 건조 분말시료 5 g을 80% 메탄올 용액 250 mL로 환류추출한 후 여과하고 그 잔사를 다시 추출 재반복한 후 여과하여 여액을 합한 후 감압 농축하였다.
삼채의 일반성분 분석은 AOAC 방법(11)에 준하여 분석하였다. 즉 수분함량은 105℃ 상압건조법, 조회분은 회화로를 이용하여 550℃에서 회화시킨 후 중량법으로, 조단백질은 Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet 추출법으로 정량하였다.
폴리페놀 화합물의 함량은 Folin-Denis 방법(13)을 이용하여 측정하였다. 즉 삼채 건조 분말시료 1 g을 70% 메탄올 용액 100 mL로 환류추출한 후 여과한 여액을 정량 시료로 이용하였다.
성능/효과
1과 같다. 잎 부위 추출물은 70% MeOH 추출물에서 훨씬 소거활성이 높은 것으로 나타났으며 특히 하우스 재배 삼채 잎의 70% MeOH 추출물은 소거활성이 상당히 높게 나타났다. 또 노지 재배의 경우는 뿌리와 잎 부위의 물 추출물은 비슷한 소거활성을 보였고 70% MeOH 추출물은 잎 부위의 추출물이 약 2배 이상 더 높게 나타났다.
본 실험에서 분석한 결과 노지와 하우스 재배에 따라 유리당의 함량이 대조적인 차이를 보였다. 즉 노지 재배에 의한 삼채는 뿌리 중 유리당 함량이 잎 부위보다 약 4배 이상 높았고, 하우스 재배 삼채는 뿌리보다 잎에서 약 3배 이상 높았다. 또 노지 재배와 하우스 재배 삼채간의 유리당 함량을 보면 잎에서는 하우스 재배한 삼채가 노지 재배보다 약 2배 높은 함량이었고 뿌리에서는 노지 재배 삼채가 하우스 재배 삼채보다 약 7.
2와 같다. 하우스 재배를 한 삼채의 잎은 물 및 70% 메탄올 추출물 모두 가장 높은 농도인 10배 희석액에서도 그다지 독성이 관찰되지 않았으며, 노지에서 재배한 삼채 잎과 하우스 재배 삼채 뿌리도 물추출의 경우에는 30배 희석부터 거의 세포독성을 나타내지 않았다. 노지에서 재배한 삼채의 뿌리는 70% 메탄올 추출물과 물 추출물에서 세포증식이 억제되는 현상을 보였다.
후속연구
삼채와 같은 파속식물인 양파에서 주된 항염증 활성을 가지는 물질은 flavonoid인 quercetin이라고 하였고(20,21), 마늘에서는 S-allylcysteine이라고 하였다(22). 따라서 NO의 생성을 억제시키는 효과가 삼채 추출물에서 농도 의존적으로 있는 것과 뿌리보다는 잎에서 억제효과가 더 높은 것과 폴리페놀성 화합물의 함량이 뿌리보다는 잎에서 훨씬 높은 함량을 나타내고 있는 것(Table 4)을 고려해보면 항염증 활성이 삼채 뿌리보다도 잎 부위에서 더 높을 것으로 생각되며 삼채에서 항염증 활성에 관여하는 주된 물질에 대한 연구를 더 해 볼 필요가 있을 것으로 생각된다.
이들 보고에 의하면 삼채 뿌리의 시료가 시설재배에 의한 삼채일 것으로 생각된다. 따라서 현재 삼채는 소비시장에서 뿌리가 더 많이 유통되어지고 있는데 본 연구결과에 의하면 사용량이 많을 경우 대식세포 증식에 독성이 보이는 바 이에 대한 연구를 더 해 볼 필요가 있을 것으로 보이며 삼채를 국내에서 재배할 경우 적절한 재배조건을 확립할 필요가 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
삼채뿌리에 관한 특허의 종류는?
이에 Kim 등(3)은 국내산 삼채뿌리의 메탄올 추출물을, Bae와 Bae(4)는 국내산 삼채뿌리의 에탄올 추출물을 가지고 항염증 효과를 검토한 결과 모두 세포독성은 없으면서 항염증활성효과는 높다고 보고하였다. 따라서 삼채뿌리를 가지고 삼채막걸리 제조방법(5), 삼채장아찌 제조방법(6), 삼채분말을 이용한 육류용 양념 제조방법(7) 등의 특허출원이 나오고 있어 각종 가공제품에 삼채를 활용하고자 하는 기술들이 나올 것으로 기대되어진다. 삼채는 파속식물로 식용부위가 지하부위인 뿌리뿐만이 아니라 지상부위인 잎도 식용 가능한 것으로 되어 있다(2).
삼채란?
삼채(Allium hookeri)는 숲, 습지, 해발 1,400~4,200 m의 초원지대에 자생하며 동아시아의 중국 남부, 인도, 부탄, 스리랑카 등에 분포하고 있는 파속 식물로 뿌리, 잎 및 꽃 모두 식용 가능하며 고대 중국인들은 식용과 약용으로 사용해오고 있는 식물이다(1,2). 최근 우리나라에서도 일반 파속 식물보다 유황화합물이 많다고 알려져 있어 건강식품으로 삼채의 효능에 대한 국민들의 관심도가 높아짐에 따라 미얀마산 삼채가 국내유통시장에서도 볼 수 있기도 하며 또한 국내에서 노지 재배뿐만이 아니라 하우스 재배를 하는 농가가 늘어나고 있는 실정이다.
Folin-Denis 방법에서 정량 시료로 이용한 것은?
폴리페놀 화합물의 함량은 Folin-Denis 방법(13)을 이용하여 측정하였다. 즉 삼채 건조 분말시료 1 g을 70% 메탄올 용액 100 mL로 환류추출한 후 여과한 여액을 정량 시료로 이용하였다. 시료 일정량에 Folin-Ciocalteu's phenol re-agent(Sigma, St.
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