[논문]효소 처리와 초고압 처리에 의한 콩나물 추출물의 항산화 활성

성혜미; 김숙정; 김경미; 윤수경; 정현정; 김태용; 위지향

doi:10.3746/jkfn.2014.43.8.1228

효소 처리와 초고압 처리에 의한 콩나물 추출물의 항산화 활성
Antioxidant Activity of Soy-sprout Extracts Prepared by Enzyme and Ultra High Pressure 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.43 no.8, 2014년, pp.1228 - 1235

성혜미 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원) , 김숙정 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원) , 김경미 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원) , 윤수경 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원) , 정현정 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원) , 김태용 (이조은산소) , 위지향 ((재)전남생물산업진흥원 식품산업연구원)

초록
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본 연구는 콩나물 처리방법에 따른 추출물의 항산화능 평가를 위해 콩나물을 초고압 처리, 효소 처리 및 무처리 후 물 추출하여 유리아미노산, 총 페놀, 이소플라본 함량을 확인하고 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능과 HepG2 세포에서의 산화적 스트레스 방어 효과를 확인하였다. 또한 콩나물 처리방법에 따른 추출물의 총 페놀 함량 및 이소플라본의 함량은 효소 처리 추출물> 초고압 처리 추출물> 물 추출물 순이었다. DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능 또한 효소 처리 추출물> 초고압 처리 추출물> 물 추출물 순으로 나타나 페놀 함량과 이소플라본 함량이 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능에 영향을 미치는 것으로 보였다. HepG2 세포에서 $H_2O_2$로 유도된 산화적 손상에 대해서는 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물이 콩나물 무처리 추출물보다 유의적으로 높은 세포보호 활성을 나타냈다. 이상의 결과로부터 콩나물을 효소 처리한 추출물과 초고압 처리한 추출물은 콩나물에 별도의 처리를 하지 않고 물 추출한 것보다 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스로부터 방어 효과가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 콩나물의 효소 처리 및 초고압 처리 후 물 추출하는 것은 콩나물의 항산화 성분의 추출을 증대시키고 항산화능 및 세포의 산화적 스트레스를 방어하는 효과를 높이는 것으로 확인되었으며 그중에서도 콩나물을 효소처리하는 것이 더 유용한 것으로 판단되었다. 이에 콩나물을 효소 처리하거나 초고압 처리하여 추출하는 것이 항산화능을 증대시킬 수 있는 효과적인 방법이며 이러한 방법을 통해 얻은 콩나물 추출물은 항산화능을 갖는 기능성 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the antioxidant activities and effects of soy-sprout extracts (SE) against $H_2O_2$-induced oxidative stress in HepG2 cells. The major free amino acids were asparagine, valine, pheylalanine, histidine, isoleucine, and leucine in SE. Both soy-spout extract by enzyme (SEE) and soy-spout extract by ultra high pressure (SEP) showed higher contents compared with soy-sprout water extract (SEW). The total polyphenol and isoflavone contents were highest in SEE. SEE had the highest DPPH and ABTS radical scavenging activities as well. To determine the effects of SE on $H_2O_2$-induced oxidative damage, cell viability was measured using XTT assay. Pre-treatment with SEE and SEP significantly increased cell viability compared with $H_2O_2$-treated control cells by 29% and 32%, respectively. These results indicate that SEE and SEP possess antioxidant activity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이런 추출 방법은 열로 인한 많은 유용성분의 파괴, 단백질의 변이, 성분의 손실, 가용성분 위주의 추출, 열에 대한 불안정 등의 단점을 드러내고 있다(7,8,11). 따라서 본 연구에서는 열수추출 및 용매추출보다 더 많은 유용성분을 용출할 수 있는 초고압 추출 및 효소 처리 추출의 장점을 이용하여 콩나물의 항산화 활성 증가에 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다. 이를 위해서 콩나물에 효소 처리 또는 초고압 처리한 추출물의 항산화 활성 및 간암세포에서의 산화적 스트레스 정도를 평가하여 콩나물 추출물의 기능성 소재 개발을 위한 기초자료로 사용하고자 한다.
유리아미노산은 단백질의 합성, 신경전달물질 기능, 면역계 강화 등의 중요한 역할을 한다(21,22). 따라서 콩나물의 처리방법에 따른 추출물 각각의 유리아미노산 함량을 비교하여 콩나물 추출 전 처리방법이 유리아미노산 함량 증가에 영향을 미치는지 확인하였다. 유리아미노산 함량 분석 결과는 Table 4에 나타내었다.
페놀의 일종인 이소플라본은 주로 콩과류에 많이 분포하며 항산화 활성과 자유라디칼 소거능(29,30)을 가진다. 본 연구에서는 이소플라본 함량을 측정하여 콩나물 처리방법에 따른 추출물의 이소플라본 함량의 영향을 알아보고자 하였다. 콩나물의 처리방법에 따른 추출물의 이소플라본은 동일 조건의 HPLC-PDA상에서 시판 표준품 각각의 retention time이 일치하는 peak와의 UV spectra를 비교･분석하여 순도를 확인한 후 HPLC chromatogram을 Fig.
본 연구에서는 콩나물 추출물의 산화적 스트레스 방어 효과를 알아보기 위하여 간세포인 HepG2에 활성산소의 일종인 H₂O₂를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 후 산화적 스트레스에 대한 세포독성을 측정하였다. 그 결과 H₂O₂만 처리한 군은 아무것도 처리하지 않은 control군(100%)에 비하여 세포생존율(40.
따라서 본 연구에서는 열수추출 및 용매추출보다 더 많은 유용성분을 용출할 수 있는 초고압 추출 및 효소 처리 추출의 장점을 이용하여 콩나물의 항산화 활성 증가에 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다. 이를 위해서 콩나물에 효소 처리 또는 초고압 처리한 추출물의 항산화 활성 및 간암세포에서의 산화적 스트레스 정도를 평가하여 콩나물 추출물의 기능성 소재 개발을 위한 기초자료로 사용하고자 한다.

제안 방법

2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS) radical scavenging 활성은 Re 등(19)의 방법을 변형하여 측정하였다.
SEP는 콩나물 100 g을 500 Mpa 압력의 초고압(QFP-35L, Avure, Västerås, Sweden)으로 20℃, 3분처리하였으며 SEW는 콩나물 그대로를 사용하였다.
콩나물은 세척 후 불림통에 넣고 실온에서 불린 다음 20~30℃에서 1일간 방치하여 발아시켰다. 발아된 콩은 재배용기에 넣고 20~30℃의 암실에서 재배하였고 재배수는 6시간 간격으로 15분씩 살수하여 6일간 재배하였다.
본 연구는 콩나물 처리방법에 따른 추출물의 항산화능 평가를 위해 콩나물을 초고압 처리, 효소 처리 및 무처리 후 물 추출하여 유리아미노산, 총 페놀, 이소플라본 함량을 확인하고 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능과 HepG2세포에서의 산화적 스트레스 방어 효과를 확인하였다. 또한 콩나물 처리방법에 따른 추출물의 총 페놀 함량 및 이소플라본의 함량은 효소 처리 추출물> 초고압 처리 추출물> 물 추출물 순이었다.
시험용액의 제조 및 분석은 시료 0.5 g에 trifluoroacetic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 16%로 희석하여 1 mL를 넣은 후 15분 진탕 후 890×g에서 15분간 원심분리 하여 상등액을 사용해 분석에 사용하였으며 Table 1과 같은 조건으로 분석하였고 2회 반복 분석하였다.
이상의 결과를 토대로 추후 실험에는 모든 추출물들에서 세포독성이 나타나지 않은 500 µg/mL 농도를 사용하였다.
이소플라본 함량 변화 분석은 AOAC법(17)의 방법을 응용하여 Agilent 1100 series 기기(Agilent, Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 표준물질로 이소플라본의 daidzin, genistin, daidzein, genistein(Fujicco, Kobeshi, Japan)을 1 mg/mL 만들어 사용하였다.
콩나물 처리방법이 콩나물 추출물의 총 페놀 함량에 영향을 미치는지 비교하기 위하여 각 추출물의 총 페놀 함량을 분석하였다. 콩나물의 처리방법에 따른 추출물의 총 페놀 함량은 효소 처리 추출물 1.
콩나물 추출물들의 인간 간암 세포주 HepG2에 대한 세포독성을 알아보기 위하여 XTT assay를 실시하였다. HepG2세포에 대한 콩나물 추출물의 생존율은 Fig.
콩나물 추출물의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(16)을 변형시켜 측정하였다. 시험관에 시료(1 mg/100 µL)와 증류수 900 µL를 넣은 후 Folin-Ciocalteu 시약을 100 µL 가하여 잘 혼합하였다.
콩나물의 추출은 콩나물 처리방법에 따라 콩나물 효소 추출물(SEE), 콩나물 초고압 추출물(SEP), 콩나물 물 추출물 (SEW) 세 가지 방법으로 나누었으며 제조를 위해 생물 콩나물을 조분쇄 후 사용하였다. SEE는 콩나물 100 g에 20 g의 효소(pectinase: from Aspergillus niger, 145 Unit/mg, Danisco, Copenhagen, Denmark)를 첨가하였다.
실온에서 5분간 반응시킨 다음 7% Na₂CO₃ 용액 1 mL와 증류수 400 µL를 첨가하여 잘 혼합하고 실온에서 90분간 발색시킨 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준검량곡선은 gallic acid를 사용하여 총 페놀 함량을 계산하였다.

대상 데이터

02% EDTA로 부착된 세포를 분리하여 계대배양하였다. FBS, penicillin, streptomycin, MEM, PBS, trypsin은 Gibco BRL(Grand Island, NY, USA)에서 구입하여 사용하였다.
간 보호 효과 효능 평가를 위해 사용된 인간 간암세포주 HepG2는 ATCC(American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA)에서 구입하였으며, 10% fetal bovine serum(FBS)과 penicillin(100 units/mL), streptomycin(100 g/mL)이 함유된 MEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO₂, 95% humid air로 조절된 배양기에서 배양하였다. 배양된 세포는 일주일에 2~3회 refeding하고 6~7일 안에 phosphate buffered saline(PBS)으로 세척한 후 0.
시험용액의 제조 및 분석은 시료 1 g에 methanol(Burdick&Jackson, Muskegon, MI, USA) 0.5 mL를 넣은 후 30분 진탕 후 0.45μm의 멤브레인 필터로 여과하여 시험액으로 사용하였으며 Table 2와 같은 조건으로 분석하였다.
효소 처리 콩나물은 정제수 400 mL를 첨가 후 25℃에서 3시간 추출하였고 초고압 처리 및 무첨가한 콩나물은 각각 정제수 400 mL를 첨가 후 실온에서 3시간 동안 추출하였다. 추출한 용액은 원심분리 및 여과하고 진공동결건조기(PVTFD1-R, Ilsin, Dongducheon, Korea)로 동결건조 하여 분말을 얻었으며 -20℃에 보관하면서 본 연구의 시료로 사용하였다.
콩나물은 ‘준저리’ 품종을 발아시킨 것으로 농업회사법인 이조은산소(주)(Gwangju, Korea)로부터 제공받았다.
이소플라본 함량 변화 분석은 AOAC법(17)의 방법을 응용하여 Agilent 1100 series 기기(Agilent, Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 표준물질로 이소플라본의 daidzin, genistin, daidzein, genistein(Fujicco, Kobeshi, Japan)을 1 mg/mL 만들어 사용하였다. 시험용액의 제조 및 분석은 시료 1 g에 methanol(Burdick&Jackson, Muskegon, MI, USA) 0.

데이터처리

3)Different superscripts in a column show a significantly difference at P<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
3)Different superscripts show a significantly difference at P<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
본 실험 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 나타내었으며 실험군간 결과 비교 및 유의성 검정은 Student t-test와 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계처리한 후 P<0.05 수준에서 유의성 여부를 검증하였다.

이론/모형

H₂O₂ 처리에 따른 콩나물 추출물의 세포내 산화적 스트레스 억제 효과는 XTT assay를 이용하여 측정하였다. HepG2세포는 5×10⁴ cells/24-well로 분주하여 24시간 동안 배양한 후 배지를 제거하고 PBS로 세척한 다음 콩나물 추출물(500 μg/mL) 1 mL씩 첨가하여 24시간 동안 배양하였다.
HepG2 세포에 대한 콩나물 추출물의 세포 독성은 XTT assay로 측정하였다(20). HepG2 세포는 5×10⁴ cells로 분주하여 24시간 배양한 후 배지를 제거하고 1일 동안 콩나물 추출물을 0~1,000 μg/mL 농도로 처리하였다.
유리아미노산 함량은 KFDA(Korea Food & Drug Administration)의 유리아미노산 함량 분석 방법(15)을 사용하였으며 자동 아미노산분석기(HITACH L-8900, Hitachi Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 분석하였다.
콩나물 추출물의 전자공여능은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)(Wako Pure Chemical Industries)의 환원력을 이용하여 측정하였다(18). 시료(2 µg/10 μL)와 100 μM DPPH 용액 190 μL를 첨가하여 상온에서 30분간 반응시킨 후 microplate reader를 사용하여 515 nm에서 흡광도를 측정하였다.

성능/효과

DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능 또한 효소 처리 추출물> 초고압 처리 추출물> 물 추출물 순으로 나타나 페놀 함량과 이소플라본 함량이 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능에 영향을 미치는 것으로 보였다.
DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능 또한 효소 처리 추출물> 초고압 처리 추출물> 물 추출물 순으로 나타나 페놀 함량과 이소플라본 함량이 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능에 영향을 미치는 것으로 보였다. HepG2 세포에서 H₂O₂로 유도된 산화적 손상에 대해서는 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물이 콩나물 무처리 추출물보다 유의적으로 높은 세포보호 활성을 나타냈다. 이상의 결과로부터 콩나물을 효소 처리한 추출물과 초고압 처리한 추출물은 콩나물에 별도의 처리를 하지 않고 물 추출한 것보다 H₂O₂로 유도된 산화적 스트레스로부터 방어 효과가 높게 나타나는 것을 확인하였다.
이상의 결과로부터 콩나물을 효소 처리한 추출물과 초고압 처리한 추출물은 콩나물에 별도의 처리를 하지 않고 물 추출한 것보다 H₂O₂로 유도된 산화적 스트레스로부터 방어 효과가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 콩나물의 효소 처리 및 초고압 처리후 물 추출하는 것은 콩나물의 항산화 성분의 추출을 증대시키고 항산화능 및 세포의 산화적 스트레스를 방어하는 효과를 높이는 것으로 확인되었으며 그중에서도 콩나물을 효소 처리하는 것이 더 유용한 것으로 판단되었다. 이에 콩나물을 효소 처리하거나 초고압 처리하여 추출하는 것이 항산화능을 증대시킬 수 있는 효과적인 방법이며 이러한 방법을 통해 얻은 콩나물 추출물은 항산화능을 갖는 기능성 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 후 산화적 스트레스에 대한 세포독성을 측정하였다. 그 결과 H₂O₂만 처리한 군은 아무것도 처리하지 않은 control군(100%)에 비하여 세포생존율(40.3%)이 유의적으로 감소하며 세포독성을 보였다(Fig. 5). 반면 콩나물 효소 처리 추출물 처리군의 세포생존율은 69.
이런 결과는 총 페놀과 이소플라본 함량이 효소 처리 추출물에서 가장 높게 나타난 결과와 일치하며 DPPH 라디칼 소거능은 총 페놀 함량과 밀접한 관련이 있다는 기존 연구 결과와도 일치하였다(27,32). 따라서 항산화 활성에 관여하는 총 페놀 및 이소플라본 함량 결과와 마찬가지로 DPPH 라디칼 소거능 결과에서도 콩나물을 효소 처리하여 추출하는 것이 초고압 처리나 물 추출하는 것보다 항산화 활성을 증가시키는 유용한 추출 방법으로 사료된다.
3%를 보여 시험군 및 양성대조군 모두 H₂O₂만 처리한 대조군보다 유의적으로 높은 산화적 스트레스 방어 효과를 나타내었다. 또한 처리방법에 따른 추출물의 산화적스트레스 방어 효과는 효소 처리 추출물 처리군과 초고압 처리 추출물 처리군의 세포생존율은 유의차가 나지 않으나 물 추출물 처리군의 세포생존율에 비교했을 때에는 효소 처리 및 초고압 처리 추출물 2가지 모두 유의적으로 높은 산화적 스트레스 방어 효과를 나타내었다.
5). 반면 콩나물 효소 처리 추출물 처리군의 세포생존율은 69.3%, 콩나물 초고압 처리 추출물 처리군의 세포생존율은 72.3%, 콩나물 물 추출물 처리군의 세포생존율은 55.3%, 양성대조군인 caffeic acid 처리군의 세포생존율은 81.3%를 보여 시험군 및 양성대조군 모두 H₂O₂만 처리한 대조군보다 유의적으로 높은 산화적 스트레스 방어 효과를 나타내었다. 또한 처리방법에 따른 추출물의 산화적스트레스 방어 효과는 효소 처리 추출물 처리군과 초고압 처리 추출물 처리군의 세포생존율은 유의차가 나지 않으나 물 추출물 처리군의 세포생존율에 비교했을 때에는 효소 처리 및 초고압 처리 추출물 2가지 모두 유의적으로 높은 산화적 스트레스 방어 효과를 나타내었다.
이러한 결과는 효소 및 초고압 처리로 인한 세포벽의 구조 변화와 관련되어 있다고 보고(23)된 바 있다. 본 연구에서도 효소에 의한 세포벽의 구조적 변화는 세포내 아미노산의 추출 효율을 증가시키고 초고압 및 효소 처리 공정 동안 세포벽 가수분해효소의 활성이 증대되어 아미노산 함량이 증가된 것으로 판단된다. 아미노산은 항산화능을 가진 화합물에 대한 전구체 역할을 한다고 알려져 있으며, 이에 관련된 연구로 Jung(24)은 세포내 산소결핍을 유도한 후 아미노산에 대한 항산화 영향을 연구한 결과 glycine이 glutathion 함량 감소를 억제시킨다고 보고하였다.
또한 여러 연구 결과(26-28)에서 천연물에 효소 및 초고압 처리를 하면 열수나 용매 추출물보다 유용성분의 추출 효율을 증가시킬 수 있으며 이런 추출 효율의 증가는 페놀 함량과 생리활성을 증가시키는 것으로 보고 하였다. 상기의 여러 가지 기존 연구 결과와 같이 콩나물 추출 시에도 물 추출이나 초고압 처리 추출보다 효소 처리 추출방법이 콩나물의 페놀 함량을 증가시키는 데 유용한 방법으로 확인되었다.
6 mg/ 100 g으로 가장 높은 함량을 보였다. 이것은 콩나물 초고압 처리 추출물(daidzein 8.1 mg/100 g, genistein 4.6 mg/ 100 g)과 콩나물 물 추출물(daidzein 7.3 mg/100g, genistein 4.7 mg/100 g)보다 약 2배 높은 결과이며 두개 추출물의 유의적인 차이가 현저하게 나타났다. 이러한 결과는 처리방법에 따른 콩나물 추출물의 총 페놀 함량의 결과와 유사한데 이소플라본은 페놀의 flavonoid류이며 페놀 함량의 증가와 마찬가지로 효소 처리와 초고압 처리에 의해 콩나물 세포벽 성분의 추출 효율이 극대화되어 이소플라본의 함량이 증가된 것으로 생각된다.
7 mg/100 g)보다 약 2배 높은 결과이며 두개 추출물의 유의적인 차이가 현저하게 나타났다. 이러한 결과는 처리방법에 따른 콩나물 추출물의 총 페놀 함량의 결과와 유사한데 이소플라본은 페놀의 flavonoid류이며 페놀 함량의 증가와 마찬가지로 효소 처리와 초고압 처리에 의해 콩나물 세포벽 성분의 추출 효율이 극대화되어 이소플라본의 함량이 증가된 것으로 생각된다.
17%이며 추출물 중 효소 처리 추출물이 유의적인 차이를 보이며 가장 높은 함량을 보였다(Table 3). 이러한 결과는 효소 처리 추출물이 물 추출물보다 약 3배 높은 결과이며 기존의 추출 방법으로는 용출되지 않았던 성분들이 초고압 처리와 효소 처리를 통해 조직과 세포막의 변형으로 인해 기존 물질들의 용출량이 증가하고 새로운 물질이 용출(8-13)되어 수율이 높게 나타난 것으로 보인다.
이러한 결과는 고압 처리에 의한 발효미강의 phenolic compound의 함량 증대를 평가한 Kim 등(25)과 초고압과 효소 처리에 의한 발효 쌀의 추출 효율과 bioactivity를 평가한 Kim과 Han(23)의 연구 결과와 유사한데, 이들 연구에서는 초고압 처리와 효소 처리가 세포벽의 구조적 변화로 추출 효율을 증대시켜 ferulic acid, caffeic acid, gallic acid 및 benzoic acid의 함량을 증가시키는 것으로 보고하였다. 이런 연구 결과로 미루어 볼 때, 본 연구에서도 초고압 처리와 효소 처리에 의한 세포벽의 구조적 변화로 인해 콩나물 내 총 페놀의 추출 효율을 증가시켜 함량이 증가한 것으로 판단된다. 또한 여러 연구 결과(26-28)에서 천연물에 효소 및 초고압 처리를 하면 열수나 용매 추출물보다 유용성분의 추출 효율을 증가시킬 수 있으며 이런 추출 효율의 증가는 페놀 함량과 생리활성을 증가시키는 것으로 보고 하였다.
HepG2 세포에서 H₂O₂로 유도된 산화적 손상에 대해서는 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물이 콩나물 무처리 추출물보다 유의적으로 높은 세포보호 활성을 나타냈다. 이상의 결과로부터 콩나물을 효소 처리한 추출물과 초고압 처리한 추출물은 콩나물에 별도의 처리를 하지 않고 물 추출한 것보다 H₂O₂로 유도된 산화적 스트레스로부터 방어 효과가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 콩나물의 효소 처리 및 초고압 처리후 물 추출하는 것은 콩나물의 항산화 성분의 추출을 증대시키고 항산화능 및 세포의 산화적 스트레스를 방어하는 효과를 높이는 것으로 확인되었으며 그중에서도 콩나물을 효소 처리하는 것이 더 유용한 것으로 판단되었다.
콩나물 초고압 처리 추출물과 물 추출물은 모든 농도(0~1,000 µg/mL)에서 세포독성이 나타나지 않았으나, 콩나물 효소 처리 추출물은 750 µg/mL 농도에서 유의적으로 낮은 세포생존율을 보여 세포독성이 나타났다.
콩나물 추출물 중 β-alanine을 제외한 개별 유리아미노산 각각의 함량 및 총 유리아미노산 함량은 콩나물 물 추출물보다 효소 처리 추출물과 초고압 처리 추출물이 더 높은 것으로 나타났다.
1에 표현하였고 함량은 Table 6에 표현하였다. 콩나물 추출물 중 콩나물 효소 처리 추출물이 daidzein 19.8 mg/100 g, genistein 8.6 mg/ 100 g으로 가장 높은 함량을 보였다. 이것은 콩나물 초고압 처리 추출물(daidzein 8.
항산화 활성 관련한 효소 처리 추출물 연구 보고로 Kim 등(27)은 인삼에 효소를 처리한 것이 효소를 처리하지 않은 인삼보다 DPPH 라디칼 소거 활성 비교 시 효소 처리 인삼의 소거 활성이 현저히 증가한다고 보고하였는데, 이 결과는 앞서 실험을 통해 확인한 본 연구의 효소 처리에 따라 콩나물 효소 처리 추출물의 유효성분과 페놀 함량이 콩나물 물 추출물보다 더 높아 DPPH 라디칼 소거 활성을 증가시킨 것과 동일한 결과이다. 콩나물 효소 처리 추출물과 초고압 처리 추출물의 전자공여능 비교 시 콩나물 효소 처리 추출물이 초고압 처리 추출물보다 유의적으로 높은 전자공여능을 보였다. 이런 결과는 총 페놀과 이소플라본 함량이 효소 처리 추출물에서 가장 높게 나타난 결과와 일치하며 DPPH 라디칼 소거능은 총 페놀 함량과 밀접한 관련이 있다는 기존 연구 결과와도 일치하였다(27,32).
콩나물 효소 처리 추출물이 39%로 가장 높게 나타났으며, 콩나물 초고압 처리 추출물(32%), 콩나물 물 추출물(28%) 순이었다. 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물은 콩나물 물 추출물보다 유의적으로 높은 라디칼 소거능을 나타내었다. 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물의 라디칼 소거능 비교 시에는 효소 처리 추출물이 초고압 처리 추출물보다 유의적으로 높은 라디칼 소거능을 보였으며 이 결과는 DPPH 전자공여능 실험 결과와 일치하였다.
콩나물 효소 처리 추출물이 29%로 가장 높게 나타났으며, 콩나물 초고압 처리 추출물(23%), 콩나물 물 추출물(19%) 순이었다. 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물은 콩나물 물 추출물보다 유의적으로 높은 전자공여능을 나타내었다. Park 등(8)과 Shin 등(9)의 연구 결과를 볼 때 초고압 공정을 실시할 경우 고압으로 인한 추출물 조직의 파괴가 이루어져 유용활성 성분의 용출이 증가한다고 보고 하였는데, 초고압 추출로 인해 유용활성 성분의 용출이 증가하여 DPPH 라디칼 소거능이 콩나물 물 추출물보다 초고압 추출 콩나물이 더 높았을 것이라 사료된다.
콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물은 콩나물 물 추출물보다 유의적으로 높은 라디칼 소거능을 나타내었다. 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물의 라디칼 소거능 비교 시에는 효소 처리 추출물이 초고압 처리 추출물보다 유의적으로 높은 라디칼 소거능을 보였으며 이 결과는 DPPH 전자공여능 실험 결과와 일치하였다. 또한 Kim과 Han(23)의 고압 처리를 실시한 발효미강 추출물의 항산화 활성의 연구에서 고압 처리를 실시한 발효미강이 일반 발효미강에 비해 ABTS 라디칼 소거능이유의적으로 높게 나타난다는 보고와 Kim 등(27)의 인삼에 효소 처리를 하여 효소를 처리하지 않은 인삼보다 ABTS 라디칼 소거 활성 비교 시 효소 처리 인삼의 소거 활성이 현저히 증가한다는 보고와도 일치한다.
콩나물 처리방법이 콩나물 추출물의 총 페놀 함량에 영향을 미치는지 비교하기 위하여 각 추출물의 총 페놀 함량을 분석하였다. 콩나물의 처리방법에 따른 추출물의 총 페놀 함량은 효소 처리 추출물 1.56 g/100 g, 초고압 처리 추출물 1.30 g/100 g, 물 추출물 1.21 g/100 g이며, 추출물 중 효소 처리 추출물이 유의적인 차이를 보이며 가장 높은 함량을 보였다(Table 5). 이러한 결과는 고압 처리에 의한 발효미강의 phenolic compound의 함량 증대를 평가한 Kim 등(25)과 초고압과 효소 처리에 의한 발효 쌀의 추출 효율과 bioactivity를 평가한 Kim과 Han(23)의 연구 결과와 유사한데, 이들 연구에서는 초고압 처리와 효소 처리가 세포벽의 구조적 변화로 추출 효율을 증대시켜 ferulic acid, caffeic acid, gallic acid 및 benzoic acid의 함량을 증가시키는 것으로 보고하였다.
콩나물의 처리방법에 따른 추출물의 추출 수율은 효소 처리 추출물 9.23%, 초고압 처리 추출물 4.38%, 물 추출물 3.17%이며 추출물 중 효소 처리 추출물이 유의적인 차이를 보이며 가장 높은 함량을 보였다(Table 3). 이러한 결과는 효소 처리 추출물이 물 추출물보다 약 3배 높은 결과이며 기존의 추출 방법으로는 용출되지 않았던 성분들이 초고압 처리와 효소 처리를 통해 조직과 세포막의 변형으로 인해 기존 물질들의 용출량이 증가하고 새로운 물질이 용출(8-13)되어 수율이 높게 나타난 것으로 보인다.

후속연구

본 연구에서 콩나물 효소 처리 추출물과 콩나물 초고압 처리 추출물은 항산화 및 세포내 산화적 스트레스 방어 효과가 높은 것으로 확인되었으며, 이들의 활성은 시료 중의 아미노산, 페놀 및 이소플라본에 대한 의존성이 높으나 그 외 미지의 물질도 관여하는 것으로 추정되며 향후 지속적인 연구가 필요하리라 생각된다.
아미노산은 항산화능을 가진 화합물에 대한 전구체 역할을 한다고 알려져 있으며, 이에 관련된 연구로 Jung(24)은 세포내 산소결핍을 유도한 후 아미노산에 대한 항산화 영향을 연구한 결과 glycine이 glutathion 함량 감소를 억제시킨다고 보고하였다. 본 연구에서의 실험 결과를 통해 콩나물을 효소 처리하거나 초고압 처리한 추출물의 유리아미노산 함량이 높아짐으로 인해 항산화능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
결과적으로 본 연구를 통해 콩나물의 효소 처리 및 초고압 처리후 물 추출하는 것은 콩나물의 항산화 성분의 추출을 증대시키고 항산화능 및 세포의 산화적 스트레스를 방어하는 효과를 높이는 것으로 확인되었으며 그중에서도 콩나물을 효소 처리하는 것이 더 유용한 것으로 판단되었다. 이에 콩나물을 효소 처리하거나 초고압 처리하여 추출하는 것이 항산화능을 증대시킬 수 있는 효과적인 방법이며 이러한 방법을 통해 얻은 콩나물 추출물은 항산화능을 갖는 기능성 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식물의 성분 추출 방법으로 초고압 추출은 어떤 장점이 있는가?	초고압 추출은 등방 정수압(isostatic pressure)을 이용한 기술로 초고압 용기에 시료를 투입 후 압력을 가하면 시료의 모든 면에 압력이 균일하게 전달되어 시료의 유효성분을 짧은 시간 내에 추출할 수 있으며 순도가 높은 단일 성분을 얻을 수 있는 장점이 있다. 이는 초고압 하에서 식물은 세포막이 파괴되어 세포 안으로 용매의 침투가 가능하여 보다 많은 성분이 세포 밖으로 쉽게 용출되어 나오기 때문으로 추정되고 있다(7).
	콩나물을 열수 또는 유기용매 등의 추출법을 사용했을 때의 단점은?	지금까지 콩나물에 관한 선행연구들은 콩나물을 열수 또는 유기용매 등의 추출법을 사용하였다. 이런 추출 방법은 열로 인한 많은 유용성분의 파괴, 단백질의 변이, 성분의 손실, 가용성분 위주의 추출, 열에 대한 불안정 등의 단점을 드러내고 있다(7,8,11). 따라서 본 연구에서는 열수추출 및 용매추출보다 더 많은 유용성분을 용출할 수 있는 초고압 추출 및 효소 처리 추출의 장점을 이용하여 콩나물의 항산화 활성 증가에 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다.
	콩나물의 기능성 성분은?	콩나물의 대표적인 기능성 성분으로 항암, 골다공증 예방, 갱년기 이후 여성장애 개선, 항산화 등으로 알려진 isoflavone이 있으며, 숙취해소와 항산화물질의 전구체로 알려진 아미노산과 항산화 작용, 면역기능에 관여하는 비타민 C, 심혈관계 질환 예방 및 미백 효능이 있는 지방산 성분들이 알려져 있다(1,2). 콩나물에 대해서는 게르마늄 용해수로 재배한 콩나물의 위암세포 억제 효과(3), 키토산을 처리한 콩나물의 생장의 변화(4,5), 콩나물의 isoflavone 분석(1), streptozotocin 유발 당뇨쥐에 있어서 콩나물 메탄올 추출물의 혈당 강하 효과(6) 등이 선행 보고된 바 있고, 최근 가공법 및 추출법을 달리하여 콩나물의 기능성을 증진시키기 위한 연구가 계속되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

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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