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문제 정의
- 본 연구는 아로니아 생잎과 여러 가지 덖음조건에 따라 아로니아잎차를 제조하고, 이들의 항산화 유용성분과 항산화 활성도를 비교하였다. 생잎에 비해 아로니아잎을 6회 덖은 경우 총폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 각각 37.
- 현재 아로니아잎차의 덖음조건에 따른 항산화 기능성분과 활성 차이를 조사한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구는 아로니아 생잎은 물론 잎차 가공조건별로 항산화 성분과 활성을 비교하고, 카페인 함유 여부를 확인하여 아로니아 잎차의 가공조건 및 새로운 식품소재 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
가설 설정
- 1)Total polyphenolic content was expressed as mg/g catechin equivalent (CE).
- 2)Total flavonoids content was expressed as mg/g quercetin equivalent (QE).
제안 방법
- HPLC(LC-20AD, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하였고, 칼럼은 Shim-pack GISODS C18(4.6×250 mm, Shimadzu)을 40℃로 유지하였으며, 이동상 용매(methanol : water=35:65)는 isocratic elution 하였다.
- DPPH 라디칼 소거능은 Blois(28)의 방법을 일부 변형하여 수행하였다. 각각의 아로니아잎차 시료 추출물을 농도별(0.10, 0.25, 0.50, 1.00 mg/mL)로 준비하고, 각 시료 1 mL에 0.1 mM DPPH 4 mL를 가하여 혼합 후 실온의 암소에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 vortex로 잘 섞고 517 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys)를 측정하여 시료용액 첨가군과 무첨가군 간의 흡광도비(%)를 나타내었으며, 음성대조군은 증류수를, 양성대조군은 ascorbic acid를 사용하였다.
- 1 mM DPPH 4 mL를 가하여 혼합 후 실온의 암소에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 vortex로 잘 섞고 517 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys)를 측정하여 시료용액 첨가군과 무첨가군 간의 흡광도비(%)를 나타내었으며, 음성대조군은 증류수를, 양성대조군은 ascorbic acid를 사용하였다. 50% 전자공여능 값을 나타내는 시료의 농도를 IC50으로 표현하였다.
- 카페인은 커피, 차, 음료, 의약품 등에 광범위하게 함유되어 있는 화합물로서(30), 중추 및 말초신경계를 자극하는 작용이 있어 적당량 섭취 시 신경활동이 활발해지며 피로가 경감하는 효과가 있으나, 과잉 섭취 시 신경계에 영향을 미쳐 신경과민, 흥분, 불면증 등을 유발하고 내분비계에도 영향을 미치게 된다(35). 본 연구에서 아로니아잎차와 시판 녹차(잎차)의 추출조건은 일반적으로 음용하는 농도로써 선행연구 결과에서 제시한 녹차, 황차, 우롱차 등 잎차류 최적의 침출조건인 70℃에서 5분간 추출하고 각각의 잎차에 함유된 카페인 함량을 분석하였다. Fig.
- 45 μm membrane filter로 여과하여 준비하였다. 카페인 정량은 Kim 등(30)이 사용한 방법을 변형하여 분석하였다. Caffeine 표준품은 농도별로 준비하였고, internal standard는 acetaminophen을 이용하였다.
- 희석된 용액 900 μL에 농도별(0.10, 0.25, 0.50, 1.00 mg/mL)로 준비된 아로니아잎차 시료 추출물 용액 100 μL를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys)를 측정하였으며, 증류수를 이용하여 음성대조군으로 하고, 시료용액 첨가군과 무첨가군 간의 흡광도비(%)를 나타내었다.
대상 데이터
- 카페인 정량은 Kim 등(30)이 사용한 방법을 변형하여 분석하였다. Caffeine 표준품은 농도별로 준비하였고, internal standard는 acetaminophen을 이용하였다. HPLC(LC-20AD, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하였고, 칼럼은 Shim-pack GISODS C18(4.
- 아로니아잎은 2015년 전남 영광의 A농장에서 제공받았고, 아로니아잎차를 여러 가지 덖음조건에서 제조하기 위하여 숙련된 전문가에 의해 통상의 덖음 잎차 제조방법에 따라 준비하였다(Fig. 1). 아로니아 잎차 제조조건과 준비된 잎차시료의 형태는 Table 1과 같다.
- 00 mg/mL)로 준비된 아로니아잎차 시료 추출물 용액 100 μL를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys)를 측정하였으며, 증류수를 이용하여 음성대조군으로 하고, 시료용액 첨가군과 무첨가군 간의 흡광도비(%)를 나타내었다. 양성대조군으로는 ascorbic acid를 사용하였다. 50% 전자공여능 값을 나타내는 시료의 농도를 IC50으로 표현하였다.
데이터처리
- 2)Values with different small letters in superscripts within a row are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 4)Values with different small letters in superscripts within a column are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 모든 실험은 3회 반복하였으며, 결과는 통계프로그램 SPSS(version 18.0, Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 표시하였고, 각 군의 통계적 유의성 검정은 ANOVA test(one-way analysis of variance test)를 실시한 후 유의성이 있는 경우 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 사후 검정하였다.
이론/모형
- 총폴리페놀 함량은 Folin과 Denis(26)의 방법에 따라 각 시료 용액 1 mL에 2% sodium carbonate 2 mL를 가하여 25℃에서 3분 방치시킨 후, 1 N Folin-Ciocalteu phenol reagent 1 mL를 가하여 암소에서 30분간 방치시킨 다음 750 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys, Daejeon, Korea)를 측정하였다. 총폴리페놀 함량은 표준물질 catechin을 이용하여 mg CE(catechin equivalent)/g으로 나타내었다.
- 총플라보노이드 함량은 Moreno 등(27)의 방법에 따라 각 시료 추출물 용액 0.5 mL에 10% aluminum nitrate 0.1 mL와 1 M potassium acetate 0.1 mL를 가한 다음, 80% ethyl alcohol 4 mL를 혼합하여 실온에서 40분간 방치한 후 415 nm에서 흡광도(Optizen 3220UV, Mecasys)를 측정하였다. 총플라보노이드 함량은 표준물질 quercetin을 이용하여 mg QE(quercetin equivalent)/g으로 나타내었다.
성능/효과
- 덖음 처리와 관계없이 모든 군에서 ABTS 라디칼 소거 활성도는 아로니아잎 추출물의 농도에 비례하여 증가하였다. ABTS 라디칼 소거활성도는 DPPH 라디칼 소거활성도와 유사하게 6회 덖은 아로니아잎차에서 가장 높게 나타났다(IC50 0.27 mg/mL)(Table 5). 이는 생잎 대비 약 240%에 해당하는 현저히 높은 수준이었다(P<0.
- DPPH 라디칼 소거활성도는 6회 덖은 아로니아잎차 추출물에서 생잎 추출물보다 약 111% 정도 수준으로 유의하게 높았다(P<0.05).
- 아로니아 생잎과 여러 조건으로 덖은 아로니아잎차 추출물에서 ABTS 라디칼 소거활성도의 측정 결과는 Table 4와 같다. 덖음 처리와 관계없이 모든 군에서 ABTS 라디칼 소거 활성도는 아로니아잎 추출물의 농도에 비례하여 증가하였다. ABTS 라디칼 소거활성도는 DPPH 라디칼 소거활성도와 유사하게 6회 덖은 아로니아잎차에서 가장 높게 나타났다(IC50 0.
- 96 QE mg/g으로 가장 높게 나타났다. 또한, 6회 덖은 아로니아잎 추출물은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능도 각각 IC50 0.43 mg/mL 및 0.27 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 그러나 덖음조건에 따른 폴리페놀 함량 변화에 영향을 주는 인자에 대해서는 추후 연구가 필요하다.
- 반면 3회나 9회 덖은 아로니아 잎차는 생잎보다 총폴리페놀 함량이 유의하게 낮았다(P<0.05).
- 반면, 3회나 9회 덖음한 아로니아잎차는 생잎보다 총플라보노이드 함량이 유의하게 낮았다(P<0.05).
- 1 mg 함유하는 것으로 보고되었다(24). 본 연구 결과 아로니아잎차는 무카페인 차로써 활용될 수 있는 소재라고 판단된다.
- 본 연구에서 6회 덖은 아로니아잎차는 이들 잎차류보다 총플라보노이드 함량이 약 2.1~5.8배 정도 더 많은 것으로 나타났다. 잎차의 덖음횟수나 덖음온도와 같은 가공조건은 잎차에 함유된 항산화 유용성분 추출에 유의적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 아로니아잎의 덖음 여부와 덖음조건 모두 아로니아잎차의 총폴리페놀 함량에 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 6회 덖음조건에서 가공한 아로니아잎차의 총 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타났다(P<0.05).
- 예를 들면 뽕잎차(25)나 오죽잎차(22)를 덖은 후 풋내가 사라지고 구수한 향미가 증진되었다는 보고와 일치한다. 본 연구에서는 체계적인 관능검사를 수행하지는 못하였으나, 아로니아 생잎을 뜨거운 물에 추출한 경우 풋내와 떫은 맛이 나지만 덖음횟수가 증가할수록 아로니아잎차에서는 풋내가 사라지고 구수한 맛과 향, 단맛 등이 현저히 향상되어 전반적인 기호도를 높일 수 있었다. 향후 보다 체계적인 감각기호도검사를 통해 가공공정에 따른 아로니아잎차의 향미 증진에 대한 영향과 그 가치를 확인하는 추가연구가 필요하다.
- 그러나 덖음조건에 따른 폴리페놀 함량 변화에 영향을 주는 인자에 대해서는 추후 연구가 필요하다. 아로니아 생잎과 잎차 모두 카페인은 함유하지 않는 것으로 확인되어 아로니아 잎차는 무카페인 차로써의 가치가 있음을 확인하였다. 결론적으로 아로니아잎에 함유된 총 폴리페놀, 총플라보노이드와 같은 항산화 유용성분은 물론 항산화 활성을 극대화할 수 있는 최적화된 덖음조건에 대한 기초자료를 확보할 수 있었으며, 아로니아 잎은 카페인을 함유하지 않는 항산화 기능성 잎차 또는 바이오식품 소재로서 그 활용가치가 기대된다고 할 수 있다.
- 총플라보노이드 함량은 아로니아 생잎(17.23 mg QE/g)보다 6회(19.96 mg QE/g) 덖은 아로니아잎차 추출물에서 생잎 대비 115% 수준으로 높게 나타났다(P<0.05).
후속연구
- 아로니아 생잎과 잎차 모두 카페인은 함유하지 않는 것으로 확인되어 아로니아 잎차는 무카페인 차로써의 가치가 있음을 확인하였다. 결론적으로 아로니아잎에 함유된 총 폴리페놀, 총플라보노이드와 같은 항산화 유용성분은 물론 항산화 활성을 극대화할 수 있는 최적화된 덖음조건에 대한 기초자료를 확보할 수 있었으며, 아로니아 잎은 카페인을 함유하지 않는 항산화 기능성 잎차 또는 바이오식품 소재로서 그 활용가치가 기대된다고 할 수 있다.
- 27 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 그러나 덖음조건에 따른 폴리페놀 함량 변화에 영향을 주는 인자에 대해서는 추후 연구가 필요하다. 아로니아 생잎과 잎차 모두 카페인은 함유하지 않는 것으로 확인되어 아로니아 잎차는 무카페인 차로써의 가치가 있음을 확인하였다.
- 본 연구에서는 체계적인 관능검사를 수행하지는 못하였으나, 아로니아 생잎을 뜨거운 물에 추출한 경우 풋내와 떫은 맛이 나지만 덖음횟수가 증가할수록 아로니아잎차에서는 풋내가 사라지고 구수한 맛과 향, 단맛 등이 현저히 향상되어 전반적인 기호도를 높일 수 있었다. 향후 보다 체계적인 감각기호도검사를 통해 가공공정에 따른 아로니아잎차의 향미 증진에 대한 영향과 그 가치를 확인하는 추가연구가 필요하다.
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