This study was to conducted to investigate the antioxidative activity of 70% ethanol extracts of kiwi of three different colors (gold, green and red) by measuring DPPH, ABTS radical scavenging activity, tyrosinase inhibitory effect, metal chelating effect, reducing power, and nitrite scavenging acti...
This study was to conducted to investigate the antioxidative activity of 70% ethanol extracts of kiwi of three different colors (gold, green and red) by measuring DPPH, ABTS radical scavenging activity, tyrosinase inhibitory effect, metal chelating effect, reducing power, and nitrite scavenging activity. Total polyphenol contents were: gold kiwi, 3.09 mg GAE/g, green kiwi 2.71 mg GAE/g, and red kiwi 4.59 mg GAE/g, respectively. Red kiwi showed higher antioxdidant activity than gold and green kiwi. DPPH and ABTS radical scavenging activity, and nitrite scavenging activity of red kiwi exhibited 94.83, 99.57, and 97.88%, respectively, at a concentration of 20 mg/mL, which were equal to those of ascorbic acid (positive control). Metal chelating effect of red kiwi was superior to that of ascorbic acid. Therefore, the availability of red kiwi will be increased in the field of functional material for food additives and value added products.
This study was to conducted to investigate the antioxidative activity of 70% ethanol extracts of kiwi of three different colors (gold, green and red) by measuring DPPH, ABTS radical scavenging activity, tyrosinase inhibitory effect, metal chelating effect, reducing power, and nitrite scavenging activity. Total polyphenol contents were: gold kiwi, 3.09 mg GAE/g, green kiwi 2.71 mg GAE/g, and red kiwi 4.59 mg GAE/g, respectively. Red kiwi showed higher antioxdidant activity than gold and green kiwi. DPPH and ABTS radical scavenging activity, and nitrite scavenging activity of red kiwi exhibited 94.83, 99.57, and 97.88%, respectively, at a concentration of 20 mg/mL, which were equal to those of ascorbic acid (positive control). Metal chelating effect of red kiwi was superior to that of ascorbic acid. Therefore, the availability of red kiwi will be increased in the field of functional material for food additives and value added products.
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문제 정의
우리나라는 키위를 연중 소비하고 있고 최근 들어 골드, 그린, 레드 등 다양한 색상의 키위가 국내에서도 생산되어 그 수요가 매년 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서 생산되는 키위의 색상별 항산화능 및 아질산염 소거능을 비교 탐색하여 기능성 소재로서의 선택적 이용 가능성을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
본 연구에서는 국내에서 생산되는 색상별 키위의 기능적 특성을 비교하기 위하여 총 폴리페놀 함량, DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능, tyrosinase 저해효과, 금속 킬레이트 효과, 환원력, 아질산염 소거능 등을 측정하였다. 총폴리 페놀 함량은 골드키위 3.
가설 설정
1)Each value is mean±SD.
제안 방법
추출물의 제조는 각각의 분말 시료에 20배의 70% 에탄올을 가하고 80oC 에서 2시간 환류냉각 추출과정을 2회 반복하였다. 추출액을 여과지 (Whatman filter paper No.
가하고 80oC 에서 2시간 환류냉각 추출과정을 2회 반복하였다. 추출액을 여과지 (Whatman filter paper No. 1 로 여과한 후 진공농축기 (Buchi R-114, Flawil, Switzerland)로 감압농축하여 동결 건조시킨 다음 각각의 추출수율을 측정하였다. 이 중 일부를 취하여 1, 5, 10, 20mg/mL의 농도가 되도록 50% dimethyl sulfoxide 에 용해하여 시료를 제조하였으며, 양성대조군으로는 ascorbic acid를 1 mg/mL 농도로 제조하여 사용하였다.
1 로 여과한 후 진공농축기 (Buchi R-114, Flawil, Switzerland)로 감압농축하여 동결 건조시킨 다음 각각의 추출수율을 측정하였다. 이 중 일부를 취하여 1, 5, 10, 20mg/mL의 농도가 되도록 50% dimethyl sulfoxide 에 용해하여 시료를 제조하였으며, 양성대조군으로는 ascorbic acid를 1 mg/mL 농도로 제조하여 사용하였다.
9mL를 가하여 혼합하였다. 이것을 실온에서 1시간 반응시킨 후 725 nm (Smart Plus SP-1900PC, Seoul, Korea)에서 흡광도를 측정하였으며 표준물질로는 gallic acid를 이용하여 농도별 표준곡선을 작성한 후 총 폴리페놀 함량을gallic acid 기준으로 환산하였다.
시료 용액의 ABTS radical 소거능은 Re et al. (1999)의방법을 일부 변형하여 측정하였다. ABTS 용액과 2.
시료용액의 tyrosinase 저해 효과는 Yagi(1987)의 방법을 변형하여 측정하였다. 기질로서 10 mM L-DOPA 0.
시료용액의 metal chelating effect는 Gulcin(2006)의 방법을 약간 변형 하여 측정하였다. 각 시료용액 0.
시료용액의 환원력 측정은 Wong & Chye(2009)의 방법을 변형하여 각 시료용액 0.5 mL에 0.2 M phosphate buffer (pH 6.6) 0.5 mL와 1% potassium ferricyanide 0.5 mL를혼합하여 50oC에서 20분간 반응시켰다. 여기에 10% TCA 용액 0.
시료용액의 아질산염 소거능 (nitrite scavenging activity)은 Kato et al. (1987)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 용액 0.
ABTS radical 소거능은 ABTS 용액과 potassium persufte 용액 간의 반응에 의해 생성된 청록색의 ABTS cation radical (ABTS・+) 이 시료 중에 존재하는 항산화 물질에 의해 제거되면서 청록색이 탈색되는 점을 이용하여 측정하였다 (Lee etal. 2011). ABTS radical 소거능은 DPPH radical 소거능 측정원리와 같이 인위적인 radical을 제거하는 것이며 DPPH radical 소거능과 유의적인 상관성을 보인다는 보고가 있다(Lee et al.
금속 킬레이트 효과는 ferrozine이 Fe2+와 반응하여 붉은색을 띠게 되고 이때 시료 추출물 중에 킬레이트 효과를 가진 성분이 존재하면 Fe2+-ferrozine 복합체 형성을 방해하여 발색이 저해되는 원리를 이용하여 측정하였다 (Gulcin I 2005). 색상별 키위의 금속 킬레이트 효과는<Figure 4>에 나타난 바와 같이 시료 농도 1 mg/mL에서 19.
대상 데이터
본 실험에 사용한 키위는 충남 소재 농원에서 2014년 9월에 구입하여 각각의 조직을 파쇄한 후 동결건조기(TFD, Ilshin, Seoul, Korea를 이용하여 건조한 다음 분말화하여 -20 oC에 냉동보관하며 사용하였다. Folin-ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, naringin, 1, 1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH), 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), potassium persulfate, tyrosinase, ferrozine, potassium ferricyanide, sodium nitrite 등은 Sigma-Aldrich (St.
냉동보관하며 사용하였다. Folin-ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, naringin, 1, 1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH), 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), potassium persulfate, tyrosinase, ferrozine, potassium ferricyanide, sodium nitrite 등은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) 에서 구입하였고 그 외에 사용된 시약은 특급 및 일급을 구입하여 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였고 SPSS (Version 12.0 for Window)를 이용하여 평균±표준편차를 구하였다. 분산분석(ANOVA)을 실시하여 유의적 차이가 있는 항목eDuncan의 다중범위검정 (Duncan’s multiple range test)을 실시하여 시료간의 유의차를 p<0.
0 for Window)를 이용하여 평균±표준편차를 구하였다. 분산분석(ANOVA)을 실시하여 유의적 차이가 있는 항목eDuncan의 다중범위검정 (Duncan’s multiple range test)을 실시하여 시료간의 유의차를 p<0.05 에서 검정하였다.
2)Means with different letters within a row are significantly different from each other at p<0.05 as determined by Duncan’s multiple range test.
이론/모형
시료용액의 DPPH radical 소거능은 Blois의 방법(1958)에 준하여 측정하였다. 각 시 료용액 0.
성능/효과
함량을 측정한 결과는<Table 1>과 같다. 추출 수율은 골드키위 64.42%, 그린키위 55.20%, 레드키위 73.45%로 나타났다 (p<0.05). 총 폴리페놀 함량은 골드키위와 그린키위가 각각 3.
05). 총 폴리페놀 함량은 골드키위와 그린키위가 각각 3.09 mg GAE/g과 2.71 mg GAE/g으로 유의적인 차이 없이 나타난 반면, 레드 키위는 4.59 mg GAE/g으로 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). Jin et al.
87%의 소거활성을 나타내었다고 보고하였다. 본 실험에서도 DPPH radical 소거능이 농도 의존적으로 증가하였으며 레드키위가 다른 두 종의 키위보다 다소 우수한 것으로 나타났다.
색상별 키위의 금속 킬레이트 효과는에 나타난 바와 같이 시료 농도 1 mg/mL에서 19.24 ~39.63%를 나타내었고 5 mg/mL에서 68.78~91.53%로 급격히 증가하였으며 특히 레드키위는 90% 이상의 높은 효과를 나타내었다.
05). 추출물의 농도 증가에 따라 소거능은 지속적으로 증가하여 5 mg/mL에서 22.90~40.52%, 10 mg/mL에서 38.97~68.54%, 20 mg/mL에서 63.38~99.57%를 나타내었다. 레드 키위는 모든 농도 범위에서 다른 두 종류의 키위보다 높은 활성을 보여주었고 특히 20 mg/ mL 농도에서는 양성대조군인 ascorbic acid의 95.
2002; Chung 2014). 본 실험결과 Fe2+에 대한 킬레이트 효과는 골드키위가 가장 낮았고 그린키위와 레드 키위가 우수한 것을 알 수 있었다.
00 으로 나타났다. 시료농도 20 mg/mL에서는 1.43 ~ 1.82로 레드키위가 높은 환원력을 보여주었는데 양성 대조군인 ascorbic acid의 환원력에는 미치지 못하였으나 다른 두 종류의 키위보다는 월등한 효과를 보여주었다. Jeong et al.
니트로사민은 인체 내 위의 pH 영역에서 쉽게 생성되므로 산성영 역에서 니트로사민의 생성인자인 아질산염을 분해하는 효과 검색을 위해 색상별 키위의 아질산염 소거능을 측정한결과는<Figure 6>과 같다. 시료농도 1 mg/mL에서는 8.08~14.20%의 낮은 소거능을 나타내었으나 시료 농도가 증가함에 따라 증가하여 5 mg/mL에서는 39.40~57.77%로 레드키위가 가장 높은 소거능을 보여주었다. 시료 농도 20 mg/mL 에서는 골드키위와 그린키위가 각각 89.
77%로 레드키위가 가장 높은 소거능을 보여주었다. 시료 농도 20 mg/mL 에서는 골드키위와 그린키위가 각각 89.87%와 87.68%를 나타내었고 레드키위가 97.88%를 나타내어 다른 두 종의 키위보다 유의적으로 높은 소거능을 보여주었으며 (p<0.05) 이는 ascorbic acid의 98.01%와 대등한 활성이었다. 아질산염은 페놀성 물질에 의해 분해되어 nitroso화 반응이 억제된다고 보고되고 있고(Lim et al.
59 mg GAE/g으로 나타났다. 레드키위는 본 실험에서 조사한 항산화활성에서 골드키위나 그린 키위보다 우수한 효과를 나타내었고, 추출물의 농도가 증가함에 따라 전반적으로 증가하는 경향을 보였다. 특히 DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능 및 아질산염 소거능은 20mg/mL의 농도에서 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid 와 대등한 활성을 보여주었고 금속 킬레이트 효과는 ascorbic acid보다 우수한 효과를 보여 주었다.
레드키위는 본 실험에서 조사한 항산화활성에서 골드키위나 그린 키위보다 우수한 효과를 나타내었고, 추출물의 농도가 증가함에 따라 전반적으로 증가하는 경향을 보였다. 특히 DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능 및 아질산염 소거능은 20mg/mL의 농도에서 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid 와 대등한 활성을 보여주었고 금속 킬레이트 효과는 ascorbic acid보다 우수한 효과를 보여 주었다. 이로써 레드 키위 추출물은 총 페놀 함량이 높고 항산화능도 다른 색상의 키위보다 높게 나타나 기능성 소재로써 활용될 가능성이 높을 것으로 사료된다.
후속연구
11%와 대등하였는데 이는 다른 색상의 키위보다 레드키위의 폴리페놀 함량이 높은 것과 관련이 있다고 하겠다. 또한 레드키위의 과육에는 carotenoid, chlorophyll 색소 외에 안토시아닌 색소가 함유되어 있어 (Montefiori et al. 2005) 항산화 작용에 영향을 준 것으로 추측되나 좀 더 심층적인 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다. Bursal & Gulcin(2011)은 키위 물 추출물의 ABTS radical 소거능을 측정한 결과 0~30 μg/ mL 범위에서 농도 의존적으로 증가하였다고 보고하여 본 실험의 결과와 유사하였다.
2007) 본 실험에서 레드키위의 총페놀 함량이 다른 색상의 키위에 함유되어 있는 총 페놀 함량보다 높아 우수한 활성을 보인 것으로 사료된다. 이로써레드키위 추출물은 nitrosamine의 생성을 효과적으로 억제하여 항암작용에 기여할 것으로 기대된다.
특히 DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능 및 아질산염 소거능은 20mg/mL의 농도에서 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid 와 대등한 활성을 보여주었고 금속 킬레이트 효과는 ascorbic acid보다 우수한 효과를 보여 주었다. 이로써 레드 키위 추출물은 총 페놀 함량이 높고 항산화능도 다른 색상의 키위보다 높게 나타나 기능성 소재로써 활용될 가능성이 높을 것으로 사료된다.
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