[논문]제주산 블루베리와 상동열매의 일반성분, 항산화 및 항증식 활성 비교

고경아; 고소예; 류지연; 김소미

doi:10.3839/jabc.2017.027

제주산 블루베리와 상동열매의 일반성분, 항산화 및 항증식 활성 비교
Comparison of proximate compositions, antioxidant, and antiproliferative activities between blueberry and Sageretia thea (Osbeck) M.C.Johnst fruit produced in Jeju Island 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.60 no.2, 2017년, pp.161 - 171

고경아 (Faculty of Biotechnology, College of Applied Life Sciences, SARI, Jeju National University) , 고소예 (Faculty of Advanced Convergence Technology and Science, Jeju National University) , 류지연 (School of Biomaterials Sciences and Technology, College of Applied Life Sciences, SARI, Jeju National University) , 김소미 (Faculty of Biotechnology, College of Applied Life Sciences, SARI, Jeju National University)

초록
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본 연구에서는 블루베리의 형태 및 풍미와 유사한 상동열매의 일반성분과 항산화 활성을 비교하였다. 열량, 조단백, 조회분, 탄수화물 및 유리당은 상동열매가 블루베리에 비해 더 높았으며 수분은 블루베리가 더 높은 것으로 나타났다. 상동열매의 주요 유리당은 fructose, glucose 및 maltose로 나타난 반면, 블루베리에서는 maltose가 검출되지 않았다. 상동열매와 블루베리를 각각 80% 메탄올로 추출한 후, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물층으로 용매 분획하여 이들의 폴리페놀 및 안토시아닌 함량과 항산화 활성을 비교하였다. 상동열매 메탄올 추출물이 블루베리 메탄올 추출보다 폴리페놀 함량과 안토시아닌 함량 모두 높게 나타났으며, 아울러 DPPH, alkyl, 및 ABTS 라디칼 소거 활성 또한 더 우수하였다. 용매 분획물들을 대상으로 항산화 효능을 비교했을 때, 상동열매와 블루베리 모두 폴리페놀 함량이 상대적으로 높았던 에틸아세테이트 분획물의 DPPH와 alkyl radical 소거 활성이 가장 우수했으며, 안토시아닌 함량이 높은 부탄올 분획물의 ABTS radical 소거 활성이 상대적으로 우수하였다. 특히, 안토시아닌 함량이 상대적으로 높았던 상동열매 부탄올 분획물의 ABTS 라디칼 소거 활성은 블루베리 부탄올 분획물에 비해 상대적으로 우수하였다. 상동열매와 블루베리 메탄올 추출물은 피부세포에서의 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스로부터 세포 보호 효과를 나타냈으며, 블루베리와 비교하여 상동열매에서 그 효능이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 상동열매와 블루베리의 헥산 분획물과 클로로포름 분획물이 위암(AGS)와 유방암(MDA-MB-231)세포에 대한 증식억제 활성이 확인되었다. 본 연구에서는 최초로 상동열매와 블루베리의 일반성분, 항산화 및 항암 활성을 비교하였으며, 상동열매가 블루베리보다 상대적으로 높은 함량의 폴리페놀과 안토시아닌을 함유할 뿐만 아니라 블루베리보다 우수하거나 그에 필적한 항산화 및 항암 활성을 나타내고 있어, 항산화 식품 및 천연 항산화 소재 로서의 활용가치가 클 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was aimed to evaluate and compare the proximate composition, antioxidant and antiproliferative activities of Sageretia thea (Osbeck) M.C.Johnst (S. thea) fruit and blueberry. The calorific value, crude protein, crude fat, crude ash, and carbohydrate were higher in S. thea fruit than in blueberry. S. thea fruit and blueberry have different profile of free sugars, in which amounts of fructose, glucose, and maltose were much higher in S. thea fruit than in blueberry. The methanol extracts of S. thea fruit contain higher amounts of total polyphenol and anthocyanin compared to those of blueberry extracts. In additions, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), alkyl, and 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radical scavenging activities are greater in S. thea fruit extracts. Ethyl acetate fractions and n-butanol fractions of S. thea fruit and blueberry show the most potent scavenging activity in DPPH-, alkyl-, and ABTS-radical scavenging assay. The ethyl acetate fractions of S. thea fruit and blueberry are the richest fraction in polyphenol contents while the n-butanol fractions of those are the highest fraction in anthocyanin contents. Furthermore, both S. thea fruit and blueberry extracts protect human dermal fibroblast cells against a $H_2O_2$-induced oxidative stress. The antiproliferative activities of n-hexane and chloroform fraction from S. thea fruit and blueberry were observed in AGS human gastric cancer and MDA-MB-231 human breast cancer cells. Therefore, our results suggest for the first time that the antioxidant and antiproliferative activities of S. thea fruit is comparable to that of blueberry and the nutritional value of the former is even superior to that of the latter.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

상동열매는 예로부터 식용으로 이용되어 왔으나, 아직까지 상동열매의 영양학적 가치와 생리활성에 대한 인식이 부족하여 수요 및 활용도가 낮은 편에 속한다. 따라서 본 연구에서는 제주 지역에서 생산된 상동열매와 블루베리의 일반성분, 항산화 및 항증식 활성을 비교 분석함으로써 상동열매의 산업적 활용을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

이러한 폴리페놀 화합물은 phenolic acid, flavonoid, anthocyanin, cinnamic acid, benzoic acid등이 있으며(Naczk와 Shahidi 2003), 각종 질병의 예방 및 치료에 효과가 있기 때문에 폴리페놀 함량이 높은 식물은 건강보조식품 재료로 각광 받고 있다(Jang와 Yoon 2012). 본 연구에서는 상동열매와 블루베리의총 폴리페놀 함량을 비교 측정하기 위하여 각각 80% 메탄올로 추출한 후, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물층으로 용매 분획 후 실험에 사용하였다. Table 3에 나타낸 바와 같이 상동열매 메탄올 추출물의 폴리페놀 함량은 6.

대상 데이터

본 실험에 사용된 상동열매(Sageretia thea (Osbeck) M.C.Johnst.) 는 2014년 5월 제주 서광 농가에서 재배한 것을 구입하였으며, 상동열매의 대조표본(Huikim8460)은 목포대학교 한약자원학과 김휘 교수에 의해 확인되었다. 블루베리(Vaccinium ashei)는 레빗아이종으로 2014년 8월 제주 조천 농가에서 재배한 것을 구매하였으며, 대조 표본(No.
) 는 2014년 5월 제주 서광 농가에서 재배한 것을 구입하였으며, 상동열매의 대조표본(Huikim8460)은 목포대학교 한약자원학과 김휘 교수에 의해 확인되었다. 블루베리(Vaccinium ashei)는 레빗아이종으로 2014년 8월 제주 조천 농가에서 재배한 것을 구매하였으며, 대조 표본(No. 2013/015)은 제주대학교 아열대·열대생물유전자은행센터 문정용 박사에 의해 확인되었다. 상동열매와 블루베리는 −70°C에서 냉동 보관 하면서 추출시료로 사용하였다.
실험에 사용된 인체 위암 세포주 AGS (human gastric adenocarcinoma) 와 인체 유방암 세포주 MDA-MB-231 (human breast adenocarcinoma) 은 한국세포주은행에서 분양 받았으며, 인간 유래의 정상 피부세포인 human dermal fibroblast 세포는 제주대학교 의학전문대 학원 조문제 교수로부터 분양 받아 사용하였다. AGS 세포는 F-12K, MDA-MB-231과 fibroblast 세포는 DMEM에 10% fetal bovine serum, 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin 를 첨가하여 37 °C, 5% CO₂ incubator에서 배양하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복으로 시행하였으며, 평균치와 표준편차로 나타내었다. 유의성 검증은 SPSS (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 t-test와 ANOVA one way를 시행하였다. 모든 통계적인 유의성은 p <0.

이론/모형

일반성분은 AOAC의 표준분석법(Horwitz 등, 1970) 및 식품공전(Food and Association 2005) 에 준하여 측정하였다. 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분은 각각 105 °C 상압건조법, Kjeldahl 법, 에테르 추출법 및 건식회화법으로 분석하였다.

성능/효과

물 분획물에서는 세포 보호 효과가 없었으며, 헥산 분획물과 클로로포름 분획물에서는 오히려 세포 생존율이 감소하였다. 따라서, H₂O₂로 유도된 산화적 스트레스로부터 세포 보호 효과는 그 차이가 크지 않지만 상동열매가 블루베리보다 우수한 것으로 나타났으며, 특히 메탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획물이 상대적으로 다른 분획물에 비해 우수한 세포 보호 효과를 보였다.
46 mg CE/g의순으로 나타내었으며, 에틸아세테이트 분획물과 물 분획물에서는 검출되지 않았다. 따라서, 총 폴리페놀 함량과 더불어 항산화 효능을 지닌 안토시아닌을 블루베리에 비해 많이 함유하고 있어, 상동열매는 천연 항산화제로서 이용가치가 높을 것으로 예상된다.

후속연구

Adams 등(2010)은 블루베리 메탄올 추출물이 MDA-MB-231 세포에서 PI3K/Akt pathway의 감소와 NF-κB의 활성화를 통해 apoptosis를 유발한다고 보고하였으며, Pan 등(2007)은 블루베리 활성 성분 중 pterostilbene이 AGS 세포에서 p53 발현의 증가를 통한 cell cycle arrest와 apoptosis 유도에 대해 보고한 바 있다. 따라서, 상동열매에 의한 암세포의 apoptosis 유발 가능성에 대해서도 연구가 필요하며 이를 통해 위암과 유방암을 타겟 하는 항암식품 소재 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	베리류는 무엇인가?	베리류는 작은 열매가 모여 하나의 과실 형태를 유지하는 장과류를 총칭하는 것으로, 기능성 식품에 대한 관심이 높아짐에 따라 베리류의 섭취가 증가하고 있다(An 등, 2015). 특히, 블루 베리, 딸기, 라즈베리, 아로니아, 오디 등과 같은 베리류는 플라보노이드계 색소인 anthocyanin이 다른 과일에 비해 풍부하고, phenolic acid 및 tannin과 같은 페놀화합물이 함유되어 있어 항산화, 항암, 항염증, 심혈관계 질환 예방 등에 효과가 있다고 알려져 있다(Seeram 2008; Lee 등, 2015).
	베리류가 항산화작용에 뛰어난 이유는?	베리류는 작은 열매가 모여 하나의 과실 형태를 유지하는 장과류를 총칭하는 것으로, 기능성 식품에 대한 관심이 높아짐에 따라 베리류의 섭취가 증가하고 있다(An 등, 2015). 특히, 블루 베리, 딸기, 라즈베리, 아로니아, 오디 등과 같은 베리류는 플라보노이드계 색소인 anthocyanin이 다른 과일에 비해 풍부하고, phenolic acid 및 tannin과 같은 페놀화합물이 함유되어 있어 항산화, 항암, 항염증, 심혈관계 질환 예방 등에 효과가 있다고 알려져 있다(Seeram 2008; Lee 등, 2015). 대표적인 베리류 중하나인 블루베리는 진달래과(Ericaceae) 산앵두나무속(Vaccinium) 에 속하는 식물로 주로 북아메리카 지역에 분포하고 있다.
	상동나무의 잎과 꽃, 열매의 특징은?	)는 갈매나무과 (Rhamnaceae) 상동나무속(Sageretia)에 속하는 반상록성 활엽관 목으로, 지리적으로 아시아와 북아메리카에 분포하며 우리나라 에서는 제주도와 남해안 지역에 분포한다(Chung 등, 2004). 잎은 가을철에 황색으로 변하고 일부는 월동하며, 꽃은 10-11월에 핀다. 열매는 다음해 4-5월에 흑자색으로 성숙하며, 블루베리와 색상이 매우 비슷하고 크기는 블루베리보다 두 배 정도 작은 편이다(Kim 등, 2011). 상동나무는 예로부터 우리나라와 중국에서 감기, 발열, 간염, 피부병 치료 등에 사용되었다(Chung 등, 2009; Song 등, 2014).

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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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