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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 녹차 주생산지인 제주, 보성, 하동 지역의 우전, 세작, 중작 및 대작 상품명을 쓰고 있는 시판 잎 녹차를 대상으로 하여 색도, 카테킨, 카페인 및 테아닌 등 이화학적 특성과 산화방지 활성 및 이들의 상관관계를 알아보았다.
제안 방법
- ABTS radical 소거활성은 Thaipong 등의 방법(15)을 일부 변형 하여 96 well microplate에 시료를 분주하여 측정하였다. 2.
- DPPH radical 소거활성은 Brand-Williams의 방법(14)을 일부 변형하여 96 well microplate에 시료를 분주하여 측정하였다. 시료 용액 10 µL에 0.
대상 데이터
- 이때 제주산 녹차는 야부기다 품종으로 대작은 판매하고 있지 않았으며, 보성 및 하동산 녹차는 재래종 품종으로 우전, 세작, 중작, 대작이 판매되고 있었다. 녹차성분 분석을 위한 표준품 테아닌, 카페인, 카데킨, EC, gallocatechin (GC), EGC, ECg, EGCg, gallocatechin gallate (GCg)는 Sigma Chemical Co. (St Louis, MO, USA) 제품을, methanol, ethyl acetate 등 용매는 HPLC 용으로 Mallinckrodt Baker Inc. (Phillipsburg, NJ, USA) 제품을 사용하였다. 산화방지 활성 측정용 시약으로 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent, sodium carbonate, gallic acid, 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), (±)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2- carboxylic acid (Trolox), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)은 Sigma Chemical Co.
- 본 실험에 사용한 잎 녹차는 전문 차 판매점과 대형 마트에서 시판 중인 2014년산 제주, 보성, 하동 산지의 우전, 세작, 중작및 대작 11종을 대상으로 하였으며, 분쇄 후 4℃에 저장하면서 분석용 시료로 사용하였다. 이때 제주산 녹차는 야부기다 품종으로 대작은 판매하고 있지 않았으며, 보성 및 하동산 녹차는 재래종 품종으로 우전, 세작, 중작, 대작이 판매되고 있었다.
데이터처리
- 모든 분석결과는 SPSS program (SPSS version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였으며, 분산분석 (ANOVA)을 이용하여 5% 수준에서 Duncan의 다중범위검정을 실시하거나 또는 독립 t-test를 실시하여 유의성을 검정하였다.
- 분말 시료는 투명한 플라스틱 원통용기(35×10 mm)에 담아 색 차계(Minolta, CM-2500D, Tokyo, Japan)에 담아 L 값(lightness), a 값(+redness, −greenness), b 값(+yellowness, −blueness)을 측정하였으며 평균(mean)과 표준편차(SD)로 나타내었다.
이론/모형
- 카테킨, 카페인, 테오브로민 및 테아닌은 Lee 등의 방법(13)을 이용하여 multiwavelength detector (MD-2010 Plus)를 장착한 HPLC system (JASCO Co., Tokyo, Japan)을 이용하여 XTerra RP18 column (3.5 µm, 4.6×150 mm, Waters, Milford, MA, USA) 을 사용하여 분리하였다.
성능/효과
- ABTS 활성은 EGC 함량과는 음의 상관관계(r= −0.349 p<0.05), 그리고 카테킨, GCg 및 ECg 함량과는 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 이 중 GCg 함량(r=0.863, p<0.01)과 상관성이 가장 큰 것으로 나타났다.
- DPPH 활성은 EGCg, ECg 및 총카테킨 함량과 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 이중 EGCg 함량(r=0.801, p<0.01)과 상관성이 가장 큰 것으로 나타났다.
- 반면에 카데킨, GCg, ECg 함량은 차엽 산지에 관계없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였다. GC와 EGCg는 채엽시기에 따른 뚜렷한 경향을 보이지 않았으나 등급이 가장 낮은 대작에서 가장 높은 값을 나타냈다.
- 결과적으로 녹차 등급이 높을수록 즉 채엽시기가 빠를수록 L 값과 녹색도인 −a 값이 높게 나타났으며 제주산 녹차가 보성 및 하동산 녹차에 비해 L 값과 b 값이 높은 것으로 나타났다.
- 결론적으로 녹차의 산화방지 활성은 총카테킨 함량 뿐 만 아니라 녹차에 함유된 카테킨 조성에 의한 영향도 큰 것으로 나타났다. 따라서 산화방지 측면에서 보면 EGC 함량은 낮고 카테킨, GCg 및 ECg 함량이 높은 즉 채엽시기가 빠른 우전에서 산화방지 활성이 높음을 알 수 있었다.
- 산화방지 활성은 측정방법에 상관없이 등급이 높은 우전에서 높게 나타났으며 제주 및 하동산 녹차의경우 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였으나 보성산 녹차는 채엽시기에 따라 유의적으로 증가하였다. 녹차의 주요 산화방지 성분인 개별 카테킨 함량과 산화방지 활성과의 상관관계를 분석한 결과 DPPH 활성은 EGCg, ECg 및 총카테킨 함량과 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 ABTS 활성은 EGC 함량과는 음의 상관관계 그리고 카테킨, GCg 및 ECg 함량과는 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
- 결론적으로 녹차의 산화방지 활성은 총카테킨 함량 뿐 만 아니라 녹차에 함유된 카테킨 조성에 의한 영향도 큰 것으로 나타났다. 따라서 산화방지 측면에서 보면 EGC 함량은 낮고 카테킨, GCg 및 ECg 함량이 높은 즉 채엽시기가 빠른 우전에서 산화방지 활성이 높음을 알 수 있었다.
- 1에 나타낸 바와 같이 등급에 따른 평균 값은 큰 차이를 나타내지 않았으나 대작에서 약간 높은 값을 나타냈다. 또한 등급이 같을 경우 보성산 녹차가 평균값 보다 높게나타났으며 제주산 및 하동산 녹차는 평균값 보다 낮게 나타났다. 보성산 녹차는 채엽시기가 늦어짐에 따라 총카테킨 함량이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 카테킨류 중 EGC 함량은 차엽 산지에 관계없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 보성산을 제외한 제주 및 하동산 녹차의 EC 함량도 채엽시기에 따라 유의적으로 증가하였다. 반면에 카데킨, GCg, ECg 함량은 차엽 산지에 관계없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였다.
- 84 mg/g으로 가장 높게 함유되어 있었다. 또한 하동산 녹차의 카페인 및 테오브로민 함량은 녹차 등급에 관계없이 평균값 보다 높게 나타났으나 보성산 녹차는 평균값 보다 낮게 함유되어 있었다. Kim 등(11)과 Park 등(18)의 보성산 녹차에 대한 연구에서 채엽시기가 늦어짐에 따라 카페인 함량은 감소한다고 보고한 바 있다.
- 녹차 품질 평가 시 매우 중요한 인자인 색도 측정 결과는 Table 1에 나타내었다. 밝기를 나타내는 L값의 평균값은 채엽시기가 가장 빠른 우전이 평균 25.94로 가장 높았으며 채엽시기가 가장 늦은 대작은 21.73으로 가장 낮게 나타났다. 생산지에 따른 영향을 살펴보면 제주산 및 하동산 녹차는 채엽시기가 빠를수록 L값이 유의적으로 증가하였으며 각 지역의 평균값 보다 높은 값을 나타냈다.
- 일반적으로 DPPH 및 ABTS assay는 ferric reducing antioxidant power (FRAP)과 함께 산화방지 활성 측정을 위해 주로 사용되는 방법으로 반응 메커니즘에 차이가 있는 것으로 알려져 있다(21). 본 실험 결과 측정 방법에 따라 동일한 시료에서도 TE 값에 차이를 보였으며 DPPH 보다 ABTS로 측정시 높은 TE 값을 나타냈다. Lee 등(13)의 시판 카테킨 표준품을 사용한 동일 농도에서의 산화방지 활성 측정 실험에서 EGCg, GCg, ECg 등 갈레이트형 카테킨의 활성이 이들 카테킨의 epimer인 비갈레이드형 카테킨보다 2배 이상 높게 나타났음을 보고하였으며 또한 ABTS 측정 법이 DPPH 측정법 보다 더 높은 활성 값을 나타냈다고 보고한바 있다.
- 84 mg/g으로 가장 높게 함유되어 있었다. 산화방지 활성은 측정방법에 상관없이 등급이 높은 우전에서 높게 나타났으며 제주 및 하동산 녹차의경우 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였으나 보성산 녹차는 채엽시기에 따라 유의적으로 증가하였다. 녹차의 주요 산화방지 성분인 개별 카테킨 함량과 산화방지 활성과의 상관관계를 분석한 결과 DPPH 활성은 EGCg, ECg 및 총카테킨 함량과 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 ABTS 활성은 EGC 함량과는 음의 상관관계 그리고 카테킨, GCg 및 ECg 함량과는 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
- 73으로 가장 낮게 나타났다. 생산지에 따른 영향을 살펴보면 제주산 및 하동산 녹차는 채엽시기가 빠를수록 L값이 유의적으로 증가하였으며 각 지역의 평균값 보다 높은 값을 나타냈다. 그러나 보성산 녹차는 채엽시기가 가장 늦은 대작에서 가장 높은 값을 나타냈으며 평균값 보다 낮게 나타났다.
- 황색도를 나타내는 b 값의 평균값은 우전과 대작에서 높게 나타나 녹차 등급에 따른 일정한 경향을 나타나지 않았다. 생산지에 따른 황색도는 제주산 및 보성산 녹차는 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하였으나 하동산 녹차는 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 결과적으로 녹차 등급이 높을수록 즉 채엽시기가 빠를수록 L 값과 녹색도인 −a 값이 높게 나타났으며 제주산 녹차가 보성 및 하동산 녹차에 비해 L 값과 b 값이 높은 것으로 나타났다.
- 카테킨 평균 조성을 보면 우전과 세작은 EGCg>ECg>EGC>EC>GCg>C>GC 순으로 함유되어 있었고 중작은 EGCg>EGC>ECg> EC>GCg>GC>C 순으로 함유되어 있었으며 대작은 EGCg>ECg> EGC>EC>GCg>GC>C 순으로 함유되어 있었다. 전반적으로 차엽 산지나 채엽시기 즉 등급에 관계없이 카테킨류 중 EGCg 함량이 95.39-116.25 mg/g으로 가장 높았으며 특히 보성산 녹차가 다른 지역에 비해 유의적으로 높게 나타났다
- 제주, 보성, 하동산 차엽의 우전, 세작, 중작 및 대작 상품명을 쓰고 있는 시판 잎 녹차의 색은 녹차 등급이 높을수록 즉 채엽 시기가 빠를수록 L값과 녹색도인 −a값이 높게 나타났으며 제주산 녹차가 보성 및 하동산 녹차에 비해 L값과 b값이 높은 것으로 나타났다.
- 69로 가장 낮게 나타났다. 제주산 녹차의 녹색 도는 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하였으나 하동산 녹차는 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 황색도를 나타내는 b 값의 평균값은 우전과 대작에서 높게 나타나 녹차 등급에 따른 일정한 경향을 나타나지 않았다.
- 제주, 보성, 하동산 차엽의 우전, 세작, 중작 및 대작 상품명을 쓰고 있는 시판 잎 녹차의 색은 녹차 등급이 높을수록 즉 채엽 시기가 빠를수록 L값과 녹색도인 −a값이 높게 나타났으며 제주산 녹차가 보성 및 하동산 녹차에 비해 L값과 b값이 높은 것으로 나타났다. 카테킨 분석 결과 EGC 함량은 차엽 산지에 관계 없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하였으며, 카테킨, GCg, ECg 함량은 유의적으로 감소하였다. 카테킨류 중 EGCg 함량이 95.
- 카테킨 평균 조성을 보면 우전과 세작은 EGCg>ECg>EGC>EC>GCg>C>GC 순으로 함유되어 있었고 중작은 EGCg>EGC>ECg> EC>GCg>GC>C 순으로 함유되어 있었으며 대작은 EGCg>ECg> EGC>EC>GCg>GC>C 순으로 함유되어 있었다.
- 제주, 보성 및 하동산 녹차를 대상으로 우전, 세작, 중작, 대작등 녹차 등급에 따른 카테킨 함량을 분석하였으며 그 결과는 Table 2에 나타내었다. 카테킨류 중 EGC 함량은 차엽 산지에 관계없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 보성산을 제외한 제주 및 하동산 녹차의 EC 함량도 채엽시기에 따라 유의적으로 증가하였다.
- 카테킨 분석 결과 EGC 함량은 차엽 산지에 관계 없이 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 증가하였으며, 카테킨, GCg, ECg 함량은 유의적으로 감소하였다. 카테킨류 중 EGCg 함량이 95.39-116.25 mg/g으로 가장 높았으며 특히 보성산 녹차가 다른 지역에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 카페인, 테오브로민 및 테아닌 함량은 모든 차엽에서 채엽시기에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며 특히 제주산 우전의 카페인, 테오브로민 및 테아닌 함량은 각각 33.
- 카페인 및 테오브로민 함량은 Fig. 2에 나타낸 바와 같이 모든 차엽에서 채엽시기에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며 특히 제주산 우전의 카페인 및 테오브로민 함량은 각각 33.43 mg/g과 17.84 mg/g으로 가장 높게 함유되어 있었다. 또한 하동산 녹차의 카페인 및 테오브로민 함량은 녹차 등급에 관계없이 평균값 보다 높게 나타났으나 보성산 녹차는 평균값 보다 낮게 함유되어 있었다.
- 25 mg/g으로 가장 높았으며 특히 보성산 녹차가 다른 지역에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 카페인, 테오브로민 및 테아닌 함량은 모든 차엽에서 채엽시기에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며 특히 제주산 우전의 카페인, 테오브로민 및 테아닌 함량은 각각 33.43, 17.84, 20.84 mg/g으로 가장 높게 함유되어 있었다. 산화방지 활성은 측정방법에 상관없이 등급이 높은 우전에서 높게 나타났으며 제주 및 하동산 녹차의경우 채엽시기가 늦어짐에 따라 유의적으로 감소하였으나 보성산 녹차는 채엽시기에 따라 유의적으로 증가하였다.
후속연구
- Lee 등(13)의 시판 카테킨 표준품을 사용한 동일 농도에서의 산화방지 활성 측정 실험에서 EGCg, GCg, ECg 등 갈레이트형 카테킨의 활성이 이들 카테킨의 epimer인 비갈레이드형 카테킨보다 2배 이상 높게 나타났음을 보고하였으며 또한 ABTS 측정 법이 DPPH 측정법 보다 더 높은 활성 값을 나타냈다고 보고한바 있다. 따라서 산화방지 활성은 측정 방법에 따라 결과에 다른 영향을 미치므로 한 가지 방법 보다는 여러 가지 방법을 동시에 사용하여 분석하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
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