[논문]추출방법을 달리한 달맞이꽃 추출물의 항산화 및 항균 활성

김진학; 이신호

doi:10.11002/kjfp.2016.23.2.233

추출방법을 달리한 달맞이꽃 추출물의 항산화 및 항균 활성
Antioxidative and antimicrobial activities of Oenothera biennis extracted by different methods 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.2, 2016년, pp.233 - 238

김진학 (대구가톨릭대학교 식품공학과) , 이신호 (대구가톨릭대학교 식품공학과)

초록
AI-Helper

추출방법을 달리하여 달맞이꽃 에탄올 추출물의 주요성분과 항산화 및 항균 활성을 측정하였다. 상온교반 추출(SE, stirrer extraction), 초음파 추출(USE, ultrasonification extraction), 환류 추출(RE, reflux extraction), 고온가압추출(AE, autoclave extraction), 저온고압추출(LE, low temperature high pressure extraction)법을 사용한 결과 RE법이 추출수율(46.33%), 총 폴리페놀(463.05 mg GAE/g)과 플라보노이드(71.71 mg RHE/g) 함량이 다른 추출방법 보다 높았다. 달맞이꽃 추출물은 B. cereus에 대한 항균활성이 나타났으며, 추출방법에 따른 차이는 나타나지 않았다. DPPH와 ABTS radical 소거능, 환원력, 철이온 흡착능 시험에서도 RE법을 이용한 추출물이 각각 74.40%, 65.29%, 1.370 ($OD_{700}$), 90.14%를 나타내어 다른 추출방법에 비해 높았다. 달맞이꽃 추출물은 항산화 활성이 우수하여 유용한 천연물 소재로 사용이 가능하며, B. cereus가 주 원인이 되는 식중독의 예방이나 오염된 식품의 보존성 증진을 위한 천연 소재로 할용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A effect of extraction methods, including stirrer extraction method (SE), ultrasonification extraction method (USE), reflux extraction method (RE), autoclave extraction (AE) and low temperature high pressure extraction (LE) method on the antioxidative and antimicrobial activities of ethanol extracts of Oenothera biennis was investigated. The extraction yield (46.33%), total polyphenol (463.05 mg GAE/g) and flavonoid (71.71 mg RHE/g) content of Oenothera biennis extract obtained by RE were higher than those from other extraction methods. The antimicrobial activity of Oenothera biennis extract was only observed against Bacillus cereus among other tested organisms (Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella Typhimurium). Oenothera biennis obtained by RE showed the best DPPH radical scavenging ability (74.40%), ABTS radical scavenging ability (65.29%), reducing power (1.370 ($OD_{700}$)) and ferrous ion chelating ability (90.14%) compared with other tested extraction methods tested. The RE method was the most efficient method for extracting crude antioxidant and antimicrobial substances from Oenothera biennis. These results suggested that Oenothera biennis obtained by RE could be used as a bioactive and functional material in the food industry.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 국내에 자생하는 달맞이꽃의 기능성 식품 소재로서 활용 가능성과 유용성분을 보다 많이 확보할 수 있는 효율적인 추출방법을 구명하기 위하여 추출방법에 따른 추출물의 항균성과 항산화 활성을 비교 검토하였다.

제안 방법

초음파추출(USE, ultrasonification extraction)은 시료를 넣은 유리병이 초음파 수조(NXPC-4020P, KODO, Hwaseong, Korea) 바닥에 닿지 않도록 하여 40 KHz로 2시간 3회 반복 추출하였다. 고온가압추출(AE, autoclave extraction)은 autoclave(JSAC-100, JS Research Inc., Gongju, Korea)를 이용 121℃, 15분 동안 3회 반복 추출하였다. 저온고압추출(LE, low temperature high pressure extraction)은 저온고압추출기(FT110, benchtop rapid extractor, ARMFIELD, Ringwood, Hampshire, England)를 이용 실온에서 8.
달맞이꽃 추출은 시료 100 g에 10배의 70% 에탄올을 가한 후 상온교반추출(SE, stirrer extraction)은 25±2℃의 실온에서 교반기(Hanbak Scientific Co., Bucheon, Korea)를 이용 150 rpm으로 24시간, 3회 반복 추출하였고, 환류냉각 추출(RE, reflux extraction)은 냉각관을 부착하여 60℃의 항온수조에서 3시간 3회 반복 추출하였다. 초음파추출(USE, ultrasonification extraction)은 시료를 넣은 유리병이 초음파 수조(NXPC-4020P, KODO, Hwaseong, Korea) 바닥에 닿지 않도록 하여 40 KHz로 2시간 3회 반복 추출하였다.
, Gongju, Korea)를 이용 121℃, 15분 동안 3회 반복 추출하였다. 저온고압추출(LE, low temperature high pressure extraction)은 저온고압추출기(FT110, benchtop rapid extractor, ARMFIELD, Ringwood, Hampshire, England)를 이용 실온에서 8.0 bar의 압력하에서 2시간 3회 반복추출하였다. 각각의 추출물은 여과지(Whatman No.
, Bucheon, Korea)를 이용 150 rpm으로 24시간, 3회 반복 추출하였고, 환류냉각 추출(RE, reflux extraction)은 냉각관을 부착하여 60℃의 항온수조에서 3시간 3회 반복 추출하였다. 초음파추출(USE, ultrasonification extraction)은 시료를 넣은 유리병이 초음파 수조(NXPC-4020P, KODO, Hwaseong, Korea) 바닥에 닿지 않도록 하여 40 KHz로 2시간 3회 반복 추출하였다. 고온가압추출(AE, autoclave extraction)은 autoclave(JSAC-100, JS Research Inc.

대상 데이터

달맞이꽃(Oenothra biennis)은 7월~8월중 대구근교의 산과 들에서 채취하여 시료로 사용하였고, 달맞이꽃을 흐르는 물로 세척하여 불순물을 제거한 뒤 동결건조(PVTFD20R, Ilshin lab., Suwon, Korea)하였으며, 건조한 시료는 분쇄기(IKA® A11 basic, IKA® Werke GmbH & Co., KG, Staufen, Germany)를 이용하여 40 mesh 이하로 분쇄한 후 –70℃(NU-6518G, NuAire, Plymouth, MN, USA) 에서 보관하면서 추출물 제조에 사용하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복으로 행하였으며, 평균치 간의 유의성은 SPSS system(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package(version 19.0)를 이용하였고 p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test에 의하여 검정하였다.

성능/효과

DPPH와 ABTS radical 소거능 측정 결과는 Table 3과 같다. DPPH radical 소거능은 모든 시료에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였으며, RE방법을 이용한 추출물이 높은 활성을 나타내었고 100 μg/mL의 농도에서 RE(74.40%), USE(72.52%), AE(71.14%), LE(71.09%), SE(66.73%) 순으로 나타났다. 추출물(50 μg/mL)의 ABTS radical 소거능도 RE, USE, AE, LE, SE 순이었다.
추출방법을 달리한 달맞이꽃 에탄올 추출물의 수율, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 1과 같다. 달맞이꽃 추출물은 각각의 상온교반추출(SE), 초음파추출(USE), 환류냉각추출(RE), 고온가압추출(AE), 저온고압추출(LE)의 방법에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며(p<0.05), 그 중 RE방법이 수율, 폴리페놀, 플라보노이드 함량이 각각 46.33%, 463.05 mg GAE/g, 71.71 mg RHE/g으로 가장 우수하였다. 이러한 결과는 열처리를 통한 추출방법이 다른 추출방법에 비해 높은 수율, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 나타낸다는 보고(17,18)와 유사하였다.
항균 및 항산화 활성이 있고 비교적 구하기 쉬운 달맞이꽃을 천연 기능성 소재로 활용하기 위한 추출방법은 에탄올을 이용하여 60℃에서 3시간동안 열처리하는 RE 추출법이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 또한 달맞이꽃 에탄올 추출물은 식물체의 주요 생리활성 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드를 많이 가지고 있으므로 이를 이용한 기능성 식품 소재로서의 사용할 수 있으나, 실용화를 위해 식품별 적용 효과, 추출방법의 정립 및 제품화 등 보다 광범위한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

후속연구

cereus의 제어는 중요하다(24). 달맞이꽃 추출물은 B. cereus가 주요 오염균인 토양 유래 농산물 특히 곡류 및 그 가공품의 식중독 예방 및 보존성 증진을 위한 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
항균 및 항산화 활성이 있고 비교적 구하기 쉬운 달맞이꽃을 천연 기능성 소재로 활용하기 위한 추출방법은 에탄올을 이용하여 60℃에서 3시간동안 열처리하는 RE 추출법이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 또한 달맞이꽃 에탄올 추출물은 식물체의 주요 생리활성 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드를 많이 가지고 있으므로 이를 이용한 기능성 식품 소재로서의 사용할 수 있으나, 실용화를 위해 식품별 적용 효과, 추출방법의 정립 및 제품화 등 보다 광범위한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	달맞이꽃을 한방에서는 어떻게 활용하는가?	달맞이꽃 종자에는 호르몬 형성에 중요한 역할을 하는 감마리놀렌산(γ-linolenic acid)을 비롯하여 지방산과 sterol류가, 잎에는 플라보노이드와 oenothin 등이 함유되어 있으며, 식물체에는 antiarthritic, antitumor, antithrombin성분(5)이, 뿌리에는 항균성분이 함유되어 있다고 보고되고 있다(6). 달맞이꽃은 한방에서 해소초라 하여 해열 및 소염제로 사용하였고, 민간요법으로는 달인물로 인후염이나 피부염의 환부를 세척하는 것으로 전해지며, 뿌리와 전초를 감기, 해열, 인후염, 신장염, 고혈압 등에 사용한 보고가 있다(7).
	식물체 성분의 추출방법은 무엇이 있는가?	다양한 생리활성을 지닌 달맞이꽃을 기능성식품 소재로 활용하기 위한 효율적인 성분의 추출방법 확립은 산업적으로 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 식물체로부터 유용성분의 추출은 열수추출법, 상온교반추출법, 환류냉각추출법, 초음파추출법, 고온가압추출법 그리고 저온고압추출법 등의 방법을 사용하고 있다(8-10).
	달맞이꽃이란?	달맞이꽃은 바늘꽃과에 속하는 2년생 초본으로서, 남아 메리카 원산의 귀화식물 중 하나로 전국의 산과 들에 널리 서식하고 있으며, 큰달맞이꽃, 겹달맞이꽃, 애기달맞이꽃 등 4종이 알려져 있다(4). 달맞이꽃 종자에는 호르몬 형성에 중요한 역할을 하는 감마리놀렌산(γ-linolenic acid)을 비롯하여 지방산과 sterol류가, 잎에는 플라보노이드와 oenothin 등이 함유되어 있으며, 식물체에는 antiarthritic, antitumor, antithrombin성분(5)이, 뿌리에는 항균성분이 함유되어 있다고 보고되고 있다(6).

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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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