[논문]귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성

함현미; 우관식; 박지영; 이병원; 최혜선; 최용환; 이준수; 이유영

doi:10.3746/jkfn.2016.45.11.1681

귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성
Antioxidant Compounds and Antioxidant Activities of Methanolic Extracts from Milling Fractions of Oat 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.11, 2016년, pp.1681 - 1684

함현미 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 우관식 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 박지영 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 이병원 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 최혜선 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 최용환 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부) , 이준수 (충북대학교 식품생명.축산과학부) , 이유영 (농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부)

초록
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본 연구에서는 국내에서 개발된 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 비교 분석하고자 하였다. 항산화 성분으로는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며 항산화 활성은 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력을 측정하였다. 실험 결과 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물 중 bran 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 각각 41.53 mg gallic acid equivalents/100 g sample 및 12.07 mg catechin equivalents/100 g sample로 whole grain 및 endosperm 추출물보다 높은 함량이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 항산화 성분이 다량 분포하는 bran 추출물의 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력이 각각 42.34 mg Trolox equivalent antioxidant capacity(TEAC)/100 g sample, 24.18 mg TEAC/100 g sample, $A_{700}=0.76$으로 나타나 whole grain 및 endosperm 추출물보다 우수한 항산화 활성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 귀리의 도정 부위별 항산화 성분 및 항산화 활성 연구에 있어 기초 자료로써 활용될 수 있을 것으로 생각하며, 우수한 항산화 성분 및 활성을 가지는 귀리의 bran층은 기능성 식품의 제조에 있어 좋은 소재로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Oats (Avena sativa L.) are well known for having high contents of bioactive compounds and health benefits. The objective of this study was to evaluate the antioxidant compounds and antioxidant activities of methanolic extracts from milling fractions and whole grains of oat. The contents of total polyphenolics and flavonoids were analyzed by spectrophotometric methods. ABTS radical and DPPH radical scavenging activities and reducing power were used to compare relative antioxidant activities of milling fractions from oat. Total polyphenolics and flavonoids were much more abundant in oat bran extract than in extracts from whole grain and endosperm. In addition, high levels of ABTS radical (42.34 mg Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC)/100 g sample) and DPPH radical (24.18 mg TEAC/100 g sample) scavenging activities and reducing power ($A_{700}=0.76$) were detected in oat bran. The results of this study indicate that oat bran has significantly higher antioxidant activities and appears to have significant health benefits.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

하지만 국내 육성 귀리의 도정 부위별 항산화 성분 및 항산화 활성을 비교한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 측정하여 이를 비교･분석하고자 하였다.
또한, Duh 등(24)은 추출에 사용된 용매의 극성이 증가할수록 유용 성분의 추출률이 높아지며 추출물의 항산화 활성 역시 증가하는 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 메탄올을 추출용매로 사용하여 귀리의 항산화 성분을 추출하고자 하였다.
본 연구에서는 국내에서 개발된 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 비교･분석하고자 하였다. 항산화 성분으로는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며 항산화 활성은 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력을 측정하였다.

제안 방법

ABTS 라디칼 제거능은 Re 등(19)의 방법을 변형하여 측정하였다. ABTS 7.
희석된 ABTS 라디칼 용액 1 mL에 추출물 50 μL를 가하여 60분 후에 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC)을 계산하였으며, mg TEAC/100 g sample로 나타내었다.
총폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu phenol reagent가 추출물의 폴리페놀 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 하여 측정하였다(17). 각 추출물 50 μL에 2% Na₂CO₃ 용액 1 mL를 가하고 3분 방치한 후 50% Folin-Ciocalteu's reagent 50 μL를 가하였다.
총플라보노이드 함량은 Zhishen 등(18)의 방법을 응용하여 측정하였다. 추출물 250 μL에 증류수 1.
본 연구에서는 국내에서 개발된 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 비교･분석하고자 하였다. 항산화 성분으로는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며 항산화 활성은 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력을 측정하였다. 실험 결과 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물 중 bran 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 각각 41.

대상 데이터

본 연구에 사용된 귀리는 2014년 경기도 수원시 소재의 국립식량과학원에서 생산된 쌀귀리인 조양 품종을 사용하였다. 항산화 성분 분석에 사용된 gallic acid, (+)-catechin, Folin-Ciocalteu reagent, sodium carbonate와 항산화 활성 측정에 사용된 Trolox, ABTS(2,2-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)), DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), potassium persulfate, potassium ferricyanide, trichloroacetic acid, ferric chloride 등은 Sigma-Aldrich Co.
시료는 Vibrating sample mill(CMT Co., Ltd., Tokyo, Japan)을 이용하여 분쇄하였으며, 분쇄된 시료 25 g에 메탄올 300 mL를 가한 후 상온에서 24시간 교반하면서 추출하였다. 추출 후 고형분은 Whatman NO.

데이터처리

2)Different letters in the same column indicate significant differences at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
3)Different letters in the same column indicate significant differences at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
모든 실험 결과는 평균±표준편차로 나타내었으며, 결과에 대한 유의성 검정은 SAS version 9.2(Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 ANOVA 분석 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 P<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

성능/효과

ABTS 라디칼 제거능은 mg TEAC/100 g sample로 나타내었으며 결과는 Table 2에 나타내었다. Whole grain, bran, endosperm 등 귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 ABTS 라디칼 제거능은 각각 38.73, 42.34 및 27.26 mg TEAC/100 g sample로 나타나 bran층의 ABTS 라디칼 제거능이 가장 높았으나 whole grain과 통계적으로 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. DPPH 라디칼 제거능 역시 mg TEAC/100 g sample로 나타내었으며 결과는 Table 2에 나타내었다.
귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 총폴리페놀(mg GAE/100 g sample)함량은 Table 1에 나타내었다. Whole grain, bran, endosperm에서 각각 32.99, 41.53, 25.56 mg GAE/100g sample의 함량을 보였으며 bran층에 폴리페놀이 다량 함유되어 있는 것으로 나타났다. Gray 등(16)은 귀리의 branrich fraction에서 총폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났음을 보고하였으며 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다.
Gray 등(16)은 귀리의 branrich fraction에서 총폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났음을 보고하였으며 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 플라보노이드(mg CE/100 g sample) 함량을 측정한 결과 Table 1과 같이 whole grain, bran, endosperm에서 각각 8.25, 12.07, 6.80 mg CE/100 g sample의 함량을 보였으며 bran층에 플라보노이드가 다량 함유되어 있는 것으로 나타났다. Villaño 등(27)은 폴리페놀 화합물 중 플라보노이드 계열 화합물의 DPPH 라디칼 제거능이 우수함을 보고하였으며, 본 연구 결과에서 측정된 귀리 bran층의 우수한 DPPH 라디칼 제거능은 bran층에 높게 함유되어 있는 플라보노이드 계열 화합물의 활성과 연관이 있을 것으로 생각한다.
귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 환원력을 측정한 결과 bran층이 A700=0.76으로 가장 높았고 whole grain과 endosperm은 각각 A700=0.63 및 A700=0.37로 나타났다(Table 2). 이는 항산화 성분의 수소 공여능에 의한 색의 차이를 700 nm에서의 흡광도 값으로 나타낸 것으로, 환원력이 가장 높게 나타난 귀리 bran층은 수소 또는 전자를 공여함으로써 유리 라디칼을 안정화시키고 산화반응을 종결시킬 수 있는 reductone, 즉 indophenol 화합물을 환원시킬 수 있는 물질이 많이 함유되어 있는 것으로 생각한다(30).
07 mg catechin equivalents/100 g sample로 whole grain 및 endosperm 추출물보다 높은 함량이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 항산화성분이 다량 분포하는 bran 추출물의 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력이 각각 42.34 mg Trolox equivalent antioxidant capacity(TEAC)/100 g sample, 24.18 mg TEAC/100 g sample, A700=0.76으로 나타나 whole grain 및 endosperm 추출물보다 우수한 항산화 활성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 귀리의 도정 부위별 항산화 성분 및 항산화 활성 연구에 있어 기초 자료로써 활용될수 있을 것으로 생각하며, 우수한 항산화 성분 및 활성을 가지는 귀리의 bran층은 기능성 식품의 제조에 있어 좋은 소재로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.
항산화 성분으로는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하였으며 항산화 활성은 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력을 측정하였다. 실험 결과 귀리의 도정 부위별 메탄올 추출물 중 bran 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 각각 41.53 mg gallic acid equivalents/100 g sample 및 12.07 mg catechin equivalents/100 g sample로 whole grain 및 endosperm 추출물보다 높은 함량이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 항산화성분이 다량 분포하는 bran 추출물의 ABTS 및 DPPH 라디칼 제거능, 환원력이 각각 42.
DPPH 라디칼 제거능 역시 mg TEAC/100 g sample로 나타내었으며 결과는 Table 2에 나타내었다. 측정 결과 whole grain, bran, endosperm에서 각각 18.38, 24.18, 11.47 mg TEAC/100 g sample의 함량을 보였으며 bran층의 DPPH 라디칼 제거능이 가장 높고 endosperm이 가장 낮은 것으로 나타났다. Peterson 등(28)은 귀리의 도정 정도가 적을수록 항산화 활성이 높고 폴리페놀 함량 역시 높으며 endosperm 함량이 높을수록 항산화 활성이 낮음을 보고하였다.

후속연구

76으로 나타나 whole grain 및 endosperm 추출물보다 우수한 항산화 활성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 귀리의 도정 부위별 항산화 성분 및 항산화 활성 연구에 있어 기초 자료로써 활용될수 있을 것으로 생각하며, 우수한 항산화 성분 및 활성을 가지는 귀리의 bran층은 기능성 식품의 제조에 있어 좋은 소재로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	활성산소종이 일으키는 문제는?	체내 신진대사와 산화된 식품의 섭취, 환경오염, 흡연, 음주 등으로 인해 기인하는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 세포 구성성분인 지질, 단백질, DNA 등을 비가역적으로 파괴하여 노화 및 만성질환을 유발하는 것으로 알려져 있다(1,2). 생체 내에는 ROS의 과잉 생성을 억제 하는 방어 시스템을 가지고 있으나, ROS가 과다하게 생성되거나 항산화 방어 시스템의 균형이 깨지면 다양한 질병이 유발될 수 있다.
	귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 측정하여 이를 비교, 분석하는 연구가 필요한 이유는 무엇인가?	ROS의 생성을 감소시키는 다양한 생리활성 성분들은 주로 외피를 구성하는 bran층에 집중되어 존재하는 것으로 알려져 있으며, 귀리의 bran층이 우수한 혈중 콜레스테롤 저하 효과 및 항산화 활성 등의 생리활성을 나타냄이 보고되어 있다(10,16). 하지만 국내 육성 귀리의 도정 부위별 항산화 성분 및 항산화 활성을 비교한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 귀리 도정 부위별 메탄올 추출물의 항산화 성분 및 항산화 활성을 측정하여 이를 비교･분석하고자 하였다.
	활성산소종의 원인은?	체내 신진대사와 산화된 식품의 섭취, 환경오염, 흡연, 음주 등으로 인해 기인하는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 세포 구성성분인 지질, 단백질, DNA 등을 비가역적으로 파괴하여 노화 및 만성질환을 유발하는 것으로 알려져 있다(1,2). 생체 내에는 ROS의 과잉 생성을 억제 하는 방어 시스템을 가지고 있으나, ROS가 과다하게 생성되거나 항산화 방어 시스템의 균형이 깨지면 다양한 질병이 유발될 수 있다.

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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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