발효과정이 솔잎 착즙액의 항산화, alpha-Glucosidase 및 Angiotensin Converting Enzyme 저해 활성에 미치는 영향

• Published in: Han'guk Sikp'um Yŏngyang Kwahakhoe chi Vol. 42; no. 3; pp. 325 - 334
• Main Authors: 김소윤(So-Yun Kim), 이현정(Hyun-Jung Lee), 박재희(Jae-Hee Park), 김래영(Rae-Young Kim), 정현숙(Hyeonsook Cheong), 박은주(Eunju Park)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식품영양과학회 2013
• Subjects: 식품과학; fermentation; antioxidant; α-glucosidase; Pinus densiflora; angiotensin converting enzyme; {\alpha}$-glucosidase
• ISSN: 1226-3311; 2288-5978

The objective of this study was to compare the content and metabolic activities between fresh pine needle juice (PNJ) and fermented pine needle juice (FPNJ). A variety of factors were measured, including total phenolic content (TPC), antioxidant activity [DPPH radical scavenging activity (RSA), total radical-trapping antioxidant potential (TRAP), oxygen radical absorbance capacity (ORAC), cellular antioxidant capacity (CAC)], anti-genotoxic activity, ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity, and angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity. The TPC was $17.3{\pm}0.2$ and $4.6{\pm}0.0$ mg GAE/g in PNJ and FPNJ, respectively. The DPPH RSA, TRAP, and ORAC values increased in a dose-dependent manner for both PNJ and FPNJ, with significantly higher activities in PNJ than FPNJ. The CAC against AAPH-induced oxidative stress in HepG2 cells was protected by both PNJ and FPNJ. Pretreatment with PNJ and FPNJ in human leukocytes produced significant reductions in $H_2O_2$-induced DNA damage at a concentration of $50{\mu}g/mL$. ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity was significantly higher in FPNJ than PNJ. The ACE inhibitory activity was about 87.1% and 60.0% in 1:1 diluted PNJ and FPNJ, respectively. This study suggests that the fermentation of PNJ could enhance the regulation of blood glucose metabolism and both PNJ and FPNJ might be a new potential source of natural antioxidant, anti-diabetic, and anti-hypertensive agents applicable to food. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성을 분석하기 위하여 총 페놀함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능, $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성, CAC 활성을 분석하였고, 항유전독성을 분석하기 위하여 DNA 손상 억제능을 분석하였으며, 항당뇨효과와 항고혈압 효과를 분석하기 위하여 각각 ${\alpha}$-glucosidase 및 ACE 저해활성을 분석하였다. 총 페놀 함량은 솔잎착즙액(17.3 mg GAE/g)이 솔잎발효액(4.6 mg GAE/g)보다 유의적으로 3.7배 높았으며, 이는 발효가 진행됨에 따라 페놀 성분이 침전된 결과로 보인다. DPPH 라디칼 소거능, 총 항산화능 및 $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성은 솔잎착즙액이 솔잎발효액 보다 유의적으로 높았다. 즉 1 mg/mL 수준에서 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 33.3%, 21.4%로 나타났고, $60{\sim}530{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 총 항산화능을 나타내었으며, $2{\sim}100{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎착즙액이 솔잎발효액보다 유의적으로 높은 $ORAC_{ROO{\cdot}}$ 활성을 나타내었다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 CAC 활성은 AAPH 처리군보다 솔잎착즙액 및 솔잎발효액 처리군의 CAC 활성이 농도 의존적으로 증가하였으며, $50{\mu}g/mL$ 농도를 제외하고 두 그룹 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항산화활성의 상관관계는 총 항산화능과 DPPH 라디칼소거능(r=0.836, p=0.000) 및 ORAC assay(r=0.918, p=0.000) 간의 높은 양의 상관관계가 나타났을 뿐만 아니라 DPPH 라디칼 소거능과 ORAC assay(r=0.909, p=0.000) 간에도 높은 양의 상관관계가 나타나 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 높은 항산화활성을 추측할 수 있었다. $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 DNA 손상 억제능은 솔잎착즙액과 솔잎발효액에서 농도의존적으로 증가하였으며, $50{\mu}g/mL$ 농도에서 솔잎발효액이 솔잎착즙액보다 더 높은 경향을 나타내었다. 솔잎착즙액과 솔잎발효액의 항당뇨 효과를 알아보기 위하여 ${\alpha}$-glucosidase 억제능을 실험한 결과 희석배율이 증가할수록 솔잎발효액의 ${\alpha}$-glucosidase 억제능은 급격히 감소하는 반면, 솔잎착즙액은 솔잎발효액보다 높은 활성을 유지하는 것으로 나타났다. 항고혈압 효과 분석을 위한 ACE 저해활성은 2배 희석 시 솔잎착즙액 87.1%, 솔잎발효액 60.0%로 솔잎착즙액의 ACE 저해활성이 높은 경향을 나타내었다. 본 연구를 통해 솔잎착즙액의 다양한 생리활성을 평가하고자 하였으며, 발효가 이러한 생리활성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 본 연구에서 2년간 발효한 솔잎발효액만을 분석하였고, 발효기간에 따른 활성의 변화를 평가하지 못한 제한점이 있으나 본 연구의 결과는 지금까지 연구가 미흡했던 솔잎착즙액의 생리활성을 보고함으로써 솔잎을 활용한 기능성 소개개발에 유용한 자료로 제안될 수 있을 것이다. 또한 향후 연구에서 솔잎착즙액의 기능성을 증대시킬 수 있는 발효과정에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.