[논문]비타민나무(Sea Buckthorn, Hippophae rhamnoides) 잎 에탄올 농도별 추출물의 항산화활성 비교

박민규; 주신윤

doi:10.9721/kjfst.2021.53.1.55

비타민나무(Sea Buckthorn, Hippophae rhamnoides) 잎 에탄올 농도별 추출물의 항산화활성 비교
Comparison of antioxidant activities of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides) leaf extracts at different ethanol ratios 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.53 no.1, 2021년, pp.55 - 62

박민규 (대진대학교 식품영양학과) , 주신윤 (대진대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 에탄올 농도를 달리한 비타민나무 잎 추출물의 항산화 물질 및 항산화 활성을 측정하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 총 페놀 함량은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 285.06, 285.64 mg GAE/g으로 높은 함량을 보였으며, 총 플라보노이드, 총 비타민 C, 클로로필 a, 클로로필 b, 총 클로로필 함량은 각각 100% 에탄올 추출물이 123.78 mg NE/g, 807.11 mg/100 g, 30.65, 49.20, 77.58 g/mL로 높은 함량을 보였다. 항산화 활성은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 DPPH 라디칼 소거능(IC50 49.18, 49.03 ㎍/mL), ABTS+ 라디칼 소거능(IC50 67.52, 65.71 ㎍/mL), 아질산염 소거능(IC50 5.15, 4.24 ㎍/mL) 및 환원력(0.90-2.60, 0.97-2.73 O.D.)에서 가장 활성이 좋았고 superoxide- 라디칼 소거능은 40% 에탄올 추출물이 IC50 60.80 ㎍/mL로 활성이 좋았다. 또한 아질산염 소거능과 ABTS+ radical 소거능의 경우 비교군보다 활성이 좋거나 비슷하여 비타민나무 잎의 천연 항산화 물질로의 활용 가능성을 확인하였다. 항산화 물질과 항산화 활성 간의 상관관계를 분석한 결과 상관계수가 0.715-0.990으로 양의 상관관계를 나타냈다. 따라서 비타민나무 잎 추출물 제조 시 40% 에탄올 및 80% 에탄올 용매를 사용할 경우 높은 항산화 활성을 나타내어 천연 항산화제로 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the potential of sea buckthorn leaf (SBL) as a natural antioxidant. SBL was extracted using different ethanol ratios (0, 40, 80, and 100%), and the resulting extracts were examined for their antioxidant contents and antioxidant activities using various methods. The 40% and 80% ethanol extracts (EEs) showed higher total polyphenol contents of 285.06 and 285.64 mg GAE/g respectively, than those in other solvents, and as the ethanol concentration increased, other antioxidant contents of the extracts increased. The 40% and 80% EEs recorded the highest radical scavenging activities against DPPH, superoxide-, ABTS+, nitrite scavenging activity (NO-), and reducing power (RP). The NO- and RP of the SBL EEs were higher than those of ascorbic acid or tannin, which are known as representative antioxidants. The results of this study, suggest that SBL is a potential source of natural antioxidants.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Total polyphenol, total flavonoid and total ascorbic acid contents of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios
그림 Fig. 1. Chlorophyll contents of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios. Different letters (a-d) above bars indicate significant differences at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
표 Table 2. DPPH radical, superoxide^- radical, ABTS⁺ radical and nitrite scavenging activity of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios
표 Table 3. Reducing power of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios
표 Table 4. Pearson correlation between the antioxidant contents and antioxidant capacity parameters of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 비타민나무 잎을 이용하여 에탄올 농도를 달리한 추출물을 제조한 후 항산화물질 및 항산화활성을 측정하여 천연 항산화제로서의 이용 가능성을 검토하고자 하였다.
본 연구에서는 에탄올 농도를 달리한 비타민나무 잎 추출물의 항산화 물질 및 항산화 활성을 측정하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 총 페놀 함량은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 285.

가설 설정

1)Data are mean±standard deviation (n=3).
3) Data are mean±standard deviation (n=3).

제안 방법

비타민나무 잎 분말 100g에 농도별(0, 40, 80, 100%) 에탄올2,000mL를 첨가하여 20 C, 24시간, 150rpm으로 shaking incubator (SI-900R, JeioTech, Daejeon, Korea)에서 추출하였다. 추출액은 여과(Wh atman No.
응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.1mL에 Folin-Ciocalteu reagent 0.2mL와 증류수 2mL 를 혼합하여 3분간 반응시킨 다음 10% Na2CO₃ 2mL를 넣고 암소에서 1시간 동안 반응시킨 후 765nm에서 흡광도(EMC-18PC-UV, EMCLAB GmbH, Duisburg, Germany)를 측정하였다. Gallic acid를 표준물질로 검량선을 작성하였고 시료 1g당 mg gallic acid equivalent (mg GAE/g)로 결과를 나타내었다.
방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물0.25g에 DMSO 25mL를 가하여 30 C에서 24시간 동안 암소에서 색소를 추출한 뒤 648, 664nm에서 흡광도를 측정하였다. 아래의 식으로 클로로필 함량을 계산하여 나타내었다.
비타민나무 잎 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 Lee 등(2007) 의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
비타민나무 잎 추출물의 superoxide 라디칼 소거능은 Wang 등 (2007)의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
비타민나무 잎 추출물의 아질산염 소거능은 Gray와 Dugan (1975)의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
비타민나무 잎 추출물의 총 페놀 함량은 Lin과 Tang(2007)의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
비타민나무 잎 추출물의 총 플라보노이드 함량은 Lee 등(1997) 의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
비타민나무 잎 추출물의 클로로필(chlorophyll) 함량은 Chappelle 등(1992)의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물0.
비타민나무 잎 추출물의 환원력은 Wong과 Chye (2009)의 방법을 응용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 추출물 0.
5mL를 혼합하여 37 C에서 1시간동안 반응시켰다. 이 반응액에 2% acetic acid 2.5mL와 Griess reagent 0.2mL를 넣고 혼합하여 15분간 반응시킨 후 520nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 구하였다. Griess reagent는 1% sulfanilic acid와 1% 1- naphthylamine을 30% acetic acid를 이용하여 제조하였으며, 사용 직전에 1:1 비율로 섞어 만들었다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 비타민나무 잎 분말은 강원 비타민 나무영농조합법인(2019년 2월)에서 생산된 것을 삼성생약(주)에서 구입하여 시료로 사용하였다. 항산화물질 및 항산화활성 측정에 사용한 Folin & Ciocalteau’s reagent, 1, 1-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), ascorbic acid 등은 Sigma-Aldrich사(St.
시료로 사용하였다. 항산화물질 및 항산화활성 측정에 사용한 Folin & Ciocalteau’s reagent, 1, 1-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), ascorbic acid 등은 Sigma-Aldrich사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였고, 그 외 시약 1급을 사용하였다.

데이터처리

2)Different superscripts (a-d) in a column indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
3)Different superscripts (A-D) in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
4) Different superscripts (a-d) in a column indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
4) Different superscripts (a-d) in a column indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
Chlorophyll contents of sea buckthorn leaf extracts at different ethanol ratios. Different letters (a-d) above bars indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
, Armonk, NY, USA)을 이용하였으며, 유의성 검증을 위하여 ANOVA를 실시하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. Duncan’s multiple range test (p<0.05)를 이용하여 유의성이 있는 경우 사후검증을 하였다. 상관관계 분석은 Pearson’s correlation coefficient 로 상관도를 검정하였다(p<0.
본 연구의 결과는 통계 프로그램 SPSS statistics (ver. 25, IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하였으며, 유의성 검증을 위하여 ANOVA를 실시하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. Duncan’s multiple range test (p<0.
05)를 이용하여 유의성이 있는 경우 사후검증을 하였다. 상관관계 분석은 Pearson’s correlation coefficient 로 상관도를 검정하였다(p<0.05).

이론/모형

비타민나무 잎 추출물의 ABTS 라디칼 소거능은 Re 등(1999) 의 방법에 응용하여 측정하였다. 7mM ABTS와 2.
총 비타민 C 함량은 식품공전(MFDS, 2020)의 방법을 이용하여 측정하였다. 비타민나무 잎 분말과 metaphosphoric acid-acetic acid solution를 1:1로 혼합하여 균등한 죽 상태로 만들어 무게(W) 를 측정한 뒤 25mL mass flask에 묽은 metaphosphoric acid acetic acid solution으로 정용하였다.

성능/효과

78mg NE/g으로 측정되었다. 100% 에탄올 추출물이 123.78mg NE/g으로 가장 높았으며, 에탄올 농도가 증가할수록 총 플라보노이드 함량이 증가하였다(p<0.001). 플라보노이드류는 polyphenolic substance로서 화학구조에 따라 물과 에탄올에 대한 용해도에 차이가 있다고 보고되었다(Middleton과 Kandaswami, 1992).
64mg GAE/g으로 측정되었다. 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 285.06, 285.64mg GAE/g으로 높은 함량을 보였으며 100% 에탄올 추출물이 낮은 함량을 보였다(p<0.001). 폴리페놀은 대다수 당이나 수용성 단백질이 hydroxyl기와 ether 결합으로 존재하여 극성용매에 대한 용해성이 증가한다(Woo, 1995).
01)은 강한 양의 상관관계를 보였다. ABTS 라디칼 소거능과 아질산염 소거능 (r=0.873, p<0.01)은 강한 양의 상관관계를 보였다. 이상의 결과로 추출물의 총 폴리페놀 함량이 항산화능과 직접적인 관계가 있으며 총 플라보노이드, 비타민 C, 클로로필 함량과 항산화 능은 직접적인 관계가 적은 것으로 사료된다.
01) 은 다소 높은 음의 상관관계를 보였다. DPPH 라디칼 소거능과 superoxide 라디칼 소거능(r=0.821, p<0.01), ABTS 라디칼 소거능(r=0.990, p<0.01), 아질산염 소거능(r=0.893, p<0.01)은 강한 양의 상관관계를 보였다. ABTS 라디칼 소거능과 아질산염 소거능 (r=0.
80µg/mL로 활성이 좋았다. 또한 아질산염 소거능과 ABTS radical 소거능의 경우 비교군보다 활성이 좋거나 비슷하여 비타민나무 잎의 천연 항산화 물질로의 활용 가능성을 확인하였다. 항산화 물질과 항산화 활성 간의 상관관계를 분석한 결과 상관계수가 0.
24%로 에탄올의 농도가 증가할수록 소거 능이 높아진다고 보고하여 본 연구 결과와 유사한 결과를 보였다. 본 연구에서 100% 에탄올 추출물이 다른 시료에 비해 ABTS 라디칼 소거능이 감소하였는데, 이는 앞선 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능 결과와 유사한 경향을 보여준다.
식물에 함유된 phenol성 화합물은 amine보다 아질산염과 빠르게 반응하여 효과적으로 nitrosamine의 생성을 억제하므로 폴리페놀 함량과 아질산염 소거능은 비례적인 상관관계로 알려져 있다(Chung, 2012). 본연구에서 100% 에탄올 추출물이 다른 시료에 비해 아질산 소거 능이 낮게 나타났는데, 이는 100% 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 다른 시료에 비해 낮아서 나타난 결과로 생각된다.
001). 시료 농도 62.5-250 µg/mL에서는 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 가장 높았고, 그 다음으로 0% 에탄올 추출물, 100% 에탄올 추출물 순이었다(p<0.001). Shin (2017)은 비타민나무 잎의 0% 에탄올 추출물보다 70% 에탄올 추출물의 활성이 높다고 보고하였고, Chung (2012)은 총 페놀 함량이 높으면 환원력이 높다고 보고하여 본연구에서 환원력이 총 페놀 함량 증감과 같은 경향을 보였다.
값으로 나타낸 결과는 Table 2에 제시하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 ABTS 라디칼 소거능을 측정한 IC₅₀값은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 67.52, 65.71µg/mL로 활성이 높았고 0% 에탄올 추출물이 99.82 µg/mL, 100% 에탄올 추출물이 118.95µg/mL로 낮은 활성을 나타내었다(p<0.001). 표준물질로 사용한 ascorbic acid의 IC₅₀값은 46.
에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 IC₅₀값은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 49.18, 49.03µg/mL로 활성이 가장 좋았고 0% 에탄올 추출물 (70.50µg/mL), 100% 에탄올 추출물(94.34µg/mL) 순으로 나타나 에탄올 추출물이 물 추출보다 높은 소거능을 보였다(p<0.001). 표준물질로 사용한 ascorbic acid의 IC₅₀값은 20.
값으로 나타낸 결과는 Table 2에 제시하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 superoxide 라디칼 소거 능을 측정한 IC₅₀값은 40% 에탄올 추출물이 60.80µg/mL로 활성이 가장 좋았고 0% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 76.42, 65.13µg/mL로 유의적인 차이가 없었으며 100% 에탄올 추출물이 363.03µg/mL로 낮았다(p<0.001). 표준물질로 사용한 tannic acid의 IC₅₀값은 20.
에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 아질산염 소거능을 측정한 IC₅₀ 값은 0% 에탄올, 40% 에탄올, 80% 에탄올 추출물이 각각 5.72, 5.15, 4.24µg/mL로 높은 활성을 나타냈고 100% 에탄올 추출물이 8.24µg/mL로 다른 추출물에 비해 다소 낮은 활성을 나타냈다 (p<0.001). 표준물질로 사용한 ascorbic acid의 IC₅₀값은 236.
에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 총 비타민 C 함량은 458.20-807.11mg/100g으로 측정되었으며 100% 에탄올 추출물이 807.11mg/100g으로 높은 함량을 보였다. Cho 등(2014)은 비타민나무 잎을 0, 80% 에탄올로 추출한 결과, 추출물의 총 비타민 C 함량은 각각 85-202mg/100 g이 함유되어 있다고 보고하여 본 연구 결과보다 낮게 나타났는데, 이는 본 실험과 Cho 등(2014)의 시료 추출 조건의 차이에 의해 기인한 것으로 사료된다.
물질 및 항산화 활성을 측정하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 총 페놀 함량은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 각각 285.06, 285.64 mg GAE/g으로 높은 함량을 보였으며, 총 플라보노이드, 총 비타민 C, 클로로필 a, 클로로필 b, 총 클로로필 함량은 각각 100% 에탄올 추출물이 123.78 mg NE/g, 807.11mg/100g, 30.65, 49.20, 77.58g/mL로 높은 함량을 보였다. 항산화 활성은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 DPPH 라디칼 소거능(IC₅₀ 49.
Table 3에 제시하였다. 에탄올 농도별 비타민나무 잎 추출물의 환원력은 시료의 농도가 증가할수록 활성이 증가하였으며 500 µg/mL에서 80% 에탄올 추출물이 2.73 O.D. 가장 높았고 40% 에탄올 추출물(2.60 O.D.), 100% 에탄올 추출물(2.50 O.D.), 0% 에탄올 추출물(2.27 O.D.) 순이었다(p<0.001). 시료 농도 62.
20 mg/g으로 측정되었다고 보고하였다. 에탄올 추출물이 물 추출물보다 클로로필 함량이 높았다는 점이 본 연구 결과와 유사하게 나타났으며, 비타민나무 잎 추출물의 클로로필 함량이 고구마 잎에 비해 상당히 높은 것을 알 수 있었다.
01)은 강한 양의 상관관계를 보였다. 이상의 결과로 추출물의 총 폴리페놀 함량이 항산화능과 직접적인 관계가 있으며 총 플라보노이드, 비타민 C, 클로로필 함량과 항산화 능은 직접적인 관계가 적은 것으로 사료된다.
01)은 강한 음의 상관관계를 보였다. 총 클로로필과 superoxide 라디칼 소거능(r=−0.815, p<0.01) 은 다소 높은 음의 상관관계를 보였다. DPPH 라디칼 소거능과 superoxide 라디칼 소거능(r=0.
간의 상관성을 분석한 결과는 Table 4에 제시하였다. 총 폴라리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능(r=0.969, p<0.01), ABTS디칼 소거능(r=0.981, p<0.01), 아질산염 소거능(r=0.852, p<0.01), 총 플라보노이드 함량과 클로로필 a (r=0.836, p<0.01), 클로로필 b (r=0.931, p<0.01), 총 클로로필(r=0.949, p<0.01)은 강한 양의 상관관계를 보였다. 클로로필 a와 총 클로로필(r=0.
001). 클로로필 a의 경우 80% 에탄올 추출물의 함량이 가장 높았고, 클로로필 b와 총 클로로필 함량은 100% 에탄올 추출물의 함량이 가장 높게 나타났다. Li 등(2014)은 고구마 잎을 에탄올 농도별로 추출한 결과, 클로로필 a 함량은 0.
01) 은 강한 양의 상관관계를 보였다. 클로로필 b와 총 클로로필(r=0.969, p<0.01)은 강한 양의 상관관계를 보였으며, superoxide 라디칼 소거능(r=−0.923, p<0.01)은 강한 음의 상관관계를 보였다. 총 클로로필과 superoxide 라디칼 소거능(r=−0.
또한 아질산염 소거능과 ABTS radical 소거능의 경우 비교군보다 활성이 좋거나 비슷하여 비타민나무 잎의 천연 항산화 물질로의 활용 가능성을 확인하였다. 항산화 물질과 항산화 활성 간의 상관관계를 분석한 결과 상관계수가 0.715-0.990으로 양의 상관관계를 나타냈다. 따라서 비타민나무 잎 추출물 제조 시 40% 에탄올 및 80% 에탄올 용매를 사용할 경우 높은 항산화 활성을 나타내어 천연 항산화제로 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다.
58g/mL로 높은 함량을 보였다. 항산화 활성은 40% 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출물이 DPPH 라디칼 소거능(IC₅₀ 49.18, 49.03 µg/mL), ABTS 라디칼 소거능(IC₅₀ 67.52, 65.71 µg/mL), 아질산염 소거능(IC₅₀ 5.15, 4.24 µg/mL) 및 환원력(0.90-2.60, 0.97-2.73 O.D.)에서 가장활성이 좋았고 superoxide 라디칼 소거능은 40% 에탄올 추출물이 IC₅₀ 60.80µg/mL로 활성이 좋았다. 또한 아질산염 소거능과 ABTS radical 소거능의 경우 비교군보다 활성이 좋거나 비슷하여 비타민나무 잎의 천연 항산화 물질로의 활용 가능성을 확인하였다.

후속연구

990으로 양의 상관관계를 나타냈다. 따라서 비타민나무 잎 추출물 제조 시 40% 에탄올 및 80% 에탄올 용매를 사용할 경우 높은 항산화 활성을 나타내어 천연 항산화제로 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다.

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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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