천연 항산화제로의 활용을 위한 사과, 포도, 및 고구마 껍질 에탄올 추출물의 항산화 효과 Effects of Antioxidant Activities in Ethanol Extract of Apple Peel, Grape Peel, and Sweet Potato Peel as Natural Antioxidant원문보기
본 연구에서는 천연 항산화제로써의 활용을 위해 부산물인 사과 껍질, 포도 껍질과 고구마 껍질의 에탄올 추출물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능과 ORAC 지수를 측정하였다. 결과적으로 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량은 사과 껍질 1g에 각각 7.76 ${\mu}M$quercetin 당량과 1.03 ${\mu}M$ quercetin 당량으로 존재하여 포도 껍질과 고구마 껍질 보다 유의적으로 다량 함유되어 있는 것으로 관찰되었다. 또한 DPPH 라디칼 소거능은 사과껍질 1 g이 각각 포도 껍질보다는 3.2배, 고구마 껍질보다는 4.6배로 나타났고, ABTS 양이온 소거능 또한 사과껍질 1g이 각각 포도 껍질보다는 2.8배, 고구마 껍질보다는 5.4배로 강력하게 소거하는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, FRAP 환원능과 ORAC 지수 또한 사과 껍질이 포도 껍질이나 고구마 껍질보다 유의하게 우수한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 사과껍질을 이용한 천연 항산화제로의 활용이 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 천연 항산화제로써의 활용을 위해 부산물인 사과 껍질, 포도 껍질과 고구마 껍질의 에탄올 추출물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능과 ORAC 지수를 측정하였다. 결과적으로 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량은 사과 껍질 1g에 각각 7.76 ${\mu}M$ quercetin 당량과 1.03 ${\mu}M$ quercetin 당량으로 존재하여 포도 껍질과 고구마 껍질 보다 유의적으로 다량 함유되어 있는 것으로 관찰되었다. 또한 DPPH 라디칼 소거능은 사과껍질 1 g이 각각 포도 껍질보다는 3.2배, 고구마 껍질보다는 4.6배로 나타났고, ABTS 양이온 소거능 또한 사과껍질 1g이 각각 포도 껍질보다는 2.8배, 고구마 껍질보다는 5.4배로 강력하게 소거하는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라, FRAP 환원능과 ORAC 지수 또한 사과 껍질이 포도 껍질이나 고구마 껍질보다 유의하게 우수한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과로 사과껍질을 이용한 천연 항산화제로의 활용이 가능할 것으로 사료된다.
This study examined the antioxidant capacities of apple peel, grape peel, and sweet potato peel. The antioxidant activities were evaluated using total phenolic contents, total flavonoids contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical cation scavenging activity, FRAP reducing power, and ORA...
This study examined the antioxidant capacities of apple peel, grape peel, and sweet potato peel. The antioxidant activities were evaluated using total phenolic contents, total flavonoids contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical cation scavenging activity, FRAP reducing power, and ORAC assay. The total phenolic (7.76 ${\mu}M$ quercetin equivalent/g peel) and total flavonoids (1.03 ${\mu}M$ quercetin equivalent/g peel) contents in apple peel were significantly higher than in grape peel and sweet potato peel (P<0.05). The scavenging activities of DPPH and ABTS radicals of a 70% ethanol extract of apple peel was 3.2-4.6 and 2.8-5.4 times high than those of grape and sweet potato peel, respectively. In addition, the FRAP reducing power and ORAC assay of 70% ethanol extraction from apple peel were significantly higher than those of the other samples. Therefore, apple peel can be used efficiently as a natural antioxidant.
This study examined the antioxidant capacities of apple peel, grape peel, and sweet potato peel. The antioxidant activities were evaluated using total phenolic contents, total flavonoids contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical cation scavenging activity, FRAP reducing power, and ORAC assay. The total phenolic (7.76 ${\mu}M$ quercetin equivalent/g peel) and total flavonoids (1.03 ${\mu}M$ quercetin equivalent/g peel) contents in apple peel were significantly higher than in grape peel and sweet potato peel (P<0.05). The scavenging activities of DPPH and ABTS radicals of a 70% ethanol extract of apple peel was 3.2-4.6 and 2.8-5.4 times high than those of grape and sweet potato peel, respectively. In addition, the FRAP reducing power and ORAC assay of 70% ethanol extraction from apple peel were significantly higher than those of the other samples. Therefore, apple peel can be used efficiently as a natural antioxidant.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 과일 중 과피에 생리활성 물질이 다량 함유되어 있는 사과 껍질, 포도 껍질, 서류 중에 고구마 껍질을 70% 에탄올로 추출하여 이들의 항산화능을 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능 및 ORAC assay를 측정하므로써 부산물의 천연 항산화 소재로써의 활용 가능성을 타진하고자 하였다.
본 연구는 파이토케미컬이 다량 존재하는 부산물들의 천연항산화제로써의 소재 발굴을 위해서 사과, 포도 그리고 고구마 껍질을 70% 에탄올로 추출하여 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능, ORAC assay를 실시하여 항산화 활성을 조사하였다. 연구결과 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량에서는 사과 껍질이 각각 약 3배, 3.
가설 설정
1)Different letters means significant (P<0.05).
제안 방법
ORAC 지수는 트로록스를 이용하여 AUC(area under curves)를 이용하여 μM trolox 당량으로 산출하였다.
30분 후에 분광광도계를 이용하여 517 nm에서 측정하였다[18]. 대조군은 추출 시료용액과 동량의 메탄올 용액을 처리하여 시료와 같은 과정을 실험하였다. DPPH 라디칼 소거활성은 아스코르브산을 표준물질로 하여 작성한 표준검량곡선을 통해 μM ascorbic acid 당량으로 나타내었다.
이 연구방법은 시료의 항산화 활성을 과산화 라디칼의 생성과 소멸에 의한 형광물질의 감소율로 측정하였다 [20]. 과산화 라디칼을 생성하기 위해, 2,2'-azobis (2-amidino-propane) dihydrochloride(AAPH)와 75 mM인산 완충용액(pH 7.
대상 데이터
본 연구에 사용한 사과(Fuji), 포도(Campbell early), 고구마는 로컬 마트에서 구입하여 세척 후, 껍질 부분만을 취하여, 껍질과 70% 에탄올을 1:4로 믹서기로 갈아서 60℃ 진탕수조와 환류 냉각 장치에서 반복 추출하여 동결건조 한 후 시료로 사용하였다.
05 mL에 혼합하여 상온에서 30분간 반응시킨 후 분광광도계 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 아스코르브산을 사용하였다.
데이터처리
모든 실험결과는, SPSS 통계프로그램을 이용하여 평균±표준편차(SD)로 표현하였고, 시료간의 유의성 검정은 P<0.05수준에서 ANOVA로 분석하여 Duncan’s multiple range test를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
시료의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteau 법[16]을 이용하여 비색 정량하였다. 추출 시료 용액 0.
양이온 라디칼 소거 활성은 ABTS 비색법을 통해 정량하였다[18]. 요약하면, 7 mM ABTS 수용액과 2.
플라보노이드의 함량은 염화알루미늄[17]의 비색법을 이용하여 정량하였는데, 시료용액 0.5 mL에 95% 에탄올 1.5 mL, 10% 염화알루미늄 0.1 mL, 1 M 초산칼륨 0.1 mL 및 증류수 2.8 mL을 첨가하여 혼합한 후, 실온에서 30분간 정치하여 반응시킨 다음 분광광도계 415 nm에서의 흡광도를 측정하였다. 플라보노이드 함량은 퀄세틴을 표준물질로 하여 작성한 표준검량곡선을 통해 시료 추출물의 플라보노이드 함량을 환산하여 나타내었다.
성능/효과
따라서 세 껍질의 비교에서는 사과 껍질이 가장 통계적으로 유의한 항산화력을 보이는 것으로 나타났다.
7 배로 다른 포도 껍질과 고구마 껍질과 유의적으로 차이를 나타내었다. 또한 DPPH 라디칼 소거능은 사과 껍질이 포도 껍질보다는 3.2배, 고구마 껍질에 비해 4.6배 우수하였고, ABTS 양이온 소거능 또한 사과 껍질이 포도 껍질보다는 2.8배, 고구마 껍질보다는 5.4배 유의하게 우수하였다. 뿐만 아니라, FRAP 환원능은 약 3.
4배 유의하게 우수하였다. 뿐만 아니라, FRAP 환원능은 약 3.6배, ORAC 지수는 포도 껍질보다 3.3배, 고구마 껍질보다는 4.1배 높은 항산화능을 나타내었다.
사과껍질, 포도껍질, 고구마껍질의 총 페놀 함량의 결과는 Table 1에 나타난 바와 같이, 사과껍질 1g에는 7.76 μM quercetin 당량, 포도껍질 1g에는 2.62 μM quercetin 당량, 고구마껍질 1g에는 1.79 μM quercetin 당량으로 관찰되었다.
세 가지 껍질에 존재하는 ABTS 양이온 소거능은 사과 껍질, 포도 껍질, 고구마 껍질 순으로 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다 (P<0.05).
세 가지 껍질에 존재하는 DPPH 라디칼 소거능은 사과 껍질이 포도 껍질과 고구마 껍질보다 각각 3.2배와 4.6배 더 유의적으로 강력한 것으로 나타났다 (P<0.05).
세 가지 껍질에 존재하는 FRAP 환원능은 사과 껍질이 포도 껍질과 고구마 껍질보다 3.6배 더 유의적으로 강력한 것으로 나타났다(P<0.05).
세 가지 껍질에 존재하는 총 폴리페놀 함량은 사과 껍질, 포도 껍질, 고구마 껍질 순으로 높게 나타나 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<0.05).
세 가지 껍질에 존재하는 총 플라보노이드 함량은 사과 껍질이 가장 유의적으로 많았고 (P<0.05), 포도 껍질과 고구마 껍질은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다.
세 가지 껍질의 ORAC 지수는 사과 껍질이 포도 껍질과 고구 마 껍질보다 각각 3.3배와 4.1배 더 유의적으로 높은 것으 로 나타났다(P<0.05).
본 연구는 파이토케미컬이 다량 존재하는 부산물들의 천연항산화제로써의 소재 발굴을 위해서 사과, 포도 그리고 고구마 껍질을 70% 에탄올로 추출하여 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능, ORAC assay를 실시하여 항산화 활성을 조사하였다. 연구결과 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량에서는 사과 껍질이 각각 약 3배, 3.4-5.7 배로 다른 포도 껍질과 고구마 껍질과 유의적으로 차이를 나타내었다. 또한 DPPH 라디칼 소거능은 사과 껍질이 포도 껍질보다는 3.
이와 같이 본 연구에서도 다른 연구자들과 일치하게 사과 껍질이 가장 우수한 DPPH 라디칼과 ABTS 양이온 소거능을 보이는 것으로 나타났다.
포도 껍질과 고구마 껍질의 FRAP 환원능 차이는 유의적이지 않았다. 사과 껍질을 천연 항산화물질로 이용하기 위해 Huber와 Rupasinghe[31]은 여러 종의 사과 껍질 추출물의 항산화능을 측정하였는데, 총 폴리페놀량과 가장 상관관계를 보였던 항산화방법이 FRAP 환원능 측정법이었고, 건조한 사과 껍질 1 g당 0.
05). 포도 껍질과 고구마 껍질의 ORAC 지수의 차이는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다.
후속연구
또한 포도 껍질이외에도 항산화물질이 많이 저장되는 포도씨의 경우도 동물모델에게 포도씨 분말을 섭취시켰더니 산화적 스트레스가 감소되었다는 연구가 보고된바 있다[30]. 고구마의 경우는 껍질에 관한 연구는 미비한 실정으로 다른 부산물인 괴근과 잎자루 식이섬유의 항산화 효과가 연구된 바[15] 있는데 앞으로 더 많은 연구가 필요하다고 할 수 있다.
이에 반해, 고구마 껍질에 관한 연구는 거의 미비한 상황으로, Li와 Zhang [23]이 고구마 잎에서 플라보노이드를 추출하여 4주간 실험동물에게 경구 투여한 결과 고강도의 수영에 의해 생성되는 피로물질들의 유의적인 감소를 보여 항피로활성을 보이는 것으로 보고되었다. 따라서 여러 연구들이나 본 연구의 결과나 사과 껍질, 포도 껍질, 고구마 껍질에는 다량의 폴리페놀 화합물이 존재하여 이로 인한 건강기능성이 다양하기 때문에 껍질이지만 잘 개발된다면 좋은 건강기능 소재로써 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구를 통해, 과일의 부산물도 우수한 항산화 물질을 함유하고 있으므로 이러한 부산물을 이용하여 천연 항산화제를 얻을 수 있다면 경제적인 측면에서도 도움이 될 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사과 껍질에도 다양한 파이토케이컬을 함유하고 있는데 이는 어떤 효능이 있는가?
이러한 항산화 능은 사과에 존재하는 비타민 C라기 보다는 파이토케미컬인 퀄세틴, 에피카테킨, 프로시아니딘 B2가 강력한 효능을 보이는 것으로 알려졌다[5]. 특히, 사과 껍질도 다양한 파이토케미컬을 함유하고 있고, 산화적 스트레스와 염증 반응에 탁월한 효능이 있음이 보고되었다[6]. 또한 포도의 경우도 여러 가공품 즉, 와인, 주스, 다른 식품으로 제조할 수 있는 경제적인 작물로 알려져 있고[7], 파이토케 미컬인 플라보노이드가 다량 존재하여 항암[8], 항바이러스[9], 심혈관질환개선[10], 신경보호효과[11]등 다양한 건강에 유익한 작용을 하는 것으로 알려져 소비자들의 관심을 받고 있다.
포도씨에는 어떤 성분이 많이 함유되어 있는가?
또한 포도의 경우도 여러 가공품 즉, 와인, 주스, 다른 식품으로 제조할 수 있는 경제적인 작물로 알려져 있고[7], 파이토케 미컬인 플라보노이드가 다량 존재하여 항암[8], 항바이러스[9], 심혈관질환개선[10], 신경보호효과[11]등 다양한 건강에 유익한 작용을 하는 것으로 알려져 소비자들의 관심을 받고 있다. 포도씨에는 다량의 비타민 E, 플라보노이드, 리놀레산, 프로시아니딘을 함유하고 있고[12], 과피에는 다량의 폴리페놀이 존재하여 고지방 섭취시 나타나는 간경변을 개선하고 지방산화 및 지방대사를 조절하는 것으로 보고되어[13], 과일 중에서도 과육뿐만 아니라 씨, 과피 모두 섭취하여야 하는 과일로 인식되게 되었다. 뿐만 아니라, 식이섬유소를 다량으로 가지고 있는 고구마의 경우도 베타-카로틴, 비타민 B6, 비타민 C, 철분, 마그네슘, 칼륨 함량이 높은 것으로 알려져 있다[14].
천연 항산화제로 활용하기 위해 사과 껍질, 포도 껍질, 고구마 껍질의 에탄올 추출물의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드를 측정한 결과 각 각 어느 정도 함량을 보였는가?
본 연구에서는 천연 항산화제로써의 활용을 위해 부산물인 사과 껍질, 포도 껍질과 고구마 껍질의 에탄올 추출물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 양이온 소거능, FRAP 환원능과 ORAC 지수를 측정하였다. 결과적으로 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량은 사과 껍질 1g에 각각 7.76 ${\mu}M$ quercetin 당량과 1.03 ${\mu}M$ quercetin 당량으로 존재하여 포도 껍질과 고구마 껍질 보다 유의적으로 다량 함유되어 있는 것으로 관찰되었다. 또한 DPPH 라디칼 소거능은 사과껍질 1 g이 각각 포도 껍질보다는 3.
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