[논문]숙성조건이 장미꽃 추출물의 페놀화합물(phenolics) 함량과 산화방지 활성에 미치는 영향

김소영; 고승현; 윤현근

doi:10.9721/kjfst.2017.49.6.714

숙성조건이 장미꽃 추출물의 페놀화합물(phenolics) 함량과 산화방지 활성에 미치는 영향
Effects of aging on the phenolics content and antioxidant activities of rose flower (Rosa hybrida L.) extracts 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.49 no.6, 2017년, pp.714 - 716

김소영 (성신여자대학교 식품영양학과) , 고승현 (성신여자대학교 식품영양학과) , 윤현근 (성신여자대학교 바이오식품공학과)

초록
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장미꽃을 $30^{\circ}C$, 상대습도 60%의 조건에서 24시간 동안 숙성하여 총페놀화합물 함량, 산화방지 활성, 카테킨 함량을 최대로 증가시키는 조건을 수립하였다. 장미꽃을 차로 이용하기 전에 숙성공정을 통하여 생리활성 물질인 카테킨을 비롯한 페놀화합물의 추출 효율을 증가시킬 수 있고 이에 따라 장미꽃 차의 산화방지효과를 증대 시킬 수 있다.

Rose flower is widely used in the preparation of tea and contains a large variety of phytochemicals, including phenolics such as catechin, quercetin, and rutin. The effects of aging on rose (Rosa hybrida L.) flower extracts (RFE) were examined under conditions of varying temperature and relative humidity. The total phenolic content, antioxidative activity, and catechin levels were measured to evaluate the effects of temperature and relative humidity on the aging process. Performing the aging process at $30^{\circ}C$ under 60% or 90% relative humidity for 24 h significantly increased the total phenolic content and the antioxidant activities of RFE (p<0.05). Additionally, an aging process performed at $30^{\circ}C$ and 60% relative humidity for 24 h maximized the extraction rate of phenolics such as catechin and consequently led to increased antioxidative activity of RFE. In summary, this study indicates that the extraction rate of physiologically active phenolic compounds in rose flower can be increased by performing an aging process under optimized temperature and relative humidity conditions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

장미꽃을 차의 재료로 이용할 때 향을 증대 시키기 위하여 숙성과정을 거치는데 숙성에 의하여 장미꽃 차에 포함되어 있는 생리활성물질의 조성에 변화가 생길 수 있다. 본 연구는 장미꽃의 페놀화합물인 카테킨(catechin)을 기준 물질로 선정하여 그 추출효율을 증대해서 산화방지기능성을 향상시키기 위한 장미꽃 숙성 조건을 탐색하는 것을 목적으로 수행되었다.

가설 설정

3)RFE of control was prepared using untreated rose flower.
4)Values in the same column with different superscript letters indicate significant differences (p<0.05).

제안 방법

80% (v/v) 메탄올 용액에 DPPH를 용해하여 100 μM농도의 DPPH 라디칼(radical) 용액을 제조하고 이 용액의 520nm에서의 흡광도가 0.75가 되도록 80% (v/v) 메탄올 용액을 첨가하였다.
숙성을 마친 장미꽃(5 g)을 증류수 150 mL에 담가 90℃의 수조에 120분 동안 중탕하여 장미꽃의 성분을 추출하였다. 장미꽃추출액을 Whatman No.
3 mL/분의 속도에서 다음과 같은 직선 기울기(linear gradient) 조건으로 사용하였다. 이동상의 혼합비율은 A 85%, B 5%, C 10%의 비율로 시작하여 15분 시점에 A 70%, B 20%, C 10%, 20분 시점에 A 10%, B 80%, C 10%로 하여 운용하였다. 카테킨 분석을 위하여 질량 범위(mass range)는 m/z를 289.
5 mg/mL 농도의 장미꽃 추출물 용액 20 μL를 ABTS 라디칼용액 980 μL에 첨가한 뒤 혼합물을 37℃의 암흑조건에서 10분 동안 놓아두었다. 이후 BIOLOG MicroStation 플레이트판독기(Biolog)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 장미꽃 추출물의 ABTS 라디칼제거활성은 1g의 장미꽃 추출물(RFE)에 들어있는 VCE의 mg수로 나타냈다.
장미꽃 추출물의 ABTS 라디칼제거활성은 다음과 같은 방법으로 측정하였다(10). 인산완충식염수에 AAPH와 ABTS를 함께 용해하여 각각 1 mM과 2.5 mM의 농도가 되도록 용액을 제조하고 68℃의 수조에서 3시간 동안 중탕으로 가열하여 푸른색을 띠는 ABTS 라디칼 용액을 제조하였다. 0.
장미꽃 5 g을 30, 50, 70℃의 각 온도와 상대습도 30, 60, 90%인 각 조건의 항온항습기(TH-PE-100; Jeio Tech, Daejeon. Korea)에서 24시간 동안 정치하여 숙성하였다.
장미꽃 추출물에 포함되어 있는 카테킨의 함량은 Agilent LCMS system (HP1100, 6130 Single quadrupole LC/MS; Agilent, Santa Clara, CA, USA)에 ZORBAK Eclipse Plus C18 column (Agilent)을 장착하여 분석하였다. 이동상용매로 A (증류수), B (아세토나이트릴), C (1% 아세트산)를 0.
장미꽃을 30, 50, 70℃ 온도별로 상대습도 30, 60, 90% 조건별로 24시간 동안 숙성한 후 그 추출물의 총페놀화합물 함량과 산화방지 활성을 측정하여 비교하였다. 장미꽃을 30℃와 상대습도 60, 90%에서 숙성한 실험군, 50℃와 상대습도 60, 90%에서 숙성한 실험군, 70℃와 상대습도 30, 90%에서 숙성한 실험군의 장미꽃 추출물에서 총페놀화합물 함량이 대조군에 비하여 유의하게 증가하였다(p<0.
장미꽃을 30℃, 상대습도 60%의 조건에서 24시간 동안 숙성하여 총페놀화합물 함량, 산화방지 활성, 카테킨 함량을 최대로 증가시키는 조건을 수립하였다. 장미꽃을 차로 이용하기 전에 숙성공정을 통하여 생리활성 물질인 카테킨을 비롯한 페놀화합물의 추출 효율을 증가시킬 수 있고 이에 따라 장미꽃 차의 산화방지 효과를 증대 시킬 수 있다.
장미꽃을 30℃에서 상대습도 30, 60, 90%의 조건으로 각각 24시간 동안 숙성한 후 추출물의 카테킨 함량을 LC-MS system으로 분석하였다. 숙성을 하지 않은 대조군의 카테킨 함량은 0.

대상 데이터

농축액을 냉동건조(FDSA8508; Ilshinbiobase, Dongducheon, Korea)하여 장미꽃 추출물(RFE)을 획득하였고 –20℃에 보관하였다.
)의 꽃잎은 머루랑 다래랑(Damyang, Korea)에서 구입하여 –20℃에서 보관하였다. 메탄올(Methanol(MeOH))과 탄산소듐(Na₂CO₃)은 대정화금(Siheung, Korea)에서 구매하였다. 카테킨, 갈산(gallic acid), 폴린시오칼토페놀시약(Folin-Ciocalteu phenol reagent), L-아스코브산(L-ascorbic acid), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH), 아세토나이트릴(acetonitrile), 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS), 아세트산(acetic acid)은 Sigma-Aldrich Co.
장미꽃 추출물에 포함되어 있는 카테킨의 함량은 Agilent LCMS system (HP1100, 6130 Single quadrupole LC/MS; Agilent, Santa Clara, CA, USA)에 ZORBAK Eclipse Plus C18 column (Agilent)을 장착하여 분석하였다. 이동상용매로 A (증류수), B (아세토나이트릴), C (1% 아세트산)를 0.3 mL/분의 속도에서 다음과 같은 직선 기울기(linear gradient) 조건으로 사용하였다. 이동상의 혼합비율은 A 85%, B 5%, C 10%의 비율로 시작하여 15분 시점에 A 70%, B 20%, C 10%, 20분 시점에 A 10%, B 80%, C 10%로 하여 운용하였다.
장미(Rosa hybrida L.)의 꽃잎은 머루랑 다래랑(Damyang, Korea)에서 구입하여 –20℃에서 보관하였다.
카테킨, 갈산(gallic acid), 폴린시오칼토페놀시약(Folin-Ciocalteu phenol reagent), L-아스코브산(L-ascorbic acid), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH), 아세토나이트릴(acetonitrile), 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS), 아세트산(acetic acid)은 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다.

데이터처리

결과값은 동일한 실험을 3회 반복하여 얻은 수치의 평균±표준편차로 형태로 나타냈다.
처리군들의 결과값은 ANOVA를 실시하여 비교하였고 다중 비교는 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 실시하였다(SPSS ver. 19, IBM, Armonk, NY, USA).

성능/효과

본 연구에서 장미꽃을 30℃, 상대습도 60%로 숙성한 실험군에서 카테킨 추출 증대, 총페놀화합물 함량 증대, 산화방지 활성 증대에 모두 효과가 나타났다. 위의 조건에서 장미꽃을 숙성하였을 때 상대적으로 많은 양의 페놀화합물이 장미꽃으로부터 분리되었다.
숙성공정에 의하여 장미꽃에 존재하는 셀룰로스 가수분해효소(cellulase) 등의 분해 효소 활성이 증가하고 장미꽃 조직이 연화되어 페놀화합물과 같은 물질의 추출 효율이 증가된 것으로 보인다(13). 본 연구에서는 온도와 상대습도를 조정하여 장미꽃을 숙성함으로써 카테킨을 비롯한 페놀화합물의 추출양이 늘어나고 아울러 산화방지 활성이 향상되는 것을 확인하였다. 앞으로 효소 첨가 등 장미꽃 생리활성 물질의 추출효율을 더욱 개선할 수 있는 숙성 방법에 대한 추가 연구가 필요하다.
숙성을 하지 않은 대조군의 카테킨 함량은 0.77±0.02 mg/g RFE이었고 온도 30℃, 상대습도 60%의 조건으로 숙성한 장미꽃의 추출물에 포함되어 있는 카테킨 함량은 1.03±0.02mg/g RFE로 대조군에 비하여 유의하게 증가하였다(p<0.05)(Fig. 1).
0으로 하였다. 장미꽃 추출물의 카테킨 함량은 카테킨 표준물질의 결과값과 비교하여 정량하였고 결과는 장미꽃 추출물(RFE) 1 g에 포함되어 있는 카테킨의 mg수로 나타냈다.
장미꽃을 30℃와 상대습도 60, 90%에서 숙성한 실험군, 50℃와 상대습도 60, 90%에서 숙성한 실험군, 70℃와 상대습도 30, 90%에서 숙성한 실험군의 장미꽃 추출물에서 총페놀화합물 함량이 대조군에 비하여 유의하게 증가하였다(p<0.05)(Table 1).
장미꽃을 30℃와 상대습도 60, 90%에서 숙성한 실험군과 50℃와 상대습도 30%에서 숙성한 실험군의 장미꽃 추출물에서 DPPH제거 활성(scavenging activity)이 유의하게 증가하였고 30℃와 상대습도 60%에서 숙성한 장미꽃의 추출물에서 ABTS 라디칼제거활성이 유의하게 증가하였다(p<0.05)(Table 1).

후속연구

본 연구에서는 온도와 상대습도를 조정하여 장미꽃을 숙성함으로써 카테킨을 비롯한 페놀화합물의 추출양이 늘어나고 아울러 산화방지 활성이 향상되는 것을 확인하였다. 앞으로 효소 첨가 등 장미꽃 생리활성 물질의 추출효율을 더욱 개선할 수 있는 숙성 방법에 대한 추가 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	장미 꽃잎 추출물의 특징은?	장미는 장미과(Rosaceae)에 속하는 다년생 쌍떡잎식물이며 야생종을 개량한 원예종은 대표적인 화훼작물로서 대부분 관상용으로 사용되고 일부는 향료제조의 원료로 사용된다(5,6). 장미 꽃잎 추출물은 높은 산화방지 활성을 보유하고 있고 식물생리활성물질인 페놀화합물이 포함되어 있다(7,8). 장미꽃에 대한 연구는 주로 품종개량과 향기성분 분석에 집중되어 있고 장미꽃에 포함되어 있는 생리활성물질에 대한 연구는 미흡한 편이다.
	장미란?	장미는 장미과(Rosaceae)에 속하는 다년생 쌍떡잎식물이며 야생종을 개량한 원예종은 대표적인 화훼작물로서 대부분 관상용으로 사용되고 일부는 향료제조의 원료로 사용된다(5,6). 장미 꽃잎 추출물은 높은 산화방지 활성을 보유하고 있고 식물생리활성물질인 페놀화합물이 포함되어 있다(7,8).
	식물의 꽃의 예와 효능은?	식물의 꽃은 주로 관상용으로 이용되고 일부 식용꽃은 차나 화전으로 식용되는데 꽃에는 다양한 종류의 생리활성물질이 포함되어 있다. 진달래꽃에서는 산화방지 기능을 보유하고 있는 3,5-O-dicaffeoylquinic acid, chlorogenic acid 등의 페놀화합물이 분리되었고(2) 장미꽃 추출물은 세포 성장 촉진 효과와 산화 스트레스에 의한 세포 독성을 감소시키는 효과를 가지고 있다(3). 목련꽃 추출물에는 rutin을 비롯하여 산화방지 기능성을 보유한 페놀화합물이 포함되어 있다(4).

참고문헌 (13)

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표제어: PCR

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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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