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문제 정의
- 과일 및 야채류에 있는 파이토케미칼은 항산화활성을 비롯하여 생리 활성을 촉진시키는 것으로 알려지면서 다방면으로 연구가 진행되고 있다. 특히, 친환경 농법으로 재배한 농산물의 경우 농약사용을 억제하고 미생물제재 등을 사용하여 질 좋고 안정한 농산물 제공을 목표로 하고 있으므로 친환경 농산물의 다양한 생리활성과 더불어 항산화 활성을 측정함으로서 안전성과 우수성을 입증하고자 한다. 생체 내 세포는 정상적인 세포 대사 기능의 결과 많은 양의 유해산소를 만들고 있는데, 흡연, 환경오염, 자연에서 나는 산물 자체, 알코올, 방사능 등에 의해 발생되는 유해산소와 더불어 다양한 형태의 염증 반응을 일으키고 만성질환의 원인을 제공하고 있다.
제안 방법
- HepG2 세포에 다양한 농도의 농산물 추출물을 처리하여 세포 생장에 미치는 영향을 XTT 분석법을 이용하여 분석하였으며, ImM H2O2를 간세포에 처리하여 산화적 스트레스에 의한 간세포 사멸을 유도하였을 때 농산물 추출물에 의한 항산화 효능을 분석하였다 (그림 5). 무농약 재배 인삼과 한라봉 추출물은 유해산소에 의한 간세포 사멸로부터 간세포를 보호하는 항산화 활성이 농약 재배 보다 높은 것으로 나타났다.
- 농산물의 당도, 산도, 경도, 색도, 및 아미노산 함량 분석 등 품질 특성 비교에서도 농약 농산물과 비슷하거나 높게 나타났다. 또한 무농약 재배 농산물의 바이오아민 함량 및 항산화, 항염증 및 항암 효능이 있는 것으로 알려진 HCAA 유도체 (hydroxycinnamic acid amide)의 함량을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 세로토닌, 티라민, 트립타민과 같은 바이오 아민의 함량이 증가됨을 알 수 있었다 (그림 2, 3).
- 지 분석하였다 (그림 6). 또한 세포내 ROS (reactive oxygen species)의 발생을 억제하는지 (그림 7), 지질 과산화를 방지하는 지 (그림 8) 분석함으로서 무농약 재배 농산물에 많이 함유된 것으로 분석된 물질들의 세포내 항산화 활성을 분석하였다. 분석 결과 무농약 재배 농산물에 많이 함유되어 있는 세로토닌과 HCAA 유도체인 FS는 높은 항산화활성을 나타내었다.
- 무농약 농산물에서 항산화 활성이 높게 나타났으며, 플라보노이드 함량이나 페놀 함량 및 바이오 아민 등의 함량이 높은 것으로 나타난 농산물 추출물을 간세포에 처리하였을 때 간세포 생장에 미치는 영향과 산화적 스트레스를 가한 간세포에서 세포내 항산화 활성을 보이는 지 분석하였다. HepG2 세포에 다양한 농도의 농산물 추출물을 처리하여 세포 생장에 미치는 영향을 XTT 분석법을 이용하여 분석하였으며, ImM H2O2를 간세포에 처리하여 산화적 스트레스에 의한 간세포 사멸을 유도하였을 때 농산물 추출물에 의한 항산화 효능을 분석하였다 (그림 5).
- 바이오아민과 HCAA 유도체의 항산화 활성을 분석하기 위하여 간세포에 ImM H26를 처리하여 세포 내 활성 산소의 양을 증대 시킨 다음 산화적 스트레스로 인한 세포 사멸을 억제시키는 지 분석하였다 (그림 6). 또한 세포내 ROS (reactive oxygen species)의 발생을 억제하는지 (그림 7), 지질 과산화를 방지하는 지 (그림 8) 분석함으로서 무농약 재배 농산물에 많이 함유된 것으로 분석된 물질들의 세포내 항산화 활성을 분석하였다.
이론/모형
- 친환경 농산물과 관행재배 농산물을 동결 건조하여 70% 메탄올로 추출한 후 추출물의 항산화 활성을 ORAC (oxygen radical absorbance capacity) 방법을 이용하여 측정하였다. ORAC 분석법은 AAPH에 의해 발생된 라디칼에 민감한 fluorescein이라는 형광물질을 이용하여 항산화 활성을 측정하는 방법으로 기존의 DPPH 방법에 비해 더 정확하게 항산화 활성을 분석할 수 있다.
성능/효과
- 플라보노이드 함량은 고추, 딸기, 미니토마토의 경우 무농약 재배 농산물에서 통계적 유의성을 보일 정도로 높게 나타났다. 또한 무농약재배 인삼과 한라봉을 농약재배 인사 및 한라봉과 항산화 활성을 비교해 본 결과 인삼의 경우 무농약에서 통계적으로 유의하게 항산화 활성이 높게 나타났다 (그림 1).
- 분석 결과 세로토닌, 티라민, 트립타민과 같은 바이오 아민의 함량이 증가됨을 알 수 있었다 (그림 2, 3). 또한 세로토닌과 티라민의 HCAA 유도체 양도 분석한 결과 무농약 농산물에서 높게 함유된 것으로 나타났다 (그림 4).
- HepG2 세포에 다양한 농도의 농산물 추출물을 처리하여 세포 생장에 미치는 영향을 XTT 분석법을 이용하여 분석하였으며, ImM H2O2를 간세포에 처리하여 산화적 스트레스에 의한 간세포 사멸을 유도하였을 때 농산물 추출물에 의한 항산화 효능을 분석하였다 (그림 5). 무농약 재배 인삼과 한라봉 추출물은 유해산소에 의한 간세포 사멸로부터 간세포를 보호하는 항산화 활성이 농약 재배 보다 높은 것으로 나타났다.
- 또한 세포내 ROS (reactive oxygen species)의 발생을 억제하는지 (그림 7), 지질 과산화를 방지하는 지 (그림 8) 분석함으로서 무농약 재배 농산물에 많이 함유된 것으로 분석된 물질들의 세포내 항산화 활성을 분석하였다. 분석 결과 무농약 재배 농산물에 많이 함유되어 있는 세로토닌과 HCAA 유도체인 FS는 높은 항산화활성을 나타내었다. 포도주에 다량 함유되어 있는 잘 알려진 항산화 물질인 레스베라트롤과 비교 분석해 본 결과 레스베라트롤 만큼 높은 항산화 활성을 보임을 알 수 있었다.
- 또한 무농약 재배 농산물의 바이오아민 함량 및 항산화, 항염증 및 항암 효능이 있는 것으로 알려진 HCAA 유도체 (hydroxycinnamic acid amide)의 함량을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 세로토닌, 티라민, 트립타민과 같은 바이오 아민의 함량이 증가됨을 알 수 있었다 (그림 2, 3). 또한 세로토닌과 티라민의 HCAA 유도체 양도 분석한 결과 무농약 농산물에서 높게 함유된 것으로 나타났다 (그림 4).
- 표 1에 나타나 있듯 농약 대신 키틴 분해 미생물을 처리하여 재배한 친환경 농산물이 관행 재배 농산물 보다 항산화 활성이 대체로 높게 나타났는데, 특히 고추의 경우 통계적으로 유의하게 친환경 재배 고추가 높은 항산화 활성을 보였다. 총 페놀 분석을 한 결과 무농약 재배 농산물에서 높게 나타나는 경향을 보였다. 플라보노이드 함량은 고추, 딸기, 미니토마토의 경우 무농약 재배 농산물에서 통계적 유의성을 보일 정도로 높게 나타났다.
- 총페놀 함량, 플라보노이드 함량 분석에서 친환경 농산물이 관행재배 농산물보다 유사하거나 높게 분석되었다. 농산물의 당도, 산도, 경도, 색도, 및 아미노산 함량 분석 등 품질 특성 비교에서도 농약 농산물과 비슷하거나 높게 나타났다.
- 소비자의 식품안전성에 대한 인식도를 조사한 연구결과에 따르면 76%가 식품 안전성이 매우 중요하다고 응답한 것으로 보고되고 있다 (한국농촌경제연구원, 2004). 특히, 잔류농약에 대하여 73.8%, 중금속에 대해 80.1%, 호르몬 제재에 대해 74.8%, 식품 첨가물에 대해 68.4%가 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 이러한 소비자의 요구 뿐 만 아니라 농산물 수입 개방화가 되면서 우리 농촌을 살리고 농업의 경쟁력을 향상시키기 위하여 지금의 관행 농업의 문제점을 극복한 친환경 농업의 필요성이 제기되고 있다.
- 분석 결과 무농약 재배 농산물에 많이 함유되어 있는 세로토닌과 HCAA 유도체인 FS는 높은 항산화활성을 나타내었다. 포도주에 다량 함유되어 있는 잘 알려진 항산화 물질인 레스베라트롤과 비교 분석해 본 결과 레스베라트롤 만큼 높은 항산화 활성을 보임을 알 수 있었다. 오랜 기간, 다양한 농산물을 이용하여 광범위하고 지속적인 연구를 통해야 과학적인 결론을 추론 할 수 있을 것으로 예상되나 이제까지의 분석 결과에 의하면 무농약 농산물은 대부분 안전하였으며, 유용생리활성 물질이나 농산물의 품질 비교 결과 우수한 점들도 밝혀지고 있어 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- ORAC 분석법은 AAPH에 의해 발생된 라디칼에 민감한 fluorescein이라는 형광물질을 이용하여 항산화 활성을 측정하는 방법으로 기존의 DPPH 방법에 비해 더 정확하게 항산화 활성을 분석할 수 있다. 표 1에 나타나 있듯 농약 대신 키틴 분해 미생물을 처리하여 재배한 친환경 농산물이 관행 재배 농산물 보다 항산화 활성이 대체로 높게 나타났는데, 특히 고추의 경우 통계적으로 유의하게 친환경 재배 고추가 높은 항산화 활성을 보였다. 총 페놀 분석을 한 결과 무농약 재배 농산물에서 높게 나타나는 경향을 보였다.
- 총 페놀 분석을 한 결과 무농약 재배 농산물에서 높게 나타나는 경향을 보였다. 플라보노이드 함량은 고추, 딸기, 미니토마토의 경우 무농약 재배 농산물에서 통계적 유의성을 보일 정도로 높게 나타났다. 또한 무농약재배 인삼과 한라봉을 농약재배 인사 및 한라봉과 항산화 활성을 비교해 본 결과 인삼의 경우 무농약에서 통계적으로 유의하게 항산화 활성이 높게 나타났다 (그림 1).
후속연구
- 포도주에 다량 함유되어 있는 잘 알려진 항산화 물질인 레스베라트롤과 비교 분석해 본 결과 레스베라트롤 만큼 높은 항산화 활성을 보임을 알 수 있었다. 오랜 기간, 다양한 농산물을 이용하여 광범위하고 지속적인 연구를 통해야 과학적인 결론을 추론 할 수 있을 것으로 예상되나 이제까지의 분석 결과에 의하면 무농약 농산물은 대부분 안전하였으며, 유용생리활성 물질이나 농산물의 품질 비교 결과 우수한 점들도 밝혀지고 있어 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.
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