[논문]천년초의 성분특성과 항산화 활성

신동선; 한귀정

doi:10.11002/kjfp.2016.23.1.89

천년초의 성분특성과 항산화 활성
Chemical compositions and antioxidant activities of Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) stems and fruit 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.1, 2016년, pp.89 - 96

초록
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천년초 줄기와 열매의 성분특성을 알아보고자 일반성분, 무기성분, 아미노산 함량 및 유리당 함량과 폴리페놀 및 플라보노이드, 항산화 활성을 조사하였다. 천년초 줄기와 열매의 일반성분을 측정한 결과 줄기의 경우 조회분이 10.85%, 조단백질이 8.3%, 조지방이 1.91%이었으며 열매는 조회분이 7.47%, 단백질이 2.62%와 조지방이 1.82%로 나타났다. 무기성분은 K이 가장 높게 나타났으며 줄기보다 열매가 더 높게 나타난 반면 Ca, Mg, Na 및 P의 함량은 열매 보다 줄기가 더 높게 나타났다. 천년초의 주된 아미노산은 줄기의 경우 glutamic acid, aspartic acid, arginine이었고 열매는 glutamic acid, aspartic acid, leucine으로 나타났다. 유리당의 주된 성분은 sucrose, fructose, glucose로 확인되었다. 총 폴리페놀 총 플라보노이드의 함량은 추출 용매에 따라 다소 다르게 나타났으며 75% 에탄올 추출물이 가장 높았고 그 다음으로 75% 메탄올, 물 순으로 나타났지만 그 함량의 차이는 유의적으로 차이가 없었다(p<0.001). 항산화 활성으로 DPPH를 측정한 결과 추출물의 농도가 증가함에 따라 소거 활성능력도 증가하는 경향으로 75% 에탄올 추출물이 가장 높은 소거 활성능력을 보였다. 용매별 $RC_{50}$ 값은 $956.30{\sim}1,267.60{\mu}g/mL$로 우수한 항산화 작용을 나타내었으며 천연 항산화제인 ascorbic acid와 BHA는 각각 $10.50{\mu}g/mL$, $35.05{\mu}g/mL$의 소거능력을 가짐을 확인할 수 있었다. 따라서, 천년초의 줄기와 열매의 영양성분 특성을 확인할 수 있었고 페놀류 및 플라보노이드 함량도 높았으며 항산화 효과가 있어 가공제품 개발이 식품소재로서 유익한 이용도를 높일 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the chemical composition of the freeze-dried stems and fruit of the cactus Cheonnyuncho. The analysis showed that powdered stems have the highest fat content (1.91%) and the powdered fruits have he highest protein content (2.62%). The K content of the fruits higher than that of the stems, while the Ca, Mg, Na and P contents of the stems were higher than those of the fruits. Both the stems and fruits powders contained high levels of the amino acids glutamic acid and aspartic acid. The free sugars such as sucrose, fructose, and glucose were detected in both the stems and fruits. The 75% ethanol (EtOH) extract showed a relatively high antioxidative activity compared to those of the water and 75% methanol (MeOH) extracts. Furthermore, the 75% EtOH extract of the stem powder exhibited a total polyphenol content of 3.60 g/100 g, and a total flavonoid content of 2.00 g/100 g. The antioxidant activities of the stem and fruit powder extracts, measured in DPPH radical scavenging experiments, were higher than that of the control group.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 가공제품의 주·부재료로 사용하는 시료형태 중 이용이 쉬운 분말형태의 천년초 가공적정을 검토하기 전에 기초자료로서 아산지역에서 재배한 천년초의 성분특성 및 항산화 활성을 조사하였다.

제안 방법

DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 의해 생성된 free radical 전자공여작용(electron donating ability, EDA) 측정은 Blois의 방법을 변형하여 측정하였다(21). 각 추출물 2 mL과 1.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 천년초는 아산 천년초농장에서 구입하였으며 시료처리는 줄기와 열매를 흐르는 물에 깨끗이 수세한 다음 물기를 제거하여 -70℃에서 급속냉동 시킨 후 동결건조기(Ilshin Lab Co., Yangju, Korea)에서 48시간 건조시켰다. 건조된 시료를 분쇄기(DA505 lon power, Daesungartlon Co.

데이터처리

실험에서 얻어진 결과에 대한 통계처리는 SPSS 통계프로그램(12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산 분석을 실시하였으며, 유의성 검정(p<0.05)은 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)을 이용하였다.

이론/모형

유리당 정량은 식품공전(19)의 기기분석법에 의한 당류의 정성 및 정량 정성시료방법에 따라 Agilent Technologies 1200 series HPLC system(Palo Alto, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 천년초 선인장 줄기 및 열매 분말을 정확히 5 g을 칭량하여 80% MeOH 100 mL를 넣고 13,000 rpm에서 3분 동안 균질화 하였다.
일반성분 분석은 AOAC 방법(18)에 따라 수분 정량은 상압건조방법으로 105℃에서 건조하여 정량하였고, 조단백질은 semimicro-Kjeldhl법으로 자동 단백질 분석기 (Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)로 분석하였으며, 조지방은 Soxhlet 추출기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator, Eden Prairie, MN., USA)를 사용하여 diethyl ether로 추출하여 정량하였으며, 조회분은 건식 회화법으로 측정하였고, 탄수화물은 100에서 이들 값을 뺀 값을 표기하였다.
2(Whatman plc, Kent, UK) 여과지로 여과하여 얻은 여액을 분석용 시료로 사용하였다. 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denies법(20)으로 추출물 시료 1 mg을 취하여 증류수 1 mL에 녹이고 10배 희석한 희석액 2 mL에 2배 희석한 Folin 시약 2 mL을 첨가하여 혼합하였다. 이 혼합액을 3분 동안 정치 후 20% Na₂CO₃ 2 mL을 넣고 1시간 동안 반응시킨 다음 분광광도계(JP/U-2000 spectrophotometer, Hitachi Ltd.

성능/효과

001). 또한, DPPH를 50% 환원시키는데 필요한 추출물의 첨가 농도를 RC50이라고 하는데 줄기의 RC50 값은 956.30~1,267.60 μg/mL로 우수한 항산화 작용을 나타내었으며 천연 항산화제인 ascorbic acid와 BHA는 각각 10.50 μg/mL, 35.05 μg/mL의 소거능력을 가짐을 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과는 Lee 등(27)의 연구에서 천년초 줄기를 70% 에탄올로 추출하여 항산화 효과를 측정한 결과 에탄올 fraction의 DPPH 항산화 효과가 우수한 것으로 보고하였고 Han 등(22)도 천년초 줄기의 DPPH 활성능력이 높았다고 보고하였다.
본 연구의 결과를 종합해 보면 천년초 줄기와 열매의 유리당 함량은 대부분이 sucrose인 것으로 확인되었으며 줄기보다 열매의 유리당 함량이 더 높게 나타났다. 이것은 손바닥 선인장의 열매의 유리당은 주로 sucrose, fructose 및 glucose이었다고 보고한 연구(22,25)와 본 연구의 결과와 유사한 경향이었으나 유리당 함량의 차이는 있었다.
이상의 결과에서 천년초 줄기의 주요 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid 및 arginine등이며 열매는 glutamic acid, aspartic acid 및 leucine등이었다. 총 아미노산에서 필수 아미노산이 차지하는 비율은 천년초 줄기의 경우 30.
총 플라보노이드 함량은 Table 5에서 보듯이 추출 용매에 따라 다르게 나타났는데, 75% 에탄올 추출물이 가장 높았고 그 다음으로 75% 메탄올, 물 순으로 나타났다. 부위별로는 줄기가 열매 추출물보다 플라보노이드 함량이 더 높게 나타났다.
30 mg/100 g로 높게 나타났다. 특히, 다량 무기질은 줄기와 열매 모두 K, Ca, Mg, P, Na 순으로 높게 나타났고 전체 무기질의 K, Ca 및 Mg의 세 가지 함량이 줄기는 95.20%, 열매는 96.39%을 차지하고 있음을 확인하였다. 미량 무기질의 경우 줄기는 Fe이 12.

후속연구

또한, Lee 등(27)의 연구에서 제주산 백년초 선인장의 유리당 함량을 측정한 결과 줄기에서 가장 함량이 많은 것은 fructose로 본 연구의 결과와 다르게 나타났으며, 열매는 sucrose로 본 연구 결과와 일치하였다. 유리당의 조성 및 함량의 차이는 생육특성, 재배특성, 재배지역, 품종 등에 다르며(27), 천년초에 함유된 sucrose, fructose, glucose 등의 유리당은 가공 이용 시 색을 유지시키고 노화를 방지하여 제품의 품질 및 저장성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
03%가 더 높게 나타나 함량의 차이는 있었지만 유사한 경향이었다. 이러한 결과를 토대로 천년초의 가공 이용도는 아직까지 천년초의 많은 부분을 차지하는 줄기는 낮은 편이고 과일로 먹고 있는 열매가 더 높은 편이지만 앞으로 천년초 줄기도 열매와 더불어 천연소재로서 가공제품에 이용하려는 연구 및 많은 시도가 이루어진다면 그 이용가치를 더 높일 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천년초와 백년초의 재배특성 및 이용부위를 비교하면?	천년초와 유사한 국내 선인장인 백년초(Opuntia ficus-indica var saboten)와 비교해 보면 재배특성 및 이용부위가 다르다. 천년초는 기온 및 흙에 영향을 받지 않아 재배가 용이한 반면 백년초는 기온이 높은 제주도에서만 자생한다는 특성이 있고 천년초는 솜털가시가 있고 백년초는 길고 굵은 가시가 나있어 이용하는 부위도 천년초는 열매, 줄기, 뿌리가 이용되고 있지만 백년초는 주로 열매를 이용하고 있다. 또한, 천년초 선인장과 유사한 국외 식용 선인장은 세계적으로 유명한 멕시코의 노팔 선인장(O.
	천년초 선인장은 분류학상 어디에 속하는가?	천년초 선인장(Opuntia humifusa)은 다년초 식물의 손바닥 선인장(Opuntia)과 식물로 부채선인장과(Opuntioideae) 에 속하며 폴리페놀 화합물이 함유되어 있어 항산화성이 높으며 화상, 기관지, 천식, 위염, 변비, 장염, 신장염, 고혈압, 종양 등의 효능이 있는 한국토종 식용 선인장이다(4). 천년초와 유사한 국내 선인장인 백년초(Opuntia ficus-indica var saboten)와 비교해 보면 재배특성 및 이용부위가 다르다.
	노팔 선인장의 효능은?	또한, 천년초 선인장과 유사한 국외 식용 선인장은 세계적으로 유명한 멕시코의 노팔 선인장(O. ficus-indica)으로 다이어트, 피부미용, 변비치료 등의 효과가 있어 젊은 여성들에게 큰 인기를 끌고 있으며 지역특산품과 다양한 소스류, 샐러드류 등의 가공품이 개발되어 판매되고 있다(5). 최근 노팔선인장 가공시설은 세계적인 제약회사 이상의 설비를 갖추며 지속적으로 발전하고 있다.

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저자의 다른 논문 :

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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