품종별 고추(꽃고추, 홍고추 및 홍피망)의 총폴리페놀, 총플라보노이드 함량 및 항산화 활성 비교 Comparison Study of Three Varieties of Red Peppers in Terms of Total Polyphenol, Total Flavonoid Contents, and Antioxidant Activities원문보기
꽃고추(Capsicum annuum var. abbreviatum)는 Capsicum annuum 속의 변이종으로 열매 성숙과정에 따라 고추의 색이 초록색, 보라색, 노란색, 주황색, 빨간색 및 검은색으로 변하여 오색고추라고도 명명한다. 현재 꽃고추는 화려한 색 때문에 관상용으로 다량 재배되고 있지만, 꽃고추의 생리활성 및 생리활성 물질 분석에 관한 연구들은 전무후무하다. 따라서 본 연구에서는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추의 기능성에 관하여 알아보기 위하여 꽃고추와 국내에서 식용으로 가장 많이 유통되고 소비되는 2종(Capsicum annuum, 홍고추; Capsicum annuum var. angulosum, 홍피망)의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성에 관하여 비교해 보았다. 천연물 항산화력의 지표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 꽃고추가 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 측정되었다. 또한 꽃고추가 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 환원력 평가에서도 다른 2종보다 더 높은 항산화 활성을 나타냈다. 이는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추가 천연 항산화 소재로 개발될 가능성이 충분함을 보여주고 있다.
꽃고추(Capsicum annuum var. abbreviatum)는 Capsicum annuum 속의 변이종으로 열매 성숙과정에 따라 고추의 색이 초록색, 보라색, 노란색, 주황색, 빨간색 및 검은색으로 변하여 오색고추라고도 명명한다. 현재 꽃고추는 화려한 색 때문에 관상용으로 다량 재배되고 있지만, 꽃고추의 생리활성 및 생리활성 물질 분석에 관한 연구들은 전무후무하다. 따라서 본 연구에서는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추의 기능성에 관하여 알아보기 위하여 꽃고추와 국내에서 식용으로 가장 많이 유통되고 소비되는 2종(Capsicum annuum, 홍고추; Capsicum annuum var. angulosum, 홍피망)의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성에 관하여 비교해 보았다. 천연물 항산화력의 지표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 꽃고추가 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 측정되었다. 또한 꽃고추가 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 환원력 평가에서도 다른 2종보다 더 높은 항산화 활성을 나타냈다. 이는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추가 천연 항산화 소재로 개발될 가능성이 충분함을 보여주고 있다.
This study compared the extracts of three varieties of red peppers in terms of their total polyphenol and flavonoid contents as well as antioxidant activities. In this study, two edible red peppers (Capsicum annuum var. angulosum and Capsicum annuum L.) and one flowering grass red pepper (Capsicum a...
This study compared the extracts of three varieties of red peppers in terms of their total polyphenol and flavonoid contents as well as antioxidant activities. In this study, two edible red peppers (Capsicum annuum var. angulosum and Capsicum annuum L.) and one flowering grass red pepper (Capsicum annuum var. abbreviatum), were individually extracted by using ethanol. Among three varieties of red peppers, the highest levels of total polyphenols and total flavonoids were observed in Capsicum annuum var. abbreviatum extract. Similarly, antioxidant activities resulted in ${\alpha},{\alpha}$-diphenyl-picrylhydrazyl, 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activities, and reducing power significantly increased in extract of Capsicum annuum var. abbreviatum. Therefore, our results strongly suggest that Capsicum annuum var. abbreviatum can be used as a new natural antioxidant source.
This study compared the extracts of three varieties of red peppers in terms of their total polyphenol and flavonoid contents as well as antioxidant activities. In this study, two edible red peppers (Capsicum annuum var. angulosum and Capsicum annuum L.) and one flowering grass red pepper (Capsicum annuum var. abbreviatum), were individually extracted by using ethanol. Among three varieties of red peppers, the highest levels of total polyphenols and total flavonoids were observed in Capsicum annuum var. abbreviatum extract. Similarly, antioxidant activities resulted in ${\alpha},{\alpha}$-diphenyl-picrylhydrazyl, 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activities, and reducing power significantly increased in extract of Capsicum annuum var. abbreviatum. Therefore, our results strongly suggest that Capsicum annuum var. abbreviatum can be used as a new natural antioxidant source.
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문제 정의
현재 꽃고추는 화려한 색 때문에 관상용으로 다량 재배되고 있지만, 꽃고추의 생리활성 및 생리활성 물질 분석에 관한 연구들은 전무후무하다. 따라서 본 연구에서는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추의 기능성에 관하여 알아보기 위하여 꽃고추와 국내에서 식용으로 가장 많이 유통되고 소비되는 2종(Capsicum annuum, 홍고추; Capsicum annuum var. angulosum, 홍피망)의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성에 관하여 비교해 보았다. 천연물 항산화력의 지표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 꽃고추가 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 측정되었다.
현재 꽃고추는 화려한 색 때문에 관상용으로 다량 재배되고 있지만, 꽃고추의 기능성 및 기능성 물질 분석에 관한 연구들은 전무후무하다. 본 연구에서는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추의 기능성에 관하여 알아보기 위하여 꽃고추와 국내에서 식용으로 가장 많이 유통되고 소비되는 2종(Capsicum annuum, 홍고추; Capsicum annuum var. angulosum, 홍피망)의 고추를 수집하여, 각각 품종별 추출물에 대한 추출 수율, 폴리 페놀 함량 및 항산화 활성에 관하여 비교해 보았다.
품종별 고추 추출물의 항산화 활성에 관하여 알아보기 위해 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성에 대하여 조사하였다. 품종별 고추 추출물을 0.
품종별 고추 추출물의 항산화 활성에 관하여 알아보기 이전에 고추 품종별 에탄올 추출물의 추출 수율에 관하여 평가해 보았다(Table 1). 고추 품종별 추출 수율은 홍피망에서 25.
가설 설정
2)Values with different letters (a-c) in a column are significantly different (P<0.05).
제안 방법
품종별 구입한 고추를 70°C에서 24시간 동안 열풍 건조 하였다. 건조한 시료는 실험실용 분쇄기(NSG-100 2SS, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여 각각의 분말 10 g에 200 mL의 95% 에탄올을 가하여 24시간 동안 교반 추출하였고 동일 조건으로 2회 반복하여 상등액을 분리하였다. 분리된 추출 상등액을 filter paper(No.
농도별(0.25, 0.5, 1 및 2 mg/mL) 고추 추출물 100 μL에 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 100 μL 및 1% potassium ferricyanide(Sigma-Aldrich) 100 μL를 각각 첨가하여 50°C 항온수조에서 20분 반응시킨 후 10% trichloroacetic acid(Sigma-Aldrich) 100 μL를 가하고 12,000 rpm에서 10분 동안 원심분리 하였다.
건조한 시료는 실험실용 분쇄기(NSG-100 2SS, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여 각각의 분말 10 g에 200 mL의 95% 에탄올을 가하여 24시간 동안 교반 추출하였고 동일 조건으로 2회 반복하여 상등액을 분리하였다. 분리된 추출 상등액을 filter paper(No.4, Whatman, Kent, UK)로 여과 후 감압 농축하였고, 꽃고추, 홍고추 및 홍피망 각각 1.87 g, 2.516 g 및 1.95 g의 고형분을 얻은 후 2 mg/mL의 농도로 95% DMSO에 녹여 본 실험에 사용하였다. 추출물에 대한 추출 수율은 추출 전의 시료 무게에 대한 감압 농축 후 추출물 무게를 측정하여 나타내었다.
총폴리페놀의 정량을 위하여 gallic acid(Sigma-Aldrich)를 표준물질로 사용하였으며, 0~500 μg/mL 농도로 녹여 표준 검량곡선을 작성하였고, 총폴리페놀 함량은 1 g 건조중량에 대한 mg gallic acid equivalents(GAE)로 환산하여 표시하였다.
95 g의 고형분을 얻은 후 2 mg/mL의 농도로 95% DMSO에 녹여 본 실험에 사용하였다. 추출물에 대한 추출 수율은 추출 전의 시료 무게에 대한 감압 농축 후 추출물 무게를 측정하여 나타내었다.
품종별 고추의 α,α-diphenyl-picrylhydrazyl(DPPH, Sigma-Aldrich) 라디칼 소거능은 Kim 등(16)의 방법을 일부 수정하여 분석하였다.
품종별 고추의 총폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(14) 을 일부 수정하여 분석하였다. 2 mg/mL 농도의 추출물 20μL에 증류수 400 μL를 가한 다음, 2 N Folin-Ciocalteu phenol reagent(Sigma-Aldrich, St.
품종별 고추의 총플라보노이드의 함량은 Davis 방법(15) 을 일부 변형하여 분석하였다. 2 mg/mL 농도의 추출물 100μL에 diethylene glycol(Sigma-Aldrich) 1 mL와 1 N NaOH 100 μL를 혼합하여 37°C 항온수조에서 1시간 동안 반응시켰다.
품종별 구입한 고추를 70°C에서 24시간 동안 열풍 건조 하였다.
2 mg/mL 농도의 추출물 100μL에 diethylene glycol(Sigma-Aldrich) 1 mL와 1 N NaOH 100 μL를 혼합하여 37°C 항온수조에서 1시간 동안 반응시켰다. 흡광도의 변화는 microplate reader를 이용하여 420nm에서 측정하였으며, 총플라보노이드의 정량을 위하여 naringin(Sigma-Aldrich)을 이용하여 작성한 표준 곡선으로부터 총플라보노이드 함량을 구하였다.
희석된 ABTS 용액 1 mL에 농도별로 제조한 시료(0.25, 0.5, 1 및 2 mg/mL) 20 μL를 처리한 후 microplate reader를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
품종별 고추의 항산화 활성에 관하여 비교하기 위하여 꽃고추(CAV abbreviatum), 홍고추(CA) 및 홍피망(CAV angulosum) 등 3종류의 고추품종을 사용하였다. 홍고추와 홍피망은 충남 예산군에서 구입하였으며, 꽃고추는 경상북도 김천 화훼용 농가에서 구입하여 사용하였다.
품종별 고추의 항산화 활성에 관하여 비교하기 위하여 꽃고추(CAV abbreviatum), 홍고추(CA) 및 홍피망(CAV angulosum) 등 3종류의 고추품종을 사용하였다. 홍고추와 홍피망은 충남 예산군에서 구입하였으며, 꽃고추는 경상북도 김천 화훼용 농가에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
이상의 품종별 고추 추출물의 총폴리페놀, 총플라보노이드 및 항산화 활성 실험에서 얻어진 결과는 Statistical Package for Social Sciences(SPSS, 10.0, IBM, Chicago, IL, USA) software를 이용하여 one way ANOVA test로 분석하였으며, 시료 간의 유의성은 Duncan's multiple range test로 P<0.05 수준에서 비교하였다.
이론/모형
품종별 고추의 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS, Sigma-Aldrich) 라디칼 소거능은 Re 등(17)의 방법을 이용해서 측정하였다.
성능/효과
3가지 품종의 고추에 함유된 폴리페놀 양을 gallic acid의 양으로 환산하여 표시한 결과(Table 1), 꽃고추에서 34.12±0.32 mg/g으로 가장 높게 관찰되었으며, 홍고추 26.57±0.14 mg/g, 홍피망 18.78±0.23 mg/g 순으로 나타났다.
고추 품종별 추출 수율은 홍피망에서 25.16±0.51%로 가장 높게 나타났으며, 홍고추 19.5±0.64%, 꽃고추 18.7±0.24% 순으로 관찰되었다.
Lee 등(7)의 연구에서 다양한 국적별 고추 추출물의 항산화 활성을 측정한 결과 품종별 색상별 항산화 활성이 다르게 나타났고, 이는 고추의 주 플라보노이드 성분인 quercetin 및 luteolin의 함량 차이에 기인한다고 보고하고 있어, 본 실험에서도 품종별 고추 추출물의 총플라보노이드의 함량이 차이가 난다는 결과를 뒷받침해 준다. 따라서 본 실험에서 시료의 항산화 활성에 크게 기여하는 대표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 고추의 품종별로 측정한 결과 관상용 고추인 꽃고추에서 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 나타났으며, 이로 미루어 보아 꽃고추는 뛰어난 항산화 효과를 나타낼 것으로 생각한다.
이로 미루어 보아 식품의 총폴리페놀 함량과 환원력 간에 상관관계가 있음을 확인할 수 있는데, Cantín(29) 및 Dlamini 등(30)은 시료 환원력이 총폴리페놀 함량이 높을수록 증가하는 비례적 상관관계를 갖고 있다고 보고하였고, 본 연구에서도 총페놀 함량이 가장 높았던 꽃고추 추출물이 가장 높은 환원력을 나타내었다. 따라서 본 실험에서는 꽃고추의 총폴리페놀 함량 및 항산화 활성이 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 나타났으며, 이는 관상용으로만 재배되는 꽃고추가 천연 항산화 소재로 개발될 가능성이 충분함을 보여주고 있다.
1). 또한 ABTS 라디칼 소거 활성은 꽃고추추출물에서 43.7%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 홍고추 추출물 36.8% 및 홍피망 추출물 30.8% 순으로 DPPH 라디칼 소거 활성과 비슷한 경향을 나타냈다(Fig. 1).
천연물 항산화력의 지표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 꽃고추가 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 측정되었다. 또한 꽃고추가 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 환원력 평가에서도 다른 2종보다 더 높은 항산화 활성을 나타냈다. 이는 현재 관상용으로만 재배되는 꽃고추가 천연 항산화 소재로 개발될 가능성이 충분함을 보여주고 있다.
11 mg/g으로 앞선 연구 결과와 수치상으로 차이가 나타나지만 품종별 총폴리페놀의 함량이 차이가 나타나는 것으로 보고하고 있다. 본 연구에서도 이러한 결과와 유사하게 품종별 고추 추출물의 총폴리페놀 함량이 차이가 나타나는 것으로 관찰되었고, 홍고추, 홍피망, 꽃고추의 품종별 총폴리페놀 함량이 꽃고추 추출물에서 가장 높게 나타나는 것을 관찰할 수 있었다.
앞서 기술한 바와 같이 꽃고추는 총폴리페놀 함량 및 라디칼 소거 활성이 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더 높게 나타났으며, 환원력 또한 꽃고추가 가장 높게 측정되었다. 이로 미루어 보아 식품의 총폴리페놀 함량과 환원력 간에 상관관계가 있음을 확인할 수 있는데, Cantín(29) 및 Dlamini 등(30)은 시료 환원력이 총폴리페놀 함량이 높을수록 증가하는 비례적 상관관계를 갖고 있다고 보고하였고, 본 연구에서도 총페놀 함량이 가장 높았던 꽃고추 추출물이 가장 높은 환원력을 나타내었다.
angulosum, 홍피망)의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성에 관하여 비교해 보았다. 천연물 항산화력의 지표물질인 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 꽃고추가 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더욱 높게 측정되었다. 또한 꽃고추가 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 환원력 평가에서도 다른 2종보다 더 높은 항산화 활성을 나타냈다.
5, 1 및 2 mg/mL의 농도로 처리했을 때 농도 의존적으로 DPPH 라디칼 소거 활성이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 꽃고추 추출물은 43.13%로 가장 우수한 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈으며, 다음으로 홍고추 추출물 34.34% 및 홍피망 추출물 31.04% 순으로 관찰되었다(Fig. 1). 또한 ABTS 라디칼 소거 활성은 꽃고추추출물에서 43.
품종별 고추 추출물을 0.25, 0.5, 1 및 2 mg/mL의 농도로 처리했을 때 꽃고추 추출물이 0.771±0.02로 가장 우수한 환원력을 나타냈으며, 다음으로 홍고추 추출물 0.675±0.01 및 홍피망 추출물 0.511±0.01 순으로 측정되었다(Table 2).
품종별 고추 추출물의 항산화 활성에 관하여 알아보기 위해 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성에 대하여 조사하였다. 품종별 고추 추출물을 0.25, 0.5, 1 및 2 mg/mL의 농도로 처리했을 때 농도 의존적으로 DPPH 라디칼 소거 활성이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 꽃고추 추출물은 43.
품종별 고추 추출물의 자유 라디칼 소거 활성에 관하여 평가해본 결과, 꽃고추 추출물에서 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성이 국내에서 식용으로 널리 알려진 고추 2종보다 더 높게 나타났으며, 이로 미루어 보아 꽃고추의 높은 라디칼 소거 활성은 페놀성 색소 성분 함량이 항산화 활성에 영향을 주었기 때문으로 생각한다.
품종별 고추추출물의 총플라보노이드 함량에 관하여 관찰한 결과(Table 1), 꽃고추 추출물에서 7.50±0.35 mg/g으로 가장 높게 나타났으며, 홍피망 5.42±0.13 mg/g, 홍고추 1.26±0.23 mg/g 순으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
꽃고추의 이명이 오색고추인 이유는?
꽃고추(Capsicum annuum var. abbreviatum)는 Capsicum annuum 속의 변이종이며(13), 열매 성숙과정에 따라 고추의 색이 초록색, 보라색, 노란색, 주황색, 빨간색 및 검은색으로 변하여 오색고추로도 불린다. 현재 꽃고추는 화려한 색 때문에 관상용으로 다량 재배되고 있지만, 꽃고추의 기능성 및 기능성 물질 분석에 관한 연구들은 전무후무하다.
가장 많이 재배되고 있는 고추의 품종 5가지는?
우리나라에서는 주로 늦봄부터 여름에 걸쳐 재배되며, 김치의 주재료로써 오래전부터 식재료로 사용됐다. 현재 전 세계적으로 알려진 고추의 품종은 20~30여종이 있으며, 그중 Capsicum annuum, Capsicum frutescens, Capsicum chinense, Capsicum baccatum, Capsicum pubescens 등이 가장 많이 재배되고 있다. 고추는 비타민과 무기질을 풍부하게 함유하고 있을 뿐만 아니라, carotenoid, quercetin, luteolin 및 capsaicinoids와 같은 페놀성 화합물을 다량 함유하고 있다고 보고되고 있다(7,8).
활성산소종의 발생을 억제하기 위해 사용되는 합성 항산화제는?
활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 불안정하고 반응성이 매우 높아 생체 내에서 여러 물질과 쉽게 결합하여 산화 생성물을 합성하며, 이렇게 생성된 산화물질들은 세포와 조직에 비가역적 손상을 일으켜 세포독성 및 암세포의 형성을 촉진한다(1). 따라서 이러한 생체 내 활성산소 발생을 억제하고 유병률을 낮추기 위하여 보조적으로 항산화제를 복용하는 빈도가 증가하고 있으며, 강력한 항산화력을 지닌 butylated hydroxyanisole(BHA) 및 butylated hydroxytoluene(BTT)과 같은 합성 항산화제가 있긴 하지만 일정 수준 이상 섭취 시 부작용 문제가 제기되고 있어, 식품에서 유래된 안전한 천연 항산화제 개발에 대한 관심이 고조되고 있다(2).
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