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문제 정의
- 본 연구에서는 브로콜리의 비가식 부위의 효율적인 이용 및 브로콜리의 가공식품 개발 연구의 일환으로 브로콜리의 주요 가식부위인 꽃 부위(floret)와 비가식 부위인 줄기 부분(stalk)을 대상으로 각각 에탄올 추출물 및 이들의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 항산화, 항균 및 대장암 세포 생육억제능을 평가하였다. 그 결과, 브로콜리 꽃 및 줄기의 지용성 hexane 분획물 및 ethylacetate 분획물이 우수한 항산화, 항균 및 대장암 세포 생육억제효과를 나타냄을 확인하였으며, 선호도가 낮은 브로콜리 줄기를 이용한 가공식품 개발이 가능함을 제시하고 있다.
- 본 연구에서는 브로콜리의 비가식 부위의 효율적인 이용 및 브로콜리의 가공식품 개발 연구의 일환으로 브로콜리의 주요 가식부위인 꽃송이와 비가식 부위인 줄기 부분을 대상으로 각각 에탄올 추출물 및 이들의 순차적 유기용매 분획 물을 조제하여 이들의 유용성분 분석 및 항산화, 항균, 대장암 세포 생육억제능을 평가하였다. 먼저 성분 분석결과 브로콜리 줄기는 꽃송이보다 수용성 당류를 많이 포함하고 있으며, 꽃송이는 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었고, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀은 꽃송이가 줄기보다 1.
제안 방법
- 각각의 추출물의 유기용매 분획물 조제를 위해서 각각의 추출물을 증류수에 현탁한 후 n-hexane, ethylacetate 및 n-butanol을 이용하여 순차적으로 분획하고 최종적으로 물 잔류물을 회수하였으며, 여과지로 거른 후 55℃에서 감압 건조하여 분말화하였다. 각각의 시료는 DMSO에 적당한 농도로 녹여 in-vitro 항산화, 항균 및 암세포 생육억제 활성 평가에 사용하였다. 기타 사용한 시약은 시약급 이상으로 Sigma Co.
- , Japan)하여 조제하였다. 각각의 추출물의 유기용매 분획물 조제를 위해서 각각의 추출물을 증류수에 현탁한 후 n-hexane, ethylacetate 및 n-butanol을 이용하여 순차적으로 분획하고 최종적으로 물 잔류물을 회수하였으며, 여과지로 거른 후 55℃에서 감압 건조하여 분말화하였다. 각각의 시료는 DMSO에 적당한 농도로 녹여 in-vitro 항산화, 항균 및 암세포 생육억제 활성 평가에 사용하였다.
- 대조구로는 항세균제인 ampicillin과 항진균제인 miconazole (Sigma Co., USA)을 각각 1 μg/disc 농도로 사용하였으며, 생육저지환의 크기는 육안으로 생육이 나타나지 않는 부분의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다.
- 브로콜리 꽃송이 및 줄기의 수분함량은 적외선 수분측정기(HG53 Halogen Moisture Analyzer, Mettler-Toledo International Inc., Zurich, Switzerland)로 측정하였으며, 각각의 추출물 및 분획물의 총 flavonoid의 함량 측정은 기존의 보고한 방법[8]에 따라 측정하였으며, 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고 여과한 추출검액 400 μl에 90% diethylene glycol 4 ml를 첨가하고 다시 1 N NaOH 40 μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 브로콜리 추출물 및 이의 분획물의 항산화 활성은 DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) anion scavenging activity [DSA], ABTS [2,2-azobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)] cation scavenging activity [ASA], nitrite scavenging activity [NSA] 및 환원력 측정으로 평가하였다[8]. 먼저 DSA 측정의 경우, 다양한 농도로 희석한 시료 20 μl에 99.
- 시료 조제를 위해서는 수세한 1 kg 브로콜리 줄기 및 꽃송이를 각각 세절하여 10 L의 에탄올(Daejung Chemicals & Metals Co., Ltd. Korea)을 첨가하여 실온에서 24시간씩 2회 추출하였으며, 각각의 추출액은 여과지(Whatsman No. 2)로 거른 후 55℃에서 감압 건조(Eyela Rotary evaporator N-1000, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Japan)하여 조제하였다.
- , USA)를 가하고 혼합하였다. 이후 15분간 실온에서 방치 후 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존 nitrite 양을 측정하였다. NSA(%)는 다음의 식에 의해 계산하였다[2].
- 조제된 희석용액 190 μl와 시료 10 μl를 혼합한 후 상온에서 6분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하고 다음의 식에 의해 ASA(%)를 결정하였다[1].
- 즉, 96 well plate에 well당 3 × 103개의 세포를 접종하고 24시간 배양한 후 1 mg/ml 농도로 브로콜리 추출물 및 분획물들을 각각 처리하고 24시간 동안 반응시킨 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxphenyl)-2-(sulfophenyl)-2H-tetrazolium(MTS; Promega, USA) 용액을 각 well 당 20 μl씩 넣고 37℃, 5% CO2 incubator에서 4시간 동안 반응 시켰으며, 반응 종료 후 96 well plate reader (Expert 96 UV ASYS Hitech, Austria)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하여 성장률을 계산하였다[26].
- 5 ml를 첨가하여 반응을 종료하고 4,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 회수하였다. 회수한 상등액은 증류수로 2배 희석한 후, 신선하게 조제된 0.1% ferric chloride 용액과 5:1 (v/v) 비율로 혼합하고 700 nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였다. 상기의 항산화 실험에서 대조구로는 vitamin C (Sigma Co.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 브로콜리는 2012년 6월에 H사에서 구입하였고, 흐르는 물에 세척 후 꽃송이(floret)와 줄기(stalk)를 각각 구분하여 사용하였다. 시료 조제를 위해서는 수세한 1 kg 브로콜리 줄기 및 꽃송이를 각각 세절하여 10 L의 에탄올(Daejung Chemicals & Metals Co.
- 1% ferric chloride 용액과 5:1 (v/v) 비율로 혼합하고 700 nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였다. 상기의 항산화 실험에서 대조구로는 vitamin C (Sigma Co., USA)를 사용하였으며, 용매 대조구로는 DMSO를 사용하였다. 각각의 활성 평가는 각각 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 표시하였다.
- (USA)의 제품을 구입하여 사용하였다. 실험에 사용한 브로콜리 꽃송이 및 줄기 시료는 안동대학교 식품영양학과에서 보관하고 있다(voucher specimen 2012-BO-F1~F5 및 2012-BO-S1~S5).
- 인간유래 대장암세포 HCT-116 세포주의 배양 및 계대에는 Dulbecco's Modified Egle Medium (Gibco-BRL Inc., USA)를 사용하였으며, 10% fetal bovine serum (Gibco- BRL Inc., USA), 1% penicillin 및 streptomycin (WelGene Inc., Deageon, Korea)을 첨가하여 사용하였다[26].
- 총 polyphenol 함량은 추출검액 400 μl에 50 μl의 Folin-ciocalteau, 100 μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725 nm에서 흡광도를 측정하였다[27]. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총당 정량의 경우에는 sucrose를 표준물질로 하여 phenol-sulfuric acid법을, 환원당 정량의 경우에는 glucose를 표준물질로 하여 DNS 변법을 이용하여 측정하였다[2].
- 조제된 브로콜리의 추출물 및 이의 분획물의 항균 활성은 기존의 보고된 방법과 동일하게 평가하였다[8]. 항세균 활성 평가를 위한 그람 양성세균으로는 Staphylococcus aureus KCTC1916, Listeria monocytogenes KACC10550, Bacillus subtilis KCTC1924를 사용하였으며, 그람 음성세균으로 Escherichia coli KCTC1682, Pseudomonas aeruginosa KACC10186, Proteus vulgaris KCTC2433, Salmonella typhimurium KCTC1926, 항진균 활성 평가를 위해서는 Candida albicans KCTC1940 및 Saccharomyces cerevisiae IF00233를 사용하였다. 항세균 활성 평가의 경우, Nutrient broth (Difco Co.
데이터처리
- , USA)를 사용하였으며, 용매 대조구로는 DMSO를 사용하였다. 각각의 활성 평가는 각각 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 표시하였다.
- 즉, 96 well plate에 well당 3 × 103개의 세포를 접종하고 24시간 배양한 후 1 mg/ml 농도로 브로콜리 추출물 및 분획물들을 각각 처리하고 24시간 동안 반응시킨 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxphenyl)-2-(sulfophenyl)-2H-tetrazolium(MTS; Promega, USA) 용액을 각 well 당 20 μl씩 넣고 37℃, 5% CO2 incubator에서 4시간 동안 반응 시켰으며, 반응 종료 후 96 well plate reader (Expert 96 UV ASYS Hitech, Austria)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하여 성장률을 계산하였다[26]. 결과 수치는 4개의 독립적인 well에서 수행한 값을 평균과 편차 값으로 나타내었다.
- 실험 결과는 SPSS 21.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 군간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며, Duncan 다중비교 검증법으로 통계적 유의성 검정을 조사하였다.
이론/모형
- , Deageon, Korea)을 첨가하여 사용하였다[26]. 브로콜리 꽃송이 및 줄기 시료들의 HCT-116 세포주의 생육에 미치는 영향은 One solution cell proliferation assay kit (Promega, USA)을 이용하여 평가하였다. 즉, 96 well plate에 well당 3 × 103개의 세포를 접종하고 24시간 배양한 후 1 mg/ml 농도로 브로콜리 추출물 및 분획물들을 각각 처리하고 24시간 동안 반응시킨 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxphenyl)-2-(sulfophenyl)-2H-tetrazolium(MTS; Promega, USA) 용액을 각 well 당 20 μl씩 넣고 37℃, 5% CO2 incubator에서 4시간 동안 반응 시켰으며, 반응 종료 후 96 well plate reader (Expert 96 UV ASYS Hitech, Austria)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하여 성장률을 계산하였다[26].
- 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총당 정량의 경우에는 sucrose를 표준물질로 하여 phenol-sulfuric acid법을, 환원당 정량의 경우에는 glucose를 표준물질로 하여 DNS 변법을 이용하여 측정하였다[2]. 각각의 분석결과는 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 나타내었다.
성능/효과
- 1A). ABTS 양이온 소거능의 경우, 꽃송이 및 줄기 추출물, 분획물 모두에서 DPPH 음이온 소거능보다 우수한 활성을 나타내었으며, 꽃송이 시료들이 줄기 시료들 보다 우수한 소거활성을 나타내었다(Fig. 1B). 꽃송이 ethanol 추출물, n-hexane 분획, ethylacetate 분획, n-butanol 분획 및 물 잔류물의 ABTS 소거능 IC50는 각각 235.
- 0 μg/ml로 나타났다. Nitrite 소거능의 경우, 줄기 n-hexane 분획의 nitrite 소거능이 우수하였으며, 꽃송이의 경우에는 n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획에서 우수한 소거능이 나타났다. 특히 줄기 n-hexane 분획의 nitrite 소거능의 IC50는 24.
- 본 연구에서는 브로콜리의 비가식 부위의 효율적인 이용 및 브로콜리의 가공식품 개발 연구의 일환으로 브로콜리의 주요 가식부위인 꽃 부위(floret)와 비가식 부위인 줄기 부분(stalk)을 대상으로 각각 에탄올 추출물 및 이들의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 항산화, 항균 및 대장암 세포 생육억제능을 평가하였다. 그 결과, 브로콜리 꽃 및 줄기의 지용성 hexane 분획물 및 ethylacetate 분획물이 우수한 항산화, 항균 및 대장암 세포 생육억제효과를 나타냄을 확인하였으며, 선호도가 낮은 브로콜리 줄기를 이용한 가공식품 개발이 가능함을 제시하고 있다.
- 꽃송이 ethanol 추출물, n-hexane 분획, ethylacetate 분획, n-butanol 분획 및 물 잔류물의 ABTS 소거능 IC50는 각각 235.4 μg/ml, 190.4 μg/ml, 45.6 μg/ml, 178.9 μg/ml 및 431.8 μg/ml로 계산되어 브로콜리 꽃송이가 다양한 지용성 및 수용성 성분의 ABTS 양이온 소거물질을 함유하고 있음을 알 수 있었다 (Table 2).
- 대장암 세포성장 억제활성 평가에서는, 줄기 및 꽃송이에서 모두 n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획에서 우수한 생육억제 활성을 나타내었으며, 줄기의 경우 n-hexane 분획에서 세포 생존율 18.4 ± 1.2%, 꽃송이에서는 n-butanol 분획에서 세포 생존율 6.9 ± 2.3%를 나타내어 가장 강력한 활성이 나타났다.
- 먼저 대조구로 사용된 ampicillin과 miconazole은 각각 1 μg/disc 농도에서 다양한 병원성 세균, 식중독 세균 및 진균에 우수한 항균활성을 나타내었다.
- 먼저 대조구로 사용된 vitamin C의 경우 25 μg/ml 농도에서 62.8 ± 1.4%의 DPPH 음이온 소거능, 84.9 ± 0.4%의 nitrite 소거능 및 1.0 ± 0.04 (OD700)의 환원력을 나타내었으며, 12.5 μg/ml 농도에서 90.6 ± 0.2%의 강력한 ABTS 양이온 소거능을 나타내었다.
- 본 연구에서는 브로콜리의 비가식 부위의 효율적인 이용 및 브로콜리의 가공식품 개발 연구의 일환으로 브로콜리의 주요 가식부위인 꽃송이와 비가식 부위인 줄기 부분을 대상으로 각각 에탄올 추출물 및 이들의 순차적 유기용매 분획 물을 조제하여 이들의 유용성분 분석 및 항산화, 항균, 대장암 세포 생육억제능을 평가하였다. 먼저 성분 분석결과 브로콜리 줄기는 꽃송이보다 수용성 당류를 많이 포함하고 있으며, 꽃송이는 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었고, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀은 꽃송이가 줄기보다 1.50-1.99배 높은 함량을 나타내었다. 분획물의 총 플라보노이드 함량은 줄기 및 꽃송이의 ethylacetate 분획이 9.
- 항균활성의 경우 줄기의 ethylacetate 분획에서만 유의적인 활성이 인정되므로 분석에서 제외하였다. 먼저 유용성분과 항산화 활성과의 상관관계를 검토한 결과, 줄기의 DPPH 음이온 및 ABTS 양이온소거활성은 total polyphenol 및 total flavonoid 함량과 0.846-0.912의 높은 상관계수를 나타내었으며, 꽃송이의 경우에는 DPPH 음이온 소거능 및 환원력에서 total polyphenol 및 total flavonoid 함량과 0.858-0.936의 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 꽃송이의 우수한 양이온 소거능은 다양한 물질에 의해 나타남을 추측할 수 있었다.
- 즉, 브로콜리 줄기의 경우 수용성 당류를 많이 포함하며 꽃송이는 줄기보다 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었다. 분획물의 경우, 총 플라보노이드 함량은 줄기 및 꽃송이의 ethylacetate 분획이 9.45 mg/g 및 42.01 mg/g으로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량도 꽃송이 ethylacetate 분획이 181.12 mg/gextract로 가장 높게 나타났으며, 줄기 ethylacetate 분획보다 4.83배 높은 함량을 나타내었다(Table 1).
- 99배 높은 함량을 나타내었다. 분획물의 총 플라보노이드 함량은 줄기 및 꽃송이의 ethylacetate 분획이 9.45 mg/g 및 42.01 mg/g으로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량도 꽃송이 ethylacetate 분획이 181.12 mg/g으로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성 평가결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획에서 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력을 확인하였으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 강력한 활성을 나타내었다.
- 브로콜리 꽃송이 및 꽃-줄기의 열수 추출물이 그람 양성균 중 Bacillus amyloliquefaciens에 대해서만 우수한 항균 활성을 보이며, Staphylococcus aureus와 같은 다른 그람 양성균 및 그람 음성균에 대해서는 항균활성이 나타나지 않는다는 이 등의 보고[13]와 유사하게, 본 연구의 브로콜리 줄기 및 꽃송이 에탄올 추출물도 500 μg/disc 농도에서 Bacillus subtilis에 대해 선택적인 항균활성을 나타내었다.
- 한편 줄기 추출물의 nhexane 및 n-butanol 분획은 Staphylococcus aureus 및 Bacillus subtilis에 대해 항균활성을 나타낸 바, 이는 사용한 시료가 추출물과 정제된 분획물에서 기인한 결과로 판단된다. 브로콜리 시료 중 가장 강력한 항균 활성은 꽃송이의 ethylacetate 분획에서 나타났으며, 실험에 사용된 그람 양성 및 그람 음성 세균 모두에 강력한 항균력을 나타내어 향후 브로콜리 꽃송이의 ethylacetate 분획은 식품용 항세균 소재로 개발 가능함을 확인하였다. 이는 꽃송이 ethylacetate 분획물에 포함된 주요 항균성 물질인 sulforaphane 및 다른 isothiocyanate 물질에 의한 항균활성으로 추측되며, sulforaphane 보다 넓은 항균 spectrum을 고려하면, 꽃송이 ethylacetate 분획물에는 다양한 항균성 물질이 존재할 것으로 판단된다.
- 브로콜리 줄기 및 꽃송이의 수분함량은 각각 90.9 ± 3.1%와 86.8 ± 2.5%로 나타나 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 에탄올 추출 효율은 각각 시료량 대비 4.13%와 5.35%로 꽃송이의 추출효율이 줄기 부위보다 더 높게 나타났다.
- 상기의 항산화력 평가 결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획이 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력 평가에서 가장 우수한 활성을 나타내었으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 가장 강력한 활성을 나타내었다. 상기의 결과는 브로콜리 꽃송이의 우수한 항산화력과 더불어, 거친 식감으로 인해 조리시 제거되며 또한 선호도가 낮은 브로콜리 줄기부위를 섭취하는 경우, 위내에서 생성되는 발암성 물질인 니트로소아민의 생성 억제에 크게 기여할 수 있음을 의미한다.
- 02의 흡광도(OD700)를 나타내어 우수한 환원력을 나타내었다. 상기의 항산화력 평가 결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획이 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력 평가에서 가장 우수한 활성을 나타내었으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 가장 강력한 활성을 나타내었다. 상기의 결과는 브로콜리 꽃송이의 우수한 항산화력과 더불어, 거친 식감으로 인해 조리시 제거되며 또한 선호도가 낮은 브로콜리 줄기부위를 섭취하는 경우, 위내에서 생성되는 발암성 물질인 니트로소아민의 생성 억제에 크게 기여할 수 있음을 의미한다.
- 2%의 강력한 ABTS 양이온 소거능을 나타내었다. 이러한 vitamin C의 항산화 활성은 농도의존적으로 증가하였으며, 브로콜리 추출물 및 분획물에서도 농도 의존적인 항산화 활성 증가가 나타났다.
- 조제된 브로콜리 시료들을 대상으로 다양한 농도에서 DPPH 음이온 소거능을 평가한 결과, 줄기 및 꽃송이의 에탄올 추출물 경우 500 μg/ml 농도에서 각각 15.15% 및 17.18%의 소거능을 나타낸 반면, 꽃송이 및 줄기의 ethylacetate 분획은 500 μg/ml 농도에서 각각 65.9 ± 0.8 및 51.0 ± 3.2%로 우수한 DPPH 소거능을 나타내었다.
- 9-86%의 다양한 세포 생존율을 나타내었다. 줄기 및 꽃송이에서 모두 n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획에서 우수한 세포 생육억제 활성을 나타내었으며, 줄기의 경우 n-hexane 분획에서 세포 생존율 18.4%를 나타내어 가장 강력한 활성이 나타났으나, 꽃송이에서는 특이하게도 n-butanol 분획에서 가장 강력한 활성이 나타났다. 이러한 결과는 브로콜리 주요 암세포 성장억제물질인 sulforaphane 등의 isothiocyanate들이 거의 n-hexane 및 ethylacetate 층에서 검출됨을 고려할 때[25], 브로콜리 꽃송이의 n-butanol 분획에는 기존의 알려지지 않은 강력한 암세포 성장억제물질이 존재하리라 예측된다.
- 35%로 꽃송이의 추출효율이 줄기 부위보다 더 높게 나타났다. 줄기 추출물 및 꽃송이 추출물의 n-hexane, ethylacetate, nbutanol의 순차적 분획의 경우, 각각 분획효율은 ethanol 추출물 대비 2.69, 1.05, 21.87% 및 6.94, 1.93, 29.53%로 나타났으며, 분획 후의 물 잔류물은 줄기 추출물에서는 74.15%, 꽃송이 추출물에서는 57.61%로 나타나, 에탄올 추출물의 상당 부분이 수용성 물질로 구성되어 있음을 확인하였다(Table 1). 특히 n-hexane 분획물 및 ethylacetate 분획물의 분획효율에서 알 수 있듯이, 꽃송이의 경우 줄기보다 지용성 물질을 약 2.
- 99배 높은 함량을 나타내었다. 즉, 브로콜리 줄기의 경우 수용성 당류를 많이 포함하며 꽃송이는 줄기보다 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었다. 분획물의 경우, 총 플라보노이드 함량은 줄기 및 꽃송이의 ethylacetate 분획이 9.
- 61%로 나타나, 에탄올 추출물의 상당 부분이 수용성 물질로 구성되어 있음을 확인하였다(Table 1). 특히 n-hexane 분획물 및 ethylacetate 분획물의 분획효율에서 알 수 있듯이, 꽃송이의 경우 줄기보다 지용성 물질을 약 2.4배 많이 함유하고 있었으며, 반면 수용성 물질은 줄기가 꽃송이 보다 약 1.3배 높은 함량을 나타내었다. 이러한 결과는 브로콜리 꽃송이가 줄기보다 지용성 색소 성분 및 정유 성분을 더욱 많이 함유하고 있어 나타난 결과로 판단된다.
- 특히 줄기 n-hexane 분획의 nitrite 소거능의 IC50는 24.1 μg/ml로 계산된 바, 이는 vitamin C의 IC50 17.6 μg/ml에 필적하는 강력한 활성으로 확인되었으며, 꽃송이 ethanol 추출물, n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획의 nitrite 소거능 IC50는 각각 99.1 μg/ml, 80.2 μg/ml 및 58.9 μg/ml로 계산되어 줄기 및 꽃송이에 매우 강력한 지용성 nitrite 소거물질을 함유하고 있음을 알 수 있었다(Fig. 1C, Table 2).
- 이러한 결과는 브로콜리 꽃송이가 줄기보다 지용성 색소 성분 및 정유 성분을 더욱 많이 함유하고 있어 나타난 결과로 판단된다. 한편 에탄올 추출물의 총당 및 환원당 함량은 줄기가 꽃송이보다 1.47-1.65배 높은 함량을 나타내었으나, 총 플라보노이드 함량 및 총 폴리페놀 함량은 꽃송이가 줄기보다 1.50-1.99배 높은 함량을 나타내었다. 즉, 브로콜리 줄기의 경우 수용성 당류를 많이 포함하며 꽃송이는 줄기보다 상대적으로 지용성 물질을 많이 포함하고 있었다.
- 따라서 꽃송이의 우수한 양이온 소거능은 다양한 물질에 의해 나타남을 추측할 수 있었다. 한편 줄기 및 꽃송이 모두에서 nitrite 소거능과 대장암세포 생육억제활성과는 의미있는 상관관계는 나타나지 않아, nitrite 소거능과 대장암세포 생육억제활성은 polyphenol 계 성분이 아닌 다른 활성성분에 의해 나타남을 추측하였다. 이상의 결과와 같이, 향후 항균 및 항산화 활성이 강력한 꽃송이의 ethylacetate 분획과 대장암세포 생육억제 활성이 우수한 n-butanol 분획 및 nitrite 소거능이 우수한 줄기의 n-hexane 분획을 대상으로 관련 활성물질의 탐색 연구가 필요하며, 현재 이에 대한 연구가 진행 중에 있다.
- 한편 환원력 측정의 경우는 전체적으로 모든 시료에서 미약한 활성을 나타내었으나, 꽃송이 ethylacetate 분획과 n-butanol 분획에서는 500 μg/ml 농도에서 0.74 ± 0.20과 0.55 ± 0.02의 흡광도(OD700)를 나타내어 우수한 환원력을 나타내었다.
- 항산화 활성 평가결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획에서 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력을 확인하였으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 강력한 활성을 나타내었다. 항균 활성 평가에서는, 꽃송이의 ethylacetate 분획에서 실험에 사용된 그람 양성 및 그람 음성 세균 모두에서 강력한 항균력을 나타내었다. 대장암 세포성장 억제활성 평가에서는, 줄기 및 꽃송이에서 모두 n-hexane 분획 및 ethylacetate 분획에서 우수한 생육억제 활성을 나타내었으며, 줄기의 경우 n-hexane 분획에서 세포 생존율 18.
- 12 mg/g으로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성 평가결과, 브로콜리 꽃송이 에탄올 추출물의 ethylacetate 분획에서 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력을 확인하였으며, nitrite 소거능의 경우에는 줄기의 n-hexane 분획이 강력한 활성을 나타내었다. 항균 활성 평가에서는, 꽃송이의 ethylacetate 분획에서 실험에 사용된 그람 양성 및 그람 음성 세균 모두에서 강력한 항균력을 나타내었다.
후속연구
- 이상의 결과와 같이, 향후 항균 및 항산화 활성이 강력한 꽃송이의 ethylacetate 분획과 대장암세포 생육억제 활성이 우수한 n-butanol 분획 및 nitrite 소거능이 우수한 줄기의 n-hexane 분획을 대상으로 관련 활성물질의 탐색 연구가 필요하며, 현재 이에 대한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구 결과는 향후의 브로콜리를 이용한 식의약품 소재개발의 기본자료로 이용될 것이다.
- 3%를 나타내어 가장 강력한 활성이 나타났다. 본 연구결과는 브로콜리의 다양한 부위로부터 관련 활성물질의 탐색, 정제를 통한 식의약품 소재 개발 연구가 가능함을 제시하고 있다.
- 한편 줄기 및 꽃송이 모두에서 nitrite 소거능과 대장암세포 생육억제활성과는 의미있는 상관관계는 나타나지 않아, nitrite 소거능과 대장암세포 생육억제활성은 polyphenol 계 성분이 아닌 다른 활성성분에 의해 나타남을 추측하였다. 이상의 결과와 같이, 향후 항균 및 항산화 활성이 강력한 꽃송이의 ethylacetate 분획과 대장암세포 생육억제 활성이 우수한 n-butanol 분획 및 nitrite 소거능이 우수한 줄기의 n-hexane 분획을 대상으로 관련 활성물질의 탐색 연구가 필요하며, 현재 이에 대한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구 결과는 향후의 브로콜리를 이용한 식의약품 소재개발의 기본자료로 이용될 것이다.
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