본 연구는 아마란스의 붉은 색과 보라색 꽃 열수 추출물과 메탄올 추출물의 폴리페놀과 플라보노이드 함량 측정과 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성, SOD 유사 활성을 측정하였으며, 세포내에서 생성된 superoxide 라디칼 제거 활성과 산화질소 생성 억제 활성을 분석하여 새로운 식물 유래 라디칼 소거 활성 물질을 개발하기 위하여 시행하였다. 총 폴리페놀의 함량은 아마란스 추출물 중 보라색 꽃 메탄올 추출물이 606.95 mg GAE/100 g으로 가장 높았으며, 플라보노이드 함량도 254.69 mg CE/100 g으로 가장 높았다. 또한 DPPH 라디칼 소거 활성에서도 보라색 꽃 메탄올 추출물의 $RC_{50}$ 값이 $155.06{\mu}g/m{\ell}$로 나타났다. ABTS 라디칼 소거능 측정에서는 $250{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 보라색 꽃 메탄올 추출물의 활성이 53.16%로 가장 좋았으며, 보라색 꽃 열수 추출물(41.55%), 붉은 꽃 열수 추출물(30.52%), 붉은 꽃 메탄올 추출물(30.34%)의 순으로 활성을 나타내었다. 이와 반대로 SOD 유사 활성은 보라색 꽃 열수 추출물에서 메탄올 추출물의 활성보다 3배나 높은 결과를 보여주었다. 세포내 superoxide 라디칼 제거 활성은 $200{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 보라색 꽃 메탄올 추출물(72.34%)이 붉은 색 꽃 열수 추출물(40.40%)보다 1.79배 높은 활성을 보였다. 세포내 NO 생성 억제 활성을 조사한 결과에서는 보라색 꽃 메탄올 추출물이 $250{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 46.90%의 가장 높은 저해 활성을 보여주었다. 본 연구의 결과, 플라보노이드 함량이 높은 보라색 꽃 메탄올 추출물에서 라디컬 소거능이 높았으며 강력한 항산화제 활성을 보여주었다. 이러한 결과로 보아 아마란스 꽃의 새로운 항산화 소재로서 개발 가능성을 보여주었다.
본 연구는 비파잎 에탄올 추출물의 혈청, 간 및 지방조직의 체내 지질대사 개선 및 항산화 효능을 살펴보기 위하여 5주령 된 흰쥐 수컷 32마리를 1주일 간 적응시킨 후 정상식이군(N), 고지방-고콜레스테롤 식이군(HFC), 고지방-고콜레스테롤 식이와 비파잎 에탄올 추출물 저용량(200 mg/kg/day) 병합투여군(HFC-EJL) 및 고지방-고콜레스테롤 식이군과 비파잎 에탄올 추출물 고용량(400 mg/kg/day) 병합투여군(HFC-EJH)으로 나누어 4주간 실시하였다. 고지방-고콜레스테롤 식이로 인하여 증가된 체중증가량은 비파잎 에탄올 추출물 투여로 유의차는 없었지만 다소 감소하는 경향이었다. 식이섭취량은 실험군 간의 유의차가 없었으나, 식이효율은 고지방-고콜레스테롤 식이군들(HFC, HFC-EJL, HFCEJH)이 정상식이군(N)에 비하여 증가하였다. 고지방-고콜레스테롤 식이로 증가되어진 간조직 및 부고환 지방조직의 무게는 비파잎 에탄올 추출물 투여로 유의하게 감소되었으며, 장간막지방조직 무게도 비파잎 에탄올 추출물 투여로 유의하게 감소하여 정상식이군(N)과 비슷한 경향을 보였다. 혈청 중 ALT 및 AST 활성도 고지방-고콜레스테롤 식이군(HFC)에 비하여 비파잎 에탄올 추출물 병합 투여로 유의하게 감소하였으나, ALP와 LDH 활성에는 영향을 미치지 않았다. 혈청 중 중성지방 함량의 경우 고지방-고콜레스테롤 식이군 간에 유의차는 없었다. 고지방-고콜레스테롤 식이로 증가된 혈청 중 총콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤 함량, 동맥경화지수와 심혈관위험지수는 비파잎 에탄올 추출물 투여로 유의하게 저하되었다. 간조직 중 중성지방의 함량은 실험군 간의 유의차가 나타나지 않았으나, 총콜레스테롤 함량은 비파잎 에탄올 추출물 고용량 병합 투여로 유의하게 감소하였다. 장간막지방조직과 부고환지방조직 중 중성지방 함량은 비파잎 에탄올 추출물 투여로 유의하게 감소하여 정상식이군(N)과 비슷한 경향이었으나 장간막지방조직과 부고환지방조직 중 총콜레스테롤 함량에는 유의차가 없었다. 고지방-고콜레스테롤 식이로 감소되어진 간조직 중 GSH 함량은 비파잎 에탄올 투여로 유의하게 증가하였으며, 증가되어진 과산화지질 함량은 유의하게 감소하였다. 이상의 실험 결과 고지방-고콜레스테롤 식이와 비파잎 에탄올 추출물을 병용투여 한 흰쥐의 간 및 지방조직의 무게 감소와 더불어 혈청 및 지방조직의 지질대사 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 비파잎에 함유된 polyphenol과 flavonoid 등 생리활성 물질에 의해 지방조직의 체지방 형성을 억제하고, 산화적 스트레스를 완화시킴으로써 체내 지질대사 개선과 심혈관계질환 예방 효과를 나타낼 수 있을 것으로 생각되어지나, 이외의 성분이 어떻게 이상지질혈증 및 산화적 스트레스를 억제시킬 수 있는지는 추후 생화학적인 작용기전 등이 더 연구되어야 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 생물전환 루모라고사리 추출물(B-RAE)의 항염증 효과 및 작용기전을 연구하였다. B-RAE의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 379.26±7.77 mg/g과 50.85±3.08 mg/g으로 각각 나타났다. B-RAE의 항산화효과를 측정한 결과 DPPH, ABTS, superoxide anion radical을 농도의존적으로 소거하는 것으로 확인되었다. 또한, B-RAE는 세포생존에 영향을 미치지 않으면서 NO 생성을 처리 농도의존적으로 저해하였다. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β, IL-6) 발현에 미치는 영향을 정량적 실시간 PCR로 측정한 결과 전염증성 사이토카인의 mRNA발현량을 LPS 처리군과 비교하여 B-RAE 처리 농도 의존적으로 유의성 있게 감소시키는 것으로 나타났다. 염증 관련 단백질(iNOS, COX-2)의 발현 및 전사인자인 NF-κB와 MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 Western blot분석으로 평가하였다. 그 결과 LPS 처리에 의하여 증가된 iNOS와 COX-2의 발현을 유의적으로 억제하였다. 또한, LPS 처리에 의하여 증가된 NF-κB와 IκB의 인산화가 B-RAE 처리에 의하여 감소되는 것으로 나타났다. MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 측정한 결과 ERK와 p38 MAPK 단백질의 인산화는 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으나 JNK의 인산화는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 B-RAE의 항염증 효과는 높은 항산화 활성, iNOS와 COX-2 발현 억제를 통한 NO 생성 억제, NF-κB경로 저해, MAPK 신호경로 조절 및 전염증성 사이토카인 발현 저해에 의해 가능하다는 것을 제시한다.
우리나라 대표 채소중의 하나인 무의 지상부는 과거 채소가 귀했던 겨울철 주요한 단백질, 비타민, 미네랄, 식이섬유 공급원으로 이용되어 왔으며, 무청김치 및 우거지 등으로 식용되어 왔다. 그러나, 최근의 도시와 농촌의 격리, 산업화의 정착, 식생활 습관의 변화 등으로 인해, 무청은 대부분 폐기되고 있는 실정이며, 무청의 효율적인 이용 및 유용생리활성에 대한 연구는 미미한 상태이다. 본 연구에서는 무청을 이용한 새로운 건강식품소재 개발 연구의 일환으로 조선무의 무청을 대상으로 ethanol 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물들을 조제하여, 이들의 항균, 항산화 및 항혈전 활성들을 검토하였다. 그 결과 무청의 ethanol 추출물의 수율은 5.6%이었으며, 이들의 n-hexane, ethylacetate 및 butanol 분획 효율은 각각 25.3, 3.6, 19.4%로 나타났으며, 물 잔류물은 51.7%를 나타내었다. 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량 분석 결과 ethylacetate 분획에서 97.57 및 152.91 mg/g의 매우 높은 함량을 나타내었으며, ethylacetate 분획물은 매우 강력한 항균, 항산화, 및 항혈전 활성을 나타내었다. 먼저 항균 활성의 경우 무청 n-hexane 및 ethylacetate 분획물은 그람 양성균(S. aureus, L. monocytogenes 및 B. subtilis)에 대해 양호한 항균 활성을 나타내었으며, 그람 음성균에서는 E. coli 및 P. aeruginosa를 제외한 P. vulgaris와 S. typhimurium에 대해 생육억제 활성을 나타내었다. 즉, 물 잔류물을 제외한 모든 분획물에서 부분적인 항세균활성이 나타나, 무청 추출물이 다양한 항세균 활성물질을 포함함을 확인하였다. 항산화 활성 평가 결과, ethylacetate 분획물에서 우수한 DPPH 소거능, ABTS 소거능, nitrite 소거능 및 환원력을 확인하였다. 또한 항혈전 활성 평가에서도 ethylacetate 분획물에서 양호한 트롬빈 및 프로트롬빈 억제활성과 함께, 강력한 내인성 혈전 생성억제를 확인하였다. 본 연구결과는 무청이 영양적 측면 및 유용생리활성 측면에서 매우 우수한 식품소재임을 제시하고 있으며, 무청을 이용한 기능성 식품개발 및 ethylacetate 분획을 이용한 유용 소재개발의 기본 자료로 활용될 것이다.
발아 벼차의 이용 가능성을 검토하기 위해서 발아 벼를 볶음 온도, 볶음 시간, 침출 시간에 따른 항산화 활성, 이화학적 특성, 관능적 특성을 비교하였다. 발아 벼차의 항산화 활성으로 총 폴리페놀 함량과 총 항산화력을 측정하였으며, 각각 0.31-1.32 mg/g과 7.06-39.40 mg AA eq/100 g 범위로 나타나 볶음 온도가 높아지고 볶음 시간 및 침출 시간이 증가함에 따라 항산화 활성이 증가하는 경향을 나타내었다. 발아 벼차의 이화학적 특성으로는 볶음 온도, 볶음 시간, 침출시간을 달리하여 가용성 고형분 함량, 탁도, pH 및 갈변도를 측정하였다. 볶음 온도, 볶음 시간, 침출 시간이 증가할수록 가용성 고형분 함량이 현저히 증가하여 $250^{\circ}C$에서 30분간 볶음 처리 후 5분 침출시는 2.62%로 $200^{\circ}C$에서 30분간 볶음 처리 후 5분 침출한 경우의 0.62%보다 높았다. 발아벼차의 탁도는 볶음 온도가 높고 볶음 시간 및 침출 시간이 길수록 증가하였으며, 색도에서는 차이를 보이지 않았다. 발아벼차의 pH를 측정한 결과 볶음 온도, 볶음 시간, 침출 시간에 따라 큰 차이를 보이지는 않았지만 볶음 온도가 높고 볶음 시간 및 침출 시간이 길수록 pH는 감소하는 경향을 나타내었으며, 발아벼차의 갈변도는 볶음 온도가 높고 볶음 시간 및 침출 시간이 길수록 증가하는 경향을 나타내었다. 발아 벼차의 관능적 특성으로는 색, 향, 맛 및 전반적 기호도를 평가하였으며, 곡류의 볶음 처리에 따른 가열 과정에 의해 생성되는 갈색화 반응 생성물은 식품에 독특한 향미를 부여하여 향과 맛에 대한 기호도가 증가하였으며, 종합적 기호도 또한 높은 평가를 받았다.
본 연구에서는 식이섬유와 단백질이 풍부한 치아 시드 분말을 팥앙금 무게의 0%, 1%, 2%, 3% 및 4% 첨가하여 양갱을 제조하고, 품질 특성 분석 및 소비자 기호도 조사를 시행하였다. 수분함량은 치아 시드 분말 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보였으며, pH는 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 가용성 고형분 함량은 $2.77{\sim}3.33^{\circ}Bx$의 범위를 보이며 증가하는 경향을 보였다. 치아 시드 분말의 첨가량이 증가함에 따라 L값은 33.07~36.48의 범위를 보이며 증가하였고, a값과 b값은 치아시드 분말을 3% 이상 첨가하였을 때 유의적으로 증가하였다. ${\Delta}E$값은 치아시드 분말 첨가량에 따라 점점 감소하여 CSP4에서 가장 낮게 나타났다. 경도(Hardness)와 탄력성(Springiness)은 치아시드의 높은 식이섬유 함량으로 인해 증가하는 경향을 보였으며, 응집성(Cohesiveness)은 대조군에 비해 치아시드 첨가군이 낮게 나타났다. 씹힘성(Chewiness)과 부착성(Adhesiveness)은 유의적인 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 치아 시드 양갱에 대한 소비자 기호도 조사 결과, 향미 이외의 모든 항목에서 대조군과 치아 시드 분말 첨가군 사이에 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 총 폴리페놀 함량은 7.23~10.73 mg GAE/100 g의 범위를 보였으며, 치아 시드 분말 첨가량에 따라 증가하였다. ABTS $IC_{50}$도 대조군에 비하여 치아 시드 분말 첨가군이 낮게 나타나, 항산화 활성이 높은 것으로 나타났다. 치아 시드 분말을 첨가하여 양갱을 제조하였을 때 치아 시드 분말은 가용성 고형분 함량과 조직감에 영향을 주는 것으로 사료된다. 그러나 소비자 기호도 조사에서, 치아 시드 분말을 3% 이상 첨가하였을 때 향미에 부정적인 영향을 주는 것으로 나타나, 양갱 제조 시 치아시드 분말의 적절한 첨가 수준은 2%인 것으로 판단된다.
본 연구에서는 율피 추출물을 이용하여 화장품 소재로서의 기능성을 조사하고자 효소종류별 및 가압추출 시간별에 따른 항산화 활성과 피부 미백 및 주름개선 효과를 실시하였다. 효소 종류별 및 가압추출 시간에 따른 율피 추출물의 추출수율은 12.42-29.80%로, C30m 추출물이 29.80%로 가장 높게 나타났다. 이화학적 특성으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 탄닌 함량은 모두 C30m 추출물($1,000{\mu}g/mL$)에서 각각 22.69 g/100 g, 12.13 g/100 g 및 21.66 g/100 g으로 높은 함량을 나타내었으며, 총 당 함량은 H120m 추출물($1,000{\mu}g/mL$)에서 61.07 g/100 g으로 높은 함량을 나타내었다. 항산화 활성으로 DPPH radical 소거활성, ABTS radical 소거활성, superoxide radical 소거활성 및 FRAP 활성 모두 C30m 추출물($1,000{\mu}g/mL$)에서 각각 89.20%, 81.96%, 67.63% 및 $1,324.79{\mu}M$로 높은 항산화 활성을 나타내었으며, 모든 효소 처리구간에서 가압추출 시간이 증가함에 따라 항산화 활성이 감소하였다. 피부 미백 및 주름개선 효과를 확인하기 위해 tyrosinase 및 elastase 저해활성을 측정한 결과 C30m 추출물($1,000{\mu}g/mL$)에서 각각 61.32% 및 61.06%로 높은 저해활성을 나타내었으며, HE 추출물에서 가장 낮은 저해활성을 나타내었다. 이는 효소처리 및 가압추출에 의해 율피의 생리활성물질이 많이 용출된 것으로 판단되며, 율피의 새로운 추출공정 확립을 통해 항산화, 피부 미백 및 주름개선에 효과가 있는 항노화 기능성 소재로 화장품 제조용 원료 로 적합함을 확인하였다.
전통주 주박을 이용한 고부가가치 식품소재 개발을 위해, 상업적 시설에서 생산된 3종 약주(J-B, J-S, J-Y) 및 2종 탁주(J-H, J-W) 주박의 ethanol 추출물 및 열수 추출물을 조제하고 이들의 혈액응고 저해활성, 혈소판 응집저해 활성 및 인간 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 5종 주박의 pH는 3.90~4.29로 유사하였으나, brix는 5.0~27.0으로 다양하게 나타났으며, 수분 및 알코올 함량에서도 시료에 따라 1.8배의 차이를 나타내었다. 주박의 색차와 성분은 첨가된 부재료 및 사용누룩에 좌우되었으며, J-W 주박의 경우 수분함량이 80.3%, brix 13, 알코올 함량 1.8%를 함유하여 다른 주박에 비해 다양한 식품제조에 용이하게 이용 가능하리라 판단되었다. Ethanol 추출효율은 J-H, J-W, J-B, J-S, J-Y의 순, 열수 추출효율은 J-S, J-B, J-W, J-H, J-Y의 순으로 높았으며, 총폴리페놀 및 총플라보노이드 함량은 ethanol 추출물 중에서는 J-H, 열수 추출물 중에서는 J-Y 주박에서 가장 높았다. 5종 주박의 10종 추출물은 모두 5 mg/ml 농도까지 인간 적혈구에 대한 용혈활성이 나타나지 않았으며, J-B, J-S, J-Y의 약주 주박의 ethanol 추출물에서 유의적인 혈액응고저해 활성이 나타났으며, J-W 탁주 주박의 열수 추출물에서 thrombin 저해 활성과 J-B, J-S 및 J-H 주박 열수 추출물에서 혈액 응고인자 저해활성을 확인하였다. 혈소판 응집저해 활성평가의 경우 J-W 탁주 주박의 ethanol 및 열수 추출물에서만 아스피린에 필적하는 우수한 활성이 확인되었다. 본 연구결과는 다양한 약주 및 탁주 주박이 항혈전 활성을 가지고 있으며, 주박으로부터 항혈전제 개발이 가능함을 제시하고 있다.
사과주스 등 가공처리 후에는 사과의 부산물인 사과박이 다량 발생하며 일부는 동물 사료로 사용되지만 대부분이 산업 폐기물로 처리되고 있다. 본 연구에서는 이러한 사과박의 영양성분 및 ursolic acid 함량을 분석하고, 항산화 활성 및 항비만 효과를 측정함으로서 사과박의 기능성을 확인하고자 하였다. 시료로는 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박을 이용하였으며 추출용매로는 증류수, 발효주정, methanol을 사용하여 사과박 추출물을 제조하였다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 일반성분 분석 결과 수분함량은 열풍건조한 사과박에서는 3.2%, 동결건조 한 사과박에서는 8.2%로 건조방법에 따라 다소 차이가 있었지만 그 외 다른 일반성분에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 총 식이섬유 함량은 열풍건조 한 사과박에서 28.5%, 동결건조 한 사과박에서 33.0%로 사과의 식이섬유는 주로 세포벽에 존재하기 때문에 가공과정 후에도 부산물에 다량 존재하여 각종 식이섬유 식품의 제조에 있어 유용하게 사용이 가능하다고 판단되었다. 총 폴리페놀 함량은 열풍건조 한 사과박에서는 methanol 추출물에서 306.7 ㎍/ml로 가장 높은 함량을 나타내었고, 발효주정에서 243.7 ㎍/ml을 나타내었다. 동결건조 한 사과박에서도 마찬가지로 methanol 추출물에서 가장 높은 함량을 나타내었으며 두 시료 모두 증류수 추출물에서 가장 낮은 함량을 나타내어 사과박에서의 페놀 화합물 추출을 위해서 증류수 보다 methanol이나 발효주정과 같은 알코올성 용매를 사용하는 것이 적합한 것으로 판단되었다. 총 플라보노이드 함량은 열풍건조 한 사과박의 methanol 추출물에서 950.1 ㎍/ml, 동결건조 한 사과박의 methanol 추출물에서 925.0 ㎍/ml로 가장 높은 함량을 보였다. 열풍건조 한 사과박의 DPPH radical 소거능은 methanol 추출물에서 73.3%로 가장 높은 값을 나타내었고, 발효주정 추출물에서는 59.4%의 결과값을 나타내었다. 동결건조 한 사과박에서도 methanol 추출물에서 76.1%, 발효주정 추출물에서 66.0%로 열풍건조 한 사과박에서와 비슷한 양상을 보였다. 양성대조구로 사용한 0.1 ㎍/ml ascorbic acid를 시료와 동일한 조건으로 측정하였을 때 79.6%로 본 실험의 methanol 추출물과 비슷한 활성을 나타내었다. ABTS radical 소거능은 두 시료 모두 methanol 추출물에서 열풍건조 한 사과박에서는 0.330 mM Torolox, 동결건조한 사과박에서는 0.314 mM Trolox에 해당하는 항산화능을 나타내어 세 가지 용매 중 가장 활성이 높게 나타났으며 DPPH radical 소거능에서와 마찬가지로 증류수 추출물에서 가장 낮은 활성을 나타내었다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 환원력을 측정한 결과 다른 항산화능 측정 실험과는 달리 증류수 추출물에서도 발효주정추출물과 비슷한 환원력을 나타내었다. 또한 양성대조구로 사용한 0.1 ㎍/ml ascorbic acid는 311.5 ㎍/ml의 환원력을 나타내어 모든 실험군에서 양성대조구보다 더 강한 환원력을 갖는 것으로 나타났다. Ursolic acid는 항산화활성이 뛰어나고 중성지방 감소로 인한 체지방 분해효과가 있는 것으로 알려진 유기산으로 본 실험에서 증류수 추출물에서는 전혀 검출되지 않았으며 두 시료 모두 methanol 추출물에서 열풍건조 한 사과박은 1,753.32 ㎍/ml, 동결건조 한 사과박은 1,407.03 ㎍/ml로 발효주정 추출물에서 보다 더 높은 함량을 나타내었다. 열풍건조 한 사과박과 동결건조 한 사과박의 항산화활성을 비교하였을 때 유의적인 차이가 나타나지 않았고, 동결건조는 열풍건조에 비하여 에너지 소비가 많고 비용이 비싸기 때문에 열풍건조가 산업에 적용하기에 더 적합할 것으로 판단되었다. 또한 methanol 추출물에서 가장 높은 항산화활성을 나타내었지만, 발효주정 추출물에서도 높은 활성을 보여 화장품 소재 및 기능성 식품 소재로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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[부 칙]
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