[논문]국내 재래종 고추 및 개량종 고추의 항산화, 항당뇨 및 항혈전 활성의 비교

임은세; 박성임; 김종식; 손호용

doi:10.5352/jls.2024.34.6.385

[국내논문] 국내 재래종 고추 및 개량종 고추의 항산화, 항당뇨 및 항혈전 활성의 비교
Comparison of Antioxidant, Antidiabetic, and Antithrombotic Activities of Native Korean and Improved Pepper Varieties

생명과학회지 = Journal of life science, v.34 no.6, 2024년, pp.385 - 392

임은세 (국립안동대학교 식품영양학과) , 박성임 (경상북도 영양고추연구소) , 김종식 (국립안동대학교 생명과학부) , 손호용 (국립안동대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

고추(Capsicum annuum L.)는 전 세계적으로 식용 및 의약용으로 널리 사용되는 향신 식물이다. 본 연구에서는 한국 재래종 5종(유월초, 수비초, 수미향, 고운빛, 및 칠성초)과 개량종 5종(다복, 청양, 충성, 올복합 및 신홍길동)의 에탄올 추출물을 조제하고, 추출물의 색차, polyphenol 함량, 항산화, 항당뇨 및 항응고 활성을 비교하였다. 개량종 고추 추출물은 재래종 고추 추출물에 비해 높은 적색과 낮은 황색을 보였다. 고추 추출물의 polyphenol 및 flavonoid 함량 분석결과, 유월초와 수미향 추출물에서 유의하게 높았으며, 이들은 우수한 DPPH 음이온 소거 활성, ABTS 양이온 소거 활성 및 환원력을 보였다. Nitrite 소거능의 경우 칠성초, 유월초 및 다복 품종에서 유의하게 높게 나타났다. 또한 항당뇨 활성은 수비초, 수미향 및 고운빛 추출물에서 우수하였다. 항혈전 활성 평가에서, 유월초 추출물은 5 mg/ml 농도에서 용매대조군과 비교하여 thrombin time을 1.61배 연장시켰으며, 다복 추출물은 prothrombin time 및 activated partial thromboplastin time을 각각 1.33배 및 2.21배 연장시켜 항혈전 활성을 확인하였다. 또한 모든 고추 추출물은 5 mg/ml 농도까지 적혈구 용혈 활성을 나타내지 않았다. 이러한 결과는 국내 재래종 고추를 이용한 항산화, 항당뇨 및 항혈전 소재 개발이 가능함을 제시하고 있으며, 향후 국내 재래종 고추 품종이 나고야 의정서 발효에 대응하면서 막대한 종자 사용료를 지불하고 있는 개량종 고추를 대치할 수 있음을 제시하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Hot pepper (Capsicum annuum L.) is a valuable plant that is widely used worldwide for food and medicinal purposes. This study compared ethanol extracts of five native Korean varieties (Yuwol-cho, Subi-cho, Sumihyang, Gounbit, and Chilseong-cho) and five improved varieties (Dabok, Cheongyang, Chungseong, Olbokhap, and Shin-honggildong) of peppers cultured in Korea. The extracts were analyzed for color difference, polyphenol content, and their antioxidant, antidiabetic, and antithrombotic activities. The extracts of the improved varieties exhibited higher levels of redness and lower levels of yellowness compared to the native varieties. Polyphenol and flavonoid content analysis revealed significantly higher levels in the Yuwol-cho and Sumihyang varieties, which also exhibited scavenging activities in 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl anion-, 2,2-azobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) cation-radical scavenging, and reducing power assay. The Chilseong-cho, Yuwol-cho, and Dabok varieties showed significantly higher nitrite scavenging activity. Antidiabetic activity based on α-glucosidase inhibition was observed in the Subi-cho, Sumihyang, and Gounbit extracts. Evaluation of antithrombotic activity showed that the Yuwol-cho extract prolonged thrombin time by 1.61 times compared to the solvent control at a concentration of 5 mg/ml, while the Dabok extract prolonged prothrombin time and activated partial thromboplastin time by 1.33 times and 2.21 times, respectively. All pepper extracts showed no erythrocyte hemolysis activity up to a concentration of 5 mg/ml. Our results suggest that native Korean peppers have the potential to serve as valuable sources of antioxidant, antidiabetic, and antithrombotic agents. This research also indicates the possibility of replacing improved pepper varieties, which incur significant seed usage fees, with native Korean pepper varieties.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Photography of the ethanol extracts of hot Pepper varieties used in this study. Five Korean native variety (1: Yuwol-cho, 2: Subi-cho, 3: Sumihyang, 4: Gounbit and 5: Chilseong-cho) and five improved varieties (6: Dabok, 7: Cheongyang, 8: Chungseong, 9: Olbokhap and 10: Sin-honggildong)
그림 Fig. 2. Lightness (A), redness (B) and yellowness (C) of the ethanol extracts of hot Pepper varieties. Five Korean native variety (1: Yuwol-cho, 2: Subi-cho, 3: Sumihyang, 4: Gounbit and 5: Chilseong-cho) and five improved varieties (6: Dabok, 7: Cheongyang, 8: Chungseong, 9: Olbokhap and 10: Sin-honggildong). Data are means ± SD of triplicate determinations. Different superscripts within a column differ significantly (p<0.05).
그림 Fig. 3. Content of total polyphenol (A) and total flavonoid (B) of the ethanol extracts of hot Pepper varieties. Five Korean native variety (1: Yuwol-cho, 2: Subi-cho, 3: Sumihyang, 4: Gounbit and 5: Chilseong-cho) and five improved varieties (6: Dabok, 7: Cheongyang, 8: Chungseong, 9: Olbokhap and 10: Sin-honggildong). Data are means ± SD of triplicate determinations. Different superscripts within a column differ significantly (p<0.05).
그림 Fig. 4. Inhibitory activities of the ethanol extracts of hot pepper varieties (0.5 mg/ml) against α-glucosidase. Five Korean native variety (1: Yuwol-cho, 2: Subi-cho, 3: Sumihyang, 4: Gounbit and 5: Chilseong-cho) and five improved varieties (6: Dabok, 7: Cheongyang, 8: Chungseong, 9: Olbokhap and 10: Sin-honggildong). Data are means ± SD of triplicate determinations. Different superscripts within a column differ significantly (p<0.05).
표 Table 1. Anti-oxidant activities of the ethanol extracts of hot pepper varieties
그림 Fig. 5. Effect of the ethanol extracts of hot pepper varieties on blood coagulation. Five Korean native variety (1: Yuwol-cho, 2: Subi-cho, 3: Sumihyang, 4: Gounbit and 5: Chilseong-cho) and five improved varieties (6: Dabok, 7: Cheongyang, 8: Chungseong, 9: Olbokhap, 10: Sin-honggildong and 11: aspirin). Anti-coagulation activity was calculated on the clotting time of sample divided by the clotting time of solvent control in blood coagulation assay. Data are means ± SD of triplicate determinations. Different superscripts within a column differ significantly (p<0.05).

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

그러나 현재까지 복원된 재래종의 재배법 및 수확 고추의 원예학적 특성에 대한 연구에 집중되어, 재래종 고추의 생리활성에 대한 연구가 진행된 바는 없다. 따라서 본 연구에서는 복원된 국내 재래종 고추와 시판중인 개량종 고추의 추출물을 조제하여 이들의 색상, 폴리페놀 함량 및 항산화 활성, 항당뇨 활성, 항혈전 활성 및 적혈구 용혈활성을 평가하여 국내 재래종 고추의 품질 우수성을 탐색하고자 하였다.

제안 방법

고추 추출물의 항당뇨 활성 평가의 일환으로 α-amylase 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하였다
고추 추출물의 항산화 활성은 DPPH 활성 음이온 소거능, ABTS 활성 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력(reducing power) 측정으로 평가하였다. 활성 평가는 기존의 방법[23]과 동일하게 사용하였으며, 활성 대조구로는 vitamin C (Sigma Co.
국내 재래종 고추 5종 및 개량종 5종 추출물(0.5 mg/ml)의 항당뇨 활성 평가의 일환으로 α-amylase 및 α-glucosidase 저해활성을 평가하였다
현재까지 국내 고추에 대한 항혈전 활성은 보고된 바 없으므로, 국내 재래종 고추 5종 및 개량종 5종 추출물의 항응고 활성을 TT, PT, aPTT를 각각 측정하여 평가하였다(Fig. 5).

대상 데이터

본 실험에 사용된 국내 재래종 고추인 수비초, 수미향, 유월초, 칠성초, 고은빛 및 개량종인 다복, 청양, 충성, 올 복합 및 신홍길동 고추는 경북 영양군 영양고추연구소 내 비가림하우스에서 표준재배법에 준해 재배한 고추를 사용하였다. 수확된 고추는 50℃에서 3‒4일 건조 후 꼭지를 제거한 후 씨를 포함하여 분쇄한 다음 0.

데이터처리

실험 결과는 SPSS 23.0 버전을 사용하여 mean ± SD 로 나타내었으며, 각 군간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며, 유의수준은 p<0.05로 하였다.

이론/모형

고추 추출물의 total polyphenol 및 total flavonoid 함량 측정은 기존의 보고된 방법[24, 27]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용하였다.

성능/효과

색차 측정결과, 5종 재래종 및 5종 개량종의 평균 명도값은 각각 12.16±0.44 및 10.79±0.87로 나타나 재래종이 더욱 명도가 높았으며 특히 유월초 추출물에서 가장 높은 12.84±0.01의 값을 나타내었다
국내 재래종 추출물의 경우 각각 19.79±10.15 mg/g 및 8.26±2.60 mg/g의 평균값을 나타내어 개량종의 13.23±3.58 mg/g 및 5.24±0.69 mg/g보다 유의적으로 높았으며, 특히 유월초와 수미향 추출물의 경우 30.2‒31.3 mg/g의 함량을 나타내었다
국내 재래종 고추 5종 및 개량종 5종 추출물의 항산화 활성을 평가한 결과는 Table 1에 나타내었다. 고추 추출물의 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력은 품종별로 다양하게 나타났으며, 유월초 및 수미향 추출물에서 다른 추출물보다 우수한 항산화력을 보였다. 한편 nitrite 소거능의 경우 칠성초 추출물에서 가장 높은 56.
반면 α-glucosidase 저해활성 평가 결과, 재래종 추출물(12.38±1.62%)이 개량종 추출물(8.49±1.60%)보다 높은 저해활성을 보였으며, 특히 수비초 및 수미향 추출물에서 각각 14.49±0.29% 및 13.50±0.11%의 저해를 보였다(Fig
05 mg/ml 농도에서 TT, PT, aPTT를 각각 15배 이상 연장시켜 강력한 항응고 활성을 나타냄을 확인하였다(results not shown). 고추 추출물(5 mg/ml)중에서는 TT의 경우 유월초 추출물이 용매 대조구에 비해 1.61배, PT 및 aPTT의 경우 다복 추출물이 용매 대조구에 비해 각각 1.33배 및 2.22배 연장시켜 유의적인 항응고 활성을 나타내었다. 동일 농도의 aspirin이 용매 대조구에 비해 TT, PT, aPTT를 모두 15배 이상 연장시킴이 알려져 있으나, aspirin의 위장 장애에 따른 사용상 제한[32]을 고려할 때, 한국 재래종 유월초를 이용한 항혈전제 연구도 가능함을 확인하였다.
22배 연장시켜 유의적인 항응고 활성을 나타내었다. 동일 농도의 aspirin이 용매 대조구에 비해 TT, PT, aPTT를 모두 15배 이상 연장시킴이 알려져 있으나, aspirin의 위장 장애에 따른 사용상 제한[32]을 고려할 때, 한국 재래종 유월초를 이용한 항혈전제 연구도 가능함을 확인하였다. 한편 10종 고추 추출물의 경우 5 mg/ml 농도까지 인간 적혈구에 대한 용혈활성은 나타나지 않았다(results not shown).

후속연구

2023년 국내 통계청 자료에 의하면, 국내 1인당 건고추 소비량이 3 kg에 달해 한국의 고추 사용이 증가하고 있으나, 국내에서 다량 소비되고 있는 청량고추를 포함한 다수의 고추는 몬산토와 같은 해외기업이 종자 소유권을 가지고 있어 매년 막대한 로열티를 지급하고 있는 실정이다. 따라서 국내 고추 산업 활성화를 위해서는 국내 종자개발 및 국내 재래종의 우수성 연구가 필요한 시점이다. 이에 국내의 경북 영양고추연구소에서는 나고야 의정서에 대응하고 국내 생물 다양성 확보를 위해 재래종 고추 확보 연구를 지속적으로 진행해왔으며, 현재 26품종 이상을 육성하였다[9, 10, 13].
이러한 고추 색차는 고추 품종은 물론 건조방법 및 가열온도에 따라 차이가 나타난다고 알려져 있다[25, 31]. 국내 소비자에게 고추의 색차는 품질을 결정하는 중요 인자이므로[25, 28], 상기 결과는 향후 식품 적용 용도에 따른 고추 품종 선택의 자료로 이용될 수 있다.
그러나, 항당뇨제로 사용되고 있는 acarbose가 0.5 mg/ml 농도에서 각각 77.4%의 α-glucosidase 저해를 나타냄을 고려할 때, 고추 추출물의 저해활성은 acarbose에 비해 상대적으로 미약하나 향후 수비초 및 수미향을 이용한 α-glucosidase 저해제 개발 연구가 가능함을 제시하고 있다.
이러한 10종 품종의 항산화 활성은 대조구로 사용된 vitamin C에 비해서는 상대적으로 미약하였다. 기존 보고[33]된 중국의 9종 고추의 항산화 활성 평가 결과에서도 개량 품종에 따라 2배 이상 DPPH 음이온 소거능의 차이가 나타난 바, 향후 유월초 및 수미향을 이용한 항산화 가공식품 개발을 위해서는 상기 재래종을 이용하여 기능성 강화를 위한 품종개량 및 고추 추출물로부터 활성물질의 농축 등의 추가연구가 필요하다고 판단된다.
한편 10종 고추 추출물의 경우 5 mg/ml 농도까지 인간 적혈구에 대한 용혈활성은 나타나지 않았다(results not shown). 이상의 결과는, 국내 재래종 고추를 이용한 항산화, 항당뇨, 항혈전 소재개발 연구가 필요하며, 관련 활성물질 확인을 통한 다양한 식의약품, 화장품 소재로 개발이 필요함을 제시하고 있다.

참고문헌 (33)

Cho, M. C., Park, D. B., Yang, E. Y., Pae, D. H., Won, S. R., Yu, W. K. and Rhee, H. I. 2007. Selection and horticultural characteristics evaluation of high α-glucosidase inhibitor in pepper. J. Bio-Environ. Control 16, 233-239.？
Cho, Y. H., Kim, C. Y., Lee, M., Shin, J. H., Lee, D. H. and Ko, J. Y. 2022. Screening of nutrient composition and antioxidant in traditional pepper. Korean J. Hort. Sci. Technol. 40, 82.？
Choi, O. S. and Ha, B. S. 1994. Changes in volatile components and capsaicin of oleoresin red pepper during cooking. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 23, 232-237.
Choi, S. M., Jeon, Y. S. and Park, K. Y. 2000. Comparison of quality of red pepper powders produced in Korea. Korean J. Food Sci. Technol. 32, 1251-1257.？
Eikelboom, J. W., Zelenkofske, S. L. and Rusconi, C. P. 2010. Coagulation factor IXa as a target for treatment and prophylaxis of venous thromboembolism. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 30, 382-387.？

상세보기
Gang, H. M., Park, H. S., Kwon, K. R. and Rhim, T. J. 2008. A study on the comparison of antioxidant effects between hot pepper extract and capsaicin. J. Pharmacopuncture 11, 109-118.？
Huang, Y., So, Y. J., Hwang, J. R., Yoo, K. M., Lee, K. W., Lee, Y. J. and Hwang, I. K. 2014. Comparative studies on phytochemicals and bioactive activities in 24 new varieties of red pepper. Korean J. Food Sci. Technol. 46, 395-403.？
Hwang, I. G., Kim, H. Y., Lee, J. S., Kim, H. R., Cho, M. C., Ko, I. B. and Yoo, S. M. 2011. Quality characteristics of cheongyang pepper Capsicum annuum L. according to cultivation region. J. Korea Soc. Food Sci. Nutr. 40, 1340-1346.？
Hwang, J. E., Jeon, S. K., Jang, K. S., Won, J. G. and Kwon, O. H. 2012. Characteristics of Korea local pepper 'Younggo4ho' for use on green pepper. Korean J. Hort. Sci. Technol. 30, 77.？
Hwang, J. E., Jeon, S. K., Jang, K. S., Won, J. G. and Kwon, O. H. 2013. Variation of morphology and fruit quality in Korean local pepper 'Subicho' and 'Chilseungcho'. Korean J. Hort. Sci. Technol. 31, 90-91.？
Jung, M. R., Hwang, Y., Kim, H. Y., Cho, M. C., Hwang, I. G., Yoo, S. M., Jeong, H. S. and Lee, J. S. 2011. Evaluation of biological activity in pepper Capsicum annuum L. breeding lines. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 40, 642-648.？
Kasimu, R., Fan, Z., Wang, X., Hu, J., Wang, P. and Wang, J. 2015. Anti-platelet aggregation activities of different fractions in leaves of Apocynum venetum L. J. Ethnopharmacol. 168, 116-121.？

상세보기
Kim, C. Y., Kim, K. S., Shin, J. H., Lee, D. H. and Jan, K. S. 2022. A comparison of the growth characteristics by cultivation methods of a local red pepper. Korean J. Hort. Sci. Technol. 40, 110.？
Kim, J. H., Jeong, C. H. and Shim, K. H. 2003. Biological activities of solvent fractions of Capsicum annuum Leaves. Korean J. Food Preserv. 10, 540-546.？
Kim, M. S., Shin, W. C., Kang, D. K. and Sohn, H. Y. 2016. Anti-thrombosis activity of sinapic acid isolated from the lees of bokbunja wine. J. Microbiol. Biotechnol. 26, 61-65.？

원문보기 상세보기
Kim, N., Seo, D., Cheon, W., Choi, Y., Lee, J. and Kim, Y. 2020. Bioactive nutritional compounds and antioxidant activity of green peppers consumed in Korea. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 49, 141-148.？
Kim, S., Kim, K. S. and Park, J. B. 2006. Changes of various chemical components by the difference of the degree of ripening and harvesting factors in two single-harvested peppers Capsicum annuum L. Korean J. Food Sci. Technol. 38, 615-620.？
Ku, K. M. and Kang, Y. H. 2010. Antioxidant and quinone reductase inductive activities of various organs of pepper. J. Appl. Biol. Chem. 53, 31-36.？
Kwon, C. S., Sung, H. J. and Sohn, H. Y. 2019. Antithrombosis activities of the root extract of Moringa oleifera Lam. Microbiol. Biotechnol. Lett. 47, 20-24.？
Lee, J. S., Kang, K. K., Hirata, Y., Nou, I. S. and Thanh, V. C. 2005. Comparative chemical composition among the varieties of Korean chill pepper. Korean J. Plant Res. 8, 17-26.？
Lee, M. J., Kwon, T. R. and Kim. B. S. 2003. Breeding of red pepper (Capsicum annuum). Younggo No. 4. Korean J. Hort. Sci. Technol. 4, 290-293.？
Lee, M. J., Kwon, T. R. Heo, B. G., Kim B. S. and Bae, D. H. 2002. Breeding of 'Younggo No.4' in red pepper. Korean J. Hort. Sci. Technol. 20, 73.？
Nanjo, F., Goto, K., Seto, R., Suzuki, M., Sakai, M. and Hara, Y. 1996. Scavenging effects of tea catechins and their derivatives on 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical. Free Radic. Biol. Med. 21, 895-902.？

상세보기
Park, J. S., Hwang, I. W., Zheng, H. Z., Kim, S. K. and Chung, S. K. 2010. Determination of optimum hydrolysis conditions for flavonoid analysis in plant leaves. Korean J. Food Preserv. 17, 261-266.？
Ramakrishan, T. V. and Francis, F. J. 1973. Color and cartoenoid changes in heated paprika. J. Food Sci. 38, 25-28.？
Scalbert, A., Johnson, I. T. and Saltmarsh, M. 2005. Polyphenol: antioxidant and beyond. Am. J. Clin. Nutr. 81, 215s-217s.？
Singleton, V. L., Orthofer, R. and Lamuela-Raventos, R. M. 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent. Methods Enzymol. 299, 152-178.？
Son, S. M., Lee, J. H. and Oh, M. S. 1995. A comparative study of nutrients and taste components in Korean and imported red peppers. Korean J. Nutr. 28, 53-60.？
Sweeney, J. D., Hoerning, L. A., Behrens, A. N., Novak, E. and Swank, R. T. 1990. Thrombocytopenia after desmopressin but absence of in-vitro hypersensitivity to ristocetin. Amer. J. Clin. Path. 93, 522-525.？
Szczeklik, A., Musial, J., Undas, A., Swadzba, J., Gora, P. F., Piwowarska, W. and Duplaqa, M. 1996. Inhibition of thrombin generation by aspirin is blunted in hypercholesterolemia. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16, 948-954.？

상세보기
Topuz, A., Dincer, C., Ozdemir, K. S., Feng, H. and Kushad, M. 2011. Influence of different drying methods on carotenoids and capsaicinoids of paprika (Cv., Jalapeno). Food Chem. 129, 860-865.？

상세보기
Wang, J., Xiong, X. and Feng, B. 2014. Aspirin resistance and promoting blood circulation and removing blood stasis: Current situation and prospectives. Evid. Complement. Alter. Med. 2014, 1-11.？
Zhuang, Y. L., Chen, L., Sun, L. and Cao, J. X. 2012. Bioactive characteristics and antioxidant activities of nine peppers. J. Funct. Foods 4, 331-338.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증