[논문]우리나라 토마토의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화활성 및 암세포 억제활성

최석현

doi:10.5392/jkca.2021.21.12.879

우리나라 토마토의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화활성 및 암세포 억제활성
Polyphenol and Flavonoid Contents, Antioxidative and Cancer Cell Inhibitory Effects of Domestic Tomatoes 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.21 no.12, 2021년, pp.879 - 887

초록
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본 연구는 국내산 토마토의 총 폴리페놀 및 플리보노이드 함량, 항산화 활성 및 암세포 억제 활성을 알아보기 위해 수행되었다. Rafito, Momotaro 및 Medion 품종의 총 폴리페놀 함량은 각각 10.44±1.84, 11.14±1.95 및 12.26±1.82 mg/g(dry weight)이었으며 총 플라보이드 함량은 각각 3.62±0.57, 3.24±0.35 및 3.87±0.60 mg/g이었다. DPPH 및 ABTS radical 소거활성을 측정한 결과 세가지 품종 모두 뚜렷한 radical 소거활성을 보여 항산화활성을 나타내었다. 정상세포주와 암세포주의 생육에 미치는 영향을 알아본 결과 세가지 품종 모두 정상 간세포(Chang)에 대해서는 세포독성이 없었고 폐암 세포(A549)에는 생육억제 효과가 없었으나 자궁경부암세포(HeLa)와 간암세포(HepG2)에 대해서는 높은 수준의 생육억제 효과가 확인되었다. 본 연구를 통해 국내산 토마토의 생리활성 식품소재로서의 유용성이 검증되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out for elucidating bioacive properties of three domestic tomato cultivars. Total polyphenol and flavonoid of Rafito, Momotaro and Medison were 10.44±1.84, 11.14±1.95, 12.26±1.82 and 3.62±0.57, 3.24±0.35, 3.87±0.60 mg/g(dry weight) respectively. Domestic tomatoes showed DPPH and ABTS radical scavenging activities. All of tomatoes had no cytotoxicity for normal liver cell, but showed remarkable growth inhibitory effect against cervical cancer cell and liver cancer cell. These results suggested that domestic tomatoes can be used as a bioactive food material.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Contents of total polyphenols in domestic tomatoes
그림 Fig. 2. Contents of total flavonoids in domestic tomatoes * indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
그림 Fig. 3. DPPH radical scavenging activity(DSA) of three domestic tomatoes
그림 Fig. 4. ABTS radical scavenging activity(ASA) of three domestic tomatoes
표 Table 1. 50% radical reduction concentration(RC50) of three domestic tomatoes
표 Table 2. Growth inhibitory effect on normal and cancer cells by domestic tomato cultivars
표 Table 3. 50% cell growth inhibitory concentration (IC50) of domestic tomato cultivars

AI 본문요약
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문제 정의

외국에서는 토마토의 유용성을 밝히려는 연구가 활발하게 진행되어 토마토의 항산화효과, LDL의 산화억제 효과, 노화 억제 효과, 전립선암 억제 효과, 폐암 억제 효과 등이 보고되어 있다. 그러나 국내에서 재배되는 토마토에 대해서는 이러한 연구가 다소 부족한 실정인데 본 연구에서는 국내에서 재배되는 토마토 세가지 품종(Rafito, Momotaro 및 Medison)을 대상으로 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량, 항산화효과 및 암세포 억제 활성에 대해 검증해 보았다.
항산화활성은 DPPH와 ABTS에 의해 생성되는 free radical을 제거하는 능력을 측정하여 알아보았다. 그리고 정상세포, 폐암세포, 간암세포 및 자궁경부암 세포에 대한 억제효과를 살펴봄으로써 세포독성과 암세포 억제활성을 알아보았다. 본 연구의 결과는 우리나라에서 재배되는 토마토의 유용성을 검증하여 식품학적 가치와 활용성을 높이는데 기여 할 것으로 기대된다.
이를 위하여 본 연구에서는 우리나라에서 재배되는 3 종의 토마토를 대상으로 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량, 항산화효과 및 암세포 억제활성에 대해 알아보고자 하였다. 항산화활성은 DPPH와 ABTS에 의해 생성되는 free radical을 제거하는 능력을 측정하여 알아보았다.

제안 방법

국내산 토마토의 플라보노이드 함량을 정량하기 위해서 상기의 폴리페놀 정량을 위한 추출방법과 동일하게 플라보노이드 추출물을 제조하였다.
국내산 토마토의 항산화 활성을 DPPH radical scavenging activity(DSA)와 ABTS radical scavenging activity(ASA)를 측정하여 알아보았다. 토마토 추출 건조물을 50, 100, 250, 500 ㎍/mL의 농도로 희석하여 처리한 결과 세가지 품종 모두 추출 건조 희석액의 처리 농도가 높아짐에 따라 95%(p<0.
이를 위하여 본 연구에서는 우리나라에서 재배되는 3 종의 토마토를 대상으로 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량, 항산화효과 및 암세포 억제활성에 대해 알아보고자 하였다. 항산화활성은 DPPH와 ABTS에 의해 생성되는 free radical을 제거하는 능력을 측정하여 알아보았다. 그리고 정상세포, 폐암세포, 간암세포 및 자궁경부암 세포에 대한 억제효과를 살펴봄으로써 세포독성과 암세포 억제활성을 알아보았다.

대상 데이터

Hel299(정상 폐 세포주), A549(폐암 세포주), HeLa(자궁경부암 세포주) 및 HepG2(간암 세포주) 등 세포주는 American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA)으로부터 구입하였으며 α-MEM, RPMI 1640 등 배지 및 시약은 Gibco BRL (Life technologies, Cergy-Pontoise, France)로부터 구입하여 사용하였다.
국내산 토마토 3종을 품종별로 10개씩 선별하여 과육을 약 1 cm 두께로 세절하여 동결건조기(model PVTFD 10R, Ilsinbiobase Co., Ltd. Korea)로 건조하였다.
국내에서 생산되는 Rafito, Momotaro 및 Medison 3종의 토마토를 부여 토마토시험장(Chung-Nam, Korea)으로부터 제공받아 실험 재료로 사용하였다. Hel299(정상 폐 세포주), A549(폐암 세포주), HeLa(자궁경부암 세포주) 및 HepG2(간암 세포주) 등 세포주는 American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA)으로부터 구입하였으며 α-MEM, RPMI 1640 등 배지 및 시약은 Gibco BRL (Life technologies, Cergy-Pontoise, France)로부터 구입하여 사용하였다.

데이터처리

실험은 3회 이상 반복하였으며 결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었다
통계분석을 위해 SPSS statistics(ver.25)를 사용하여 one-way ANOVA와 Duncan’s multiple range test를 거쳤으며 신뢰수준 95%(p<0.05)에서 유의차를 검증하였다.

성능/효과

Rafito 품종, Momotaro 품종 및 Medison 품종 의총 폴리페놀 함량은 건조물 기준(dry weight)으로 각각 10.44±1.84 mg/g, 11.14±1.95 mg/g 및 12.26±1.82 mg/g이었는데 이탈리아에서 재배되는 토마토의 평균 폴리페놀 함량(4.43±0.39 mg/g ~ 25.84±2.85 mg/g)과 비슷한 수준이거나 프랑스에서 재배되는 토마토의 폴리페놀 함량(44.6 mg/g)에 비해서는 낮았다.
60 mg/g이었다. 각 품종 간의 총 폴리페놀 함량의 유의차를 95% 신뢰구간에서 검증한 결과 Rafito 품종과 Momotaro 품종은 유의차가 없었고 Medison 품종은 다른 두 품종에 비해 통계적으로 유의미하게 총 폴리페놀 함량이 높음을 알 수 있었다.
본 연구를 통해 국내에서 재배되는 세가지 토마토 품종의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 정량되었고 토마토 추출물의 항산화 활성이 검증되었다. 또한, 토마토 추출 건조물의 HeLa 세포주(자궁경부암 세포) 및 HepG2 세포주(간암 세포)에 대한 생육 억제 활성도 확인되었다.
본 연구를 통해 국내에서 재배되는 세가지 토마토 품종의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 정량되었고 토마토 추출물의 항산화 활성이 검증되었다. 또한, 토마토 추출 건조물의 HeLa 세포주(자궁경부암 세포) 및 HepG2 세포주(간암 세포)에 대한 생육 억제 활성도 확인되었다.
이와 같이 국내에서 생산되는 3종의 토마토 추출 건조물의 정상세포와 암세포에 대한 생육 억제 활성을 알아본 결과 세가지 품종 모두 정상세포에 대해서는 생육 억제 활성을 나타내지 않아 세포독성은 관찰되지 않았고 자궁경부암세포주인 HeLa와 간암세포주인 HepG2 에 대해서는 세가지 품종 모두 생육 저해 활성을 보임을 확인 할 수 있었다.
이와같이 국내산 토마토의 항산화 활성을 알아보기 위해 세가지 품종의 토마토에 대해 DSA와 ASA를 측정하여 보았는데 세가지 품종 모두 항산화 활성이 있음이 확인되었다.
총 플라보이드 함량을 측정한 결과 Rafito 품종, Momotaro 품종 및 Medison 품종의 폴리페놀 함량은 건조물 기준(dry weight)으로 각각 3.62±0.57 mg/g, 3.24±0.35 mg/g 및 3.87±0.60 mg/g이었는데 이는 이탈리아산 토마토의 평균 플라보노이드 함량 (0.13±0.01 mg/g ~ 6.59±0.83 mg/g)과 유사하였다.
토마토 추출 건조물을 50, 100, 250, 500 ㎍/mL의 농도로 희석하여 처리한 결과 세가지 품종 모두 추출 건조 희석액의 처리 농도가 높아짐에 따라 95%(p<0.05) 신뢰수준에서 DPPH radical과 ABTS radical을 감소시켰다
토마토 추출 건조물을 500 ㎍/mL의 농도로 처리한 결과 DPPH radical을 51.36±0.68 ~ 59.40±0.89%까지 감소시켰고 ABTS radical을 63.53±0.56% ~ 71.92±0.67% 감소시켜 항산화 활성을 있음을 확인할 수 있었다.
토마토의 품종이나 추출 방법의 차이에 따라 다소 차이가 있을 수 있으나 본 연구에 사용한 우리나라에서 재배되는 토마토에는 외국에서 재배된 토마토에 비해 비슷하거나 약간 낮은 수준의 폴리페놀이 함유되어 있음을 알 수 있었다.

후속연구

이와 같은 결과를 통해 국내산 토마토의 유용성이 검증되었고 생리활성 식품 소재로서의 가치가 확인되었다. 다만, 본 연구에서는 세가지 품종의 국내산 토마토를 대상으로 연구를 수행하였는데 국내에서 재배되는 토마토의 유용성을 보다 폭 넓게 검증하기 위해서는 보다 많은 품종에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
그리고 정상세포, 폐암세포, 간암세포 및 자궁경부암 세포에 대한 억제효과를 살펴봄으로써 세포독성과 암세포 억제활성을 알아보았다. 본 연구의 결과는 우리나라에서 재배되는 토마토의 유용성을 검증하여 식품학적 가치와 활용성을 높이는데 기여 할 것으로 기대된다.

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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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