본 연구는 잘피 추출물로부터의 항산화 효과를 알아보았다. 총 폴리페놀 함량에서는 에탄올 추출물과 물 추출물이 각각 2.12 mg/g, 3.88 mg/g으로 측정되었다. DPPH 라디칼 소거능의 경우 에탄올 추출물이 1 mg/ml농도에서 94%로 물 추출물보다 더 높았으며 환원력은 두 추출물 모두 농도의존적인 경향을 나타냈다. 금속봉쇄력의 경우 물 추출물이 에탄올 추출물 보다 더 높았고 rancimat에 의한 산화도 측정 시 에탄올 추출물이 1 mg/ml농도에서 66%로 물 추출물보다 더 높았음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 잘피 추출물이 식품산업에서 천연항산화제로서 사용이 될 수 있음을 보여준다.
본 연구는 잘피 추출물로부터의 항산화 효과를 알아보았다. 총 폴리페놀 함량에서는 에탄올 추출물과 물 추출물이 각각 2.12 mg/g, 3.88 mg/g으로 측정되었다. DPPH 라디칼 소거능의 경우 에탄올 추출물이 1 mg/ml농도에서 94%로 물 추출물보다 더 높았으며 환원력은 두 추출물 모두 농도의존적인 경향을 나타냈다. 금속봉쇄력의 경우 물 추출물이 에탄올 추출물 보다 더 높았고 rancimat에 의한 산화도 측정 시 에탄올 추출물이 1 mg/ml농도에서 66%로 물 추출물보다 더 높았음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 잘피 추출물이 식품산업에서 천연항산화제로서 사용이 될 수 있음을 보여준다.
Seaweeds have a number of secondary metabolites, such as polyphenols, polysaccharides, and carotenoids, and have received much attention as a source of natural antioxidants. Thus, this study was carried out to examine the antioxidant activities from ethanol (EE) and water (WE) extracts of Zostera ma...
Seaweeds have a number of secondary metabolites, such as polyphenols, polysaccharides, and carotenoids, and have received much attention as a source of natural antioxidants. Thus, this study was carried out to examine the antioxidant activities from ethanol (EE) and water (WE) extracts of Zostera marina. Their antioxidant effects were investigated using total polyphenol contents (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, reducing power, and chelating effect. TPC of EE and WE was 2.12 mg/g and 3.88 mg/g, respectively. DPPH radical scavenging activities of EE and WE were increased in a dose-dependent manner. In particular, EE had DPPH radical scavenging activity of 93% at a concentration of 0.5 mg/ml, and was higher than that of WE (71%). EE and WE increased reducing power in a concentration-dependent manner, but their effects were lower than that of the control (ascorbic acid). In case of chelating effect, WE was 66% at a concentration of 1 mg/ml, and was stronger than EE (6%). These results suggest that extracts of Zostera marina can be potentially used as proper natural antioxidants in the food industry.
Seaweeds have a number of secondary metabolites, such as polyphenols, polysaccharides, and carotenoids, and have received much attention as a source of natural antioxidants. Thus, this study was carried out to examine the antioxidant activities from ethanol (EE) and water (WE) extracts of Zostera marina. Their antioxidant effects were investigated using total polyphenol contents (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, reducing power, and chelating effect. TPC of EE and WE was 2.12 mg/g and 3.88 mg/g, respectively. DPPH radical scavenging activities of EE and WE were increased in a dose-dependent manner. In particular, EE had DPPH radical scavenging activity of 93% at a concentration of 0.5 mg/ml, and was higher than that of WE (71%). EE and WE increased reducing power in a concentration-dependent manner, but their effects were lower than that of the control (ascorbic acid). In case of chelating effect, WE was 66% at a concentration of 1 mg/ml, and was stronger than EE (6%). These results suggest that extracts of Zostera marina can be potentially used as proper natural antioxidants in the food industry.
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문제 정의
해조류 추출물의 항산화 효과는 추출 방법뿐만 아니라 추출 용매에 따라서도 영향을 받는다고 알려져 있어 항산화 효과를 나타내는 물질을 추출하기 위해 효율적인 추출용매의 선별이 매우 중요하다[21]. 따라서, 본 연구에서는 잘피를 에탄올 및 물 추출하여 TPC, DPPH radical scavenging effect, reducing powder, chelating effect, rancimat를 통하여 항산화 효과에 대해 측정하고 주요 항산화 작용에 대해 알아보고자 한다.
본 연구는 잘피의 항산화 효과에 대해 알아보고자 95% 에탄올 및 물에서 추출하였다. 항산화 효과를 측정하기 위해서 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 금속봉쇄력, rancimat에 의한 산화도 측정을 실시하였다.
현재 잘피에 대한 연구결과로는 서식지에 따른 생태 및 형태적 특성에 대한 연구[6]가 대부분이며 잘피를 초임계 추출 한 후 caffeic acid, gallic acid, ferrulic acid, rosmarinic acid 등과 total phenolic compounds (TPC)의 함량 변화에 대해 보고가 되어 있다[16]. 현재 잘피의 항산화에 대한 연구는 Choi 등[3]이 메탄올 추출물 및 이의 용매별 분획물에 대해 TPC, DPPH radical scavenging effect, reducing powder 를 통한 항산화 효과에 대해 알아보았다. 해조류 추출물의 항산화 효과는 추출 방법뿐만 아니라 추출 용매에 따라서도 영향을 받는다고 알려져 있어 항산화 효과를 나타내는 물질을 추출하기 위해 효율적인 추출용매의 선별이 매우 중요하다[21].
제안 방법
DPPH radical 소거효과는 Blois [2]의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 0.
, Herisau, Switzerland)을 이용하여 측정하였다. 먼저 reaction vessel에 lard를 0.3 g 취한 후 시료를 최종농도 0.5, 1, 5 mg/ml로 첨가하고 온도는 100℃, air flow rate는 20 l/hr로 주입하였다. 산화안정도는 증류수가 들어있는 absorption vessel에 발생된 휘발성 산화생성물이 이행될 때 나타나는 전기전도도의 변화에 따라 산출된 유도기간으로부터 측정하였다.
5, 1, 5 mg/ml로 첨가하고 온도는 100℃, air flow rate는 20 l/hr로 주입하였다. 산화안정도는 증류수가 들어있는 absorption vessel에 발생된 휘발성 산화생성물이 이행될 때 나타나는 전기전도도의 변화에 따라 산출된 유도기간으로부터 측정하였다.
잘피에 10배량의 95% 에탄올을 가하여 실온에서 180 rpm에서 24시간 추출한 후 원심분리하여 상층액은 취하고 남은 잔사는 다시 10배량의 용매를 가하여 2회 반복 추출하였다. 에탄올로 추출한 다음 잔사에 물을 가하여 동일한 방법으로 추출하였다. 상층액은 여과하여 농축시킨 뒤 -20℃에서 보관 하여 실험에 사용하였다.
유지 산화안정도 실험은 rancimat (743 Metrohm Co., Herisau, Switzerland)을 이용하여 측정하였다. 먼저 reaction vessel에 lard를 0.
총 페놀 화합물 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 방법인 Folin-Densi [19]법 을 변형하여 측정하였다. 증류수 6.
본 연구는 잘피의 항산화 효과에 대해 알아보고자 95% 에탄올 및 물에서 추출하였다. 항산화 효과를 측정하기 위해서 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 금속봉쇄력, rancimat에 의한 산화도 측정을 실시하였다. 그 결과, 총 폴리 페놀 함량의 경우 95% 에탄올 추출물과 물 추출물이 각각 2.
대상 데이터
본 실험에 사용한 잘피(Z. marina)는 부산 인근 해안에서 채취하였다. 담수로 깨끗이 씻어 자연건조한 다음 세절하고 동결 건조(EyelaFDU-2100, Tokyo Rikakikai Co.
데이터처리
1)Means in the same row (A-C) and column (a-c) bearing different superscripts in sample are significantly different by Duncan’s multiple range test (p<0.05).
2)Means in the same row (A-B) and column (a-b) bearing different superscripts in sample are significantly different by Duncan’s multiple range test (p<0.05).
이론/모형
금속봉쇄력은 Shimada [18]의 방법에 따라 측정하였다. 시료 0.
성능/효과
잘피를 에탄올과 물로 추출한 후 총 페놀화합물 함량을 살펴본 결과를 Table 1에 나타내었다. 95% 에탄올 추출물과 물 추출물 각각 2.12 mg/g, 3.88 mg/g으로 물 추출물에서 더 높은 페놀 함량을 보였다. 이는 기존에 보고되어있는 해조류 추출물의 총 페놀 화합물 함량과 다소 다르게 나타났다.
55의 유지 산화 억제능을 보였다. BHT (dibutylhydroxytoluene)는 항산화 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있어 이와 유지 산화 억제능을 비교해 보았을 때 12.51, 8.17, 6.17로 에탄올 및 물 추출물보다 활성이 높은 것으로 나타났다. 각 추출물의 농도가 증가함에 따라 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났고 두 추출물 사이에도 유의적인 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.
88 mg/g로 물 추출물이 에탄올 추출물보다 더 높은 총 폴리페놀 함량을 가졌다. DPPH 라디칼 소거능의 경우에는 에탄올 추출물과 물 추출물이 농도 의존적인 경향을 나타냈으며 에탄올 추출물이 물 추출물 보다 더 뛰어난 라디칼 소거능을 가졌다. 환원력의 경우 에탄올 추출물이 물 추출보다 높은 활성을 가지나 금속봉쇄력의 경우 두 추출물 사이에 유의적 차이가 없었다.
17로 에탄올 및 물 추출물보다 활성이 높은 것으로 나타났다. 각 추출물의 농도가 증가함에 따라 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났고 두 추출물 사이에도 유의적인 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. Park 등[15]의 연구에서 큰잎모자반 뿌리 및 줄기 추출물의 rancimat에 의한 항산화 효과를 측정한 결과 5 mg/ml의 농도에서 에탄올 및 물 추출물 각각 1.
항산화 효과를 측정하기 위해서 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 금속봉쇄력, rancimat에 의한 산화도 측정을 실시하였다. 그 결과, 총 폴리 페놀 함량의 경우 95% 에탄올 추출물과 물 추출물이 각각 2.12 mg/g, 3.88 mg/g로 물 추출물이 에탄올 추출물보다 더 높은 총 폴리페놀 함량을 가졌다. DPPH 라디칼 소거능의 경우에는 에탄올 추출물과 물 추출물이 농도 의존적인 경향을 나타냈으며 에탄올 추출물이 물 추출물 보다 더 뛰어난 라디칼 소거능을 가졌다.
하지만 대조구와 비교했을 때 다소 약하게 작용할 것으로 사료된다. 그러나 DPPH 라디칼 소거능에서 에탄올과 물 추출물은 자동 산화의 연쇄반응을 저해하는 라디칼 소거에 작용하며 에탄올 추출물에서 더 높은 항산화 효과를 보였다. 본 연구 결과, 잘피 에탄올 추출물이 천연 항산화 소재로서의 활용 가능성이 내재되어 있다고 사료된다.
이러한 결과는 항산화 작용이 일반적으로 라디칼 소거, 연쇄 반응 개시의 방해, 전이금속물의 봉쇄, 과산화물의 분해 등과 같은 반응들이 복합적으로 작용하여 나타나기 때문이다[4]. 따라서 잘피 에탄올과 물 추출물 모두 라디칼 소거에 작용하나 에탄올에서 더 높은 효과를 나타냈다. 물 추출물의 경우에는 에탄올 추출물에 비해 전이금속 봉쇄작용에도 항산화 효과를 나타내나 대조구와 비교했을 때 다소 약하게 작용할 것이라 사료 된다.
99%의 활성을 나타내어 잘피 에탄올 및 물 추출물이 메탄올과 이의 분획물 보다 항산화 활성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서 잘피 추출물의 DPPH radical 소거능은 두 추출물 모두 70%이상의 높은 radical 소거능을 가지며 특히 잘피 에탄올 추출물에는 radical 활성을 강력하게 억제하는 폴리페놀성 물질이 소량으로 함유되어 있음으로 사료된다.
페놀성 물질이 대부분 효과적으로 radical을 제거하는 것으로 알려져 있으나 일부분의 페놀성 물질이 radical의 기질에 따라 선택적으로 작용할 수 있음을 나타낸다. 또한 Choi 등[3]이 연구한 메탄올 추출물 및 이의 용매별 분획물에 대한 잘피의 DPPH radical 소거능은 본 연구에 사용한 0.1-1 mg/ml의 농도에서 메탄올 추출물은 3.12~31.40%와 ethyl acetate 분획물은 10.85~78.99%의 활성을 나타내어 잘피 에탄올 및 물 추출물이 메탄올과 이의 분획물 보다 항산화 활성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서 잘피 추출물의 DPPH radical 소거능은 두 추출물 모두 70%이상의 높은 radical 소거능을 가지며 특히 잘피 에탄올 추출물에는 radical 활성을 강력하게 억제하는 폴리페놀성 물질이 소량으로 함유되어 있음으로 사료된다.
이러한 결과 환원력과 총 페놀 화합물 함량은 서로 상관관계가 없음을 확인할 수 있다. 또한 두 추출물 모두 농도가 높아질수록 높은 환원력을 보이나 대조구인 ascorbic acid보다는 낮은 환원력을 보였다. 이는 잘피에 함유된 환원성 물질이 항산화 활성에 약하게 작용하는 것이라 판단된다.
하지만 본 연구에서는 물 추출물의 총 페놀 화합물 함량이 에탄올 추출물보다 높았음에도 불구하고 환원력은 더 낮게 나타났다. 이러한 결과 환원력과 총 페놀 화합물 함량은 서로 상관관계가 없음을 확인할 수 있다. 또한 두 추출물 모두 농도가 높아질수록 높은 환원력을 보이나 대조구인 ascorbic acid보다는 낮은 환원력을 보였다.
일반적으로 페놀성 물질의 함량이 높을수록 radical 소거능 활성이 높은 것으로 알려져 있으나 본 실험에서는 페놀성 함량이 비교적 낮은 에탄올 추출물 1 및 0.5 mg/ml의 농도에서 각각 93.94±0.12%, 92.93±0.12%로 물 추출물(87.64±0.07%, 71.31±0.13%)보다 더 높은 DPPH radical 소거능을 보였다.
잘피 에탄올 추출물의 경우 1 및 0.5 mg/ml의 농도에서 각각 6%, 5%의 낮은 활성을 나타내었으며 물 추출물의 경우 1 및 0.5 mg/ml의 농도에서 각각 66% 및 37%의 활성을 나타 내어 에탄올 추출물보다 물 추출물의 활성이 더 높게 나타났다. 하지만 대조구인 EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid)의 경우 1, 0.
잘피 추출물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과(Table 1), 에탄올 및 물 추출물의 1 및 0.5 mg/ml 농도에서 활성이 높은 반면 0.1 mg/ml의 농도에서 현저히 감소하는 것으로 나 타났다. 페놀성 화합물은 연쇄 반응에서 alkylperoxy radical 또는 alkyl radical에 수소를 공여하여 radical을 제거함으로써 산화를 억제하게 된다[13].
잘피 추출물의 유지 산화 억제능을 알아보기 위한 rancimat 항산화 효과 측정 결과(Table 3), 에탄올 추출물은 5, 1, 0.5 mg/ml의 농도에서 각각 1.25, 0.77, 0.66이고 물 추출물은 각각 0.94, 0.89, 0.55의 유지 산화 억제능을 보였다. BHT (dibutylhydroxytoluene)는 항산화 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있어 이와 유지 산화 억제능을 비교해 보았을 때 12.
잘피 추출물의 환원력을 측정한 결과(Table 2), 에탄올 추출물의 경우 1 mg/ml의 농도에서 0.15로 물 추출물 1 mg/ml의 농도에서 0.09보다 높은 환원력을 가지는 것으로 나타났다. 패 추출물의 환원력을 측정한 Kim 등 [7]의 연구에서 총 페놀 화합물 함량이 비교적 높은 발효주정 추출물의 환원력이 높은 반면 총 페놀 화합물 함량이 낮은 물 추출물은 환원력이 낮다고 보고하였다.
패 추출물의 환원력을 측정한 Kim 등 [7]의 연구에서 총 페놀 화합물 함량이 비교적 높은 발효주정 추출물의 환원력이 높은 반면 총 페놀 화합물 함량이 낮은 물 추출물은 환원력이 낮다고 보고하였다. 하지만 본 연구에서는 물 추출물의 총 페놀 화합물 함량이 에탄올 추출물보다 높았음에도 불구하고 환원력은 더 낮게 나타났다. 이러한 결과 환원력과 총 페놀 화합물 함량은 서로 상관관계가 없음을 확인할 수 있다.
후속연구
그러나 DPPH 라디칼 소거능에서 에탄올과 물 추출물은 자동 산화의 연쇄반응을 저해하는 라디칼 소거에 작용하며 에탄올 추출물에서 더 높은 항산화 효과를 보였다. 본 연구 결과, 잘피 에탄올 추출물이 천연 항산화 소재로서의 활용 가능성이 내재되어 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
잘피란?
천연 항산화제의 작용기작으로는 자동산화의 연쇄반응을 저해하는 라디칼 저해제(free radical inhibitor), 금속의 산화촉진 작용을 불활성화 시키는 금속제거제(metal scavenger), 과산 화물을 비라디칼로 분해함으로써 불활성화하는 과산화물 분 해제(peroxide decomposer) 등이 있다[17]. 잘피(Zostera marina)는 해양성 및 기수성 수생관속 식물로 전 세계적으로는 약 60여종이 서식하고 있고 우리나라에는 9종이 자생하고 있다고 보고되고 있다. 현재 잘피에 대한 연구결과로는 서식지에 따른 생태 및 형태적 특성에 대한 연구[6]가 대부분이며 잘피를 초임계 추출 한 후 caffeic acid, gallic acid, ferrulic acid, rosmarinic acid 등과 total phenolic compounds (TPC)의 함량 변화에 대해 보고가 되어 있다[16].
천연 항산화제의 작용기작으로는 무엇이 있는가?
따라서 이들의 사용이 점차 규제되어 안전성이 확보되고 항산화 활성이 높은 천연물, 각종 식품성 소재, 한방 제재 등으로부터 의 항산화 물질에 대한 여러 연구가 활발히 진행되고 있다[1]. 천연 항산화제의 작용기작으로는 자동산화의 연쇄반응을 저해하는 라디칼 저해제(free radical inhibitor), 금속의 산화촉진 작용을 불활성화 시키는 금속제거제(metal scavenger), 과산 화물을 비라디칼로 분해함으로써 불활성화하는 과산화물 분 해제(peroxide decomposer) 등이 있다[17]. 잘피(Zostera marina)는 해양성 및 기수성 수생관속 식물로 전 세계적으로는 약 60여종이 서식하고 있고 우리나라에는 9종이 자생하고 있다고 보고되고 있다.
잘피 추출물들의 농도가 증가할 때 항산화 효과는 어떻게 변하였는가?
17로 에탄올 및 물 추출물보다 활성이 높은 것으로 나타났다. 각 추출물의 농도가 증가함에 따라 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났고 두 추출물 사이에도 유의적인 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. Park 등[15]의 연구에서 큰잎모자반 뿌리 및 줄기 추출물의 rancimat에 의한 항산화 효과를 측정한 결과 5 mg/ml의 농도에서 에탄올 및 물 추출물 각각 1.
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