본 연구는 녹색 및 보라색 콜라비 부위(껍질, 잎, 엽육)에 따른 항산화 효과에 대해서 검증하고자 물 및 95% 에탄올에서 추출하였다. 항산화 활성을 측정하기 위하여 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 금속봉쇄력, 환원력, rancimat에 의한 산화도를 측정하였다. 그 결과, 녹색 껍질 에탄올 추출물 및 보라색 잎 물 추출물이 각각 12.00 및 11.70 mg/mL로 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 가졌다. DPPH 라디칼 소거능의 경우 보라색 잎 및 껍질의 물 및 에탄올 추출물에서 뛰어난 라디칼 소거능을 가졌으며, 금속봉쇄력의 경우 보라색 잎 물 추출물이 가장 높은 금속봉쇄력을 나타냈다. 반면, 환원력 및 rancimat에 의한 항산화도의 경우 콜라비 추출물은 대조구에 비하여 낮은 항산화력을 나타내었다. 따라서, 본 연구는 보라색 콜라비의 잎과 껍질 부위가 항산화 소재로서의 활용 가능성이 높음을 확인하였다.
본 연구는 녹색 및 보라색 콜라비 부위(껍질, 잎, 엽육)에 따른 항산화 효과에 대해서 검증하고자 물 및 95% 에탄올에서 추출하였다. 항산화 활성을 측정하기 위하여 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 금속봉쇄력, 환원력, rancimat에 의한 산화도를 측정하였다. 그 결과, 녹색 껍질 에탄올 추출물 및 보라색 잎 물 추출물이 각각 12.00 및 11.70 mg/mL로 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 가졌다. DPPH 라디칼 소거능의 경우 보라색 잎 및 껍질의 물 및 에탄올 추출물에서 뛰어난 라디칼 소거능을 가졌으며, 금속봉쇄력의 경우 보라색 잎 물 추출물이 가장 높은 금속봉쇄력을 나타냈다. 반면, 환원력 및 rancimat에 의한 항산화도의 경우 콜라비 추출물은 대조구에 비하여 낮은 항산화력을 나타내었다. 따라서, 본 연구는 보라색 콜라비의 잎과 껍질 부위가 항산화 소재로서의 활용 가능성이 높음을 확인하였다.
Antioxidant activities of ethanol and water extracts of flesh, leaves, and peels of green and purple Kohlrabi were measured by rancimat method, total phenolic compound (TPC), DPPH radical scavenging effect, chelating effect, and reducing power analysis. The highest TPC was observed in ethanol extrac...
Antioxidant activities of ethanol and water extracts of flesh, leaves, and peels of green and purple Kohlrabi were measured by rancimat method, total phenolic compound (TPC), DPPH radical scavenging effect, chelating effect, and reducing power analysis. The highest TPC was observed in ethanol extract from green peel and water extract from purple leaf with 12.00 and 11.70 mg/g of dry sample, respectively. The ethanol extracts from purple Kohlrabi leaf and peel exhibited strong DPPH radical scavenging effects with reducing power while water extracts from purple Kohlrabi leaf and peel also showed strong DPPH radical scavenging with chelating effects. Antioxidant index of ethanol and water extracts from green and purple Kohlrabi measured by rancimat was lower than butylated hydroxytoluene. These results suggest that extracts from purple Kohlrabi leaf and peel exhibited higher antioxidant activities than those of green Kohlrabi, and can be potentially used as proper natural antioxidants.
Antioxidant activities of ethanol and water extracts of flesh, leaves, and peels of green and purple Kohlrabi were measured by rancimat method, total phenolic compound (TPC), DPPH radical scavenging effect, chelating effect, and reducing power analysis. The highest TPC was observed in ethanol extract from green peel and water extract from purple leaf with 12.00 and 11.70 mg/g of dry sample, respectively. The ethanol extracts from purple Kohlrabi leaf and peel exhibited strong DPPH radical scavenging effects with reducing power while water extracts from purple Kohlrabi leaf and peel also showed strong DPPH radical scavenging with chelating effects. Antioxidant index of ethanol and water extracts from green and purple Kohlrabi measured by rancimat was lower than butylated hydroxytoluene. These results suggest that extracts from purple Kohlrabi leaf and peel exhibited higher antioxidant activities than those of green Kohlrabi, and can be potentially used as proper natural antioxidants.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
또한 in vitro 연구에서 항돌연변이 작용도 있는 것으로 보고되어있으나(Edenharder 등, 1990; Edenharder 등, 1994), 항산화 활성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 녹색 및 보라색 콜라비 부위에 따른 총 페놀함량, DPPH radical 소거능, 금속봉쇄력, 환원력, rancimat에 의한 항산화도를 측정하였으며, 이들 결과를 바탕으로 콜라비의 항산화물질 공급원으로서 이용 가능성을 제시하고자 한다.
다음 무수 탄산나트륨 포화용액(Na2CO3) 1 mL를 가하고 증류수로 전체를 10 mL로 정용하여 상온에 1시간 방치 시킨 후 UV/visible spectrophotometer (GENESYS 10UV, Rochester, USA)로 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 표준물질로 하여 동일한 방법으로 작성된 표준곡선으로부터 총 페놀화합물 함량을 정량하였다.
이때 발생하는 휘발성 산화생성물이 65 mL의 증류수가 들어있는 absorption cessel로 이행될 때 나타나는 전기전도도의 변화에 따라 산출된 유도기간으로부터 산화안정도를 측정하였다. 각 추출물의 항산화 정도를 측정하고 동시에 추출물을 첨가하지 않은 것을 대조구로 하여 항산화 정도를 비교하여 AI(antioxidant index)로 나타내었다.
5 mL를 넣고 진탕하여 실온에서 30분간 방치시킨 후 UV/visible spectrophotometer로 517 nm의 흡광도에서 측정하였다. 대조구(Control)는 시료 대신 용매를 가하여 radical 고유의 보라색을 측정하였고, 시료 자체의 색을 측정하기 위한 공시험(Blank)에는 0.2 mM DPPH 용액 대신 증류수를 가하여 측정하였다.
04 mL를 첨가하여 실온에서 20분간 반응시킨 후 UV/visible spectrophotometer로 562 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구(Control)는 시료 대신 용매를 가하여 같은 방법으로 측정하였고, 시료 자체의 색을 측정하기 위해 공시험(Blank)은 2 mM의 iron (II) chloride 용액과 5 mM의 ferrozine 용액 대신 증류수를 가하여 측정하였다.
유지 산화안정도 실험은 rancimat(743 Metrohm Co., Switzerland)을 이용하여 측정하였다. 먼저 reaction vessel에 lard를 0.
온도는 100°C, air flow rate는 20 L/h로 주입하였다. 이때 발생하는 휘발성 산화생성물이 65 mL의 증류수가 들어있는 absorption cessel로 이행될 때 나타나는 전기전도도의 변화에 따라 산출된 유도기간으로부터 산화안정도를 측정하였다. 각 추출물의 항산화 정도를 측정하고 동시에 추출물을 첨가하지 않은 것을 대조구로 하여 항산화 정도를 비교하여 AI(antioxidant index)로 나타내었다.
시료의 항산화도는 실험구의 유도기간을 무첨가구의 유도기간으로 나눈 AI값으로 비교하였고, AI값이 높아질수록 항산화능이 높음을 의미한다(Yen 등, 2003). 콜라비 부위별 추출물의 lard oil에 대한 지질산화 억제능의 변화를 rancimat으로 알아보았다. 그 결과(Table 5), 콜라비 부위별 에탄올 추출물의 콜라비 녹색 및 보라색의 경우 유의적으로 차이가 나지 않았으나, 녹색 및 보라색 껍질이 각각 1.
대상 데이터
녹색 및 보라색 콜라비는 전북 인산 금마면 신용리 생산공장에서 재배된 국내산 콜라비를 구입하여 깨끗이 수세하여 이물질을 제거하고 각각 엽육, 잎, 껍질로 나눈 후 건조하여 분쇄한 후 −20°C에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
각 실험에 대한 유의차 검정은 SAS software V8(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)에서 평균값을 분산분석한 후, Duncan’s multiple range test법에 따라 p <0.05 수준에서 검정하였다
이론/모형
금속봉쇄력은 Shimada 등(1992)의 방법을 따라 측정하였다. 0.
성능/효과
콜라비 부위별 추출물의 lard oil에 대한 지질산화 억제능의 변화를 rancimat으로 알아보았다. 그 결과(Table 5), 콜라비 부위별 에탄올 추출물의 콜라비 녹색 및 보라색의 경우 유의적으로 차이가 나지 않았으나, 녹색 및 보라색 껍질이 각각 1.05 및 1.04으로 가장 높은 값을 가졌으며, 물 추출물의 경우 콜라비 녹색 엽육, 보라색 엽육 및 껍질이 각각 1.41, 1.32, 및 1.36으로 유의적으로 가장 높은 값을 가졌으나, 대조구인 BHT(8.17)와 비교하였을 때 다소 낮은 유지산화안정도를 가지는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 미루어보아 보라색 콜라비 잎 및 껍질이 천연항산화제로 활용가치가 내재되어 있다고 사료된다.
97 mg/g of dry sample로 가장 낮은 페놀 함량을 가졌다. 또한 보라색 잎을 제외하고 에탄올 추출물이 물 추출물보다 유의적으로 높은 페놀함량을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 Han 등(2013)이 무순을 용매별로 추출 후 항산화 효과를 측정한 결과, 에탄올 추출물이 물 추출물 보다 polyphenol 화합물 함량이 높게 나타났다고 보고한 결과와 Kwon과 Park (2008)의 연구에서 오미자 추출물의 페놀성 화합물 함량이 물 추출물보다 에탄올 추출물이 높다고 보고하여 본 연구와 일치하였다.
25%의 radical 소거능을 보여 에탄올 추출물에서 비교적 높은 활성을 나타내었다. 물 추출물의 경우 녹색잎, 보라색 잎과 보라색 껍질이 각각 1 mg/mL에서 70.05, 90.77, 및 92.82%의 radical 소거능을 보였으며 특히, 보라색 껍질이 0.5와 0.1 mg/mL에서 84.69 및 21.90%으로 유의적으로 가장 높은 라디칼 소거능을 보였다. 페놀성 화합물은 연쇄반응 중 alkyl radical 또는 alkyperoxy radical에 페놀기의 수소원자를 radical에 제공하여 안정하게 만들고, 공명 혼성체를 형성할 수 있으므로 항산화능에 크게 기여한다(Labuza와 Jr, 1971; Ahn 등,2007).
30 mg/g of dry sample로 가장 낮은 페놀 함량을 가졌다. 반면, 물 추출물의 경우 보라색 잎이 11.70 mg/g of dry sample로 유의적으로 가장 높은 페놀 함량을 가졌으며, 녹색 엽육이 0.97 mg/g of dry sample로 가장 낮은 페놀 함량을 가졌다. 또한 보라색 잎을 제외하고 에탄올 추출물이 물 추출물보다 유의적으로 높은 페놀함량을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이는 총 폴리페놀의 함량이 DPPH radical 소거능과 상관 관계를 가진다는 보고(Kang 등, 1996; Lee 등, 2005)와 일치하였다. 반면, 페놀성 물질의 함량이 낮은 보라색 잎 에탄올 추출물과 보라색 껍질 물 추출물이 우수한 DPPH radical 소거능을 가졌다. 이는 Lee 등(2011)이 종에 따른 배나무 열매의 항산화 활성 비교한 결과, 페놀성 물질의 함량이 낮은 문배나무에서 radical 소거활성이 우수하였다고 보고한 결과와 유사하였으며 radical의 기질에 따라 선택적으로 작용하는 페놀성 물질이 존재할 수 있으므로, 추출물에 우수한 radical 소거능을 지닌 폴리페놀성 물질에 기인한다고 사료된다.
본 연구에서는 페놀성 물질의 함량이 비교적 높은 잎이나 껍질 부분의 radical 소거능 활성이 높게 나왔으며 비교적 페놀성 물질 함량이 낮은 엽육의 경우, 낮은 radical 소거능을 가지는 것을 확인하였다. 이는 총 폴리페놀의 함량이 DPPH radical 소거능과 상관 관계를 가진다는 보고(Kang 등, 1996; Lee 등, 2005)와 일치하였다.
이와 유사한 연구로 Lee 등(2009)이 와송 추출물의 부위별 금속봉쇄력을 알아본 결과, 에탄올 추출물보다 물 추출물에서 높은 금속봉쇄력을 가졌으며 Kwon 등(2011)이 우렁쉥이 추출물의 항산화 효과를 in vitro에서 확인한 결과, 에탄올 추출물보다 물 추출물이 높은 금속 봉쇄효과를 나타낸 결과와 유사하여, 콜라비 에탄올 추출물보다 물 추출물에 금속봉쇄 효과를 가지는 물질이 있는 것으로 사료된다. 이는 물 추출물에서 가장 페놀 함량이 높았던 보라색 잎 물 추출물이 가장 높은 금속봉쇄력을 가졌으며, 에탄올 추출물에서 페놀 함량이 높았던 녹색 껍질이 금속봉쇄력 효과가 다소 낮은 것으로 보아, 보라색 콜라비 잎에 존재하는 수용성 페놀성 물질이 금속봉쇄효과를 가지는 것으로 사료된다.
일반적으로 식물계에 널리 존재하는 페놀성 화합물은 2차 대사산물로 다양한 구조와 분자량을 가지고, 항산화 및 방어 기작 등의 중요한 역할을 하며 항산화 활성과 밀접한 관계가 있다(Choi 등, 2004). 이에 본 연구에서는 콜라비의 부위에 따른 추출물의 페놀 함량을 측정한 결과(Table 1), 에탄올 추출물의 경우 녹색 잎과 껍질에서 각각 8.62 및 12.00 mg/g of dry sample로 유의적으로 가장 높은 페놀 함량을 가졌으며, 보라색 엽육과 잎이 각각 2.46 및 2.30 mg/g of dry sample로 가장 낮은 페놀 함량을 가졌다. 반면, 물 추출물의 경우 보라색 잎이 11.
콜라비 에탄올 및 물 추출물을 1 mg/mL의 농도에서 환원력을 측정한 결과(Table 4), 보라색 잎과 껍질이 에탄올 및 물 추출물에서 0.11–0.12로 다소 높은 환원력을 보였으나, 대조구인 ascorbic acid와 비교할 때 높지 않은 것으로 확인되었다.
콜라비 에탄올 및 물 추출물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과(Table 2), 에탄올 추출물의 경우 1 mg/mL에서 녹색잎, 녹색껍질, 보라색 엽육 잎 및 보라색 껍질에서 각각 76.70, 46.24, 94.33, 및 94.14%의 라디칼 소거능을 보였다. 특히 보라색 잎과 껍질은 0.
콜라비 에탄올 및 물 추출물의 금속봉쇄력을 측정한 결과(Table 3), 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높은 금속봉쇄력을 보였다. 특히, 보라색 잎 물 추출물이 1 mg/mL에서 75.
14%의 라디칼 소거능을 보였다. 특히 보라색 잎과 껍질은 0.5 mg/mL에서도 75.93 및 78.25%의 radical 소거능을 보여 에탄올 추출물에서 비교적 높은 활성을 나타내었다. 물 추출물의 경우 녹색잎, 보라색 잎과 보라색 껍질이 각각 1 mg/mL에서 70.
콜라비 에탄올 및 물 추출물의 금속봉쇄력을 측정한 결과(Table 3), 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높은 금속봉쇄력을 보였다. 특히, 보라색 잎 물 추출물이 1 mg/mL에서 75.74%로 유의적으로 가장 높은 금속봉쇄력을 가졌다.
후속연구
17)와 비교하였을 때 다소 낮은 유지산화안정도를 가지는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 미루어보아 보라색 콜라비 잎 및 껍질이 천연항산화제로 활용가치가 내재되어 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
합성 항산화 물질들은 어떤 부작용을 갖는가?
일반적으로 ROS 생성을 막기 위해 butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole, propyl gallate 등의 합성 항산화 물질들이 뛰어난 효과와 경제성 때문에 널리 이용되고 있다. 하지만 체내 에너지 생산과 세포 대사 및 호흡작용을 방해하며 발암성이 있고 독성이 강하다는 부작용이 보고되고 있어 안전성과 기호성이 문제가 되지 않는 천연 항산화제의 개발이 요구된다(Halliwell, 1996; Morrissey와 O’Brien, 1998; Bae 등, 2001; Park 등, 2005). 이러한 문제로 tocopherol, flavone 유도체, sesamol, gossypol, 단백질의 가수 분해물 및 일부 향신료 등과 같은 천연 항산화 제가 대두 되고 있으며 이러한 천연 항산화 물질은 유리 라디칼(free radical)로 인해 유발되는 각종 암 및 노화 관련 질병예방에 효과가 있는 것으로 나타났다(Hertog 등, 1993).
활성산소종이 각종 질병의 원인이 되는 체내 부정적인 영향은?
최근 소득 증가로 인한 생활 수준의 향상으로 사회가 급속하게 발달함에 따라 삶의 질을 높이기 위한 노력이 다양한 분야에서 펼쳐지고 있으며, 그 중에서도 천연물이나 한방 제재 및 각종 식물성 소재로부터 기능성 물질을 탐색하기 위한 많은 연구들이 행해지고 있다(Lee 등, 2009). 그 중에서도 인체 노화의 주범이 되는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 체내에서 산화 작용을 일으키며 생체내의 세포막, 단백질 DNA 및 효소 등을 손상시켜 각종 질병의 원인이 되는 것으로 알려져 있다(Feskanich 등, 1992; Regnstrom 등, 1992). 일반적으로 ROS 생성을 막기 위해 butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole, propyl gallate 등의 합성 항산화 물질들이 뛰어난 효과와 경제성 때문에 널리 이용되고 있다.
콜라비는 어떤 채소인가?
하지만 단독으로는 산화반응 저지 능력이 낮으며 실제 사용되고 있는 tocopherol의 경우 동물성 유지에만 효력이 있고 가격이 비싼 단점이 있다. 콜라비(Kohlrabi)는 양귀비목(Papaveraceae) 배추과 (Brassicaceae)에 속하는 2년생 채소이고, 순무양배추 또는 구경 양배추 라고도 한다. 콜라비는 항암효과가 우수한 물질로 알려진 anthocyanin, carotenoid (Park 등, 2012), glucosinolates(MaCledo와 MaCledo, 1990) 등을 풍부하게 함유하고 있으며, 양배추 등 일반 채소에 비하여 비타민 C와 칼륨이 풍부하고 열량도 낮으며 식이섬유소가 풍부해 다이어트에 유효하다고 알려져 있다(Choi 등, 2010).
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