Antioxidant activity and inhibitory effect of melatonin and the relative indole compounds on perilla oil oxidation

Melatonin, known as a powerful wide-spectrum antioxidant, is consumed as a food supplement in some countries, but its applicability as an antioxidant additive was not yet studied. Therefore, we evaluated the antioxidant activity of melatonin by DPPH, ABTS, FRAP and ORAC assays as well as its ability to inhibit perilla oil oxidation. The activities of four other related indoles were also compared. Melatonin showed the highest antioxidant activity (mmol trolox equivalent per mol indole, mmol TE) in ORAC (2,159) assay, but a low antioxidant activity in DPPH (0.63), ABTS (91), and FRAP (764) assays, whereas serotonin showed an opposite result. Addition of 1% (w/w) melatonin to perilla oil extended the induction period of oxidation up to about 2 times ($2.93{\pm}0.47h$) compared to that of control ($1.43{\pm}0.26h$) in the Rancimat assay, corresponding to almost 50% of the ability of butylated hydroxyl toluene (BHT). Tryptamine was the most effective indole that inhibited perilla oil oxidation ($9.53{\pm}1.43h$).

멜라토닌 및 관련 인돌 화합물의 산화방지능과 들기름 산화에 대한 억제 효과

멜라토닌은 척추동물 뇌의 송과선에서 생성되는 인돌 호르몬으로 알려졌으나 그 이후로 동물, 식물, 미생물을 포함한 대부분의 생물체에서도 존재하고 멜라토닌 함유 식품을 섭취 시 생체내에 흡수되며, 다양한 기능성과 함께 강한 산화방지능이 확인되어 기능성 소재로서의 관심이 높다. 하지만 이를 식품의 산화방지용으로 활용하고자 한 연구는 없었기에, 본 연구에서는 유지식품의 산화방지용 소재로서 멜라토닌의 활용 가능성을 조사하였다. 이를 위해 먼저 DPPH, ABTS, FRAP, ORAC법을 이용하여 멜라토닌의 산화방지능을 조사하였고, 실제 유지식품으로서 들기름에 대한 산화방지 효과를 분석하였다. 또한 멜라토닌 합성경로에 관련된 다른 인돌 화합물인 트립토판, 트립타민, N-아세틸 세로토닌, 세로토닌과도 그 효과를 비교하였다. DPPH, ABTS, FRAP 법으로 분석한 멜라토닌의 산화방지능은 매우 낮았으나 ORAC 법에서는 가장 높은 효능을 나타내었다. 반면 세로토닌은 반대의 경향을 나타내 분석법에 따라 산화방지능에서의 차이가 나타났다. 들기름에 인돌 화합물들을 각각 1%(w/w) 농도로 첨가한 후 Rancimat법으로 산화 유도기간을 분석한 결과, 멜라토닌 첨가구에서의 산화 유도기간은 $2.93{\pm}0.47h$로 대조구의 $1.43{\pm}0.26h$에 비해 2배 가량 연장되었으며 뷰틸하이드록시톨루엔 효과의 약 50% 수준에 달해 실제 유지식품에서 산화방지 효과가 있었다. 조사한 인돌 화합물들 중에는 트립타민($9.52{\pm}1.43h$)이 들기름의 산화억제에 가장 효과적이었고 다음으로 세로토닌, 트립토판이 유사하였다.