육질색에 따른 일반고구마(WF), 주황색고구마(OF), 자색고구마(PF)를 동결건조 후 에탄올 농도를 달리하여 추출물을 제조하고 분석하였다. 고구마 육질색과 에탄올 농도에 따른 추출 수율은 매우 유사하였다. 에탄올의 농도가 0%에서 70%까지 증가됨에 따라 추출 수율이 서서히 감소되었으며, 에탄올 100%에서 매우 낮은 추출 수율(2~3%)을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량은 PF가 WF, OF보다 2~5배 높은 값을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량이 가장 높은 70% 에탄올 추출물에서 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl 유리 radical 소거활성의 $EC_{50}$은 WF 2.030 mg/mL, OF 2.127 mg/mL, PF 0.179 mg/mL, 환원력의 $EC_{50}$은 WF 1.587 mg/mL, OF 1.524 mg/mL, PF 0.236 mg/mL이었다. 추출물의 항산화 활성은 총 폴리페놀 함량과 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 따라서, PF의 황산화 활성은 WF와 OF에 비하여 radical 소거활성은 10배, 환원력은 6배 이상 우수하였다.
육질색에 따른 일반고구마(WF), 주황색고구마(OF), 자색고구마(PF)를 동결건조 후 에탄올 농도를 달리하여 추출물을 제조하고 분석하였다. 고구마 육질색과 에탄올 농도에 따른 추출 수율은 매우 유사하였다. 에탄올의 농도가 0%에서 70%까지 증가됨에 따라 추출 수율이 서서히 감소되었으며, 에탄올 100%에서 매우 낮은 추출 수율(2~3%)을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량은 PF가 WF, OF보다 2~5배 높은 값을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량이 가장 높은 70% 에탄올 추출물에서 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl 유리 radical 소거활성의 $EC_{50}$은 WF 2.030 mg/mL, OF 2.127 mg/mL, PF 0.179 mg/mL, 환원력의 $EC_{50}$은 WF 1.587 mg/mL, OF 1.524 mg/mL, PF 0.236 mg/mL이었다. 추출물의 항산화 활성은 총 폴리페놀 함량과 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 따라서, PF의 황산화 활성은 WF와 OF에 비하여 radical 소거활성은 10배, 환원력은 6배 이상 우수하였다.
Antioxidant activities of ethanol extracts from three types of sweet potatoes with distinctive flesh color (white, orange, and purple) were investigated. Total phenolic content of purple-fleshed sweet potato (PF) was always 2- to 5-fold higher than those of white-fleshed (WF) and orange-fleshed swee...
Antioxidant activities of ethanol extracts from three types of sweet potatoes with distinctive flesh color (white, orange, and purple) were investigated. Total phenolic content of purple-fleshed sweet potato (PF) was always 2- to 5-fold higher than those of white-fleshed (WF) and orange-fleshed sweet potato (OF). 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl free radical scavenging activity of 70% ethanol extracts was highest ($EC_{50}$ = 0.179 mg/mL) for PF and lowest ($EC_{50}$ = 2.127 mg/mL) for OF. And then, reducing power was also highest ($EC_{50}$ = 0.236 mg/mL) for PF and lowest ($EC_{50}$ = 1.587 mg/mL) for WF. Antioxidant activities of 70% ethanol extracts were closely related to the amount of total phenolics. These results imply that antioxidant activity of PF is 6.7 to 11.9 times higher than those of WF and OF.
Antioxidant activities of ethanol extracts from three types of sweet potatoes with distinctive flesh color (white, orange, and purple) were investigated. Total phenolic content of purple-fleshed sweet potato (PF) was always 2- to 5-fold higher than those of white-fleshed (WF) and orange-fleshed sweet potato (OF). 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl free radical scavenging activity of 70% ethanol extracts was highest ($EC_{50}$ = 0.179 mg/mL) for PF and lowest ($EC_{50}$ = 2.127 mg/mL) for OF. And then, reducing power was also highest ($EC_{50}$ = 0.236 mg/mL) for PF and lowest ($EC_{50}$ = 1.587 mg/mL) for WF. Antioxidant activities of 70% ethanol extracts were closely related to the amount of total phenolics. These results imply that antioxidant activity of PF is 6.7 to 11.9 times higher than those of WF and OF.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
또한 고구마 품종별 항산화성에 관한 연구가 보고(Lee등, 1999; Song 등, 2005; Lee 등, 2007)되어 있으나 식품용으로 사용할 수 없는 메탄올, ethyl acetate와 같은 용매를 추출물제조에 활용하였거나, 에탄올을 용매로 제조한 추출물에는 고구마 품종 간의 항산화 활성이 다소 정성적으로 기술되어 정량적인 비교는 곤란한 형편이다. 따라서 본 연구에서는 육질색이 상이한 고구마로부터 에탄올 추출물을 제조하여 폴리페놀 화합물의 함량을 분석하고, 라디칼 소거 활성과 환원력의 차이를 정량적으로 비교하여 고구마의 항산화 활성에 관한 기존의 결과(Lee 등, 1999; Lee 등, 2007)를 보완함으로써 건강기능식품의 소재로 고구마의 활용도 향상에 기여하고자 하였다.
제안 방법
PF는 50~70% 에탄올 추출물(74.1 µg GAE/mg extract)에서, WF와 OF는 70% 에탄올 추출물(32.8과 21.5 µg GAE/mg extract)에서 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으며, 폴리페놀 성분은 식물에 널리 분포하는 이차 대사물로 구조적으로 phenolic hydroxyl기가 존재하므로 항산화성을 나타내는 것으로 알려져 있으므로(Lee 등, 1999; Lee 등, 2000; Amin과 Yazdnparast, 2007)WF, OF, PF의 70% 에탄올 추출물을 항산화 활성 비교에 이용하였다.
고구마 식용부위를 동결건조 한 다음 분쇄하여 100~300 µm 크기의 분말을 제조하였다. 고구마 분말의 10배의 에탄올을 추출용매로 항온 진탕조에서 2시간 동안 진탕하여 추출물을 제조하였다. 추출된 용액은 원심분리하고(1,000×g, 4oC, 15분) 감압농축하여 용매를 제거하고 건조하여 추출 수율을 계산하였다.
체내에서 생성되는 유리 radical은 반응성이 강한 화학종으로 지방, 단백질, 핵산 등 생체 구성요소에 산화적 손상을 유발하고 돌연변이, 암, 고혈압, 류머티즘 등 만성질환의 원인이 되기도 한다(Yen과 Chen, 1995). 본 연구에서도 WF, OF, PF의 70% 에탄올 추출물의 항산화 활성을 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) radical의 소거활성(Blois, 1958)으로 비교하였다. 그 결과(Fig.
고구마 식용부위를 동결건조 한 다음 분쇄하여 100~300 µm 크기의 분말을 제조하였다.
본 실험에 사용한 고구마는 2013년에 생산된 것으로 일반 고구마(white-fleshed sweet potato; WF)와 유색고구마로 주황색고구마(orange-fleshed sweet potato; OF)와 자색고구마(purple-fleshed sweet potato; PF)를 시중에서 구입하여 사용하였다. 고구마 식용부위를 동결건조 한 다음 분쇄하여 100~300 µm 크기의 분말을 제조하였다.
이론/모형
5배 우수하였다. Oyaizu(1986)의 방법에 따라 WF, OF, PF 추출물의 항산화 활성을 환원력으로 측정하였다. 환원력은 ferri-ferricyanide (Fe3+)혼합물이 수소를 공여하여 유리 radical을 안정화시켜 ferrous(Fe2+)로 전환시키는 능력을 흡광도 값으로 나타낸 것으로 항산화 작용의 여러 기작 중 활성 산소종 및 유리기에 전자를 공여하는 능력을 검증하는 방법이다.
고구마 추출물의 총 폴리페놀 화합물 함량은 Folin-Ciocalteu 시약이 폴리페놀 화합물에 의하여 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색되는 원리를 이용한 방법(Folin과 Denis, 1912)으로 표준물질로 gallic acid를 사용하여 측정하였으며, 추출물 고형분 mg 당 µg gallic acid equivalent (GAE)로 표시하였다.
성능/효과
1)EC50 values are expressed as the effective concentration at which antioxidant activity using DPPH radical was scavenged by 50%; absorbance was 0.5 for reducing power.
3%의 소거활성을 보인다는 보고(Song 등, 2005)와 일치하는 경향이었다. DPPH radical 절반의 소거활성을 나타내는 EC50을 비교하면(Table 2) WF는 2.030 mg/mL, OF는 2.127 mg/mL, PF는 0.179mg/mL로 계산되었으며, 이는 추출물의 폴리페놀 함량과 일치되는 결과이며 PF의 radical 소거활성이 WF와 OF보다 10배 이상 우수하였다. EC50으로 비교하면 PF의 radical 소거활성은 고구마 잎 80% 에탄올 추출물(Li 등, 2012)과 매우 비슷하며, 복분자 60% acetone 추출물(Jun 등, 2014)보다 4.
본 연구에서도 WF, OF, PF의 70% 에탄올 추출물의 항산화 활성을 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) radical의 소거활성(Blois, 1958)으로 비교하였다. 그 결과(Fig. 1A), WF, OF, PF 공히 추출물의 농도 증가에 비례하여 소거활성은 증가하였고, PF의 활성이 WF와 OF보다 월등하게 우수하였으며 이는 총 폴리페놀 화합물 함량차이에 기인하는 것으로 판단되었다. 또한 WF와 OF의 radical 소거활성은 거의 유사한 경향을 보였으며, 이러한 현상은 자색고구마 85.
236 mg/mL로 계산되어, WF와 OF의 환원력은 거의 유사하였고 PF의 환원력이 WF와 OF보다 6배 이상 우수하였다. 또한 PF 70% 에탄올 추출물은 복분자 60% acetone 추출물(Jun 등, 2014)보다 약 3.7배 낮은 EC50 값을 보여 강한 항산화 활성을 갖는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 자색고구마는 다른 고구마에 비하여 2배 이상의 폴리페놀 화합물을 함유하고 있으며, 항산화 활성도 radical 소거활성은 10배, 환원력은 6배 이상 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한 에탄올의 농도가 0에서 70%까지 증가됨에 따라 수율이 서서히 감소되며(약 29% → 약16%) 에탄올 100%에서 매우 낮은 수율(2~3%)을 보이는 경향도 동일하였다.
이는 쇠비름 추출물의 결과(Kwon 등, 2014)와 동일하게 각 추출물에 함유된 총 폴리페놀에 의한 것으로 사료되었다. 반응액의 흡광도가 0.5가 되는데 필요한 시료의 농도를 나타내는 EC50을 비교하면(Table 2), WF는 1.587 mg/mL, OF는 1.524 mg/mL, PF는 0.236 mg/mL로 계산되어, WF와 OF의 환원력은 거의 유사하였고 PF의 환원력이 WF와 OF보다 6배 이상 우수하였다. 또한 PF 70% 에탄올 추출물은 복분자 60% acetone 추출물(Jun 등, 2014)보다 약 3.
에탄올 농도에 따른 총 폴리페놀 화합물 함량은 PF > WF > OF의 순이며, 모든 농도에서 PF가 WF, OF보다 2배 이상 높은 값을 보였다(Table 1).
7배 낮은 EC50 값을 보여 강한 항산화 활성을 갖는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 자색고구마는 다른 고구마에 비하여 2배 이상의 폴리페놀 화합물을 함유하고 있으며, 항산화 활성도 radical 소거활성은 10배, 환원력은 6배 이상 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한 고구마에서 총 폴리페놀 함량이 항산화 활성의 지표라는 기존의 결과(Teow 등, 2007)와도 잘 일치하였다.
환원력이 강할수록 높은 흡광도 값을 나타낸다. 측정 결과(Fig. 1B), DPPH radical 소거활성과 동일하게 WF, OF, PF 공히 추출물의 농도 증가에 비례하여 환원력은 증가하였고, PF의 활성이 WF와 OF보다 월등하게 우수하였다. 이는 쇠비름 추출물의 결과(Kwon 등, 2014)와 동일하게 각 추출물에 함유된 총 폴리페놀에 의한 것으로 사료되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고구마의 전분은 어떻게 사용되고 있는가?
고구마는 수분이 70%이며 고형분 중 75% 이상이 탄수화물로 구성되어 식량작물로 중요할 뿐만 아니라, 식이섬유, 무기질과 비타민 등을 다량 함유하고 있어 영양학적으로도 우수한 식품이다(Ravindran 등, 1995). 고구마의 전분은 오래 전부터 당면의 원료로, 최근에는 바이오에탄올, 소주, 물엿, 장류, 의약품 등의 원료로도 사용되고 있다(Ziska 등, 2009; Park 등,2010). 그러나 고구마의 대부분은 찐고구마, 군고구마, 튀김과 같은 단순가공품 및 생식용으로 소비되고 있다(Lee 등, 2006).
고구마에 함유된 기능성 성분은?
그러나 고구마의 대부분은 찐고구마, 군고구마, 튀김과 같은 단순가공품 및 생식용으로 소비되고 있다(Lee 등, 2006). 최근에는 고구마에 함유된 β-카로틴, 안토시아닌, 폴리페놀, 강글리오사이드 등과 같은 성분의 기능성이 알려지고(Almeida와Penteado, 1988; Lee 등, 2000; Lee 등, 2007), 기능성을 향상시킨 새로운 유색 고구마 품종이 개발되어 대량생산되면서 고구마가 건강기능식품의 소재로 새롭게 인식되고 있다(Yoshimoto,2001). 육질이 신선한 오렌지색을 보이는 주황색고구마는 일반고구마에 비하여 천연 β-카로틴 함량이 매우 높기 때문에 레티놀의 공급원, 항암효과를 갖는 식품으로 인식되며(Peto 등,1984; Almeida와 Penteado, 1988; Teow 등, 2007), 표피와 육질이 진한 자색을 띠는 자색고구마는 높은 안토시아닌 함량에 의한 항돌연변이, 항산화, 간기능 보호 등의 기능이 보고되어있다(Choi 등, 2003; Lee 등, 2007; Park 등, 2011).
유색 고구마 중 자색고구마의 효능은?
최근에는 고구마에 함유된 β-카로틴, 안토시아닌, 폴리페놀, 강글리오사이드 등과 같은 성분의 기능성이 알려지고(Almeida와Penteado, 1988; Lee 등, 2000; Lee 등, 2007), 기능성을 향상시킨 새로운 유색 고구마 품종이 개발되어 대량생산되면서 고구마가 건강기능식품의 소재로 새롭게 인식되고 있다(Yoshimoto,2001). 육질이 신선한 오렌지색을 보이는 주황색고구마는 일반고구마에 비하여 천연 β-카로틴 함량이 매우 높기 때문에 레티놀의 공급원, 항암효과를 갖는 식품으로 인식되며(Peto 등,1984; Almeida와 Penteado, 1988; Teow 등, 2007), 표피와 육질이 진한 자색을 띠는 자색고구마는 높은 안토시아닌 함량에 의한 항돌연변이, 항산화, 간기능 보호 등의 기능이 보고되어있다(Choi 등, 2003; Lee 등, 2007; Park 등, 2011). 특히 고구마의 항산화 활성에 관한 연구로는 항산화 활성을 보이는 페놀화합물의 분리(Lee 등, 2000; Lee 등, 2007), 잎과 잎자루의 항산화 활성(Ahn 등, 2009; Li 등, 2012), 재배조건에 따른 황산화 활성(Woo 등, 2012), 건조방법과 조리방법이 항산화 활성에 미치는 영향(Yang 등, 2010; Lee, 등 2012) 등이 보고되어 있다.
참고문헌 (26)
Ahn YO, Kim SH, Lee HS, Lee JS, Ma D, and Kwak SS (2009) Contents of low molecular weight antioxidants in the leaves of different sweet potato cultivars at harvest. J Plant Biotechnol 36, 214-8.
Almeida LB and Penteado MVC (1988) Carotenoids and pro-vitamin A value of white fleshed Brazilian sweet potatoes (Ipomoea batatas Lam.) J Food Comp Anal 4, 341-52.
Amin A and Yazdnparast R (2007) Antioxidant and free radical scavenging potential of Achillea santolina extracts. Food Chem 104, 21-9.
Choi YJ, Kim HA, Bang MA, Oh YB, Jeong BC, Moon YH et al. (2003) Protective effect of purple sweet potato (Ipomoea batatas) on hepatotoxicity rats induced carbon tetrachloride. Korean J Food Culture 18, 202-10.
Folin O and Denis W (1912) On phosphotungstic-phosphomolybdic compounds as color reagents. J Biol Chem 12, 239-43.
Jun HI, Kim Ya, and Kim YS (2014) Antioxidant activities of Rubus coreanus Miguel and Morus alba L. fruits. J Korean Soc Food Sci Nutr 43, 381-8.
Kwon YR, Cho SM, Hwang SP, Kwon GM, Kim JW, and Youn KS (2014) Antioxidant, physiological activities, and acetylcholinesterase inhibitory activity of Portulaca oleracea extracts with different extraction methods. J Korean Soc Food Sci Nutr 43, 389-96.
Lee GH, Kwon BK, Yim SY, and Oh MJ (2000) Phenolic compounds in sweet potatoes and their antioxidative activity. Korean J Postharvest Sci Technol 7, 331-6.
Lee HH, Kang SG, and Rhim JW (1999) Characteristics of antioxidative and antimicrobial activities of various cultivars of sweet potato. Korean J Food Sci Technol 31, 1090-5.
Lee JS, Ahn YS, Kim HS, Chung MN, and Jeong BC (2006) Making techniques of high quality powder in sweet potato. Korean J Crop Sci 51, 198-203.
Lee JS, Ahn YS, Kim HS, Chung MN, and Kim HS (2007) Biological activity of varieties, isolation and purification of antioxidants compounds in sweet potato. Korean J Breed Sci 39, 296-301.
Lee YM, Bae JH, Kim JB, Kim SY, Chung MN, Park MY et al. (2012) Changes in the physiological activities of four sweet potato varieties by cooking condition. Korean J Nutr 45, 12-9.
Li M, Jang GY, Lee SH, Woo KS, Sin HM, Kim HS et al. (2012) Chemical compositions and antioxidant activities of leaves and stalks from different sweet potato cultivars. J Korean Soc Food Sci Nutr 41, 1656-62.
Oyaizu M (1986) Studies on products of browning reaction: Antioxidant activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Jap J Nutr 44, 307-15.
Park JS, Bae JO, Choi GH, Chung BW, and Choi DS (2011) Antimutagenicity of Korean sweet potato (Ipomoea batatas L.) cultivars. J Korean Soc Food Sci Nutr 40, 37-46.
Park JS, Chung BW, Bae CJ, Lee JH, Jung MY, and Choi DS (2010) Effects of sweet potato cultivars and koji types on general properties and volatile flavor compounds in sweet potato soju. Korean J Food Sci Technol 42, 468-74.
Peto R, Coll R, Buckey JD, and Sporn MB (1984) Can dietary ${\beta}$ -carotene materially reduce human cancer rates? Nature 290-201-8.
Ravindran V, Ravindran G, Sirakanesan R, and Rajaguru SB (1995) Biochemical and nutritional assessment of tubers from 16 cultivars of sweet potato. J Agric Food Chem 43, 2646-51.
Song J, Chung MN, Kim JT, Chi HY, and Son JR (2005) Quality characteristics and antioxidative activities in various cultivars of sweet potato. Korean J Crop Sci 50, 141-6.
Teow CC, Truong V, McFeeters RF, Thompson RL, Pecoto KV, and Yencho GC (2007) Antioxidant activities, phenolic and ${\beta}$ -carotene contents of sweet potato genotypes with varying flesh colours. Food Chem 103, 829-38.
Woo KS, Seo HI, Lee YH, Lim HY, Ko JY, Song SB et al. (2012) Antioxidant compounds and antioxidant activities of sweet potatoes with cultivated conditions. J Korean Soc Food Sci Nutr 41, 519-25.
Yoshimoto M (2001) New trends of processing and use of sweet potato in Japan. Farming Jpn 35, 22-8.
Ziska LH, Runion GB, Tomecek M, Prior SA, Torbet HA, and Sicher R (2009) An evaluation of cassava, sweet potato and field corn as potential carbohydrate sources for bioethanol production in Alabama and Maryland. Biomass Bioenergy 33, 1503-8.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.