추출방법에 따른 양파껍질 추출물의 품질 특성 및 생리 활성 특성을 비교하였다. 환류냉각추출의 수율이 13.21%로 가장 높았고, 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 가압가열추출이 가장 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능 또한 가압가열추출이 가장 높게 측정되었다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해 효과는 80.24%로 환류냉각추출이 가장 높은 저해 효과를 나타내었고, ACE 저해 효과는 27.05%로 저온고압추출이 가장 높았다. 아질산염 소거활성은 가압가열추출이 33.97%로 가장 높았고 다음으로 환류 냉각추출이 32.47%로 높은 활성을 나타내었다. Ferrous ion chelating 효과에서는 저온고압추출이 54.73%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 가압가열 추출이 소재 활용가치가 높을 것으로 사료되며 천연 항산화제 및 기능성 증진을 위한 소재로 이용 가능할 것으로 판단된다.
추출방법에 따른 양파껍질 추출물의 품질 특성 및 생리 활성 특성을 비교하였다. 환류냉각추출의 수율이 13.21%로 가장 높았고, 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 가압가열추출이 가장 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능 또한 가압가열추출이 가장 높게 측정되었다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해 효과는 80.24%로 환류냉각추출이 가장 높은 저해 효과를 나타내었고, ACE 저해 효과는 27.05%로 저온고압추출이 가장 높았다. 아질산염 소거활성은 가압가열추출이 33.97%로 가장 높았고 다음으로 환류 냉각추출이 32.47%로 높은 활성을 나타내었다. Ferrous ion chelating 효과에서는 저온고압추출이 54.73%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 가압가열 추출이 소재 활용가치가 높을 것으로 사료되며 천연 항산화제 및 기능성 증진을 위한 소재로 이용 가능할 것으로 판단된다.
This study was conducted to evaluate the antioxidant activities and the quality characteristics of 70% ethanol extracts from onion peels with different extraction methods (autoclave extraction, AE; low temperature high pressure extraction, LTPE; reflux extraction, RE; and stirrer extraction, SE). Th...
This study was conducted to evaluate the antioxidant activities and the quality characteristics of 70% ethanol extracts from onion peels with different extraction methods (autoclave extraction, AE; low temperature high pressure extraction, LTPE; reflux extraction, RE; and stirrer extraction, SE). The yields of AE, LTPE, RE and SE were 9.00%, 5.39%, 13.21% and 12.41%, respectively. The total polyphenol and flavonoid contents in the AE were significantly higher than in the other extracts. The DPPH radical scavenging abilities with a concentration of 100 mg% (w/v) were : AE, 28.9%; RE, 26.07%; LTPE, 24.35%; and SE, 19.53%. The ABTS radical scavenging ability and the nitrite scavenging activity showed the same tendency as that of the DPPH radical scavenging ability. The angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory activities of the LTPE and AE were higher than those of the RE and SE. The ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity of the RE was higher than that of the extracts with other extraction methods. The nitrite scavenging activities with a concentration of 10 mg/mL were: AE. 33.97%; RE, 35.47%; LTPE, 21.86%; and SE, 21.71%. The ferrous ion chelating activity of the LTPE (54.73%) was significantly higher than that of the other extracts. These results suggest that AE is the superior method for the enhancement of anti-oxidant activity, and onion peel can be used as a natural antioxidant material for health foods and can be a good ingredient of functional foods.
This study was conducted to evaluate the antioxidant activities and the quality characteristics of 70% ethanol extracts from onion peels with different extraction methods (autoclave extraction, AE; low temperature high pressure extraction, LTPE; reflux extraction, RE; and stirrer extraction, SE). The yields of AE, LTPE, RE and SE were 9.00%, 5.39%, 13.21% and 12.41%, respectively. The total polyphenol and flavonoid contents in the AE were significantly higher than in the other extracts. The DPPH radical scavenging abilities with a concentration of 100 mg% (w/v) were : AE, 28.9%; RE, 26.07%; LTPE, 24.35%; and SE, 19.53%. The ABTS radical scavenging ability and the nitrite scavenging activity showed the same tendency as that of the DPPH radical scavenging ability. The angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory activities of the LTPE and AE were higher than those of the RE and SE. The ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity of the RE was higher than that of the extracts with other extraction methods. The nitrite scavenging activities with a concentration of 10 mg/mL were: AE. 33.97%; RE, 35.47%; LTPE, 21.86%; and SE, 21.71%. The ferrous ion chelating activity of the LTPE (54.73%) was significantly higher than that of the other extracts. These results suggest that AE is the superior method for the enhancement of anti-oxidant activity, and onion peel can be used as a natural antioxidant material for health foods and can be a good ingredient of functional foods.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 양파껍질의 이용가치를 향상시키기 위한 가압가열추출, 저온고압추출, 환류냉각추출, 상온교반추출을 조건으로 하여 양파껍질 추출물을 제조한 후각 추출물의 품질특성 및 항산화 활성을 비교하여 가장 효과적인 추출방법을 제시하고, 산업화에 적용할 방법을 모색 및 기능성 식품 소재를 개발하는 기초자료로 활용하고자 한다.
가설 설정
2)Values are mean±standaid deviation of triplicate deteminations.
제안 방법
ACE 저해 효과는 Oushman과 Chung의 방법(14)을 변형하여 측정하였으며, 조효소액은 rabbit lung acetone powder(Sigma-Aldrich Go.) 를 0.2 g/10 mL(w/v) 의 농도로 4C 에서 24시간 추출한 후, 원심분리 (4C, 4, 000 rpm, 40 min)하여 상등액을 조효소액으로 사용하였다. 기질은 0.
가압가열추출은 autoclave(DF- 100A, DOORI Scientific Co., Gyeonggi, Korea)를 이용하여 1211:에서 15분 동안 추출하였으며, 저온고압추출은 rapid extractor(FT110, Benchtop rapid extractor, ARMFIELD, England)를 이용하여 실온에서 2시간 동안 8.0 bar의 압력 하에서 2회 반복 추출하였다. 환류냉각추출은 분쇄시료와 용매를 넣은 용기에 냉각관을 부착하여 GbC의 맨틀 상에서 3시간씩 3회 반복 추출하였고상온교반추출은 25±21의 실온에서 교반기(Wise Stir SMHS-3, DAIHAN Sdentific Co.
각 추출물들의 수율은 추출액을 동결 건조시켜 건물 중량을 구한 다음 추출액 조제에 사용한 원료 건물량에 대한백분율로 나타내었다.
05 mL을 잘 혼합하여 37C 에서 10분간 전처리 하였다. 그 다음 3 mM pMG(p-nitrophenyl a -D-glucopyranoside) 0.1 mL을 첨가하여 3기에서 10분간 반응시킨 후 0.1 M Na2CO3 0.75 mL로 반응을 정지시켜 405 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 효과는 a-glucosidase inhibition(%)=[l-(CAbs-SAbs)/(CAbs-BAbs)]x 100: “CAbs; 대조구 흡광도 SAbs; 시료 흡광도 BAbs; 시료 무첨가 구의 흡광도”에 의하여 산출하였다.
4 mL를 순차적으로 가한 후 실온에서 15분간 방치, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 Griess reagent 대신 증류 수를 사용하였으며, 계산식 nitrite scavenging activity(%)=100-[OD of acnple/OD of control] x 100]<^1 의하여 산출하였다.
1 mL를 첨가한 다음 혼합하여 실온에서 10분간 반응시킨 후 562 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 대표적 chelating agent인 EDTA를 사용하였으며 계산식, ferrous ion chelating effect(%)=100=[(OD of sample/OD of control)x 100] 의하여 산출하였다.
이 상등액을 120X:에서 3%분간 완전히 건조시켜 2 mg mettianol을 넣은 후 228 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구로서는 추출물 대신 추출용매 50 uL을 가하여 측정하였으며, 저해 효과는 계산식 ACE inhibition(%)= [l-(CAbs-SAbs)/(CAbs-BAbs)]><100: “CAbs, 대조구 흡광도; SAts, 시료 흡광도 BAbs, 시료 무 첨가구의 흡광도'에의하여 산출하였다.
색도는 색차계 (ChRnameter CR-200, Minolta, Tokyo, Japan)로 측정하였으며, 밝기를 나타내는 L(Ughtness), 적색 도를 나타내는 a(redness), 황색도를 나타내는 b(yellowness) 및 H°(hue angle value)를 측정하였다.
시료 0.2 mL에 0.4 mM DPPH(l, l-diphenyl- 2-piciyl-hydrazyl) 용액 0.8 mL를 가하여 10분간 방치한 다음 525 nm에서 분광광도계(UV-1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였으며, electron donating ability(%)=100-[(OD of sample/OD of control) xl00] 에 의하여 활성도를 산출하였다.
0 bar의 압력 하에서 2회 반복 추출하였다. 환류냉각추출은 분쇄시료와 용매를 넣은 용기에 냉각관을 부착하여 GbC의 맨틀 상에서 3시간씩 3회 반복 추출하였고상온교반추출은 25±21의 실온에서 교반기(Wise Stir SMHS-3, DAIHAN Sdentific Co., Seoul, Korea)를 이용하여 250 rpm으로 24시간 추출하였다. 각각의 추출물은 rotary vacuum evaporator(rotary vacuum evaporator N-N series, Eyela, Tokyo, Japan)로 감압농축한 후에 동결건조(FD SFDSM12, Samwon, Korea)하여 분말 시료를 제조하였으며, -5(rc에 보관하면서 실험에 사용하였다.
4)로 희석하여 사용하였다. 희석된 용액 950 uL에 추출물 50 uL를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 732 nm에서 흡광도를 측정하였으며 계산식, ABTS radical scavenging ability(%)=100- [(OD of sample/OD of control)xlQ이에 의하여 활성을 산출하였다.
대상 데이터
, Seoul, Korea)를 이용하여 250 rpm으로 24시간 추출하였다. 각각의 추출물은 rotary vacuum evaporator(rotary vacuum evaporator N-N series, Eyela, Tokyo, Japan)로 감압농축한 후에 동결건조(FD SFDSM12, Samwon, Korea)하여 분말 시료를 제조하였으며, -5(rc에 보관하면서 실험에 사용하였다.
본 실험에서 사용된 양파껍질은 이강산 닷컴 (http://egangsmcom)에서 2013년 10월 일괄 구매하여 사용하였으며, 흙과 먼지 등의 이물질을 제거하여 균질기(IKA All basic, IKA Werfe GmbH & Co., KG, Staufen, Gamany) 를 사용하여 분쇄한 후 40 mesh의 분말을 -50X:에 보관하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Sodal Sdences, 12, SPSS Inc., Chicago, I、USA) software package program을 이용하여 Duncan's multiple range test를 행하였다 (p<0.05).
이론/모형
Abdel-Hameed(10)5] 방법에 따라 시료 100 mL에 5% sodium nitrite 0.15 mL을 가한 후 25 "C 에서 6분간 방치한 다음 10% aluminium chloride 0.3 mL를 가하여 25"C 에서 5분간 방치하였다. 다음 1 N NaOH 1 mL를 가하고 vBex상에서 가한 후 510 nm에서 흡광도를 측정하였으며 rutin hydrate(Sigma-Aldrich Co.
DPPH radical 소거활성은 Blois(ll)의 방법에 의하여 실험하였다. 시료 0.
Dewanto 등(9)의 방법에 따라 시료 100 uL에 2% sodium carbonate 2 mL과 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 yL을가한 후 720 nm에서 흡광도를 측정하였으며, gaUic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)의 검 량선에의하여 함량을 산출하였다.
Kim 등(13)의 방법에 따라 추출물 0.05 mL, 1 uint/mL a-glucosidase 0.05 mL과 200 mM potassium phosphate buffer(pH 7.0) 0.05 mL을 잘 혼합하여 37C 에서 10분간 전처리 하였다. 그 다음 3 mM pMG(p-nitrophenyl a -D-glucopyranoside) 0.
성능/효과
1과 같다. 1 mg/mL의 농도에서 AE 값이 28.39%로 DPPH 라디칼 소거활성이 가장 높게 측정 되었으며, RE(26.07%), LTPE(24.35%), SE(19.53%)순으로 높은 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과는 약용식물류의 총 페놀 함량과 항산화 활성의 상관관계에서 폴리페놀의 함량이 높을수록 항산화 활성이 높다는 보고(24)로 미루어 볼 때, 양파껍질 추출물의 전자공여능이 페놀류에 기인하여 항산화 활성을 나타내며, 총 폴리페놀 함량이 높을수록 DPPH 라디칼 소거활성도 높다는 Choi 등(25)의 보고와 일치하는 결과를 나타내었다.
2와 같다. a-Glucosidase 저해 효과에서는 가압가열추출, 저온고압추출, 환류냉각추출, 상온교반추출이 각각 58.18%, 61.72%, 80.24%, 59.71%의 저해 효과를 나타냈다. 일반적으로 a-glucosidase는 소장 상피세포의 brush-border membrane 에 존재하는 효소로서 다당류의 탄소화물을 단당류로 분해하는 탄수화물의 소화와 흡수에 필수적인 효소로서 경구혈당강하제로 사용되고 있다(27).
함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 각 추출물의 폴리페놀 함량은 가압가열추출(209.99 mg/g)이 가장 높은 함량을 나타내었으며, 환류냉각추출(178.24 mg/g), 저온 고압추출(176.01 mg/g), 싱온교반(140.14 mg/g) 순으로 높은 함량을 나타냈다. 플라보노이드 함량 또한 가압가열추출(25.
Kim(5)의 연구에 따르면 양파 추출물은 a-glucosidase에 높은 저해 효과를 보이며, 양파껍질의 주요 활성성분인 querwtin외에도 양파껍질에 함유되어 있는 여러 성분들이 혈당 상승 억제에 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 따라서 양파껍질 주출물 중 특히 환류냉각주출은 혈중 포도당 농도의 증가를 억제할 수 있는 효과가 높아 제2형 당뇨와 같은 당질 관련 질병을 위한 치료제 개발을 위한 가장 적합한 추출 방법이라 판단된다.
값과 채도를 나타내는 chroma value의 경우 추출방법에 따른 차이가 나타나지 않았다. 반면 적색도를 나타내는 a값은 상온교반추출과 환류냉각추출은 비슷한 값을 보였으나 압을 가한 저온고압추출의 경우 증가하였으며 열과 압을 모두가 한 가압가 열추출의 경우 상온교반추출과 환류냉 각 추출의 2배 높은 값을 나타내었으며, 황색도를 나타내는 b 값은 가압가열추출이 다른 추출방법에 비하여 감소하는 경향을 나타내었다.
3과 같다. 아질산염 소거능은 가압가열추출(33.97%), 환류냉 각추출(32.47%), 저온고압추출(21.86%), 상온교반주출(21.71%)의 순으로 가압가열주출, 환류주출에서 높은 활성을 나타내었다. Choi 등(32)의 보고에 따르면 polyphmol 과 flavonoid 화합물은 종류에 따라 차이는 있으나 phenol계유도체들이 nitroso 화합물의 생성을 억제한다고 하여 본연구에서 추출방법에 따른 소거활성의 차이는 페놀 화합물의 함량 차이에 의한 결과라 판단되며, 유용성분의 함량이 높을수록 라디칼 소거능이 높아지는 것으로 확인 되었다.
양파껍질의 추출방법에 따른 ABTS radical 소거활성을 살펴보면 AE는 33.29%, LTPE는 25.35%, RE는 26.72%, SE는 17.45% 로 나타났다. ABTS 라디칼 소거활성은 DPPH tadical 소거 활성과 원리는 동일하지만 ABTS는 양이온 라디칼을, DPPH는 음이온 라디칼을 소거활성을 측정하는 방법으로 두 방법에 대한 기질과 반응물질과의 결합정도가 달라 추출물을 이용한 라디칼 소거활성 측정값에서 차이가 나타난다는 보고(26)로 미루어 볼 때 DPPH radical 소거활성 결과와 비교 시 폴리페놀 함량에 따른 LTPE와 RE의 값이 차이를 나타내었다.
추출 방법별 양파껍질추출물의 ACE 저해활성 조사 결과 전체적으로 낮은 저해 효과를 보였지만 추출방법에 따라서는 저온고압추출(27.05%)에서 가장 높았고, 다음으로 가압가열추출(26.04%), 상온교반추출(13.61 %), 환류냉 각추출 (11.66%)순으로 저해 효과를 나타내었다. 이는 추출 방법을 달리한 참취 추출물에 관한 Kim 등(30)의 연구에서 저온 고압을 실시한 참취 주출물에서 가장 높은 활성을 보는 결과와 일치하였다.
및 색도는 Table 1과 같다. 추출수율은 AE(autoclave extraction) 가 13.21 %로 가장 높았으며, SE(stirter extraction), RE(reflux extraction) 및 LTPE(low temperature high pressure extraction)/} 각각 12.41%, 9.00%, 5.39%로 높은 수율을 나타내었다. 특히 SE와 RE의 경우 LTPE의 수율과 2배 이상의 차이를 보였다.
폴리페놀의 경우 고온과 고압 하에서 불용성 성분들이 가용화 됨에 따라 막 투과성이 증가하고, 물질 이동이 용이하게 되어 용매가 세포 안으로 들어가 보다 많은 성분이 세포 밖으로 용출되면서 폴리페놀 함량이 높아진 것으로 보이며 이는 Han 등(23)의 고압 추출공정이 길어짐에 따라 수율 또한 증가한다는 보고와 일치하였다. 플라보노이드 또한 고온고압추출에서 가장 높은 함량을 나타냈으며 환류냉각추출, 저온고압추출, 상온교반추출 순으로 높은 함량을 나타내어 폴리페놀과 비슷한 경향을 보였지만 저온 고압의 추출의 경우에는 상온교반추출과 큰 차이가 나지 않아 고압의 환경보다는 고온에서 추출하는 방법이 효율적인 것으로 사료된다.
14 mg/g) 순으로 높은 함량을 나타냈다. 플라보노이드 함량 또한 가압가열추출(25.00 mg/g), 환류냉각추출(23.30 mg/g), 저온고압추출 (20.32 mg/g), 상온교반(20.09 mg/g)순으로 높은 함량을 나타내었다. 폴리페놀의 경우 고온과 고압 하에서 불용성 성분들이 가용화 됨에 따라 막 투과성이 증가하고, 물질 이동이 용이하게 되어 용매가 세포 안으로 들어가 보다 많은 성분이 세포 밖으로 용출되면서 폴리페놀 함량이 높아진 것으로 보이며 이는 Han 등(23)의 고압 추출공정이 길어짐에 따라 수율 또한 증가한다는 보고와 일치하였다.
후속연구
이는 추출 방법을 달리한 참취 추출물에 관한 Kim 등(30)의 연구에서 저온 고압을 실시한 참취 주출물에서 가장 높은 활성을 보는 결과와 일치하였다. 이러한 효소 활성 저해 효과를 통해 다른 문제점을 유발시키는 저해제들에 대한 양파껍질을 이용한 추가적인 연구와 검증을 통하여 좀 더 다양한 제품들을 개발할 수 있도록 해야 할 것으로 사료된다.
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