[논문]현사시나무 추출물의 항산화활성과 성분분석

최선일; 황석준; 이옥환; 김종대

doi:10.9721/kjfst.2020.52.2.119

현사시나무 추출물의 항산화활성과 성분분석
Antioxidant Activity and Component Analysis of Populus Tomentiglandulosa Extract 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.2, 2020년, pp.119 - 124

최선일 (강원대학교 바이오산업공학부 식품생명공학전공) , 황석준 (강원도 보건환경연구원) , 이옥환 (강원대학교 바이오산업공학부 식품생명공학전공) , 김종대 (강원대학교 바이오산업공학부 식품생명공학전공)

초록
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본 연구에서는 현사시나무 추출물에 대한 일반성분, 무기질, 비타민, 유리당, 총 페놀과 총 플라보노이드 함량 및 HPLC을 이용하여 페놀성 화합물을 분석하였으며 DPPH, ABTS 라디칼 소거능을 통하여 추출물의 항산화 활성을 조사하였다. 추출물의 일반 성분 분석결과, 탄수화물, 수분, 조단백질, 회분, 조지방은 각각 88.6, 5.11, 2.5, 2.3, 1.5%로 확인되었다. 무기질 분석결과, Ca (77.5 mg/100 g), Mg (85.0 mg/100 g), Na (23.4 mg/100 g), K (907.5 mg/100 g), P (93.8 mg/100 g), Fe (1.4 mg/100 g), Zn (2.6 mg/100 g), Cu (0.6 mg/100 g), Mn (2.9 mg/100 g)을 함유하고 있었다. 비타민의 경우, vitamin C (6.1 mg/100 g), vitamin B₂ (0.3 mg/100 g), vitamin B₆ (0.01 mg/100 g), nicotinic acid (3.1 mg/100 g)가 확인되었다. 유리당 조성은 glucose 1.6%, fructose 2.2%였고 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 각각 115.4±0.85 mg GAE/g, 20.9±1.14 mg QE/g으로 나타났다. HPLC 분석결과 catechin (9.1±0.27 mg/g), caffeic acid (4.1±0.57 mg/g), p-coumaric acid (2.1±0.47 mg/g), chlorogenic acid (1.6±0.86 mg/g), gallic acid (1.4±0.35 mg/g)가 주요 성분으로 확인되었다. 현사시나무 추출물은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성을 보였고 이는 추출물에 함유된 항산화성분에 기인한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 현 사시나무 추출물의 일반성분, 무기질, 비타민, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량, 주요 페놀성 화합물 및 항산화활성을 평가하였지만 향후 현사시나무 추출물이 식품소재 또는 건강기능식품 소재로서 활용 가치를 높이기 위해서는 세포 및 동물모델에서의 바이오마커 평가 및 작용기전 연구가 추가되어야 할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Populus Tomentiglandulosa (PT) is known for pharmacological effects against ischemia-injury and immune activity. This study aimed to investigate the nutritional components, total phenol and flavonoid contents, antioxidant activities of PT extract. Among the mineral contents, the K content (907.5 mg/100 g) was the highest in the PT extract. Vitamins C (6.1 mg/100 g) and nicotinic acid (3.1 mg/100 g) were also found in high amounts. Fructose (2.2%) and glucose (1.6%) were found as free sugars in the PT extract. The total phenolic and flavonoid contents of PT extract were 115.4±0.85 mg GAE/g and 20.9±1.14 mg QE/g, respectively. Results of HPLC analysis of PT extract identified catechin (9.1±0.27 mg/g), caffeic acid (4.1±0.57 mg/g), p-coumaric acid (2.1±0.49 mg/g), chlorogenic acid (1.6±1.86 mg/g), and gallic acid (1.4±0.35 mg/g), respectively. These results suggest that the PT extract possesses high nutritional component and antioxidant properties, which can be used as functional bioresources.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Proximate composition of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosa (unit: %)
표 Table 2. Mineral contents of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosa (unit: mg/100 g)
표 Table 3. Vitamin contents of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosa (unit: mg/100 g)
표 Table 4. Free sugar contents of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosa (unit: %)
그림 Fig. 1. DPPH (A) and ABTS (B) radical scavenging activities of Populus Tomentiglandulosa 70% ethanol extract.
표 Table 5. Total phenol and flavonoid contents of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosa
표 Table 6. Phenolic compounds of 70% ethanol extract from Populus Tomentiglandulosas

AI 본문요약
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제안 방법

따라서 본 연구에서는 향후 현사시나무 추출물이 식품소재로 활용 시 기초자료로 활용 가능한 식품학적 성분분석(일반성분, 무기질, 비타민, 유리당)을 실시하였고, 건강기능성 식품소재로 활용 시 표준화를 위한 총페놀, 총플라보노이드 및 페놀성 화합물 함량을 분석하였다. 또한, 현사시나무 추출물의 기초적인 항산화 활성을 분석하고자 1,1-Diphenyl-2-pic-rylhydrazy (DPPH) 및 2,2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) 라디칼 소거능을 평가하였다.
따라서 본 연구에서는 향후 현사시나무 추출물이 식품소재로 활용 시 기초자료로 활용 가능한 식품학적 성분분석(일반성분, 무기질, 비타민, 유리당)을 실시하였고, 건강기능성 식품소재로 활용 시 표준화를 위한 총페놀, 총플라보노이드 및 페놀성 화합물 함량을 분석하였다. 또한, 현사시나무 추출물의 기초적인 항산화 활성을 분석하고자 1,1-Diphenyl-2-pic-rylhydrazy (DPPH) 및 2,2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) 라디칼 소거능을 평가하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 현사시나무는 춘천시 동산면의 야산에서 채취하여 현사시나무의 수피 부분만 분리하여 70% 에탄올에 70°C로 24시간 3회 추출하였고 Whatman No. 1 (Whatman Ltd., Maidstone, Kent, UK) 여과지를 이용하여 여과한 후, 회전진공농축기(EYELA, SN-1100, Tokyo, Japan)를 사용하여 50°C에서 감압농축하였다. 농축된 추출물은 동결건조기(PVTFA 10AT, Ilsin, Dongducheon, Korea)를 이용하여 분말화한 후, 시료로 사용하였다.

데이터처리

자료분석은 통계 소프트웨어 statistical analysis system (SAS) program을 이용하였고 Duncan의 다중 범위 검정(Duncan’s multiple range test)을 이용하여 실험군의 평균값 간의 유의성(α)은 0.05 유의수준에서 검정하였다.

성능/효과

현사시나무 추출물의 무기질 함량을 분석한 결과, Table 2와 같다. 추출물의 무기질 함량은 K (907.5 mg/100 g), P (93.8 mg/100 g), Mg (85.0 mg/100 g), Ca (77.5 mg/100 g), Na (23.4 mg/100 g), Mn (2.9 mg/100 g), Zn (2.6 mg/100 g), Fe (1.4 mg/100 g), Cu (0.6 mg/100 g) 순으로 나타났다. 무기질 성분 중에서는 K이 가장 높았고 그 다음으로 P와 Mg 등의 순으로 함량이 높았다.
1(A)에 나타내었다. 현사시나무 추출물의 농도가 높아질수록 DPPH radical 소거 활성이 증가하는 경향을 나타내었고 현사시나무 추출물 1,000 μg/mL 농도에서 79.2% 소거 활성을 보였다. 반면, 대조군으로 사용한 ascorbic acid와 BHT의 1,000 μg/mL 농도에서의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 86.

후속연구

현사시나무 추출물의 항산 화력은 항산화성분에 기인한 것으로 사료되며, 현사시나무 추출물에 함유된 catechin과 caffeic acid 등의 페놀성 화합물들은 높은 항산화력에 갖는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무 추출물의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능을 측정하여 항산화 활성을 평가하였지만, 향후 효소계 및 비효소계 항산화활성 및 세포모델에서의 reactive oxygen species 저감 효능 등의 추가 연구가 필요한 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현사시나무 추출물의 무기질 함량을 분석한 결과는 어떻게 되는가?	현사시나무 추출물의 무기질 함량을 분석한 결과, Table 2와 같다. 추출물의 무기질 함량은 K (907.5 mg/100 g), P (93.8 mg/100 g), Mg (85.0 mg/100 g), Ca (77.5 mg/100 g), Na (23.4 mg/100 g), Mn (2.9 mg/100 g), Zn (2.6 mg/100 g), Fe (1.4 mg/100 g), Cu (0.6 mg/100 g) 순으로 나타났다. 무기질 성분 중에서는 K이 가장 높았고 그 다음으로 P와 Mg 등의 순으로 함량이 높았다. 하지만 Enzmann 등(1969)의 연구에 따르면 북미사시나무(Populus tremuloides)의 무기질 분석 결과 P, K, Na, Mg에 비하여 Ca의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다.
	현사시나무는 무엇인가?	현사시나무(Populus Tomentiglandulosa)는 버느나무과(Salicaceae)에 속하며 은백양나무와 수원사시나무를 우리나라에서 인공 교배하여 조경수와 가로수 식재용으로 널리 보급한 수종이다. 현사시나무는 성장이 빠르며 건조한 곳에서도 잘 자라는 특성을 갖고 있으며, 천근성으로 인해 뿌리로부터 줄기가 잘 돋아나는 특징을 갖는 낙엽교목이다.
	현사시나무는 어떤 특징을 가진 낙엽교목인가?	현사시나무(Populus Tomentiglandulosa)는 버느나무과(Salicaceae)에 속하며 은백양나무와 수원사시나무를 우리나라에서 인공 교배하여 조경수와 가로수 식재용으로 널리 보급한 수종이다. 현사시나무는 성장이 빠르며 건조한 곳에서도 잘 자라는 특성을 갖고 있으며, 천근성으로 인해 뿌리로부터 줄기가 잘 돋아나는 특징을 갖는 낙엽교목이다. 최근 버드나무과 식물추출물의 약리학적 효능으로 Populus balsamifera 추출물의 항 박테리아 활성(Simard 등, 2014), Populus nigra 추출물의 항염증과 간보호 효과(Debbache 등, 2013), Populus davidiana 추출물의 항산화 활성(Zhang 등, 2006) 및 Populus Tomentiglandulosa 추출물의 신경세포 보호효과(Lee 등, 2019) 등이 연구된 바 있으나 현재까지 우리나라에서 교배하여 만든 현사시나무 추출물의 식품학적 성분 분석, 페놀성 성분 및 항산화성분에 대한 연구는 시도된 바 없기 때문에 이에 대한 기초자료가 필요한 실정이다.

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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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