[논문]더치 Coffee Grounds 추출물의 항산화, 주름개선, 항균 효과

박수인; 김아름; 김선화; 안규민; 김민기; 신문삼

doi:10.12925/jkocs.2018.35.4.1038

더치 Coffee Grounds 추출물의 항산화, 주름개선, 항균 효과
Antioxidant, Anti-wrinkle and Antimicrobial Effects of Coffee Grounds Extract from Dutch Coffee 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.35 no.4, 2018년, pp.1038 - 1047

박수인 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공) , 김아름 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공) , 김선화 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공) , 안규민 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공) , 김민기 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공) , 신문삼 (을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과 화장품약리학 전공)

초록
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본 연구는 저온, 상압, 긴 시간에 추출되는 더치 coffee grounds에 대하여 상대적으로 고온, 고압, 짧은 시간에 추출되는 에스프레소 coffee grounds와 비교하여 화장품 소재로서 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해서 본 저자들은 더치 coffee grounds의 에탄올 추출물을 사용하여 항산화, 주름개선, 항균효과에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 총 폴리페놀 화합물 함량은 더치 coffee grounds 추출물의 경우 $90.39{\pm}0.04mg/g$로 $64.96{\pm}0.38mg/g$의 에스프레소 coffee grounds 추출물보다 더 높은 결과를 나타났으며, 참고로 기준물질인 원두 coffee beans 추출물은 $113.63{\pm}0.22mg/g$을 나타내었다. DPPH 라디칼 소거능 및 SOD 유사 활성능 결과에서 기준물질인 원두 coffee bean 추출물에 대하여, 더치 coffee grounds 추출물이 에스프레소 coffee grounds 추출물 보다 좋은 소거능이 제시되었다. Elastase 활성 저해능을 측정 결과에서 원두 coffee bean 추출물을 기준으로, 더치 coffee grounds 추출물이 에스프레소 coffee grounds 추출물 보다 높은 저해능을 나타냈다. 또한 항균 활성 측정 결과에서는 더치 coffee grounds 추출물은 Escherichia coli, Bacillus, Propionibacterium acnes에서 항균 효과가 나타났으며 기준물질인 원두 coffee bean 추출물과 clear zone 크기의 차이가 거의 없었다. 상기 실험 결과로부터 더치 coffee grounds의 우수한 항산화, 주름개선, 항균효능을 확인하였으며 향후 천연 화장품 원료로 사용될 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study confirmed possibility of cosmetic material for Espresso coffee grounds extracted at high temperature, high pressure, short time and Dutch coffee grounds extracted at low temperature, atmospheric pressure, long time. For this purpose, we evaluated the biological activities of antioxidant, anti-wrinkles and antimicrobial effects using ethanol extracts of Esproso and Dutch coffee grounds. The results of total polyphenolic compound contents was $90.39{\pm}0.04mg/g$ for Dutch coffee grounds extract, which was higher than $64.96{\pm}0.38mg/g$ for Espresso coffee grounds extract, based on $113.63{\pm}0.22mg/g$ for coffee beans extract as the reference one. DPPH radical scavenging activity and SOD-like activity of Dutch coffee grounds extract were found to be better than those of Espresso coffee grounds extracts, referenced on coffee bean extract. As a result of inhibition effect of Elastase activity, Dutch coffee grounds extract showed higher inhibition effect than Espresso coffee grounds extract, based on coffee bean extract. In addition, Dutch coffee grounds extract showed good anti-microbial effects at Escherichia coli, Bacillus, Propionibacterium acnes and there was little difference in the clear zone size between Dutch coffee grounds extract and coffee bean extract as a reference one. From the results of the experiments, it was confirmed that Dutch coffee grounds extract had excellent antioxidant, anti-wrinkle and antimicrobial effects and could be used as safe natural cosmetic material in the future.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Total Polyphenol Contents of Ethanolic Extracts from Coffee Beans, Espresso Coffee Grounds and Dutch Coffee Grounds
표 Table 2. DPPH radical Scavenging Activity Rate of Ethanolic Extracts from coffee Beans, Espresso coffee Grounds and Dutch coffee Grounds
표 Table 3. SOD-like Activity Rate of Ethanolic Extracts from of coffee Beans, Espresso coffee Grounds and Dutch coffee Grounds
그림 Fig. 1. Inhibitory effect of CBE, ECE, DCE on Bacillus and Escherichia coli
표 Table 4. Elastase Activity Inhibition Rate of Ethanolic Extracts from coffee Bean, Espresso coffee Grounds and Dutch coffee Grounds
그림 Fig. 2. Inhibitory effect of CBE, ECE, DCE on Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 고온, 고압, 짧은 시간에 추출되는 에스프레소 coffee grounds와 저온, 상압, 긴 시간에 추출되는 더치 coffee grounds 추출물의 항산화, 주름개선, 항균 효과를 coffee bean 추출물과 비교하여 분석함으로써 천연 부산물인 커피 찌꺼기의 기능성 화장품 소재로의 활용 가능성을 제시하고자 하였다.

제안 방법

Gallic acid를 표준물질로 표준곡선을 구하여 각 시료의 500 ㎍/㎖ 농도에서의 총 폴리페놀 화합물 함량을 측정하였다. Coffee bean ethanolic extracts (CBE)는 113.
더치 coffee grounds, 에스프레소 coffee grounds, 원두의 총 세 가지 재료에 대하여 80 % 에탄올 추출을 실시하였다. 80 % 에탄올과 추출 대상물을 9 : 1 비율로 혼합하여 상온에서 3일간 침지시켜 추출한 것을 필터(ADVANTEC FILTER PAPER 100 circles)를 통해 여과한 후 Rotary vacuum evaporator (EYELA.
항균 활성을 측정하기 위하여 coffee bean, 에스프레소 coffee grounds, 더치 coffee grounds 에탄올 추출 농축액을 각각 5 ㎎/㎖, 2.5 ㎎/㎖의 농도로 제조하여 사용하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 커피 원두는 콜롬비아산 40 %, 케냐산 30 %, 코스타리카산 20 %, 과테말라 10 %의 비율로 구성되어있으며, 경기도 성남시 수정구에 위치한 “EDIYA COFFEE” 을지대점에서 구매하여 사용하였다. 더치 coffee grounds는 전자 더치 커피기계(ONE DUTCH, Korea)를 이용하여 4시간 동안 커피를 추출한 후의 부산물을 사용하였다.
항균 효과는 Staphylococcus aureus (S.aureus), Escherichia coli (E.coli), Bacillus, Propionibacterium acnes (P.acnes)의 총 네가지 균주에 대하여 측정하였다. 시료의 항균력 측정을 위하여 Paper disc 측정법을 이용하였다.

데이터처리

모든 실험의 결과는 3회 반복하여 시행한 것을 평균 ± 표준편차로 표기하였으며, SPSS 18.0 프로그램을 이용하여 독립표본 t-test와 one-way ANOVA 분석으로 p값이 0.05미만 일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

이론/모형

acnes)의 총 네가지 균주에 대하여 측정하였다. 시료의 항균력 측정을 위하여 Paper disc 측정법을 이용하였다. 고체 평판배지에 배양된 각 균주를 1백금이 취하여 액체배지 4 ㎖ 접종한 것을 17 - 20 h 배양하여 활성화 시킨 후, 액체배지 3 ㎖에 500 ㎕를 접종하여 3 - 4 h 본 배양하였다.
총 폴리페놀 화합물 함량은 Folin-Denis 방법으로 측정하였다. 시료는 에탄올(DUKSAN 4 HPLC GRADE Ethanol)과 증류수 1 : 1 혼합 용매에 녹인 후 농도별로 희석하여 사용하였다.
항산화 활성의 효소적 측정 방법인 Superoxide dismutase (SOD) 유사 활성능 시험법은 SOD kit를 이용하여 측정하였다. 시료는 에탄올과 증류수 1:1 혼합 용매에 녹인 후 농도별로 희석하여 사용하였다.
항산화 효과를 측정하기 위하여 비교적 화학적으로 안정화된 프리라디칼인2,2-Diphenyl-1- pocrylhydrazyl (DPPH)을 이용하여 각 시료의 프리라디칼 소거 활성능을 측정하였다. 에탄올에 DPPH를 희석하여 0.

성능/효과

총 폴리페놀 화합물 함량은 coffee bean 추출물을 기준으로 더치 coffee grounds 추출물이, 에스프레소 coffee grounds 추출물 보다 좋은 결과가 나타났다. DPPH 라디칼 소거능와 SOD 유사 활성능 측정 결과에서도 coffee bean 추출물을 기준으로 더치 coffee grounds 추출물, 에스프레소 coffee grounds 추출물 순으로 소거능이 높은 것으로 나타났다.
1. 총 폴리페놀 화합물 함량은 coffee bean 추출물을 기준으로 더치 coffee grounds 추출물이, 에스프레소 coffee grounds 추출물 보다 좋은 결과가 나타났다. DPPH 라디칼 소거능와 SOD 유사 활성능 측정 결과에서도 coffee bean 추출물을 기준으로 더치 coffee grounds 추출물, 에스프레소 coffee grounds 추출물 순으로 소거능이 높은 것으로 나타났다.
2. Elastase 활성 저해능 또한 항산화 활성과동일하게 coffee bean 추출물을 기준으로더치 coffee grounds 추출물이 에스프레소 coffee grounds 추출물 보다 좋은 결과가나타났다. 또한 coffee grounds를 coffee bean과 비교하였을 때 coffee grounds도 유사한 Elastase 활성 저해능을 가지는 것을확인하여 주름개선 기능성 화장품 소재로써의 활용 가능성을 보였다.
3. 항균 활성 측정 결과, 더치 coffee grounds추출물의 S. aureus에 대한 활성을 제외한모든 실험에서 항균 효과가 나타났다. 또한coffee bean 추출물과 coffee grounds 추출물간 clear zone 크기의 차이가 거의 없어 coffee grounds에는 다량의 항균 성분이 남아있음을 알 수 있었다.
aureus에 대한 활성을 제외한모든 실험에서 항균 효과가 나타났다. 또한coffee bean 추출물과 coffee grounds 추출물간 clear zone 크기의 차이가 거의 없어 coffee grounds에는 다량의 항균 성분이 남아있음을 알 수 있었다.

후속연구

본 연구 결과를 바탕으로 coffee grounds를 기능성 화장품의 소재로 활용한다면 커피 찌꺼기 처리에 의해 발생하는 사회적 비용 및 환경오염을 감소시킬 뿐만 아니라, 폐자원을 고부가가치 자원으로 전환시킨 좋은 사례가 될 것이라 사료된다.
항균력 측정결과, 커피 추출 후 버려지는 coffee grounds에도 항균 활성 성분이 존재하는 것으로 확인되었다. 특히, P. acnes에 대한 항균력은 여드름 화장품의 천연 항균제로 다양한 활용이 가능할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한국에서의 커피소비량은 어떻게 되는가?	약 80여 개 국가에서 재배되고 있는 커피는 석유 다음으로 큰 무역 상품으로 전 세계적으로 주요 사업 중 하나이다. 통계청에 따르면 커피는 한국에서도 2016년 기준 1인당 연간 428잔 이상을 소비하고 있으며 매년 그 소비량은 증가하고 있다[1]. 커피에는 카페인, 카테킨과 안토시아닌 등의 플라보노이드, 여러 종류의 폴리페놀 화합물 등 유용한 성분들이 함유되어 있어 항산화, 항균 등의 다양한 생리활성 기능을 갖는 것으로 알려져 있다[2,3].
	커피 찌꺼기의 양과 그 처리방법은 무엇인가?	8 %는 커피 찌꺼기로 버려지게 된다. 그 양은 세계적으로 연간 약 6백만 톤에 해당되며 대부분 매립되거나 소각된 채 버려지고 있다. 커피 찌꺼기를 처리하기 위한 사회적 비용은 연간 7,642억 원에 달할 정도로 큰 비용이 발생하며, 처리 과정에서 발생하는 이산화탄소로 인한 환경적인 문제도 대두되고 있다[1,7].
	커피를 추출하는 방법 중 더치 커피는 어떤 방식인가?	커피를 추출하는 대표적인 방법에는 에스프레소, 더치 커피 등이 있다. 에스프레소는 커피머신의 고온, 고압에 의해 빠르게 추출하는 방식이고, 더치 커피는 상압에서 차가운 물을 한방울 한방울 떨어뜨려 천천히 추출하는 방식이며[5], 더치 커피는 추출온도가 높을수록 이화학적 성분이 증가하고 항산화효과도 높아지는 것으로 보고되고 있다[6].

참고문헌 (20)

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저자의 다른 논문 :

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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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