KOREAN J. FOOD SCI. TECHNOL. Vol. 43, No. 4, pp. 475~482 (2011) The Korean Society of Food Science and Technology 2008년 국민건강영양조사에 근거한 과채류 주스 음용으로부터 한국인의 일인당 하루 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 섭취량 추정 이봉한 김선영 조치흥 정대균1 전옥경2 김대옥* 경희대학교 식품공학과 및 생명자원과학연구원, 1 경희대학교 유전공학과 및 피부생명공학센터, 2 코네티컷주립대학교 영양학과 Estimation of Daily Per Capita Intake of Total Phenolics, Total Flavonoids, and Antioxidant Capacities from Fruit and Vegetable Juices in the Korean Diet Based on the Korea National Health and Nutrition Examination Survey 2008 Bong Han Lee, Sun Young Kim, Chi Heung Cho, Dae Kyun Chung 1, Ock K. Chun 2, and Dae-Ok Kim* Department of Food Science and Biotechnology and Institute of Life Sciences and Resources, Kyung Hee University 1 Department of Genetic Engineering and Skin Biotechnology Center, Kyung Hee University 2 Department of Nutritional Sciences, University of Connecticut, USA Abstract From an analysis of the daily consumption per capita (g/capita/day) in the existing dataset of the Korea National Health and Nutrition Examination Survey 2008, the top seven fruit and vegetable juices (apple, grape, mandarin, orange, pineapple, pomegranate and tomato) commercially available on the Korean market were selected and analyzed. These juices showed a wide range of levels of total phenolics, total flavonoids, and antioxidant capacities. The daily per capita intake of total phenolics from juice consumption was 11.70 mg gallic acid equivalents and that of total flavonoids was 1.65 mg catechin equivalents. The daily per capita intakes antioxidant capacities were 10.42 mg vitamin C equivalents (DPPH assay) and 13.21 mg vitamin C equivalents (ABTS assay). Daily per capita intakes of total phenolics, total flavonoids, and antioxidant capacities were influenced by the compositional content and the daily consumption of fruit and vegetable juices. Keywords: ABTS, DPPH, daily consumption, vitamin C equivalents 서 소비자들의 건강에 대한 관심이 지속적으로 증가하면서, 음료 시장 역시 건강 지향적 소비 행태로 변화해 가고 있다. 이처럼 소비자들의 식품 소비가 건강 지향적 방식으로 정착됨에 따라 종 래의 탄산음료 보다는 생리활성을 보이는 각종 기능성 성분이 함 유되어 있는 주스류가 각광을 받고 있다(1). 우리나라가 주스 음 료를 가공 생산하기 시작한 것은 1960년대 후반기부터 이며, 1970 년대에 들어 과일 음료에 대한 소비가 증가하면서 과일 가공 및 농축 주스 사업의 중요성이 크게 대두되었다(2). 많은 연구들에 의하면 과일 및 채소의 섭취는 건강과 밀접한 연계성이 있으며, 섭취량이 많을수록 심혈관질환, 암 등의 발병 률과 사망률이 감소하는 것으로 알려져 있다(3). 또한 과채류에 *Corresponding author: Dae-Ok Kim, Department of Food Science and Biotechnology and Institute of Life Sciences and Resources, Kyung Hee University, Yongin, Gyeonggi 446-701, Korea Tel: 82-31-201-3796 Fax: 82-31-204-8116 E-mail: dokim05@khu.ac.kr Received March 14, 2011; revised May 5, 2011; accepted May 11, 2011 론 있는 활성 물질들은 항산화능이 있어 암, 치매 등과 같은 퇴행성 만성 질환 등을 예방해주는 효과가 있다(4). 과채류의 생리활성 물질에는 플라보노이드(flavonoids)와 같은 페놀성 화합물(phenolic phytochemicals), 식이섬유(dietary fibers), 파이토스테롤(phytosterols), 알칼로이드(alkaloids) 등이 있으며, 비록 이것들은 생체 내에 서 필수 성분들은 아니지만, 건강 증진 및 보호 효과를 가지고 있다. 그 중에서 특히 대표적 식물성 화학물질인 플라보노이드와 같은 폴리페놀(polyphenols)은 자유 라디칼(free radical)에 의해서 야기되는 단백질, DNA, 지질 등의 산화적 손상으로 발병되는 암, 치매, 심혈관질환, 피부노화 등에 대해서 보호작용을 나타냄 으로써 발병률을 줄여줄 수 있다(5). 일반적으로 가공하지 않은 상태의 과채류가 더 많은 생리활성 물질을 보유함으로써 건강 증진 효과를 나타낸다(6,7). 과일 및 채소를 가공한 형태인 과채류 주스 역시 건강에 이로운 활성 성 분이 포함되어 있어 건강 보호 효과를 기대할 수 있다. 과채류 주스의 일반적 가공 공정인 껍질 벗기기(peeling), 얇게 썰기 (slicing), 절단하기(cutting) 등의 과정에서 천연 항산화제의 역할 을 하는 페놀성 화학물질, 비타민류와 같은 성분들의 손실이 발 생한다. 그러나, 현대인들의 바쁜 생활 습관, 편리 지향성 소비 의식 등으로 가공하지 않은 과채류 상태를 쉽게 섭취하기 어려 운 여건에서 과채류의 직접적인 섭취보다는 과채류 주스의 간편 475
476 한국식품과학회지 제 43 권 제 4 호 (2011) 한 음용을 통한 생리활성 물질 섭취가 또 다른 좋은 대안일 수 있을 것이다. 현재까지 과채류 주스를 통해서 얻어지는 총페놀, 총플라보노 이드 및 항산화능 함량에 대한 한국인 일인당 하루 섭취량 추정 에 대한 정보는 빈약한 실정이다. 그러므로, 본 연구의 목적은 한 국에서 상업적으로 판매 중인 과채류 주스 중 가장 많이 소비되 는 7가지 과채류 주스의 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 함 량을 정량하고, 질병관리본부가 실시한 2008년도 국민건강영양조 사(KNHANES)의 24시간 회상법에서 나온 식품섭취 자료를 바탕 으로 일인당 주스 하루 소모량을 산출하고, 이를 바탕으로 과채 류 주스를 통하여 얻는 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 함 량에 대한 일인당 하루 섭취량을 추정하는 것이다. 재료 및 방법 과일 및 채소 주스 실험에 사용된 7종류의 과일 및 채소 주스는 사과, 포도, 감귤, 오렌지, 파인애플, 석류, 토마토로 만들어진 것으로 소비자들이 선호하는 과채류 주스 중 과채즙 100%로 구성 되어 있는 것(감 귤 주스의 경우 50%)만 대형 마트에서 선별해 2008년도 5월에 구입하였다. 실험 전 모든 주스는 제품 라벨에 표기된 저장 조건 에 맞게 보관하여 사용하였다. 각 주스별로 사용한 제품은 오렌 지 주스 7종, 포도 주스 11종, 사과 주스 7종, 석류 주스 2종, 토 마토 주스 3종, 파인애플 1종, 감귤 주스 4종 등 이었다. 시약 Folin-Ciocalteu's phenol 시약, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt(abts), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), 비타민 C, gallic acid, catechin은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서, 2,2'-azobis-(2-amidinopropane)HCl (AAPH)는 Wako Pure Chemicals Industries, Ltd.(Osaka, Japan)에 서 구입하였다. 총페놀 함량 측정 주스의 총페놀 함량은 Folin-Ciocalteu s phenol 시약을 이용한 발색법으로 측정하였다(8). 시료 200 µl에 증류수 2.6 ml와 Folin- Ciocalteu s phenol 시약 200 µl를 첨가, 혼합하여 6분간 상온에서 반응시킨 후 7%(w/v) Na 2 CO 3 용액을 2mL를 첨가했다. Folin- Ciocalteu s phenol 시약 첨가 후 총 90분 동안 반응시켜 750 nm 에서 흡광도를 측정하였으며, 총페놀 함량은 mg gallic acid equivalents(gae)/100 ml로 나타내었다. 총플라보노이드 함량 측정 총플라보노이드 함량 측정은 다음과 같이 수행하였다(9). 시료 0.5 ml와 증류수 3.2 ml을 혼합하여 5%(w/v) NaNO 2 150 µl와 5 분간 반응시킨 후 10%(w/v) AlCl 3 150 µl를 첨가하여 1분간 더 반응시키고, 1 N NaOH를 넣고 혼합하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총플라보노이드 함량은 mg catechin equivalents(ce)/ 100 ml로 나타내었다. 항산화능 측정 식품의 항산화능 분석에 흔히 사용하는 ABTS와 DPPH 라디 칼을 이용하여 과채류 주스의 항산화능을 측정하였다. ABTS 라 디칼 소거능은 청록색 ABTS 라디칼을 이용하여 측정하였다(10). 1.0 mm AAPH에 2.5 mm ABTS와 PBS 완충용액 100 ml를 넣고 70 o C 항온 수조에서 30분간 반응시켜 ABTS 라디칼 용액을 만들 고 PBS 완충용액을 이용하여 734 nm에서 0.650±0.020의 흡광도 로 ABTS 라디칼 용액을 희석하였다. ABTS 라디칼 용액 980 µl 와 시료 20 µl를 혼합하여 37 o C에서 10분간 반응 후, 734 nm에 서 흡광도를 측정하여 항산화능을 mg vitamin C equivalents (VCE)/100 ml로 표현하였다. DPPH 라디칼 소거능은 Brand-Williams 등(11)의 방법을 변형하여 측정하였다. DPPH 라디칼 용액 을 100 ml의 80%(v/v) 수용성 메탄올에 녹여서 제조하였다. 생 성된 DPPH 라디칼 용액을 80%(v/v) 메탄올을 이용하여 517 nm 에서 0.650±0.020의 흡광도로 희석하여 사용하였다. 각 시료 50 µl 에 라디칼 용액 2.95 ml을 첨가하여 23 o C에서 30분간 빛이 차단 된 장소에서 반응시켰다. 반응 후 DPPH 라디칼 소거능은 517 nm 에서 흡광도를 측정하여 항산화능을 mg VCE/100 ml로 나타내 었다. 주스 하루 섭취량 주스의 하루 섭취량은 2008년에 질병관리본부에서 실시한 국 민건강영양조사 제4기 2차년도 자료를 활용하였다. 국민건강영양 조사는 3년 주기로 진행되는 전국적 법정 조사로서, 국민의 전반 적인 건강과 영양상태 및 그 추이에 대한 대표성과 신뢰성 갖는 국가 통계 자료이다. 건강설문조사, 영양조사, 검진조사로 구성된 국민건강영양조사는 무작위 조사로 진행된다. 영양조사는 식습 관, 식품섭취빈도, 섭취식품의 종류 및 섭취량 등 개인별 면접을 실시한다. 이번 연구에 활용한 국민건강영양조사 제4기 2차년도 (2008년)는 1인 이상 참여한 가구의 가구원 전체(10,539명)를 대 상으로 하였으며, 이중 8,641명을 조사하여 참여율은 82.0%였다 (12). 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능의 일인당 하루 섭취량 추정 과채류 주스의 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능의 일인당 하루 섭취량 추정은 국민건강영양조사의 원시자료 및 각 함량에 대한 화학적 분석법 결과치를 바탕으로 하였으며 다음 식들에 의 해서 계산되었다. 원시자료의 과채류 주스 하루 일인당 섭취량 계산시 주스의 수분 함량이 많음을 고려하여 주스의 밀도를 1 g/ ml로 설정하였다. 일인당 하루 총페놀 섭취량(mg GAE/capita/day)=ΣC i P i 여기에서 C i 는 원시자료의 각 과채류 주스 하루 일인당 섭취 량, P i 는 선별된 과채류 주스 각각의 총페놀 함량을 의미한다. 일인당 하루 총플라보노이드 섭취량(mg CE/capita/day)=ΣC i F i 여기에서 C i 는 원시자료의 과채류 주스 하루 일인당 섭취량, F i 는 선별된 과채류 주스 각각의 총플라보노이드 함량을 의미한다. 일인당 하루 항산화능 섭취량(mg VCE/capita/day)=ΣC i V i 여기에서 C i 는 원시자료의 과채류 주스 하루 일인당 섭취량, V i 는 선별된 과채류 주스 각각의 항산화능 함량을 의미한다. 통계분석 각 실험치에 대해서는 평균과 표준편차로 나타내었다. 통계분 석은 SAS(Statistical Analysis System, SAS Institute, Inc., Cary, NC, USA)를 사용하였으며, 각각의 실험군은 ANOVA 수행 후, 사후검정으로 Duncan s multiple range test를 이용하여 유의적 차 이를 분석하였으며 5% 유의적 수준에서 시료 간의 유의차를 검 증하였다.
과채류 주스에 의한 한국인 항산화능 섭취량 추정 477 Table 1. Percentage (%) of people drinking top seven fruit and vegetable juices in the total population of participants in the Korea National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES) 2008 1) Age (yr) 9 10~19 20~29 30~39 40~49 50~59 60 Total Male 0.59 0.42 0.20 0.46 0.21 0.13 0.09 2.09 Female 0.54 0.58 0.69 0.46 0.29 0.25 0.25 3.08 Total 1.13 1.00 0.89 0.93 0.50 0.38 0.35 5.17 1) The analysis of the existing dataset of the KNHANES 2008 revealed that the most consumed top seven fruit and vegetable juices were made from apple, grape, mandarin, orange, pineapple, pomegranate, and tomato. The total number of people participated in the KNHANES 2008 was 8641. The number of people drinking top seven fruit and vegetable juices in the Korean diet was 447 among total people participated in the KNHANES 2008. 결과 및 고찰 일인당 하루 주스 섭취량 국민건강영양조사 제4기 2차년도(2008년)의 참가자는 8,641명 이었다. 가장 많은 소비량을 보이는 7종의 주스를 마신 사람은 총 447명으로 전체 참가자의 약 5.17%였다. 이 중 남성은 2.09%, 여성은 3.08%로 남성보다 여성에서 주스를 마시는 비율이 높았 다(Table 1). 전반적으로 연령층이 낮을수록 주스를 마시는 사람 의 수가 증가하는 경향을 보였다. 9세 이하 연령층이 주스를 소 비하는 사람 수가 가장 많았으며, 60대 이상 연령층에서 주스 소 비자의 수가 가장 적었다(Table 1). 9세 이하 연령층과 30대 연령 층을 제외한 모든 연령층에서 주스를 소비하는 사람의 수가 남 성보다 여성이 더 많았다. 9세 이하 연령층의 경우 여성보다 남 성이 주스를 소비하는 사람 수가 더 많았으며, 30대 연령층에서 는 남성과 여성의 주스 소비자 비율이 동일하였다(Table 1). 2008년도 국민건강영양조사 분석을 통해 한국인이 가장 많이 섭취하는 총 7개 과채류 주스의 일인당 하루 섭취량은 Table 2 에 제시하였다. 7개 과채류 주스의 일인당 하루 섭취하는 총량은 12.59 g이었다. 우리나라 국민들이 가장 많이 섭취하는 주스는 오 렌지 주스로 나타났다. 오렌지 주스에 이어 포도, 토마토, 감귤, 사과, 석류, 파인애플 주스 순으로 일인당 하루 섭취량이 감소하 였다. 오렌지 주스의 하루 일인당 섭취량은 6.31 g으로 전체 7가 지 과채류 주스 소모량의 약 50.1%를 차지하는 가장 대중적인 주스였다. Table 3은 각각의 과채류 주스에 대한 성별, 연령별로 하루 일 인당 주스 섭취량을 보여준다. 7종의 주스 섭취량을 성별로 분석 한 결과, 사과 주스와 파인애플 주스를 제외한 다른 주스들에서 여성이 남성보다 더 많이 섭취를 하였다. 연령대별 주스 섭취량 은, 10대, 30대, 20대, 9세 이하, 40대, 50세, 60세 이상 순서로 낮 아졌다. 주스의 일인당 평균 섭취량은 여성은 약 7.21 g, 남성은 약 5.38 g으로 여성이 남성에 비해 더 많았다. 각 연령층 중 10 대 연령층의 주스 섭취량은 일인당 평균 3.00 g으로 가장 많았 으며, 60대 이상의 주스 섭취량은 일인당 평균 0.75 g으로 가장 적은 것으로 나타났다. 40세 미만의 주스 섭취량은 전체 주스 섭 취량의 약 76.8%를 차지하였으며, 상대적으로 40세 이상은 주스 섭취를 적게 하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 주스를 가장 적 게 섭취하는 60대 이상 연령층은 주스를 가장 많이 섭취하는 10 대 연령층의 약 1/4정도 수준으로 섭취하고 있는 것으로 나타났 다. 연령층별로 가장 많이 섭취하는 과일 주스는 대부분의 연령 층에서 오렌지 주스로 나타났고, 50대 연령층은 토마토 주스, 그 다음으로 오렌지 주스를 많이 마셨다. 20대 연령층은 오렌지 주 스 다음으로 토마토 주스를 많이 마셨고, 20대와 50대 연령층을 제외한 나머지 연령층에서는 오렌지 주스 다음으로 포도 주스를 Table 2. Daily consumption per capita of top seven fruit and vegetable juices in the Korean diet Juices 1) Daily juice consumption per capita (g/capita/day) Apple juice 1.05 Grape juice 2.28 Mandarin juice 1.23 Orange juice 6.31 Pineapple juice 0.05 Pomegranate juice 0.17 Tomato juice 1.50 Total 12.59 1) The most popular fruit and vegetable juices in the Korean diet were selected from the analysis of the existing dataset of the Korea National Health and Nutrition Examination Survey 2008. 마시는 것으로 나타났다. 미국인들의 하루 음료 소비 형태 연구에서는 2-6세 어린이가 주스 섭취량이 가장 많았고, 다음으로 13-18세였으며, 40대 미만 연령층에서 전체 주스 소비량의 71.8%를 소비하였다(13). 1980년 대 중반 서울 주거민의 음료 섭취 연구에서 주스 섭취량은 유 아, 유치원생이 가장 많았고, 다음으로 성인, 초등학생 순으로 섭 취량이 낮아졌다(14). 본 연구의 연대층별 섭취량 순위와 차이를 보이는 이유는 아마도 주스 음용에 대한 시대적인 소비 행태의 변화에서 일부 기인한 것으로 판단된다. 한국인의 주스 섭취량을 살펴본 결과 젊은층이 중년이나 노년층에 비하여 주스 섭취를 더 많이 하고 있다. 미국인들의 음료 소비 행태에 관한 연구 결과를 살펴보면 젊은층에서 노년층으로 연령대가 증가함에 따라 주스 보다 커피나 차를 더 많이 소비하는 경향으로 인하여 젊은층의 주스 섭취량이 상대적으로 중년층이나 노년층에 비해 더 높았다(15). 총페놀 함량 페놀 화합물은 벤젠고리의 탄소에 수산기(-OH)가 결합되어 있 는 물질이다. Table 4는 각 주스의 총페놀 함량을 보여준다. 다 양한 상표의 과일 및 채소 주스의 총페놀 함량을 측정한 결과, 각 제조사의 상표별로 주스의 총페놀 함량은 큰 차이를 보였다. 조사 대상 과채류 주스의 평균 총페놀 함량은 포도 주스>사과 주스>오렌지 주스>석류 주스>감귤 주스>파인애플 주스>토마토 주스 순서로 감소하였다. 여러 과채류 주스 중에서 포도 주스는 141.08 mg GAE/100 ml로서 가장 높은 총페놀 함량을 보여주었 다. 포도 주스를 포함한 다른 주스들 역시 각 제조회사별 상표에 따라 총페놀 함량에 차이를 보였다. 이는 주스 제조에 사용된 과 채류의 품종, 재배지역, 기후조건, 경작방식, 수확시기, 과즙추출
478 한국식품과학회지 제 43 권 제 4 호 (2011) Table 3. Daily per capita consumption (g/capita/day) of top seven fruit and vegetable juices for gender and age on the basis of the analysis of the existing dataset in the Korea National Health and Nutrition Examination Survey 2008 Juice Gender Age (yr) Male Female 9 10~19 20~29 30~39 40~49 50~59 60 Apple juice 0.58 0.47 0.25 0.30 0.20 0.16 0.04 0.05 0.05 Grape juice 1.12 1.16 0.42 0.72 0.16 0.49 0.21 0.17 0.12 Mandarin juice 0.51 0.72 0.25 0.32 0.17 0.08 0.23 0.14 0.05 Orange juice 2.45 3.86 1.02 1.32 1.42 1.40 0.53 0.25 0.37 Pineapple juice 0.03 0.02 0.03 - - - - - 0.02 Pomegranate juice 0.06 0.10 0.02-0.03 0.06 0.02 0.01 0.02 Tomato juice 0.62 0.88 0.09 0.34 0.21 0.21 0.17 0.36 0.12 Total 5.38 7.21 2.08 3.00 2.19 2.40 1.20 0.98 0.75 방식 등의 차이에서 비롯된 것으로 여겨진다(16-18). 주스의 원료 가 되는 과일 원과의 총페놀 함량과 항산화능을 측정한 이전의 연구에서도 포도, 사과, 오렌지, 파인애플 순으로 총페놀 함량이 낮아졌다(19). 이는 동일 과채류 주스에서 총페놀 함량이 각 상 표에 따라 차이는 있었을지라도, 주요하게 소비되는 7종 과채류 주스의 총페놀 함량의 차이는 주스 가공에 사용된 과채류 원재 료가 갖는 총페놀 함량의 차이에 더 큰 영향을 받는다는 본 연 구의 결과와 일치하였다. 일반적으로 hydroxycinnamic acids는 낮 은 항산화능을 보이는데 이들이 풍부한 토마토 등은 상대적으로 낮은 페놀 함량을 나타냈고, 과채류의 총페놀 함량과 비타민 C 함량은 높은 상관관계를 나타내었다(20). 총플라보노이드 함량 페놀계 화학물질 중 플라보노이드는 C 6 -C 3 -C 6 의 기본 골격을 가지고 있다. 과채류에는 anthocyanins, catechin, epicatechin, kaempferol, luteolin, myricetin, naringenin, phloridzin, quercetin 등 다양한 종류의 플라보노이드들이 상이한 농도로 존재한다(20). 플라보노이드는 구조적 차이에 의해 각각 하위 그룹인 flavanol, flavanone, flavone, isoflavone, flavonol, anthocyanidin 등으로 분 류되고, 이들 중 수용성 색소인 anthocyanidin의 배당체인 안토시 아닌(anthocyanin)은 포도, 복분자, 딸기, 적포도주 등에서 빨간색, 적자색 등의 특유의 색을 부여한다. Table 4는 각 과채류 주스의 제조사별 여러 제품의 총플라보노 이드 함량 및 총플라보노이드 함량 평균치를 보여주고 있다. 과 채류 주스의 총플라보노이드 함량의 평균은 포도 주스>사과 주 스>석류 주스>오렌지 주스>토마토 주스>감귤 주스>파인애플 주스 순서로 감소하였다. 미국인들의 식이를 통한 항산화능 데이 터베이스 구축을 위한 연구에서도 포도 주스, 토마토 주스, 오렌 지 주스, 사과 주스 순으로 총플라보노이드 함량이 감소하였으며 (21), 본 연구에서도 오렌지 주스나 사과 주스 보다 포도 주스의 총플라보노이드 함량이 다른 주스에 비해 가장 높았다. 국내에서 판매되고 있는 포도 주스는 대개 미국이나 칠레 등지에서 과즙 원액을 수입하여 혼합 제조한 것으로, 아마 제조 방법에 따라 그 차이가 있을 것으로 추정된다. 항산화능 각 과채류 주스의 항산화능을 측정하기 위해서 DPPH 라디칼 과 ABTS 라디칼에 대한 소거능을 이용하였다. Table 4는 이들 두 가지 라디칼로 측정한 각 과채류 주스의 항산화능을 보여준 다. DPPH 라디칼을 이용한 결과는 포도 주스가 146.97 mg VCE/ 100 ml로 가장 항산화능이 높았으며, ABTS 라디칼을 이용한 경 우에는 포도 주스가 191.11 mg VCE/100 ml로 역시 가장 높았다. DPPH와 ABTS 라디칼을 이용한 항산화능 분석시 각 과채류 주 스의 항산화능은 포도 주스>사과 주스>석류 주스>오렌지 주스 >감귤 주스>파인애플 주스>토마토 주스 순서로 감소하였다. DPPH를 이용한 항산화능 실험법은 저렴한 비용과 간편한 실험 방법으로 가장 널리 이용되지만 DPPH가 ph, 빛, 온도 등에 민 감하게 영향을 받는 반면에, ABTS 라디칼을 이용한 항산화능법 은 넓은 범위의 ph에 적용 가능하고 측정 파장에서 빛을 흡수 하는 물질의 방해를 덜 받는 근적외선 범위에서 측정한다(22,23). 동일 과채류 주스 분석에 사용된 제품들의 총페놀 함량과 항산 화능은 양의 기울기를 갖는 직선의 상관관계를 가졌다(Fig. 1). DPPH 라디칼을 이용한 항산화능과 총페놀 함량의 상관계수 (correlation coefficient, r 2 )는 0.882였으며, ABTS 라디칼을 이용시 그 상관계수는 0.917이었다. 양의 기울기를 갖는 일차 직선적 상 관관계는 총페놀 함량이 높은 주스가 항산화능도 높다는 것을 의 미한다. 사과를 주스 형태로 가공할 경우에는 사과에 함유되어 있는 항 산화능을 보유하는 많은 식물성 화학물질(phytochemicals)이 파괴 된다(24). 사과에 주로 함유되어 있는 페놀성 물질의 종류에는 phloridzin, chlorogenic acid, catechin, quercetin 등과 이들의 유도 체들이 있으며, 이들은 주스로 만드는 가공 과정을 거치면서 파 괴되어 함량이 감소하게 된다(25). 사과 주스의 경우 사과를 짜 고 난 찌꺼기(pomace)에 사과의 페놀성 성분의 약 42% 정도가 잔존하며, 실제 찌꺼기를 제외시키는 공정인 청징 과정을 거쳤을 경우 사과 원과에 비해 가공된 주스 형태에서 페놀 함량 및 항 산화능이 낮았다(26). 포도 주스의 항산화능을 보이는 catechin, gallic acid, epicatechin 등과 같은 페놀성 물질들이 peroxy radicals에 의해 야기되는 산 화적 공격으로부터 세포막과 지단백질(lipoproteins)을 보호해 준 다(27,28). 포도의 resveratrol(2,3',5-trihydroxystilbene), quercetin 등 은 암의 성장을 지연시키는 기능을 갖고 있으며, 포도 주스를 섭 취한 건강한 성인의 혈소판 응집 활성 저해가 보고되었다(29). 포 도 주스의 섭취는 잠재적으로 내피세포 기능을 향상시키고 저밀 도지단백질(low density lipoprotein) 산화를 예방함으로써 심장질 환 위험을 감소시켰다(30). 또한 포도 주스의 경우 포도 polyphenol 중 항산화능을 갖고 있는 resveratrol을 추출하여 세포에 처리하 면 세포의 산화적 스트레스(oxidative stress)를 막아 DNA 손상이 감소된다는 연구가 보고된 바도 있다(31). 석류 주스는 일반적으로 항산화능이 높다고 알려져 있는 녹차, 와인보다 더 높은 항산화 활성을 보였으며(32), 이런 항산화능을 나타내는 주요 페놀성 물질에는 cyanidin, delphinidin, pelargonidin
과채류 주스에 의한 한국인 항산화능 섭취량 추정 479 Table 4. Levels of total phenolics, total flavonoids and antioxidant capacities of top seven fruit and vegetable juices in the Korean diet Juices Brands Total phenolics (mg gallic acid equiv./100 ml) Total flavonoids (mg catechin equiv./100 ml) Antioxidant capacities (mg vitamin C equiv./100 ml) DPPH 1) ABTS 2) Apple juice A 111.67±18.42 3) 25.70±2.08 134.39±13.97 152.81±18.26 B 141.21±20.24 31.57±1.65 152.81±9.380 184.97±16.85 C 101.06±14.01 33.17±1.03 111.58±9.130 141.70±15.08 D 184.27±8.73 26.83±0.85 159.11±11.77 236.65±37.28 E 43.59±2.93 4.65±0.20 30.90±5.060 45.93±4.780 F 80.71±3.14 9.36±0.35 58.89±6.350 92.90±4.150 G 65.71±3.64 4.67±0.05 53.89±3.260 59.36±5.300 Grape juice A 144.24±17.39 35.25±0.91 170.29±6.230 193.70±9.800 B 184.77±10.84 54.01±1.13 237.54±29.89 259.88±7.190 C 176.44±10.87 41.20±0.45 191.93±15.04 227.90±17.85 D 150.94±4.56 42.64±3.57 166.30±15.14 223.63±7.280 E 90.86±4.47 20.42±1.38 79.98±6.390 125.14±3.000 F 99.42±5.49 18.29±1.02 90.86±12.43 141.51±4.710 G 92.83±10.53 23.10±0.66 93.88±14.10 126.51±4.970 H 198.97±12.90 69.14±0.63 212.65±18.53 283.18±7.660 I 95.79±2.63 22.64±1.94 109.75±10.01 136.16±4.040 J 182.61±9.23 67.25±2.31 150.89±12.07 209.79±34.56 K 134.98±6.01 22.74±1.42 112.65±7.110 174.84±11.48 Mandarin juice A 73.49±2.97 4.10±0.08 93.05±3.370 100.10±10.01 B 56.86±1.83 4.30±0.08 55.27±1.300 64.45±6.440 C 57.60±2.05 3.30±0.10 65.04±2.190 69.84±6.980 D 50.05±1.67 3.35±0.08 49.42±3.790 57.72±5.770 Orange juice A 102.81±2.90 6.93±0.40 103.38±12.17 123.01±8.780 B 83.17±3.53 8.30±0.91 45.16±6.060 54.12±19.28 C 73.77±3.32 7.00±0.27 52.93±4.410 65.65±19.03 D 85.24±3.26 6.60±0.24 51.82±3.480 85.04±6.120 E 121.73±5.68 6.93±0.27 92.93±10.88 128.10±7.900 F 92.48±10.89 8.10±1.07 73.04±8.840 45.32±12.72 G 91.13±4.08 5.91±0.09 80.93±3.840 117.18±6.370 Pineapple juice A 49.45±2.83 2.09±0.02 46.06±9.240 64.21±7.130 Pomegranate juice A 118.96±5.91 22.26±0.76 124.75±7.850 147.19±12.05 B 49.26±2.68 7.65±0.22 53.29±6.650 52.64±12.05 Tomato juice A 64.63±3.61 4.28±0.10 66.06±2.420 85.04±2.070 B 36.30±1.78 3.66±0.11 21.50±4.010 41.65±1.280 C 26.12±3.83 3.75±0.24 16.90±1.600 34.74±5.490 Mean Apple juice 104.03±47.53 a,b4) 19.42±12.70 b 100.22±51.95 a,b 130.62±68.90 a,b Grape juice 141.08±41.25 a 37.88±18.73 a 146.97±53.38 a 191.11±54.99 a Mandarin juice 059.50±9.92 b,c 03.76±0.51 f 065.69±19.34 b 073.02±18.72 b,c Orange juice 092.90±15.56 a,b,c 07.11±0.83 d 071.46±22.33 a,b 088.35±34.55 b,c Pineapple juice 049.45±2.83 c 02.09±0.02 g 046.06±9.24 b 064.21±7.13 b,c Pomegranate juice 084.11±49.28 b,c 14.96±10.33 c 089.02±50.53 a,b 099.91±66.85 b,c Tomato juice 042.35±19.96 c 03.90±0.34 e 034.82±27.15 b 053.81±27.27 c 1) Antioxidant capacities were evaluated using DPPH. 2) Antioxidant capacities were evaluated using ABTS. 3) Data are shown as mean±standard deviation (n=3). 4) Different superscripts on means in each column indicate significant difference by Duncan s multiple range test at p<0.05. 등의 배당체인 안토시아닌과 갤로탄닌(gallotannins), 가수분해성 탄닌(hydrolyzable tannins) 등의 탄닌이었다(33). 그리고 토마토 주 스의 경우에는 lycopene이 질병 예방 등의 효과가 있는 성분으로 알려져 있고, hydroxycinnamate인 ferulic acid가 토마토에 있는 페 놀성 물질로 인체로 흡수되어 항산화제 역할을 함으로써 건강 보 호 효과를 기대할 수 있다(34). 오렌지, 감귤 등과 같은 감귤류 (citrus fruits)에는 비타민 C, 비타민 E와 같은 항산화 비타민이 풍부할 뿐만 아니라, 항산화능을 나타내는 naringenin, hesperidin
480 한국식품과학회지 제 43 권 제 4 호 (2011) Table 5. Daily per capita intakes of total phenolics, total flavonoids and antioxidant capacities of top seven fruit and vegetable juices in the Korean diet Juices Brands Total phenolics Total flavonoids (mg gallic acid equiv./capita/day) (mg catechin equiv./capita/day) Antioxidant capacities (mg vitamin C equiv./capita/day) DPPH 1) ABTS 2) Apple juice A 1.173 0.270 1.412 1.605 B 1.483 0.332 1.605 1.943 C 1.061 0.348 1.172 1.488 D 1.935 0.282 1.671 2.486 E 0.458 0.049 0.325 0.482 F 0.848 0.098 0.619 0.976 G 0.690 0.049 0.566 0.624 Grape juice A 3.289 0.804 3.883 4.416 B 4.213 1.231 5.416 5.925 C 4.023 0.939 4.376 5.196 D 3.441 0.972 3.791 5.099 E 2.072 0.466 1.823 2.853 F 2.267 0.417 2.071 3.226 G 2.117 0.527 2.140 2.884 H 4.536 1.576 4.848 6.456 I 2.184 0.516 2.502 3.104 J 4.163 1.533 3.440 4.783 K 3.078 0.518 2.568 3.986 Mandarin juice A 0.904 0.050 1.144 1.231 B 0.699 0.053 0.680 0.792 C 0.708 0.041 0.800 0.859 D 0.615 0.041 0.608 0.710 Orange juice A 6.486 0.437 6.522 7.760 B 5.247 0.524 2.849 3.415 C 4.654 0.442 3.339 4.142 D 5.377 0.417 3.269 5.365 E 7.679 0.437 5.863 8.081 F 5.834 0.511 4.608 2.859 G 5.749 0.373 5.106 7.392 Pineapple juice A 0.026 0.001 0.024 0.034 Pomegranate juice A 0.201 0.038 0.211 0.249 B 0.083 0.013 0.090 0.089 Tomato juice A 0.966 0.064 0.988 1.272 B 0.543 0.055 0.321 0.623 C 0.391 0.056 0.253 0.519 Mean Apple juice 01.093±0.499 c3) 0.204±0.133 c 1.053±0.546 b 1.372±0.724 b Grape juice 3.216±0.940 b 0.864±0.427 a 3.352±1.217 a 4.357±1.254 a Mandarin juice 0.732±0.122 d 0.046±0.006 e 0.808±0.238 b 0.898±0.230 b Orange juice 5.861±0.981 a 0.449±0.053 b 4.508±1.409 a 5.573±2.180 a Pineapple juice 0.026±0.000 e 0.001±0.000 g 0.024±0.000 b 0.034±0.000 b Pomegranate juice 0.142±0.083 e 0.025±0.017 f. 0.150±0.085 b 0.169±0.113 b Tomato juice 0.633±0.298 d 0.058±0.005 d 0.521±0.406 b 0.805±0.408 b Total 11.703 1.647 10.415 13.208 1) Antioxidant capacities were evaluated using DPPH. 2) Antioxidant capacities were evaluated using ABTS. 3) Different superscripts on means in each column indicate significant difference by Duncan s multiple range test at p<0.05. 과 같은 flavanone을 함유하고 있다(35). 한국에서 과일 전체 생 산량의 25% 이상을 차지하는 것은 감귤(mandarin)이다. 생산된 감귤의 약 20% 정도가 가공되며 이중 95% 이상이 주스용 감귤 농축액으로 가공된다. 이런 점에서 감귤 가공품의 가장 대중적인 형태는 주스인 것으로 생각된다.
과채류 주스에 의한 한국인 항산화능 섭취량 추정 481 Fig. 1. Relationship between total phenolics and antioxidant capacities measured by DPPH assay (A) and ABTS assay (B) of top seven fruit and vegetable juices consumed in the Korean diet. 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능의 일인당 하루 섭취량 추정 주요한 과채류 주스를 통해 섭취할 수 있는 총페놀, 총플라보 노이드 및 항산화능의 일인당 하루 섭취량 추정은 2008년 국민 건강영양조사 자료로부터 산출된 하루 주스 섭취량(Table 2)과 개 별 주스의 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 함량에 대한 화 학적 정량 분석 결과(Table 4)를 조합하여 추정하였다(Table 5). 과채류 주스 음용에 따른 하루 일인당 총페놀 섭취량이 오렌지 주스>포도 주스>사과 주스>감귤 주스>토마토 주스>석류 주스 >파인애플 주스 순서로 감소하였다. 오렌지 주스가 포도 주스 및 사과 주스 보다 낮은 총페놀 함량을 나타냈지만(Table 4), 과채류 주스 중에서 오렌지 주스가 가장 높은 일인당 하루 총페놀 섭취 량을 제공하였다(Table 5). 이는 사과 주스, 포도 주스처럼 높은 총페놀 함량을 갖는 주스라 하더라도 상대적으로 낮은 일인당 하 루 주스 소모량으로 인해 일인당 하루 총페놀 섭취량이 낮게 나 타날 수 있음을 의미한다. 즉, 과채류 주스의 음용을 통해서 얻 는 하루 일인당 총페놀 섭취량은 주스의 총페놀 함량 및 주스의 하루 소모량에 의해 영향을 받는다는 것이다. 과채류 주스의 음용에 따른 일인당 하루 총플라보노이드 섭취 량은 포도 주스>오렌지 주스>사과 주스>토마토 주스>감귤 주 스>석류 주스>파인애플 주스 순서로 감소하였다(Table 5). 하루 총플라보노이드 섭취량은 하루 일인당 총페놀 섭취량과 유사한 경향을 보였다. 역시 과채류 주스의 하루 총플라보노이드 섭취량 은 주스의 하루 소모량 및 총플라보노이드 함량에 결정되었다. 주스를 통해 얻는 항산화능의 일인당 하루 섭취량은 일인당 하 루 총페놀 섭취량, 일인당 하루 총플라보노이드 섭취량과 비슷한 경향을 나타내고 있다(Table 5). DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능 을 이용한 항산화능 분석시 일인당 하루 항산화능 섭취량은 오 렌지 주스>포도 주스>사과 주스>감귤 주스>토마토 주스>석류 주스>파인애플 주스 순서로 감소하였다(Table 5). 파인애플 주스 의 경우에는 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량도 낮았을 뿐 아 니라 주스 소모량 수준도 낮기 때문에 파인애플 주스를 통해 섭 취 할 수 있는 일인당 하루 항산화능 섭취량이 주요한 7종의 과 채류 주스 중에서 가장 적었다. 과채류 주스의 음용을 통하여 가 장 높은 일인당 하루 항산화능 섭취량을 제공하는 오렌지 주스 는 상대적으로 높은 총페놀 함량과 총플라보노이드 함량뿐만 아 니라 7가지 종류의 과채류 주스 중에서 가장 높은 일인당 하루 주스 소모량으로 인하여 얻어진 결과였다. 한국에서 가장 많이 소비되는 7종류의 과채류 주스 음용으로 부터 얻어진 국민 일인당 하루 섭취량의 경우, 총페놀 섭취량은 11.70 mg GAE/capita/day, 총플라보노이드 섭취량은 1.65 mg CE/ capita/day, 그리고 항산화능은 10.42 mg VCE/capita/day(DPPH 분 석법)와 13.21 mg VCE/capita/day(ABTS 분석법)로 추정되었다. 본 연구는 24시간 회상법을 바탕으로 작성한 국민건강영양조사의 자 료가 우리의 식이 섭취 행태를 정확하게 반영하지 못할 수도 있 다는 한계성을 갖는다 하더라도, 일인당 하루 소비량이 가장 많 은 상위 7종의 과채류 주스에 대한 실험적 정량 분석 결과치와 기존의 국민건강영양조사 자료의 분석에서 도출된 과채류 주스 소비량을 적절히 조합하여 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 의 일인당 하루 섭취량을 추정하였다는데 아주 큰 의의가 있다 고 하겠다. 요 본 연구에서는 2008년도 국민건강영양조사 자료를 분석하여 우 리나라에서 가장 많이 소비되는 상위 7종류의 과채류 주스(사과, 포도, 감귤, 오렌지, 석류, 파인애플, 토마토)를 선정하고, 이 주스 들의 총페놀, 총플라보노이드 및 항산화능 함량을 정량 분석하였 다. 2008년에 실시한 국민건강영양조사의 자료 분석을 통해 오렌 지 주스(6.31 g/capita/day), 포도 주스(2.28 g/capita/day), 토마토 주스(1.50 g/capita/day), 감귤 주스(1.23 g/capita/day), 사과 주스 (1.05 g/capita/day), 석류 주스(0.17 g/capita/day), 파인애플 주스 (0.05 g/capita/day) 등 7가지 과채류 주스의 하루 일인당 주스 소 모량을 산출하였다. 총 7종류의 과채류 주스의 섭취를 통해서 얻 어진 일인당 하루 섭취량의 경우, 총페놀 섭취량은 11.70 mg GAE/ capita/day, 총플라보노이드 섭취량은 1.65 mg CE/capita/day, 그리 고 항산화능은 10.42 mg VCE/capita/day(DPPH 분석법)와 13.21 mg VCE/capita/day(ABTS 분석법)였다. 일인당 하루 총페놀 섭취 량, 총플라보노이드 섭취량 및 항산화능 섭취량 추정은 과채류 주스의 페놀성 화학물질 등의 생리활성성분의 농도뿐만 아니라 일인당 하루 과채류 주스 소모량에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 약 감사의 글 본 연구는 농림수산식품부 기술사업화지원사업에 의해 수행되 어진 것으로 이에 감사드립니다. 문 헌 1. Lee HR, Jung BR, Park JY, Hwang IW, Kim SK, Choi JU, Lee
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