J Korn Soc Food Sci Nutr 한국식품영양과학회지 44(8), 115~1156(215) http://dx.doi.org/1.3746/jkfn.215.44.8.115 적두및흑두의부위별항산화특성 이란숙 최은지 김창희 성정민 김영붕 금준석 박종대 한국식품연구원 Antioxidnt Proprtis of Diffrnt Prts of Rd nd Blck Adzuki Bns Ln-Sook L, Eun-Ji Choi, Chng-H Kim, Jung-Min Sung, Young-Boong Kim, Jun-Sok Kum, nd Jong-D Prk Kor Food Rsrch Institut ABSTRACT Th ojctiv of this study ws to invstigt th polyphnolic compounds found in diffrnt prts of rd nd lck dzuki ns nd to dtrmin th contriution of polyphnolic compounds to th ntioxidnt proprtis of dzuki ns. Totl polyphnolic nd pronthocynidin contnts wr studid nd thir ntioxidnt ctivitis wr dtrmind y frric rducing ntioxidnt powr, 1,1-diphnyl-2-picrylhydrzyl (DPPH), nd 2,2'-zino-is (3-thylnzothizolin-6-sulfonic cid) dimmonium slt ssy. Th highst totl polyphnolic contnt ws found in sd cots (26.1 33.9 mg/g), followd y whol ns (6.9 8. mg/g) nd dhulld ns (3.3 3.4 mg/g). Th highst totl pronthocynidin contnt ws lso found in sd cot with 26.5 3.7 mg/g. Morovr, sd cots xhiitd th highst ntioxidnt ctivity rgrdlss of nlyticl mthods. Antioxidnt ctivity ws positivly nd significntly corrltd with totl polyphnolic contnt with th xcption of dhulld ns, in which thr ws no corrltion with totl polyphnolic contnt. In prticulr, th highst corrltion ws found twn DPPH nd totl polyphnolic contnt (r=.945, P<.1) in whol ns. Ky words: dzuki n, sd cot, polyphnolic, pronthocynidin, ntioxidnt ctivity 서 팥 (smll rd n, dzuki n, Vign ngulris) 은우리나라를비롯해일본, 중국등동북아시아에서주로재배되며, 국내에서는콩다음으로수요가많은두류이다. 팥은 2~25% 의단백질을함유하고있는고단백식품이며 55~ 7% 의탄수화물,.5~2.1% 의지방을함유하고있다 (1-3). 또한비타민 B1을포함한각종비타민, 칼륨, 마그네슘등의무기질및 glutmic cid, lysin 등아미노산이풍부하게함유되어있다 (3). 팥종피에는 pronthocynidin, qurctin glycosid 등폴리페놀성분이풍부하게존재하며, 특히 pronthocynidin은천연항산화제로심혈관질환, 염증, 당뇨등에효과가있는것으로보고되어있다 (4-7). 팥은품종, 재배및생육조건등에따라적색, 흑색, 갈색, 녹색또는이들색이혼합된색등종피색이다양하다. 우리나라, 일본및중국에서팥의종피색에대한조사결과를보면적색이가장많이유통되고있는것으로보고되었다 (8,9). 또한팥의자엽에주로함유되어있는전분입자가단 Rcivd 31 Mrch 215; Accptd 15 Jun 215 Corrsponding uthor: Jong-D Prk, Kor Food Rsrch Institut, Songnm, Gyonggi 13539, Kor E-mil: jdprk@kfri.r.kr, Phon: +82-31-78-9211 론 백질 mtrix에쌓여있는특이한구조적특성으로인해떡, 제과, 제빵용소재로많이이용되어왔다 (3,1). 최근에는소비자의건강에대한관심증가및팥의여러가지생리활성효과가밝혀지면서두유, 팥차, 화장품등고부가가치가공제품으로의이용이증대되고있다. 팥에대한국내연구에는팥재배, 종자개량및품종에대한연구, 팥전분이나단백질에대한연구, 볶음팥, 생팥, 증자팥에대한연구가진행되었다 (11-17). 또한팥메탄올추출물이나종피또는팥전체추출물을이용한항산화, 항암등생리활성에대한연구가진행되었다 (17-19). 한편팥, 콩등두류를대상으로종피가제거된자엽및종피제거전의두류에대해 glling 특성, mulsion 안정성, foming 형성및안정성, wtr sorption, whipping volum 등가공특성연구와 phytic cid, polyphnol 등영양학적특성에대한연구가국외에서보고되었다 (2,21). 그러나두류중콩의각부위의항산화특성에대한연구는보고되어있으나팥의각부위를대상으로한연구는거의없는실정이다 (22,23). 따라서본연구에서는다양한팥이용제품의용도에맞게생리활성물질들을보다효율적으로활용하기위한기초자료를얻고자일반적으로가장많이유통되고있는적두및흑두를대상으로팥각부위의페놀함량과항산화활성그
적두및흑두항산화 1151 리고그들간의상관관계에대한연구결과를보고하고자한다. 3개씩준비하여 3회반복측정하였으며평균 (mn) 과표준편차 (SD) 로나타내었다. 재료및방법실험재료및시약실험에사용한팥 (Vign ngulris) 은 213년도강원도횡성에서생산된것으로적두 ( 충주팥 ) 및흑두 ( 검구슬, 밀양 1호 ) 를대상으로하였다. 팥은종피분리를위해 2 C incutor(ib-15g, Jio Tch Co., Ltd., Djon, Kor) 에서팥무게 1배의증류수를넣어 8시간침지시킨후종피를손으로벗겨내었다. 시료는종피및배아를포함하는자엽부분으로구분후 6 C에서열풍건조 (HK-DO1F, Kor Gnrl Equipmnt Mnufcturing, Hwsong, Kor) 하였으며, 분쇄기 (HGB7WTS3, Wring Commrcil, Torrington, CT, USA) 로분쇄후체로쳐서 38~6 μm의분쇄물만을취하여 4 C에저장하면서분석용시료로사용하였다. 팥의항산화시험측정용시약으로 Folin Ciocltu's phnol rgnt, sodium cront, gllic cid, sodium ctt trihydrt, frric chlorid hxhydrt, potssium prsulft, n-utnol, hydrochloric cid, mthnol, cton, (±)-6-hydroxy-2,5,7,8-ttrmthylchromn-2-croxylic cid(trolox), frric mmonium sulft dodchydrt, 2,4,6-tri(2-pyridyl)- s-trizin(tptz), 1,1-diphnyl-2-picrylhydrzyl(DPPH), 2,2'-zino-is(3-thylnzothizolin-6-sulfonic cid) dimmonium slt(abts) 는 Sigm-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA) 제품을, cynidin chlorid는 Extrsynths (Lyon, Frnc) 제품을사용하였다. 추출물제조총 polyphnolic compounds 및총 pronthocynidin 함량과항산화활성측정을위한추출물은각시료분말에 1배의 8% cton을넣어 shking incutor(sif 6 R, Jio Tch Co., Ltd.) 를사용하여 2 C에서 12시간교반추출하였으며,.45 μm mmrn filtr(srtorius, Göttingn, Grmny) 로여과하여분석용시료로사용하였다. 백립중측정백립중 (1-sd wight) 측정은선별된건전립을 1 개씩취하여 3회반복측정하였으며평균 (mn) 과표준편차 (SD) 로나타내었다색도분석색도측정을위해투명한플라스틱원통용기 (35 1 mm) 에담아색차계 (CM-25D, Minolt, Tokyo, Jpn) 를사용하여 L 값 (lightnss), 값 (+rdnss, -grnnss), 값 (+yllownss, -lunss) 을측정하였다. 색도값은각각 Totl polyphnolic compounds 함량측정총 polyphnolic compounds 함량은 Folin-Ciocltu 방법 (24) 에따라 96 wll microplt에시료를분주하고 microplt rdr(epoch, BioTk, Winooski, VT, USA) 를이용하여측정하였다. 시료용액 2 μl에 Folin-Ciocltu 시약 1 μl를가하고 8분후에 7.5% N 2CO 3 8 μl를가하여 2시간방치후에 765 nm에서흡광도를측정하였다. 이때표준물질로 gllic cid를사용하여얻은표준곡선 (y=.31x-.33, r 2 =.9956) 으로부터총 polyphnolic compounds 함량을 gllic cid quivlnt(gae) 로환산후 mg GAE/g으로나타냈다. Totl pronthocynidin 함량측정총 pronthocynidin 함량은 Portr 등 (25) 의방법을일부변형하여측정하였다. 뚜껑있는시험관에시료용액.5 ml, n-utnol-hcl(95:5, v/v) 3 ml 및 2 M HCl 용액에 frric mmonium sulft를 2% 수준 (w/v) 으로용해시켜제조한 iron 용액.1 ml를가하여교반시켰다. 끓고있는 wtr th(c-wbe, Chng Shin Scinc Co., Pochon, Kor) 에서 5분간반응시킨후즉시냉각하였으며 96 wll microplt에분주하여 55 nm에서측정하였다. 이때표준물질로 cynidin chlorid를사용하여얻은표준곡선 (y=3.6535x+.342, r 2 =.9982) 으로부터총 pronthocynidin 함량을 cynidin chlorid quivlnt(cce) 로환산후 mg CCE/g으로나타냈다. Frric rducing ntioxidnt powr(frap) 측정 FRAP 활성은 Bnzi와 Strin(26) 의방법을일부변형하여 96 wll microplt에시료를분주한후 microplt rdr로측정하였다. 시료용액 1 μl에 1 mmol TPTZ/ 4 mmol HCl, 2 mmol frric chlorid 및 3 mmol ctt uffr(ph 3.6) 를 1:1:1(v/v/v) 의비율로혼합하여제조한 FRAP rgnt 3 μl를가한다음실온에서 1 분방치후에 593 nm에서흡광도를측정하였다. 이때표준물질로 Trolox를사용하여얻은표준곡선 (y=1.356x+.199, r 2 =.9979) 으로부터시료의항산화활성을 Trolox quivlnt(te) 로환산하여 mmol TE/g으로나타냈다. DPPH rdicl 소거활성측정시료의 DPPH rdicl 소거활성은 Brnd-Willims 등 (27) 의방법을일부변형하여 96 wll microplt에시료를분주한후측정하였다. 시료용액 1 μl에.12 mm DPPH 용액 19 μl를가하여실온에서 3분간방치후에 517 nm 에서흡광도를측정하였다. 이때표준물질로 Trolox를사용하여얻은표준곡선 (y=-.5698x+.6673, r 2 =.9979) 으로
1152 이란숙 최은지 김창희 성정민 김영붕 금준석 박종대 부터시료의항산화활성을 Trolox quivlnt(te) 로환산하여 mmol TE/g으로나타냈다. ABTS rdicl 소거활성측정 ABTS rdicl 소거활성은 Thipong 등 (28) 의방법을일부변형하여 96 wll microplt에시료를분주한후측정하였다. 7.4 mmol ABTS와 2.6 mmol potssium prsulft를 1:1(v/v) 비율로혼합하고 16시간동안암소에방치하여 ABTS 양이온을형성시킨후 phospht uffrd slin(ph 7.4) 을이용하여 734 nm에서흡광도값이.9~ 1.이되도록희석하였다. 시료용액 1 μl에희석된 ABTS rdicl 용액 19 μl를가하여실온에서 6분간방치후에 734 nm에서흡광도를측정하였다. 이때표준물질로 Trolox 를사용하여얻은표준곡선 (y=-.4933x+.765, r 2 =.9969) 으로부터시료의항산화활성을 Trolox quivlnt(te) 로환산하여 mmol TE/g으로나타냈다. 통계처리모든분석결과는 SPSS(vrsion 17., SPSS Inc., Chicgo, IL, USA) 프로그램을사용하여통계처리하였으며, 분산분석 (ANOVA) 을이용하여 5% 수준에서 Duncn의다중범위검정을실시하고유의성을검정하였다. 결과및고찰백립중및색도특성팥종피색은제과, 제빵, 떡소용등의앙금용및통팥용에서팥선택기준이되며, 특히일본에서는적자색팥을 dzuki n이라부르며적자색팥을가장선호하는것으로알려져있다 (29,3). 횡성산적두와흑두의백립중및색도를측정한결과는 Tl 1에나타내었다. 적두및흑두의백립중은각각 19.62 g 및 18.58 g으로적두가유의적으로높게나타났다. 백립중은팥 1알의무게로서수량및가공특성에영향을미치는중요한요인으로 Rho 등 (11) 은국내산팥 361 자원에대한백립중은 4.7~22.7 g인것으로보고하였으며, Yoon 등 (12) 또한국내전역에서수집된팥 15 자원의백립중은 5.7~23. g임을보고한바있다. 백립중은팥의작물학적형질특성중변이폭이가장큰것으로알려져있으나평균백립종은지역간큰차이가없는것으로보고하였다 (11,12). 백립중은팥의형질특성중가변특성으로 무게에따라크게소립 (<12 g), 중립 (12~18 g) 및대립 (>18 g) 으로나눌수있으며 (13), 일반적으로적두인충주팥및흑두인검구슬팥은중립종으로알려져있으나본실험에사용된횡성산충주팥및검구슬팥은중립종과대립종경계값을나타내백립중이비교적높은경향을보였다. 또한팥의크기는수화속도와앙금입자의크기에영향을미치며팥의크기가작을수록수화속도는더빠르고앙금입자의크기는더작아지는것으로보고되고있다 (31). 팥의색또한가공적성에영향을미치는중요한인자로국내에서는종피색이적색계통인적두와검정색계통인흑두가가장많이유통되고있으며, 횡성산적두에서는 L 값 31.97, 값 9.75, 값 3.54 그리고흑두에서는 L 값 31.12, 값.32, 값.95를나타냈다. Totl polyphnolic compounds 및 totl pronthocynidin 함량팥에함유되어있는 phnolic cid, pronthocynidin 등페놀성화합물은우수한항산화효과를나타내는것으로알려져있다 (4). 일반적으로페놀성화합물은과일, 채소, 두류등식물체에서추출시물이나수용성유기용매가주로사용되며추출용매, 추출시간등추출조건은추출물의생리활성에영향을미친다. Gu 등 (32) 과 Amrowicz 등 (33) 은식물체로부터수용성 cton으로추출시페놀성화합물함량이가장높게추출되었음을보고한바있다. 따라서본연구에서는횡성산팥의항산화특성을알아보기위해 8% cton을추출용매로사용하였으며팥의주된항산화물질인총 polyphnolic compounds와총 pronthocynidin 함량에대한분석결과는 Fig. 1에나타내었다. 적두및흑두각부위별총 polyphnolic compounds 함량은종피에서가장높게나타났으며, 적두및흑두종피에는각각 33.9 및 26.1 mg GAE/g으로적두종피에더높게함유되어있었다. 종피제거후의적두및흑두자엽중에함유된총 polyphnolic compounds 함량은각각 3.4 및 3.3 mg GAE/g으로유의적차이를보이지않았다 (P<.5). Pronthocynidin은나무껍질이나종실바깥부분에주로함유되어있는항산화물질로서팥종류에상관없이종피에서가장높게나타났으며, 특히적두에서 3.7 mg CCE/g으로가장높게함유되어있었다. 그리고총 pronthocynidin 함량은종피제거전의원료팥에서종피제거후의자엽보다높게함유되어있었으나통계적으로유의적차이를보이지않았다 (P<.5). Woo Tl 1. Hundrd-sd wight nd color vlus of rd nd lck dzuki ns Rd dzuki n Blck dzuki n 1-sd wight (g) 19.62±.6 1) 31.97±.95 NS2) 18.58±.41 31.12±.47 Color vlus L 9.75±1.33 3.54±.51.32±.3.95±.25 1) All vlus r mn±sd. Vlus within column with diffrnt lttrs r significntly diffrnt y ANOVA with Duncn's multipl rng tst t P<.5. 2) NS: not significnt.
적두및흑두항산화 1153 Totl polyphnolics (mg GAE/g). 5 4 3 2 1 rd n lck n c c d d whol n dhulld n sd cot FRAP (mmol TE/g). 4 3 2 1 rd n lck n c d whol n dhulld n sd cot Totl pronthocynidins (mg CCE/g). 5 4 3 2 1 rd n lck n whol n dhulld n sd cot Fig. 1. Totl polyphnolic nd totl pronthocynidin contnts in diffrnt prts of rd nd lck dzuki ns. All vlus r mn±sd on dry wight sis. Vlus mrkd ov th rs with diffrnt lttrs r significntly diffrnt y ANOVA with Duncn's multipl rng tst t P<.5. 등 (18) 은국내산팥에대한 8% mthnol 추출물의총 polyphnolic compounds 및총 pronthocynidin 함량은각각 19.~34.75 및 1.83~ 3.29 mg/g임을보고한바있으며, Kto와 Soum(34) 는일본산팥에는총 polyphnolic compounds가평균 37 mg/g 함유되어있음을보고하였다. DPPH (mmol TE/g). ABTS (mmol TE/g). 4 3 2 1 4 3 2 1 c rd n d lck n whol n dhulld n sd cot c rd n d lck n whol n dhulld n sd cot Fig. 2. Antioxidnt ctivitis in diffrnt prts of rd nd lck dzuki ns s dtrmind y th frric rducing ntioxidnt powr (FRAP), 1,1-diphnyl-2-picrylhydrzyl (DPPH), nd 2,2'- zino-is(3-thylnzothizolin-6-sulfonic cid) (ABTS) ssys. All vlus r mn±sd on dry wight sis. Vlus mrkd ov th rs with diffrnt lttrs r significntly diffrnt y ANOVA with Duncn's multipl rng tst t P<.5. 항산화활성횡성산적두와흑두의항산화활성은 FRAP, DPPH 및 ABTS ssy를이용하여 Trolox quivlnt(te) 로환산하여측정하였으며그결과는 Fig. 2에나타내었다. 시료에서의항산화활성은동일한방법으로측정시팥종류에상관없이종피에서가장높게나타났으며, 시료중적두종피에서 256.29~379.81 mmol TE/g으로가장높은활성을나타냈다. 반면에팥부위중자엽에서가장낮은항산화활성을나타냈으며적두와흑두간의항산화활성에유의적차이는없었다 (P<.5). 일반적으로항산화활성은팥에존재하는 polyphnolic compounds에기인하여활성을나타내는것으로볼때적두종피가항산화활성이가장높은것도이에함유된 polyphnolic compounds에기인된것으로판단된다. 팥에서항산화활성을나타내는물질로는 protoctchuic cid, coumric cid 등 phnolic cids와 kmpfrol, qurctin, myrictin 등의 flvonoid glycon 또는 glycosids 그리고 pronthocynidins 등이알려져있다 (35). 특히팥종피에는배당체형태로함유되어있는 pronthocynidins에의해강력한항산화활성을나타내는것으로보고되고있다 (4,7). Pronthocynidin은 nthocynidin의전구체로서단량체들의 hydroxyltion pttrn에따라 procynidins, prodlphinidins, proplrgonidins 등으로나눌수있으며, ctchin과 pictchin 단위로구성된 procynidins이가장일반적인것으로알려져있다 (36). 한편 FRAP, DPPH 및 ABTS ssy는항산화활성측정을위해가장많이사용되고있는방법으로반응메커니즘에
1154 이란숙 최은지 김창희 성정민 김영붕 금준석 박종대 차이가있다 (37). 즉 ABTS ssy는 ABTS rdicls을이용한 lctron trnsfr에기초한방법이고, DPPH ssy는 DPPH rdicls과항산화제사이의 hydrogn tom 및 lctron trnsfr에기초한방법이다. 반면에 FRAP ssy 는 fr rdicls 없이 lctron trnsfr에기초한방법이다. 본실험결과적두의종피를제외하고는전반적으로 ABTS로측정시가장높은활성값을보였다. 이처럼측정방법에따라항산화활성에차이를보이는것은반응하는성분의차이로생각되며개별 polyphnolic compounds에대한연구가더이루어져야할것이다. 또한항산화활성은측정방법에따라결과에다른영향을미치므로한가지방법보다는여러가지방법을동시에사용하여분석하는것이바람직할것으로사료된다. 이상의결과를볼때횡성산적두및흑두는우수한항산화활성을가지는것으로나타났으며, 특히종피부분의활성이매우뛰어나므로종피를이용한천연항산화제개발이나팥이용제품의용도에맞게생리활성물질들을보다효율적으로활용하기위한기초자료로이용될수있을것으로생각한다. 항산화성분과항산화활성과의상관관계팥부위별항산화성분과항산화활성과의상관관계를분석후상관계수값 (Prson's corrltion cofficint, r) 을 Tl 2에나타내었다. 원료팥에서는총 polyphnolic compounds 함량과항산화활성간에상관관계가있는것으로나타났으며, 특히 FRAP(r=.86, P<.5) 나 ABTS(r=.858, P<.5) 보다 DPPH(r=.945, P<.1) 에대한상관성이가장높은것으로나타났다. 또한종피에서도총 polyphnolic compounds 함량과항산화활성간에만상관관계가있는것으로나타났으며, 특히총 polyphnolic compounds 함량과 ABTS 간의상관관계가가장높은것으로나타났다 (r=.942, P<.1). 자엽에서는항산화성분과항산화활성간에연관성이없는것으로나타났다. Woo 등 (18) 은팥메탄올추출물에대한항산화성분과항산화활성간의상관관계를분석한연구에서총 polyphnolic compounds 함량은 ABTS와는상관관계가없었으나 DPPH와 Tl 2. Prson's corrltion twn ntioxidnt ctivity nd phnolic compounds Prson's corrltion cofficint (r) FRAP DPPH ABTS Whol n Totl polyphnolics Totl pronthocynidins Dhulld n Totl polyphnolics Totl pronthocynidins Sd cot Totl polyphnolics Totl pronthocynidins.86 *.735 -.637 -.193.931 **.379.945 **.787.273.312.91 *.4.858 *.76.176.3.942 **.129 Th dirction nd mgnitud of corrltion twn vrils ws quntifid y th corrltion cofficint r, * P<.5, ** P<.1. 는높은상관관계 (r=.965, P<.1) 가있음을보고하였고, 또한총 pronthocynidin 함량은 ABTS(r=.76, P<.1) 및 DPPH(r=.75, P<.1) 활성과상관성이있음을보고하여본연구와다른결과를보였다. 이러한결과는팥추출시사용한추출용매에의한영향으로추출용매의극성에따라특정 polyphnolic compounds의추출력에영향을미쳐전체항산화활성에영향을준것으로사료되며, 이는 Xu 와 Chng(38) 의추출용매에따른항산화활성의결과와도일치하였다. 즉 lck n이나 rd kidny의경우 8% cton으로추출시 DPPH 활성값이더높게나타났으나 1% thnol로추출시 FRAP 활성값이더높았으며, yllow soyn의경우두용매모두 DPPH 활성값이더높게나타났음을보고하였다. 한편팥추출시수용성 cton은 pronthocynidin 추출을, 메탄올은 flvonoid 추출을위한이상적인용매로알려져있다 (32,39). 요 적두및흑두를대상으로백립중, 색도등물리적특성과종피및종피제거전과후의각부분에대한항산화성분및항산화활성에대해비교분석하였다. 적두및흑두의백립중은각각 19.62 g 및 18.58 g으로적두가유의적으로높게나타났다. 팥표면의종피색은적두에서는 L 값 31.97, 값 9.75, 값 3.54 그리고흑두에서는 L 값 31.12, 값.32, 값.95를나타냈다. 총 polyphnolic compounds 함량은적두종피에서 33.9 mg GAE/g으로가장높게나타났으며, 총 pronthocynidin 함량또한적두종피에서 3.7 mg CCE/g 으로가장높은함량을보였으나흑두종피와유의적차이는없었다. 항산화활성은동일방법으로측정시종피에서가장높게나타났으며, 적두의종피를제외하고는전반적으로 ABTS로측정시가장높은활성값을보였다. 팥각부위별항산화성분과활성과의상관관계를분석한결과원료팥및종피에서총 polyphnolic compounds 함량과항산화활성간의높은상관관계가있음을알수있었다. 따라서적두및흑두각부분에대한항산화성분과항산화활성에대한이상의연구결과는건강증진을위한팥제품개발시팥의효율적인사용을위해유용할것으로사료된다. 약 감사의글 본연구는농림축산식품부고부가식품기술개발사업에의해이루어진것으로연구비지원에감사드립니다. REFERENCES 1. Ogw T, A S, Kugimiy M. 1983. Gltiniztion of strch in drid zuki Ann grnuls. J Jp Soc Food Sci Tchnol 3: 323-33.
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