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감마선 조사가 커피박 추출물의 색도 및 생리활성에 미치는 영향
Effect of gamma irradiation on the color values and physiological properties of spent coffee ground extraction 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.49 no.5, 2017년, pp.544 - 549  

송하연 (한국원자력연구원 생명공학연구부) ,  김혜민 (한국원자력연구원 생명공학연구부) ,  김우식 (한국원자력연구원 생명공학연구부) ,  양미소 (충남대학교 의과대학) ,  변의홍 (공주대학교 식품공학과) ,  장범수 (한국원자력연구원 생명공학연구부) ,  최대성 (한국원자력연구원 생명공학연구부) ,  변의백 (한국원자력연구원 생명공학연구부)

초록
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본 연구는 폐자원인 커피박의 산업적 이용도를 증진시키기 위하여 감마선 조사를 이용하여 커피박 추출물의 색도 개선에 관하여 평가하기 위해 수행되었다. 커피박 추출물로부터 유용성 성분을 얻기 위하여 70% 에탄올로 추출한 후 감마선 조사를 한 결과 30, 50 kGy의 조사선량에서 커피박 추출물의 색도가 개선된 것을 확인하였다. 30, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물에서 성분변화가 일어났지만, 항산화능력과 미백활성능에는 0 kGy 커피박 추출물 처리군과 비교했을 때 유의적인 변화가 없는 것을 확인하였다. 이는 다른 성분들이 감마선 조사에 의해 감소하였지만, 퀸산이 상당량 증가함으로써 성분변화로 인한 커피박 추출물의 생리활성능 감소를 보완한 것으로 보이며, 이상의 결과로 감마선 조사가 커피박 추출물의 진한 갈색도를 개선함으로써 커피박 추출물이 화장품 소재로 활융될 수 있는 부가가치를 부여 할 수 있으며, 이러한 폐기물의 재활용을 통해 커피박 폐기로 인한 환경문제 및 경제적 문제점을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The spent coffee grounds (SCG) are considered valuable by-products because they contain various bioactive compounds. The SCG extraction (SCGE) was irradiated at doses ranging between 30 and 50 kGy. The deep dark-brown color of SCGE was changed to a bright yellow color by gamma irradiation. The conte...

주제어

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문제 정의

  • 감마선 조사된 커피박 추출물의 항산화 활성 및 미백활성이 B16F10 흑색종 세포 내에서도 효과가 있는지 확인하기 이전에, B16F10 흑색종 세포 생존률에 미치는 영향에 관하여 평가하였다. MTT 시약을 이용한 세포 생존률 측정은 세포의 대사 과정에서 미토콘드리아의 탈수소 효소와 MTT tetrazolium이 반응해 MTT formazan을 형성하고, 이를 DMSO를 이용해 보라색으로 재수화 시키는 원리를 이용한다(34).
  • 감마선 조사된 커피박 추출물이 마우스 유래의 B16F10 흑색종 세포 독성에 미치는 영향을 알아보았다. B16F10 흑색종 세포는 American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, USA)에서 구입하여 사용하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 커피박 추출물에 방사선 조사기술을 적용하여 색도변화 및 생리활성 변화를 평가하였으며, 새로운 기능성 화장품 소재로의 이용가능성을 검토하였다.
  • 감마선 조사에 의해 증가한 성분인 퀸산의 경우 미백, 항염증 효과가 뛰어난 물질로 알려져 있으며(27,28), 감마선 조사 후 분해된 루틴과카페산도 항산화능이 뛰어난 페놀화합물로 알려져 있다(29,30). 따라서, 감마선 조사로 인한 커피박 추출물 속 성분변화가 커피박 추출물의 생리활성변화에 영향을 미치는지 평가하였다.
  • Lee 등에 의하면 centipedegrass 추출물에 감마선 조사를 적용하여 주요색소 성분을 제거해 색도를 개선하였다고 보고되었다(16). 따라서, 커피박 추출물의 색도가 감마선 조사를 통해 개선된 결과, 감마선 조사에 의해 커피의 갈색 색소 형성에 영향을 미치는 탄닌 (tannin) 계열의 성분들이 파괴되었을 것으로 판단되며, 감마선 조사에 의해 탄닌 뿐만 아니라 다른 성분들의 함량에도 변화가 있는지 알아보기 위하여 HPLC 분석을 실시하였다.
  • 본 연구는 폐자원인 커피박의 산업적 이용도를 증진시키기 위하여 감마선 조사를 이용하여 커피박 추출물의 색도 개선에 관하여 평가하기 위해 수행되었다. 커피박 추출물로부터 유용성 성분을 얻기 위하여 70% 에탄올로 추출한 후 감마선 조사를 한 결과 30, 50 kGy의 조사선량에서 커피박 추출물의 색도가 개선된 것을 확인하였다.
  • 타이로시네이스는 멜라닌 생합성에서 가장 중요한 역할을 하는 효소로 생체 내에서 타이로신을 L-DOPA로 산화시킨 후 이를 다시 DOPA 퀴논(quinone)으로 산화시켜 멜라닌을 합성시킨다(32). 타이로시네이스의 활성은 라디칼 소거능과 같은 항산화 능력과 밀접하게 연관이 있으며(33), 본 연구에서는 감마선 조사로 인한 커피박 추출물의 라디칼 소거능변화가 타이로시네이스 억제능 활성에 영향을 미치는지 조사하였다. 30, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물의 타이로시네이스 억제활성을 측정한 결과 0 kGy 커피박 추출물과 비교했을 때 유의적인 차이가 없었다(Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
커피박을 직접 폐기하는 것이 환경적인 측면에서 문제가 되는 이유는? 하지만, 커피를 추출하고 남는 폐기물인 커피박(spent coffee ground, SCG)이 세계적으로 연간 6백만톤 이상으로 다량 발생한다고 보고되어 커피박의 폐기가 경제적인 비용 측면에서 문제가 되고 있다(2,3). 커피박에는 다당류, 페놀화합물, 단백질 등의 다양한 유기화합물이 함유되어 있다고 보고되어 커피박을 직접 페기하는 것은 환경적인 측면에 서도 문제가 되고 있다(4). 따라서 최근 커피박을 재활용하기 위해 연구가 다양한 산업분야에서 활발하게 진행되고 있다(5,6).
최근 방사선 조사 기술을 천연 추출물에 적용하여 어떤 효과를 볼 수 있었는가? 또한 방사선 조사기술은 식품 소재에 잔류하지 않으면서 가공적성을 개선시키고(13), 소재의 생리활성 증진에 기여한다는 연구 결과도 보고되었다(14,15). 특히 최근에는 방사선 조사기술을 천연 추출물에 적용하여 색도를 밝고 투명하게 개선하였으며, 본래의 생리활성에는 거의 영향을 미치지 않았다는 연구결과가 보고 되면서(16-18), 화장품 산업 등에서 방사선 조사기술의 이용범위가 더욱더 널리 확대될 것으로 판단된다.
0, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물은 성분변화는 일어났지만 항산화능력과 미백활성능은 변화가 없었는데 그 이유는? 30, 50 kGy로 감마선 조사된 커피박 추출물에서 성분변화가 일어났지만, 항산화능력과 미백활성능에는 0 kGy 커피박 추출물 처리군과 비교했을 때 유의적인 변화가 없는 것을 확인하였다. 이는 다른 성분들이 감마선 조사에 의해 감소하였지만, 퀸산이 상당량 증가함으로써 성분변화로 인한 커피박 추출물의 생리활성능 감소를 보완한 것으로 보이며, 이상의 결과로 감마선 조사가 커피박 추출물의 진한 갈색도를 개선함으로써 커피박 추출물이 화장품 소재로 활융될 수 있는 부가가치를 부여할 수 있으며, 이러한 폐기물의 재활용을 통해 커피박 폐기로 인한 환경문제 및 경제적 문제점을 개선하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
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참고문헌 (36)

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