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본 연구에서는 아로니아 재배 시 발생하는 주요 부산물, 즉 잎과 줄기의 활용성을 높여 농가 소득증진에 기여하고자 부산물의 성분학적기능학적 우수성을 평가하기 위해 아로니아 열매, 잎, 줄기의 물 및 에탄올 농도별 추출물을 제조하여 주요 성분 함량 분석 및 생리활성 평가를 진행하였다.
아로니아 부위별 에탄올 추출물의 총 페놀성 화합물 및 총 플라보노이드의 함량을 분석한 결과 잎과 줄기가 열매보다 월등히 높은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 보였다. 추출 용매에 따른 비교 결과에서는 열매의 경우 50% 에탄올 추출물, 잎의 경우 30% 에탄올 추출물, 줄기는 70% 에탄올 추출물이 가장 높은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 나타내어, 부위에 따라 최적 추출 용매 조건에 차이가 있음을 확인하였다. 페놀성 화합물 9종을 분석한 결과 모든 시료에서 rutin이 가장 높은 함량의 화합물로 분석되었고, p-Coumaric acid, ferulic acid, quercetin, caffeic acid, galli acid, resveratrol은 모든 추출물에서 검출되었다.
또한, 아로니아 열매, 잎, 줄기의 물 및 에탄올 농도별 추출물의 caffeine 및 catechins 분석 결과 caffeine 및 catechin, epicatechin, epigalloactechin, epicatechingallate, epigallocatechingallate가 모두 검출되었는데, epicatechin은 열매에서만 검출되었고, epigalloactechin은 열매의 물 추출물에서만 검출되지 않았으며, catechin의 경우 줄기에서 열매 및 잎보다 약 9배 이상 높게 검출되었다.
산화방지 활성 측정을 위해 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거능의 IC<SUB>50</SUB> 값을 측정한 결과 총 폴리페놀 함량이 높았던 잎>줄기>열매 순으로 높은 소거활성을 보였고, 환원력 및 FRAP를 측정한 결과에서도 잎>줄기>열매 순으로 높은 활성을 나타내었다. 또한, 추출 용매에 따른 산화 방지 활성을 비교한 결과 열매의 경우 50% 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 보였고, 잎은 30%에탄올 추출물, 줄기는 50% 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 보여, 부위별로 추출 용매에 따른 산화 방지 활성의 차이가 큰 것을 확인하였다. 산화스트레스에 대한 세포 생존율을 비교한 결과 열매와 줄기의 모든 추출물은 높은 세포 생존율을 보였고, 잎의 경우 30% 에탄올 추출을 제외한 모든 추출물은 높은 세포 생존율을 보였다. 세포내에서 항염증 효과를 확인한 결과 추출 용매의 종류에 관계없이 열매와 줄기 추출물에서는 염증 억제 효과가 없거나 미미하였으며, 잎 추출물에서는 염증의 생성이 현저히 감소됨이 확인되었다. 특히 30 및 50% 에탄올 추출물의 억제효능이 뛰어난 것을 확인하였다.
결과적으로 아로니아 부산물로 버려지는 잎과 줄기 모두 항산화 활성이 우수한 것으로 나타났고, 특히 잎의 경우 산화 방지활성 및 항염증 효과가 뛰어난 것으로 나타나 건강기능식품 및 의약품과 같은 산업적으로 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.
아로니아 부위별 에탄올 추출물의 총 페놀성 화합물 및 총 플라보노이드의 함량을 분석한 결과 잎과 줄기가 열매보다 월등히 높은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 보였다. 추출 용매에 따른 비교 결과에서는 열매의 경우 50% 에탄올 추출물, 잎의 경우 30% 에탄올 추출물, 줄기는 70% 에탄올 추출물이 가장 높은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 나타내어, 부위에 따라 최적 추출 용매 조건에 차이가 있음을 확인하였다. 페놀성 화합물 9종을 분석한 결과 모든 시료에서 rutin이 가장 높은 함량의 화합물로 분석되었고, p-Coumaric acid, ferulic acid, quercetin, caffeic acid, galli acid, resveratrol은 모든 추출물에서 검출되었다.
또한, 아로니아 열매, 잎, 줄기의 물 및 에탄올 농도별 추출물의 caffeine 및 catechins 분석 결과 caffeine 및 catechin, epicatechin, epigalloactechin, epicatechingallate, epigallocatechingallate가 모두 검출되었는데, epicatechin은 열매에서만 검출되었고, epigalloactechin은 열매의 물 추출물에서만 검출되지 않았으며, catechin의 경우 줄기에서 열매 및 잎보다 약 9배 이상 높게 검출되었다.
산화방지 활성 측정을 위해 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거능의 IC<SUB>50</SUB> 값을 측정한 결과 총 폴리페놀 함량이 높았던 잎>줄기>열매 순으로 높은 소거활성을 보였고, 환원력 및 FRAP를 측정한 결과에서도 잎>줄기>열매 순으로 높은 활성을 나타내었다. 또한, 추출 용매에 따른 산화 방지 활성을 비교한 결과 열매의 경우 50% 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 보였고, 잎은 30%에탄올 추출물, 줄기는 50% 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 보여, 부위별로 추출 용매에 따른 산화 방지 활성의 차이가 큰 것을 확인하였다. 산화스트레스에 대한 세포 생존율을 비교한 결과 열매와 줄기의 모든 추출물은 높은 세포 생존율을 보였고, 잎의 경우 30% 에탄올 추출을 제외한 모든 추출물은 높은 세포 생존율을 보였다. 세포내에서 항염증 효과를 확인한 결과 추출 용매의 종류에 관계없이 열매와 줄기 추출물에서는 염증 억제 효과가 없거나 미미하였으며, 잎 추출물에서는 염증의 생성이 현저히 감소됨이 확인되었다. 특히 30 및 50% 에탄올 추출물의 억제효능이 뛰어난 것을 확인하였다.
결과적으로 아로니아 부산물로 버려지는 잎과 줄기 모두 항산화 활성이 우수한 것으로 나타났고, 특히 잎의 경우 산화 방지활성 및 항염증 효과가 뛰어난 것으로 나타나 건강기능식품 및 의약품과 같은 산업적으로 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.
목차
Abstract
서론
재료 및 방법
결과 및 고찰
요약
References
참고문헌 (43)
참고문헌 신청
Arts MJTJ, Haenen GRMM, Voss HP, Bast A. Antioxidant capacity of reaction products limits the applicability of the trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) assay. Food Chem. Toxicol. 42: 45-49 (2004)
Barry Halliwell, John M. C. Gutteridge. Free radicals in biology and medicine. Oxford University Press. Oxford, England. 246-350 (2003)
Bijak M, Saluk J, Antosik A, Ponczek M B, bikowska H M, Borowiecka M, Nowak P. Aronia melanocarpa as a protector against nitration of fibrinogen. International J. Biological Macromolecules. 55: 264-268 (2013)
Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature. 181: 1199-1200 (1958)
Cha JY, Jeong JJ, Kim YT, Seo WS, Yang HJ, Kim JS, Lee YS Detection of chemical characteristics in Hamcho (Salicornia herbacea L.) according to harvest periods. J. Life Sci., 16: 683-690 (2006)
Barry Halliwell, John M. C. Gutteridge. Free radicals in biology and medicine. Oxford University Press. Oxford, England. 246-350 (2003)
Bijak M, Saluk J, Antosik A, Ponczek M B, bikowska H M, Borowiecka M, Nowak P. Aronia melanocarpa as a protector against nitration of fibrinogen. International J. Biological Macromolecules. 55: 264-268 (2013)
Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature. 181: 1199-1200 (1958)
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