[논문]배 품종별 생육 단계에 따른 산화방지 및 미백 효과

임순희; 조광식; 최진호; 이주현; 김명수; 이별하나

doi:10.9721/kjfst.2016.48.1.59

배 품종별 생육 단계에 따른 산화방지 및 미백 효과
Effect of Various Pear Cultivars at Different Fruit Development Stages on Antioxidant and Whitening Activities 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.48 no.1, 2016년, pp.59 - 65

임순희 (국립원예특작과학원 배연구소) , 조광식 (국립원예특작과학원 배연구소) , 최진호 (국립원예특작과학원 배연구소) , 이주현 (국립원예특작과학원 배연구소) , 김명수 (국립원예특작과학원 배연구소) , 이별하나 (국립원예특작과학원 배연구소)

초록
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본 연구는 배의 품종별 생육 단계에 따른 추출물의 총 페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성을 확인함과 동시에 세포 독성 및 멜라닌 생합성 억제능을 비교 평가하여 미백 소재로써의 사용 가능성을 평가하고자 국내 육성한 4가지 신품종과 신고 품종을 이용하여 비교 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 생육초기에 가장 높았으나 과일이 성숙할수록 낮아졌으며, 품종간에는 생육시기와 관계없이 추황배에서 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀보다 적은 함량으로 5품종 모두 생육시기별로 큰 차이를 보이지 않았다. 알부틴은 총 폴리페놀 함량과 같이 과일이 성숙할수록 낮아지는 경향을 보였으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 분석한 항산화 활성도 감소의 폭은 달랐지만 비슷한 경향을 보였다. 높은 항산화 활성은 멜라닌 생합성 억제에도 효과적으로 작용하여 만개 후 90일까지는 감천배를 제외한 4품종에서 50% 내외의 높은 억제 활성을 보여, 이 시기까지의 배 과일 추출물은 우수한 미백활성을 가지는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 세포독성이 극히 낮아 피부 안정성이 높은 기능성 천연 원료 및 미백 향장소재로써 이용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the total polyphenols, antioxidant activities, and melanin synthesis inhibition of several pear cultivars (Pyruspyrifolia). The total polypenolic content of five pear cultivars was high in the unripe developmental stage. Total polyphenolic content of the Chuwhangbae cultivar extract was higher than that of other pear cultivars regardless of the developmental stage. However, the total flavonoid content did not differ between cultivars or developmental stages. The phenolic compound, arbutin has an inhibitory effect on melanogenesis. Arbutin levels in pear cultivars declined as the fruit matured. The free radical scavenging activity of the extract also decreased as the fruit ripened. In B16F10 mouse melanoma cells, most of the cultivar extracts inhibited melanin synthesis by about 50% at a $100{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$ concentration, except in the Gamcheonbae extract until 90 days after full bloom. We have confirmed that the extract of pear cultivars have antioxidant activity and skin-whitening effects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 배의 품종별 생육 단계에 따른 추출물의 총 페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성을 확인함과 동시에 세포 독성 및 멜라닌 생합성 억제능을 비교 평가하여 미백 소재로써의사용 가능성을 평가하고자 국내 육성한 4가지 신품종과 신고 품종을 이용하여 비교 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 생육초기에 가장 높았으나 과일이 성숙할수록 낮아졌으며, 품종간에는 생육 시기와 관계없이 추황배에서 높게 나타났다.
본 연구는 천연물 소재로써 배의 품종별 생육 단계에 따른 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성을 확인함과 동시에 세포 독성 및 멜라닌 생합성 억제능을 비교 평가하여 미백 소재로써의 가치 여부를 평가하고자 하였다.

제안 방법

1,1-다이페닐-2피크릴하이드라질(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH, Sigma-Aldrich) 라디칼 소거활성은 Brand-Williams 등의 방법(10)을 변형하여 측정하였다. 1 mg/mL농도로 제조한 시료 0.
10% DMSO가 첨가된 1 N 수산화나트륨 200 µL를 첨가하여 80oC에서 2시간 동안 방치하여 멜라닌 성분을 용출하였다.
15 mM DPPH용액 1 mL를 혼합하여 30분간 상온에서 방치한 후 517 nm에서 흡광도(JP/U-3900, Hitachi, Tokyo, Japan)를 측정하였다. 대조구는 시료 대신 80% 에탄올을 취하여 동일한 과정으로 실험하였다. 전자공여능력은 시료 첨가구와 대조구의 흡광도를 이용하여 다음 식과 같이 백분율로 나타내었다.
또한 체내 자유라디칼의 감소는 항산화 물질의 고갈을 막는 동시에 각질화 능력을 갖는 각질세포(keratinocyte)에 작용하여 사이토카인(cytokine)의 분비를 억제함으로써 멜라닌 세포의 생성 조절에도 영향을 미칠 수 있다(26). 따라서 배 추출물의 높은 항산화 활성은 멜라닌 세포 생성 경로 및 인자에 영향을 미쳐 추가적인 미백효과도 동반할 것으로 생각되어 미백효능을 검증하는 실험을 진행하였다.
따라서 흑색종 세포에서의 멜라닌 생성 억제 효과 즉, 미백 효과를 검증하기 위하여 품종 특성 및 생육기를 고려하여, 평균 적으로 약 80% 이상의 높은 세포 생존율을 보이면서(28,29) 가능한 낮은 농도인 100 µg/mL을 선발하여 실험에 이용하였다.
0 mL/min (LC20AD, Shimadzu, Kyoto, Japan)의 유속으로 흘려주었고, 광 다이 오드 어레이(Photodiode Array, PDA) 검출기 시스템을 이용하여 280 nm에서 검출하였다. 또한 분리된 알부틴은 표준물질과 보존 시간 및 스펙트럼을 비교한 후, 스파이크 테스트(spike test)를 통해 동정 및 정량분석하였다.
마우스 흑색종 세포에 멜라닌 세포 자극호르몬인 α-MSH와 배 추출물을 동시에 처리한 후 세포 내 멜라닌 생성양을 측정하였으며, αMSH를 처리하지 않은 대조구와 비교하여 계산하였다(Fig. 2).
멜라닌 생합성 억제 정도를 평가하기 위하여 마우스 흑색종 세포를 1×104 cell/mL로 24 well plate에 분주하고 10% FBS가 함유된 DMEM 배지에서 24시간 배양한 후 100 µg/mL의 시료와 100 nM α-MSH를 처리하여 72시간 동안 멜라닌 생합성을 유도 하였다.
배 품종별, 농도별 추출물의 생체 밖(in vitro)에서의 세포 독성을 구명하기 위해 마우스 흑색종 세포를 이용하여 생존율을 조사하였다. 각각 10, 50, 100, 500 µg/mL의 농도가 되도록 처리한후 마우스 흑색종 세포의 증식정도를 측정하여 Table 3에 나타내었다.
분리용 컬럼은 ACE C18 column (4.6×250 mm, Advanced Chromatography Technologies, Aberdeen, UK)을 이용하였으며 이동상은 물/개미산(water/ formic acid, 19:1, v/v)과 메탄올(methanol)을 1.0 mL/min (LC20AD, Shimadzu, Kyoto, Japan)의 유속으로 흘려주었고, 광 다이 오드 어레이(Photodiode Array, PDA) 검출기 시스템을 이용하여 280 nm에서 검출하였다.
세포 독성 확인을 위해 마우스 흑색종(mouse melanoma, B16F10) 세포를 10% FBS, 100 U/mL, 페니실린(penicillin), 100µg/mL 스트렙토마이신(streptomycin)을 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 배양한 뒤, MTT assay를 수행하였다.
조 · 중생종인 한아름과 만풍배를 제외한 중 · 만생종인 신고, 감천배, 추황배의 적숙기는 만개 후 일수에 다소 차이는 있으나 품종간 적숙기의 상대적 비교를 위해 만개 후 170일로 표기하였다. 시료는 수세후 냉동건조하였으며, 건조된 시료를 분쇄기(FM-681C, Hanil Electric., Ansan, Korea)로 분말화하여 밀봉 후 냉동 보관하면서 사용하였다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 라디컬 소거능 측정 실험을 위해서 동결건조 시료에 80% 에탄올을 가하여 혼합한후 냉각기가 부착된 환류냉각추출기(R-114, Buchi Labortechnik, Flawil, Switzerland)에서 항온수조를 60℃로 조절한 다음 6시간동안 추출하였다.
알부틴 함량 분석을 위해 각 시료추출물을 0.45 µm membrane filter로 여과하여 HPLC 분석에 이용하였다.
조 · 중생종인 한아름과 만풍배를 제외한 중 · 만생종인 신고, 감천배, 추황배의 적숙기는 만개 후 일수에 다소 차이는 있으나 품종간 적숙기의 상대적 비교를 위해 만개 후 170일로 표기하였다.
, Ansan, Korea)로 분말화하여 밀봉 후 냉동 보관하면서 사용하였다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 라디컬 소거능 측정 실험을 위해서 동결건조 시료에 80% 에탄올을 가하여 혼합한후 냉각기가 부착된 환류냉각추출기(R-114, Buchi Labortechnik, Flawil, Switzerland)에서 항온수조를 60℃로 조절한 다음 6시간동안 추출하였다. 추출액은 거름종이(Whatman No.
총 폴리페놀 함량은 100배로 희석한 각 추출물 0.1 mL와 2%탄산나트륨(Na2CO3) 2 mL를 혼합하여 3분 동안 실온에서 반응시킨 후, 1 N의 폴린시약(Folin-Ciocalteu’s phenol reagent; F9252, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 0.1 mL 첨가하여 혼합하였다.
혼합물은 빛을 차단한 상태로 실온에서 30분간 반응시켰으며, 725 nm에서 흡광도(JP/U-3900, Hitachi, Tokyo, Japan)를 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 탄닌산(tannic acid; T0200, SigmaAldrich) 표준액으로 작성한 표준곡선의 흡광도 값과 비교하여 계산하였다.
, Daejeon, Korea)에서 1시간 반응 시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 퀘르세틴(quercetin)을 이용하여 작성한 표준곡선의 흡광도 값과 비교하여 산출하였다.

대상 데이터

2013년 나주시 소재 배연구소에서 재배된 감천배, 만풍배, 추황배, 한아름, 신고 등 숙기가 다른 5품종을 대상으로 만개 후 60일부터 30일 간격으로 적숙기까지의 과일을 채취하여 사용하였다. 적숙기는 한아름, 만풍배, 신고, 감천배, 추황배 순으로 각각 만개 후 114일, 150일, 165일, 169일, 174일이었다.
7 mM ABTS와 140 mM 과황산칼륨(K2S2O8)을 5 mL:88 µL로 섞어 어두운 곳에 12-16시간 방치시킨 후, 이를 무수에탄올과 1:88의 비율로 섞어 734 nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 조절한 ABTS 용액을 사용하였다.
총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 라디컬 소거능 측정 실험을 위해서 동결건조 시료에 80% 에탄올을 가하여 혼합한후 냉각기가 부착된 환류냉각추출기(R-114, Buchi Labortechnik, Flawil, Switzerland)에서 항온수조를 60℃로 조절한 다음 6시간동안 추출하였다. 추출액은 거름종이(Whatman No.4, Maidstone, England)를 사용하여 감압여과(V-500, Buchi Labortechnik, Zurich, Switzerland)하여 사용하였다.

데이터처리

2)Means with different small letters (a-d) within columns and different capital letters (A-D) at the same days after full bloom are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.
3)Means with different letters (a-c) at the same days after full bloom are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.
3)Means with different small letters (a-d) within columns and different capital letters (A-D) at the same days after full bloom are significantly different by Duncan’s multiple range test at p<0.05.
모든 처리는 3번 이상 반복하여 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 평균간 유의차 검증은 던컨시험(Duncan’s multiple range test, DMRT, p<0.05)과 t-test (p<0.05, p<0.01)를 실시하여 유의성을 검정하였다.

이론/모형

2,2'-아지노-비스-3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산(2,2'-azino-bis-3- ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid, ABTS, Sigma-Aldrich) 라디컬소거활성은 Re 등의 방법(11)에 의해 측정하였다.

성능/효과

이러한 원리의 DPPH 라디칼 소거활성 측정으로 배의 품종별 생육시기에 따른 전자공여능을 알아본 결과를 Table 2에 나타내었다. 100 mg/L 농도에서 생육시기에 따라 전자공여능의 차이가 있었으며, 총 페놀 함량과 비례하여 과일이 성숙할수록 낮아져 만개 후 60일에는 64.2-72.2%, 90일에는 37.0-61.7%, 120일에는 23.2-28.9%, 150일에는 19.8-25.5%였다. 그중 만개후 60일부터 적숙기까지 생육시기 동안 다른 품종에 비해 추황배의 DPPH 라디칼 소거활성이 높게 측정되었으며, 이는 다른 품종에 비해 추황배의 총 폴리페놀 함량이 가장 높은 것으로부터 기인된 결과로 생각된다.
총 폴리페놀 함량이 높을수록 ABTS+ 소거활성도 높게 나타났으며, 이러한 경향은 여주(24), 오이(19), 채소류(1)에서도 보고되었다. ABTS 라디칼 소거능은 DPPH 라디칼 소거능처럼 생육시기의 진전과 함께 급격히 감소하지 않고 만개 후 120일 이후부터 유의적으로 낮아졌으며, 적숙기에도 DPPH 라디컬 소거활성에 비해 높게 측정되었다. 이러한 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성의 차이는 라디칼의 차이 즉, 자유라디칼과 양이온 라디칼의 기질에 따라 선택적으로 작용하는 페놀화합물의 종류 또한 달라지기 때문에 나타나는 결과로 판단된다(25).
ABTS 라디칼 소거활성 측정 결과, DPPH 라디칼 소거활성과 비슷한 경향으로 만개 후 60일에는 65.7-72.6%, 90일에는 54.4-68.3%, 120일에는 52.9-64.0%, 150일에는 45.7-49.4% 였다. 총 폴리페놀 함량이 높을수록 ABTS+ 소거활성도 높게 나타났으며, 이러한 경향은 여주(24), 오이(19), 채소류(1)에서도 보고되었다.
그러나 품종에 따라 차이를 보여 만개 후 60일에는 181-245 mg/100 g을 나타내 조·중생종인 숙기가 빠른 한아름과 만풍배가 낮았고 중·만생종인 신고, 감천배, 추황배는 높았다.
5%였다. 그중 만개후 60일부터 적숙기까지 생육시기 동안 다른 품종에 비해 추황배의 DPPH 라디칼 소거활성이 높게 측정되었으며, 이는 다른 품종에 비해 추황배의 총 폴리페놀 함량이 가장 높은 것으로부터 기인된 결과로 생각된다.
알부틴은 총 폴리페놀 함량과 같이 과일이 성숙할수록 낮아지는 경향을 보였으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 분석한 항산화 활성도 감소의 폭은 달랐지만 비슷한 경향을 보였다. 높은 항산화 활성은 멜라닌 생합성 억제에도 효과적으로 작용하여 만개 후 90일까지는 감천배를 제외한 4품종에서 50% 내외의 높은 억제 활성을 보여, 이 시기까지의 배 과일 추출물은 우수한 미백활성을 가지는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 세포독성이 극히 낮아 피부 안정성이 높은 기능성 천연 원료 및 미백 향장소재로써 이용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.
따라서 품종 및 생육기별 배 추출물은 피부 적합성이 높고, 특히, 만개 후 90일까지의 한아름, 만풍, 신고, 추황배 추출물은 멜라닌의 생성 또한 50% 이상 억제하여 항산화 활성을 가지는 일반식품, 건강기능성 식품이나 향장소재로의 긍정적인 개발가능성을 확인하였다. 또한 피부 미백관련 기능성 소재로써의 피부안정성 및 활용가치 뿐만 아니라, 생육기 중 발생되는 낙과 또는 수확기의 비상품과를 이용하여 현재 사용되고 있는 합성 미백물질 및 기타 천연물을 대체하여 사용할 수 있어 농가 소득에도 일부 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
만개 후 90일에는 83-180 mg/100 g으로 적숙기가 가까워진 한아름이 가장 낮았으며 추황배가 높았다. 만개 후 120일부터는 조생종인 한아름을 제외한 4품종에서 총 폴리페놀의 함량이 급격히 낮아져 150일까지 지속적으로 줄어들었으며, 적숙기에는 신고와 추황배에서 다소 증가하는 경향을 보였다. 품종에 따른 총 폴리페놀 함량은 만개 후 60일부터 적숙기까지 추황배가 115-245 mg/100 g으로 가장 높았으며 한아름은 98-181 mg/100 g, 만풍배는 69-181 mg/100 g, 신고는 69-239 mg/100 g, 감천배는 66-247 mg/100 g이었다.
만개 후 60일에 조·중생종인 한아름과 만풍배는 177-187 mg/100 g로 낮았고 중·만생종인 신고, 감천배, 추황배는 268-313 mg/100 g으로 높았다.
이와 비교해보아도 한아름, 만풍배, 신고, 추황배 추출물은 미백소재로써 월등히 우수한 멜라닌 생성 억제능력을 보여주었다. 반면, 만개 후 120일부터는 모든 품종에서 멜라닌 생합성 억제활성이 현저히 낮아졌으며, 이는 만개 후 120일부터 유의적으로 낮아졌던 DPPH 라디컬 소거활성과 높은 상관을 보여, 멜라닌 색소 억제 즉, 미백활성의 증가는 노화 및 각종 질병과 직접적으로 관련된 활성산소의 제거가 효과적임을 확인하였다.
반면, 이를 제외한 모든 처리구에서 동일하게 높은 세포 생존율을 보였고, 가장 고농도인 500 µg/mL에서도 각각 79.6-99.1%의 생존율을 보여 배 추출물은 극히 낮은 세포독성을 가짐을 확인할 수 있었 으며, 이와 같은 현저히 낮은 세포독성은 추후 기능성 식품 및 향장소재로써의 충분한 사용가능성을 시사하는 결과로 볼 수 있다.
반면에 총 플라보노이드 함량은 생육시기에 따라 큰 차이를 보이지 않았고, 모든 품종에서 만개 후 90일과 120일 사이에 다소 증가하는 경향을 보였다. 이는 총 폴리페놀 함량과는 다른 양상으로 플라보노이드의 성분 축적은 과일의 성숙과는 크게 관련이 없는 것으로 추정되었으며, 이러한 경향은 오이(20)에서도 관찰되었다.
배의 생육시기별 알부틴 함량은(Fig. 1) 품종에 관계없이 과일이 어릴수록 높았고, 적숙기에 가까워질수록 함량이 낮아져 총 폴리페놀 함량과 유사한 변화 경향을 보였다. 만개 후 60일에 조·중생종인 한아름과 만풍배는 177-187 mg/100 g로 낮았고 중·만생종인 신고, 감천배, 추황배는 268-313 mg/100 g으로 높았다.
높은 항산화 활성은 멜라닌 생합성 억제에도 효과적으로 작용하여 만개 후 90일까지는 감천배를 제외한 4품종에서 50% 내외의 높은 억제 활성을 보여, 이 시기까지의 배 과일 추출물은 우수한 미백활성을 가지는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 세포독성이 극히 낮아 피부 안정성이 높은 기능성 천연 원료 및 미백 향장소재로써 이용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.
총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀보다 적은 함량으로 5품종 모두 생육 시기별로 큰 차이를 보이지 않았다. 알부틴은 총 폴리페놀 함량과 같이 과일이 성숙할수록 낮아지는 경향을 보였으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 분석한 항산화 활성도 감소의 폭은 달랐지만 비슷한 경향을 보였다. 높은 항산화 활성은 멜라닌 생합성 억제에도 효과적으로 작용하여 만개 후 90일까지는 감천배를 제외한 4품종에서 50% 내외의 높은 억제 활성을 보여, 이 시기까지의 배 과일 추출물은 우수한 미백활성을 가지는 것으로 확인되었다.
10% DMSO가 첨가된 1 N 수산화나트륨 200 µL를 첨가하여 80^oC에서 2시간 동안 방치하여 멜라닌 성분을 용출하였다. 용출된 멜라닌의 함량을 구하기 위해 405 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 최종적인 멜라닌 생합성 억제능의 평가는 배 추출물 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율로 나타내었다.
이미 미백효과가 뛰어난 것으로 알려진 고로쇠수액의 경우 본 연구에서의 처리 농도와 동일한 100 µg/mL 농도에서 35%의 멜라닌 생성 억제율을 나타냈으며(31), 톳에서 100 µg/mL 농도의 에탄올 추출물은 음성대조군과 비교하여 멜라닌 생성을 26% 억제하는 것으로 보고하였다(32). 이와 비교해보아도 한아름, 만풍배, 신고, 추황배 추출물은 미백소재로써 월등히 우수한 멜라닌 생성 억제능력을 보여주었다. 반면, 만개 후 120일부터는 모든 품종에서 멜라닌 생합성 억제활성이 현저히 낮아졌으며, 이는 만개 후 120일부터 유의적으로 낮아졌던 DPPH 라디컬 소거활성과 높은 상관을 보여, 멜라닌 색소 억제 즉, 미백활성의 증가는 노화 및 각종 질병과 직접적으로 관련된 활성산소의 제거가 효과적임을 확인하였다.
본 연구는 배의 품종별 생육 단계에 따른 추출물의 총 페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성을 확인함과 동시에 세포 독성 및 멜라닌 생합성 억제능을 비교 평가하여 미백 소재로써의사용 가능성을 평가하고자 국내 육성한 4가지 신품종과 신고 품종을 이용하여 비교 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 생육초기에 가장 높았으나 과일이 성숙할수록 낮아졌으며, 품종간에는 생육 시기와 관계없이 추황배에서 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀보다 적은 함량으로 5품종 모두 생육 시기별로 큰 차이를 보이지 않았다.
총 폴리페놀 함량은 생육초기에 가장 높았으나 과일이 성숙할수록 낮아졌으며, 품종간에는 생육 시기와 관계없이 추황배에서 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 총 폴리페놀보다 적은 함량으로 5품종 모두 생육 시기별로 큰 차이를 보이지 않았다. 알부틴은 총 폴리페놀 함량과 같이 과일이 성숙할수록 낮아지는 경향을 보였으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 분석한 항산화 활성도 감소의 폭은 달랐지만 비슷한 경향을 보였다.
품종, 생육기 및 농도에 관계없이 모든 처리에서 높은 수준의 세포 생존율을 보였다. 일부 감천배의 경우, 만개 후 60일과 90일에 채취한 배 추출물에서 다른 품종 및 생육기에 비해 다소 낮은 생존율을 보였는데, 이는 성숙의 진행 및 고농도의 CO₂ 또는 저농도의 산소 조건에 예민하게 반응하여 과심부위에 많은 CO₂와 과일 내 다소 높은 아세트알데히드(acetaldehyde)를 축적하여 세포 조직이 괴사하고, 비교적 많은 페놀화합물의 산화로 인해 과심갈변, 과육갈변이 나타나는 감천배의 특성이 적용된 결과(27) 로 만개 후 60일경 생육에 불리한 환경에 노출되었거나 샘플채취 및 보관시 받은 스트레스에 의한 결과로 추정된다.
2). 품종에 따른 멜라닌 생성 억제활성은 만개 후 60일에 39.1-56.3%으로 세포생존율 및 총 폴리페놀 함량이 비교적 낮았던 감천배를 제외한 나머지 4품종에서 50% 이상의 억제활성을 보였으며, 만개 후 90일의 추출물에서도 감천배를 제외한 4품종에서 48.5-59.7%로 조사되었다. 이미 미백효과가 뛰어난 것으로 알려진 고로쇠수액의 경우 본 연구에서의 처리 농도와 동일한 100 µg/mL 농도에서 35%의 멜라닌 생성 억제율을 나타냈으며(31), 톳에서 100 µg/mL 농도의 에탄올 추출물은 음성대조군과 비교하여 멜라닌 생성을 26% 억제하는 것으로 보고하였다(32).
만개 후 120일부터는 조생종인 한아름을 제외한 4품종에서 총 폴리페놀의 함량이 급격히 낮아져 150일까지 지속적으로 줄어들었으며, 적숙기에는 신고와 추황배에서 다소 증가하는 경향을 보였다. 품종에 따른 총 폴리페놀 함량은 만개 후 60일부터 적숙기까지 추황배가 115-245 mg/100 g으로 가장 높았으며 한아름은 98-181 mg/100 g, 만풍배는 69-181 mg/100 g, 신고는 69-239 mg/100 g, 감천배는 66-247 mg/100 g이었다. 배의 총 폴리페놀 함량은 품종간에 차이를 보이며 성숙함에 따라 함량이 감소된다는 이전의 보고(14)와 일치하였고, 복숭아(15), 대추(16), 밀감(17)등에서도 과일의 성숙이 진행될수록 페놀 함량이 적어진다는 보고와 같은 경향을 보 였다.

후속연구

따라서 품종 및 생육기별 배 추출물은 피부 적합성이 높고, 특히, 만개 후 90일까지의 한아름, 만풍, 신고, 추황배 추출물은 멜라닌의 생성 또한 50% 이상 억제하여 항산화 활성을 가지는 일반식품, 건강기능성 식품이나 향장소재로의 긍정적인 개발가능성을 확인하였다. 또한 피부 미백관련 기능성 소재로써의 피부안정성 및 활용가치 뿐만 아니라, 생육기 중 발생되는 낙과 또는 수확기의 비상품과를 이용하여 현재 사용되고 있는 합성 미백물질 및 기타 천연물을 대체하여 사용할 수 있어 농가 소득에도 일부 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하이드로퀴논의 부작용은?	항산화 활성을 나타내는 페놀화합물 중 가장 탁월한 미백효과를 보이는 하이드로퀴논(hydroquinone)은 멜라닌형성(melanogenesis) 에서 티로시네이스(tyrosinase) 활성을 억제하여, 멜라닌 생합성 초기단계에서 티로신(tyrosine)의 산화 과정을 방해함으로써 색소 형성 및 침착을 개선한다. 그러나 정상 피부의 섬유모세포에 대해 독성을 보이며(4), 장기 사용 시 조직 갈변증이 나타나는 등 여러 부작용이 보고되어 미백 제품의 원료로써 사용이 금지되고 일부 처방에 의한 의약품으로만 사용되고 있다(5). 근래에는 화장품의 개발 차원에서 인체에 대한 부작용이 적으면서 강한 미백 효과를 나타내는 천연 항산화 물질에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 미백 활성 및 항산화 활성을 높일 수 있는 천연물소재를 발굴하고자 하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다(6,7).
	항산화 활성을 나타내는 페놀화합물 중 가장 미백효과가 좋은 물질은?	항산화 활성을 나타내는 페놀화합물 중 가장 탁월한 미백효과를 보이는 하이드로퀴논(hydroquinone)은 멜라닌형성(melanogenesis) 에서 티로시네이스(tyrosinase) 활성을 억제하여, 멜라닌 생합성 초기단계에서 티로신(tyrosine)의 산화 과정을 방해함으로써 색소 형성 및 침착을 개선한다. 그러나 정상 피부의 섬유모세포에 대해 독성을 보이며(4), 장기 사용 시 조직 갈변증이 나타나는 등 여러 부작용이 보고되어 미백 제품의 원료로써 사용이 금지되고 일부 처방에 의한 의약품으로만 사용되고 있다(5).
	피부에서 멜라닌(melanin) 생성의 목적은?	피부는 자외선의 직접적인 영향을 받기 쉬운 조직으로, 자외선에 의한 피부 광노화가 진행되면 세포 손상을 억제할 목적으로 멜라닌(melanin) 생성이 증가된다. 멜라닌은 자연계에 널리 분포 하는 페놀류에 속하는 고분자 물질로 검은 색소와 단백질 복합체로 이루어져 있으며 다양한 외부 요인에 의해 발생한다.

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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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