$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

커피와 작두콩 추출물의 혼합에 따른 항염증 효과
Anti-inflammatory effects of a mixture of coffee and sword bean extracts 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.3, 2020년, pp.237 - 243  

배훈천 (전남대학교 농업생명과학대학 식품공학과) ,  박정업 (전남대학교 약학대학) ,  문제학 (전남대학교 농업생명과학대학 식품공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

커피에 작두콩 추출물의 혼합에 따른 항염증 효과를 평가하였다. 커피 추출물과 작두콩 추출물을 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5 (v/v)의 비율로 혼합한 시료를 대상으로 DPPH를 이용한 항산화 활성평가와 세포독성 평가 및 LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 세포에서 염증 매개물질인 NO, 염증성 cytokine인 TNF-α와 IL-6의 생성 및 iNOS 단백질의 발현을 측정하였다. 그 결과, DPPH radical-scavenging 활성은 작두콩 추출물의 농도에 의존적으로 높게 나타났으며, 커피와 작두콩 1:4 (v/v)의 혼합 비율에서 대략 80%의 DPPH radical-scavenging 활성을 보였다. MTS assay로 세포 생존율을 분석한 결과, 커피와 작두콩 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5(v/v) 혼합 추출물 모두에서 세포독성이 나타나지 않았다. LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 세포에서 TNF-α의 발현 저해 효과는 관찰되지 않았지만, iNOS 단백질 발현과 그에 따른 NO와 IL-6의 생성은 효과적으로 억제됨이 확인되었다. 특히, 커피와 작두콩 1:2 (v/v) 혼합 비율에서 IL-6와 iNOS의 발현이 유의하게 감소하였다. 이와 같은 결과를 종합하여볼 때, 작두콩을 커피의 블렌딩 소재로 이용함으로써 항산화와 항염증 기능이 향상된 커피음료의 제조에 응용할 수 있을 것으로 시사되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Coffee is one of the most widely consumed beverages in the world, and sword bean (Canavalia gladiata, SB) reportedly possesses various biological activities. Therefore, in this study, to reduce caffeine intake and improve coffee function, SB was selected as a supplementary material for blending coff...

주제어

표/그림 (6)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • RAW 264.7 대식세포에 대한 커피와 작두콩 커피 혼합 추출물의 세포독성을 평가하기 위하여 커피 추출물(0.1%), 그리고 커피와 작두콩 혼합 추출물을 농도별(1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, v/v)로 처리하여 MTS assay를 행하여 세포 생존율을 측정하였다. 그 결과 시료 6종 모두 세포독성을 나타내지 않는 것으로 확인되었다(Fig.
  • RAW 264.7 세포에 커피와 작두콩 추출물 시료를 2시간 동안 전처리하고, LPS를 500 ng/mL 농도로 처리하여 24시간 동안 배양한 후, 배양 상등액을 ELISA를 이용하여 커피와 작두콩 혼합추출물의 염증 매개체(IL-6, TNF-α) 생성 저해 효과를 측정하였다.
  • , Santa Cruz, CA, USA)는 1:1000으로 희석하여 4ºC에서 16시간 반응시켰다. TBS/T (0.05% tween 20 in TBS)로 15분간 4회 세척한 후, horseradish peroxidase (HRP)-conjugated anti-rabbit 2차 항체를 1:5000으로 희석하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다.Western brightTM (Advansta Corp.
  • 05% tween 20 in TBS)로 15분간 4회 세척한 후, horseradish peroxidase (HRP)-conjugated anti-rabbit 2차 항체를 1:5000으로 희석하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다.Western brightTM (Advansta Corp., CA, USA)을 이용하여 단백질을 검출하였다. 단백질의 밴드는 C300 (Azure Biosystems Inc.
  • 이동상은 2% aceticacid 함유 수용액을 A 용매로, MeCN을 B 용매로 하고, 용매 B의 비율을 0%에서 100%가 되도록 35분 동안 gradient 방법에 따라 용출시켰다. 검출기는 SPD-M20A (Shimadzu)를 이용하여 254nm에서 분석하였다.
  • 균질화된 각 시료를 37°C에서 30분 간격으로 5분씩 5회에 걸쳐 sonication을 가하면서 추출한 후, 원심분리(5000 RPM, 4ºC, 10 min)를 행하여 얻어진 상층액을 진공 여과(No. 2 Whatman, Maidstone, UK)하여 커피 추출물과 작두콩 추출물을 각각 제조하였다.
  • 따라서 커피를 균형잡힌 건강식단의 한 부분으로 충분히 즐기기 위해서는 카페인 섭취량을 줄이고 유용한 생리활성 화합물의 섭취량을 늘리는 음료의 개발이 필요하다. 그 효과적인 방법중의 하나로 본 연구에서는 커피와 작두콩 추출물을 혼합하는 방법을 고안하였으며, 이에 따른 효과를 평가하기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능에 더하여 세포실험을 통한 항염증 효과를 평가하였다.
  • 2 Whatman, Maidstone, UK)하여 커피 추출물과 작두콩 추출물을 각각 제조하였다. 그리고 이들 각 추출액을 최종적으로 200 mL가 되도록 정제수를 첨가하여 정용하였다. 정용한 추출 용액은 -70ºC에 보관하면서 실험에 사용하였으며, 실험직전에 해동하여 커피 추출 용액과 작두콩 추출 용액 각각을 100:0, 100:100, 100:200, 100:300, 100:400 및 100:500 (mL/mL)가 되도록 혼합한 후, 증류수를 가하여 각 시료의 용액이 1 mL가 되도록 한 다음, 증류수를 이용하여 각각 10배 희석하여 실험에 이용하였다.
  • , CA, USA)을 이용하여 단백질을 검출하였다. 단백질의 밴드는 C300 (Azure Biosystems Inc.,Dublin, CA, USA)를 이용하여 관찰하였다.
  • )에1×105 cells/well이 되도록 분주하고 24시간 동안 배양하였다. 배양액에 작두콩 추출물을 농도별(0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5%)로 전처리하여 2시간 동안 배양한 후, 각 well에 LPS를 500 ng/mL 농도로 처리하고 24시간 배양하였다. 배양 후에는 배양 상층액 100 μL를 취하여 동량의 Griess 시약[1% sulfanilamide in 2.
  • , Seoul, Korea)를 이용하여 각각 분쇄하였다. 분쇄한 각각의 분말(20 g)에 10배량의 정제수(200 mL)를 첨가하고 homogenizer (ULTRA-TURRAX T50, IKA, Seoul, Korea)를 이용하여 균질화시켰다. 균질화된 각 시료를 37°C에서 30분 간격으로 5분씩 5회에 걸쳐 sonication을 가하면서 추출한 후, 원심분리(5000 RPM, 4ºC, 10 min)를 행하여 얻어진 상층액을 진공 여과(No.
  • 1% N-(1-naphthyl)-ethylendiamine dihydrochloride] (Sigma-Aldrich)을 첨가하고, 10분간 방치한 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 생성된 nitrite의 농도는 LPS를 처리한 대조군과 LPS를 처리하지 않은 대조군에서 생성된 nitrite양의 차이를 기준으로 각 시료의 NO 생성 저해 활성을 확인하였다.
  • 0 mL였다. 이동상은 2% aceticacid 함유 수용액을 A 용매로, MeCN을 B 용매로 하고, 용매 B의 비율을 0%에서 100%가 되도록 35분 동안 gradient 방법에 따라 용출시켰다. 검출기는 SPD-M20A (Shimadzu)를 이용하여 254nm에서 분석하였다.
  • 이들 표준품 화합물은 1.0mg/mL의 MeOH에 용해시켜 4ºC에서 보관하였으며, 이들 표준품 화합물 3종을 다음과 같은 분석조건에서 HPLC를 이용하여 동시에 분석하였다.
  • 정용한 추출 용액은 -70ºC에 보관하면서 실험에 사용하였으며, 실험직전에 해동하여 커피 추출 용액과 작두콩 추출 용액 각각을 100:0, 100:100, 100:200, 100:300, 100:400 및 100:500 (mL/mL)가 되도록 혼합한 후, 증류수를 가하여 각 시료의 용액이 1 mL가 되도록 한 다음, 증류수를 이용하여 각각 10배 희석하여 실험에 이용하였다.
  • 즉, 커피와 작두콩 혼합 추출물의 NO 생성 저해 효능을 평가하기 위하여 RAW 264.7 세포를 48-well plate (SPL life sciences Co.)에1×105 cells/well이 되도록 분주하고 24시간 동안 배양하였다.
  • 커피는 생두 1 kg을 210ºC에서 12분 40초간, 작두콩은 생두 1 kg을 170ºC에서 15분간 반열풍식 로스터(THCR-01, TaehwanAuto Co., Gyeonggi, Korea)를 이용하여 각각 로스팅하였다.
  • 커피와 작두콩 혼합 추출물의 NO 생성 억제능을 확인하기 위해 RAW 264.7 세포에 커피와 작두콩 추출물 시료를 2시간 동안 전처리한 후, LPS를 500 ng/mL 농도로 처리하여 24시간이 경과한 후 세포 배양 상층액을 Griess 시약과 반응시켜 NO의 생성량을 측정하였다. 그 결과 LPS에 노출된 RAW 264.
  • 커피와 작두콩 혼합 추출물의 세포독성을 평가하기 위해 RAW264.7 세포주를 96 well plate에 1.0 × 104 cells/well 농도로 동일하게 분주하고 24시간 동안 안정화한 후에 각 well에 혼합 추출물을 농도별로 처리하여 이를 다시 24시간 동안 배양하였다.

대상 데이터

  • Gallic acid와 chlorogenic acid 및 caffeine은 Sigma-AldrichChemical Co. (St Louis, MO, USA)로부터 구입하여 사용하였으며, acetonitrile (MeCN)과 methanol (MeOH)은 HPLC 등급으로Fisher Scientific Korea Ltd. (Seoul, Korea)에서 구입하였으며, acetic acid (AcOH)는 Sigma-Aldrich Chemical Co. 제품을 사용하였다.
  • RAW 264.7 대식세포는 한국세포주은행(KCLB, Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. RAW 264.
  • RAW 264.7 세포주는 1% penicillinstreptomycin (Thermofisher Scientific, Waltham, MA, USA)과 10% fetal bovine serum (FBS, Thermofisher Scientific)이 첨가된Dulbecco Modified Eagle’s medium (DMEM, Welgene, Daegu, Korea) 배지를 사용하였으며, 37°C의 인큐베이터에서 5% CO2의 조건에서 배양하였다.
  • , Winooski, VT, USA)를 사용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구로는 vitamin C (Vit C, Sigma-Aldrich)를 사용하였으며, DPPH radicalscavenging 활성의 정도는 다음과 같이 계산하였다.
  • 본 실험에는 2018년에 수확된 브라질산 아라비카종 커피생두(Coffea arabica Green bean Brazil Red Bourbon NY2 Scr. 16Cerrado Pulped Natural Veloso Estate, GSC International Co. Seoul, Korea)를 사용하였다. 작두콩은 2016년에 전남 화순에서 수확한 적색 콩으로 화순군 작두콩 생산자 조합(Sword Red Bean, Hsfarm, Jeonam, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
  • Seoul, Korea)를 사용하였다. 작두콩은 2016년에 전남 화순에서 수확한 적색 콩으로 화순군 작두콩 생산자 조합(Sword Red Bean, Hsfarm, Jeonam, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
  • 커피와 작두콩 혼합 추출물의 지표성분으로 gallic acid와 chlorogenic acid 및 caffeine을 사용하였다. 이들 표준품 화합물은 1.

데이터처리

  • Different letters above a bar are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
  • Different letters mean significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
  • 농도의존성에 대한 비교가 필요한 부분에 대해서는 IBM SPSS Statistics 20 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 사용하여 평균비교 일원배치분산분석과 Duncan 사후검정을 통해 p<0.05 수준에서 통계처리하여 추가로 표시하였다.
  • 모든 실험은 3회 반복 실시하였으며, 실험결과에 대한 통계는Graph Pad Prism ver. 5.01 (Graph Pad Software, San Diego, CA, USA) 프로그램을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)과 Tukey's post hoc test를 실시하여 p<0.05 유의 수준에서 평균(mean)±표준오차(standard error of the mean, SEM)로 통계처리하였다.

이론/모형

  • DPPH radical-scavenging 활성은 기존의 방법을 참고하여 평가하였다(Park 등, 2016). 즉, MeOH에 희석한 추출물과 표준시료를 96 well plate (SPL life sciences Co.
  • NO는 Park 등 (2016)의 실험방법에 따라 측정하였다. 즉, 커피와 작두콩 혼합 추출물의 NO 생성 저해 효능을 평가하기 위하여 RAW 264.
  • Western blot analysis를 이용한 iNOS 단백질의 발현량 측정은 Park 등(2016)의 방법을 참고하여 행하였다. 즉, RAW 264.
  • 7 세포에 IL-6의 생성을 효과적으로 감소시킨 것으로 나타난 커피와 작두콩 1:2 (v/v) 혼합 추출물을 2시간 동안 전처리한 후, LPS를200 ng/mL 농도로 첨가하여 18시간 동안 배양하였다. 비스테로이드성 항염증 화합물인 선택적 COX-2 저해제 celecoxib (Cel, 10M)를 양성 대조구로 사용하여 iNOS 염증성 단백질 발현 양상을western blotting 방법으로 분석하였다. 그 결과 커피와 작두콩이 1:2 (v/v)의 비율로 혼합된 추출물이 LPS 처리로 염증이 유도된 RAW 264.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
작두콩이란? 작두콩(Canavalia gladiata)은 콩과의 한해살이 덩굴성 식물로서 6~7월에 꽃이 피며, 8~10월에 꼬투리를 맺고 늦가을에 열매가 익는다. 작두콩은 식용하는 콩 중에서 크기가 가장 크며, 콩을 포함하고 있는 콩깍지의 모양이 작두를 닮았다고 하여 작두콩 혹은 도두(刀豆)라 불리기도 한다(Cho 등, 1999).
관세청 수출입 무역통계에 의한 국내 커피시장의 경향은? 국내 커피 시장은 최근 수년 동안 급격한 성장세를 보여왔다. 관세청 수출입 무역통계에 의하면, 국내 커피류 수입량은 2008년에 10만 2천 톤으로 2억 9천만 달러이던 것이 2018년에는 15만8천 톤으로 6억 4천만 달러에 달해 지난 10년간 50% 이상 증가한 것으로 집계되었다(Korea customs service, 2019). 또한, 커피의 품목별 국내 판매액 변동 현황을 살펴보면 2008년에 1조 1천억 원이었던 것이 2017년에는 4조 3천억 원 규모로 성장하였으며, 볶은 커피 품목은 2008년에 434억 원 규모에 불과하였던 것이2017년에는 5357억 원 대로 집계되어 10배 이상의 성장률을 보였다(KOSIS, 2019).
작두콩의 민간요법에서 효능은? 작두콩은 식용하는 콩 중에서 크기가 가장 크며, 콩을 포함하고 있는 콩깍지의 모양이 작두를 닮았다고 하여 작두콩 혹은 도두(刀豆)라 불리기도 한다(Cho 등, 1999). 민간요법에서는 축농증, 치질, 종기 등의 화농성 염증을 다스리는 데 사용되었으며(Chang 등, 2011), 항암(Jeon 등, 2005)과 항당뇨(Nimenibo-Uadia, 2003)에 효능이 있다고 보고된 바 있다. 작두콩에는 많은 콩과식물에 함유되어 있는 haemagglutinin과 같은 적혈구 응집 인자(가열에 의해 변성되어 독성 잃음)와 canavanine등의 비단백 아미노산 성분이 함유되어 있으며(Ekanayake 등,2007), 작두콩 미성숙두로부터 새로운 gibberellin인 canavalia gibberellin I과 II가 단리되었음이 보고되었다(Tamura 등, 1967).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (24)

  1. Bystrom LM, Guzman ML, Rivella S. Iron and reactive sxygen species: Friends or toes of cancer cells? Antioxid. Redox Signaling. 20: 1917-1924 (2014) 

  2. Chang MI, Kim JY, Kim SJ, Baek SH. Effect of sword bean Chunggukjang addition on quality of Kochujang. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 40: 1292-1299 (2011) 

  3. Cho YS, Bae YI, Shim KH. Chemical components in different parts of Korean sword bean (Canavalia gladiata). Korean J. Postharvest Sci. Technol. 6: 475-480 (1999) 

  4. European Food Safety Authority. Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA). Scientific opinion on the safety of caffeine. EFSA J. 13: 4102-4107 (2015) 

  5. Ekanayake S, Skog K, Asp NG. Canavanine content in sword bean (Canavalia gladiata): Analysis and effect of processing. Food Chem. Toxicol. 45: 797-803 (2007) 

  6. Green SJ, Scheller LF, Marletta MA, Seguin MC, Klotz FW, Slayter M, Nelson BJ, Nacy CA. Nitric oxide: cytokine-regulation of nitric oxide in host resistance to intracellular pathogens. Immunol. Lett. 43: 87-94 (1994) 

  7. Jeon KS, Na HJ, Kim YM, Kwon HJ. Antiangiogenic activity of 4-O-methylgallic acid from Canavalia gladiata, dietary legume. Biochem. Biophys. Res. Commun. 330(4): 1268-1274 (2005) 

  8. Kim JP, Lee HH, Moon JH, Ha DR, Kim ES, K JH, Seo KW. Isolation and Identification of antioxidants from methanol extract of sword bean (Canavalia gladiata). Korean J. Food Sci. Technol. 45: 777-784 (2013) 

  9. Korea Customs Service. Trade statistics. Available from: https://unipass.customs.go.kr/ets/index.do. Accessed Nov. 23, 2019. 

  10. Korean Statistical Information Service. Ministry of Food and Drug Safety. Production of food manufacturing and processing establishments. Available from: http://kosis.kr/index/index.do. Accessed Nov. 23, 2019. 

  11. Lafranconi A, Micek A, De Paoli P, Bimonte S, Rossi P, Quagliariello V, Berretta M. Coffee intake decreases risk of ostmenopausal breast cancer: A dose-response meta-analysis on rospective cohort studies. Nutrients 10: 112 (2018) 

  12. Loftfield E, Rothwell JA, Sinha R, Keski-Rahkonen P, Robinot N, Albanes D, Weinstein SJ, Derkach A, Sampson J, Scalbert A, Freedman ND. Prospective investigation of serum metabolites, coffee drinking, liver cancer incidence, and liver disease mortality. JNCI, J. Natl. Cancer Inst. 112: 286-294 (2020) 

  13. Loomis D, Guyton KZ, Grosse Y, Lauby-Secretan B, El Ghissassi F, Bouvard V, et al. Carcinogenicity of drinking coffee, matmate, and very hot beverages. Lancet Oncol. 17(7): 877-878 (2016) 

  14. Lopez-Garcia E, Guallar-Castillon P, Leon-Munoz L, Graciani A, Rodriguez-Artalejo F. Coffee consumption and health-related quality of life. Clin. Nutr. 33: 143-149 (2014) 

  15. Lopez-Garcia E, Rodriguez-Artalejo F, Rexrode KM, Logroscino G, Hu, FB, van Dam RM. Coffee consumption and risk of stroke in women. Circulation. 119: 1116-1123 (2009) 

  16. Mungrue IN, Husain M, Stewart DJ. The role of NOS in heart failure: lessons from murine genetic models. Heart Failure Rev. 7: 407-422 (2002) 

  17. Nakatsuka Y, Nagasawa T, Yumoto Y, Nakazawa F, Furuichi Y. Inhibitory effects of sword bean extract on alveolar bone resorption induced in rats by Porphyromonas gingivalis infection. J. Periodontal Res. 49: 801-809 (2014) 

  18. Negi AS, Darokar MP, Chattopadhyay SK, Garg A, Bhattacharya AK, Srivastava V, Khanuja PS. Synthesis of a growth promoter from gallic acid. Bioorg. Med. Chem. Lett. 15: 1243-1247 (2005) 

  19. Nieber K. The impact of coffee on health. Planta Med. 83: 1256-1263 (2017) 

  20. Nimenibo-Uadia R. Effect of aqueous extract of Canavalia ensiformis seeds on hyperlipidaemia and hyperketonaemia in alloxaninduced diabetic rats. Biokemistri 15: 7-15 (2003) 

  21. Pandurangan AK, Mohebali N, Norhaizan ME, Looi CY. Gallic acid attenuates dextran sulfate sodium-induced experimental colitis in BALB/c mice. Drug Des., Dev. Ther. 9: 3923-934 (2015) 

  22. Park JU, Kim SJ, Na CS, Choi CH, Seo CS, Son JK, Kang BY, Kim YR. Chondroprotective and anti-inflammatory effects of ChondroT, a new complex herbal medication. BMC Complementary Altern. Med. 16: 1-11 (2016) 

  23. Tamura S, Takahashi N, Murofushi N, Yokota T, Kato J, Shiotani Y. Isolation of two new gibberellins from immature seeds of Canavalia. Planta 75: 279-282 (1967) 

  24. Wootton-Beard PC, Ryan L. Improving public health?: The role of antioxidant-rich fruit and vegetable beverages. Food Res. Int. 44: 3135-3148 (2011) 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로