품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 생리활성 변화김민영

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품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 생리활성 변화

김민영․김현주․김미향․이진영․이유영․이병규․이병원 국립식량과학원 중부작물부 수확후이용과

Changes in the Physiological Activities of Peanut and Defatted Peanut Extracts according to Cultivars

Min Young Kim, Hyun-Joo Kim, Mi-Hyang Kim, Jin Young Lee, Yu Young Lee, Byoung-Kyu Lee, and Byong Won Lee

Crop Post-Harvest Technology Division, National Institute of Crop Science, RDA

ABSTRACT This study was performed to investigate the antioxidant and enzyme inhibitory activities of two different peanut cultivars (Arachis hypogaea L. cv. Sinpalkwang, and cv. K-Ol) according to the employed extraction solvent.

Peanuts and defatted peanuts were extracted with either 80% methanol, 80% acetone or distilled water, and this was then followed by analysis of the total polyphenol and flavonoid contents, and testing was done to determine the antioxidant and enzyme inhibitory activities. The highest total polyphenol content (31.97 mg GAE/extract g), the highest total flavonoid content (10.24 CE/extract g), the highest 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activity (10.63 mg AAE/extract g), the highest 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity (2.49 AAE/extract g), and the highest Ferric-reducing antioxidant power (61.43 μM/extract g) were observed in the methanol extract of the defatted K-Ol cultivar. Also, the methanol extract of K-Ol most effectively inhibited the tyrosinase (62.01%), ACE (48.69%), and xanthine oxidase activities (90.90%), respectively. The α-glucosidase inhibitory activity was generally higher in the methanol extract than that in the acetone and distilled water extracts regardless of cultivars. These results provide useful information for the use of Korean peanuts and their byproducts as functional food materials.

Key words: peanut, defatted peanut, antioxidant activity, enzyme inhibition activity

Received 19 June 2019; Accepted 22 July 2019

Corresponding author: Byong Won Lee, Crop Post-Harvest Tech- nology Division, NICS, RDA, Suwon, Gyeonggi 16613, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0625

서 론

최근 급격한 식생활의 변화와 평균수명의 연장으로 인해 당뇨와 비만, 고혈압, 중풍 등의 성인병으로 고생하는 사람 들이 급증하고 있으며(Chae 등, 2012), 이에 따라 글루코시 다아제 저해제, 안지오텐신 전환 효소 저해제 등과 같이 관 련 효소를 억제하여 질환을 조절할 수 있는 화합물에 관심이 증가하였고, acarbose, lovastatin 등의 합성 약물이 개발되 었다. 하지만 지금까지 개발된 약물은 설사와 복통 등의 부 작용을 유발할 수 있어 새로운 기능성 소재의 개발이 요구된 다(Lim 등, 2005).

땅콩(Arachis hypogaea L.)은 장미목(Rosales) 콩과 (Fabaceae)에 속하는 1년생 초본 식물로 문헌에서 전해지 는 역사적 기원은 남아메리카 열대지역에서 오래(약 B.C.

950년)전부터 재배되어 왔다고 알려져 있다. 땅콩의 높은 유지 함량으로 인해 유지원료 작물로 재배되며, 식용 기름으

로 이용되거나 단백질 공급을 위한 식품 급원으로 가공처리 를 하지 않은 상태의 땅콩으로의 섭취가 이루어지고 있으며, 주된 가공의 형태는 땅콩버터로의 이용이 전 세계적으로 높 은 이용률을 보인다(Woodroof, 1983; Woodroof, 1973).

땅콩의 영양성분은 지방이 35.8~54.2%로 불포화지방산이 80% 이상 차지하며, 단백질은 16.2~36% 분포하고 필수아 미노산이 풍부하다고 알려져 있다(Harold 등, 1996). 또한, 단백질 함량이 높아 유지원료 작물로서 뿐만 아니라 단백질 식품 원료로 이용되며(Lee 등, 1988; Lim 등, 2004), 최근 에는 비타민, 미네랄, resveratrol(3,5,4’-trihydroxystil- bene), coumaroyl-rhamnose, p-coumaric acid 유도체를 비롯한 페놀 화합물이 다량 함유되어 있어 건강식품으로 주 목을 받고 있다(Limmongkon 등, 2017).

농촌진흥청에서는 땅콩에 대한 연구로 수량성이 높고 재 배가 쉬우면서 품질이 우수한 신팔광(Pae 등, 2016a), 올레 산 함량이 82% 이상 함유된 기능성 품종인 케이올(Pae 등, 2016b) 등 60여 종의 땅콩 품종을 육성하였으며, 품종별 유지의 지용성 영양성분, 산화 안정성 및 이화학적 특성에 대한 연구(Lim 등, 2017)와 함께 땅콩유지의 기능성에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 특히 땅콩이 가진 높은 불

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포화지방산 조성은 혈중 저밀도 지질단백질(LDL)-콜레스 테롤 함량을 감소시키고 땅콩유지 내 식물성 스테롤은 장내 콜레스테롤 흡수를 저해하며, 지용성 비타민의 하나인 to- copherol은 체내 활성산소를 소거하여 유리라디칼 및 과산 화 지질의 생성을 억제한다고 알려져 있다(Sabaté 등, 2010;

Ostlund 등, 2002; Ricciarelli 등, 2001).

이처럼 땅콩유지의 이화학적 특성, 산화 안정성 및 기능 성에 대한 연구는 다양하게 보고되었지만, 유지 성분을 제외 한 땅콩의 기능 성분과 그에 따른 생리활성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 품종별 땅콩 및 탈 지땅콩의 추출용매에 따른 항산화 성분, 항산화 활성 및 다 양한 효소저해 활성을 검토함으로써 국산 땅콩 및 부산물로 부터 기능성 식품소재 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

실험재료 및 추출물 제조

본 연구에 사용된 땅콩 품종은 2018년에 농업기술실용화 재단에서 구입한 신팔광(Arachis hypogaea L. cv. Sin- palkwang)과 전라북도 전주 소재의 국립식량과학원에서 생 산된 케이올(cv. K-Ol) 품종을 사용하였다. 땅콩 추출물을 제조하기 전에 품종별 시료는 분쇄기(Hanil Co., Gangwon, Korea)를 사용하여 분쇄하였으며, 25°C의 shaking in- cubator(WiseCube WIS-RL010, Daihan Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea)에서 24시간 동안 hexane을 이용하여 진탕 탈지하여 탈지땅콩 시료로 사용하였다. 땅콩 및 탈지땅 콩은 각각 시료 중량 대비 10배량의 80% 아세톤(v/v), 80%

메탄올(v/v) 및 증류수(v/v)를 첨가하여 1시간 동안 3회 반 복하여 초음파 추출하고, 이 추출물을 여과, 감압농축 및 동 결건조 하였으며, 추출물을 100 mg/mL의 농도로 dimethyl sulfoxide에 용해한 후 증류수로 희석하여 생리활성 측정용 시료로 사용하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

총 폴리페놀 함량은 Dewanto 등(2002)의 방법에 따라 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 정색으로 발색하는 것을 원리로 측정하였다. 즉, 10 mg/mL 농도의 각 추출물 100 μL에 2%

Na2CO3 용액 2 mL를 가한 후 3분 방치하여 50% Folin- Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 100 μL를 가하였다. 실온에서 30분 방치 후 반응액의 흡광도 값을 750 nm에서 측정하였다. 표준물질로 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 5, 10, 25 및 50배로 희석하여 사용하였으며, 검량선 작성 후 총 폴리페놀 함량은 시료 1 g 중의 mg gallic acid로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999)의 방법을 변 형하여 분석하였다. 플라보노이드 분석을 위한 10 mg/mL 농도의 추출물 250 µL에 증류수 1 mL와 5% NaNO₂ 75 µL를 가한 다음 5분 후 10% AlCl3･6H2O 150 µL를 가하여 6분간 방치하고 1 M 수산화나트륨(NaOH) 500 µL를 가하여 11분 간 방치한 후 반응액의 흡광도를 510 nm에서 측정하였다.

표준물질로 (+)-catechin hydrate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성하였다.

ABTS 라디칼 소거능 측정

ABTS 라디칼 소거능은 ABTS cation decolorization assay 방법(Choi 등, 2006)에 의하여 측정하였다. 7.4 mM 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS; Sigma-Aldrich Co.)와 2.6 mM potassium per- sulphate를 하루 동안 암소에서 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이 용액을 735 nm에서 흡광도 값이 1.4가 되도 록 물 흡광계수(ε＝3.6×10⁴ M^-1cm^-1)를 이용하여 증류수로 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 1 mL에 10 mg/mL 농도의 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 60분 후에 측정하였으며, 표준물질로서 L-ascorbic acid(Sigma-Al- drich Co.)를 사용하였다. 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광 도 차이를 mg ascorbic acid eq/g으로 표현하였다.

DPPH 라디칼 소거능 측정

DPPH 라디칼 소거능은 Hwang 등(2006)의 방법을 변형 하여 측정하였다. 즉, 10 mg/mL 농도의 추출물 0.2 mL에 0.2 mM 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH; Sigma- Aldrich Co.) 용액 0.8 mL를 가하여 실온에서 60분간 방치 한 후 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 시 료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 mg ascorbic acid equivalent(AAE)/extract g으로 표현하였다.

Ferric-reducing antioxidant power(FRAP) 측정 FRAP 측정은 Benzie와 Strain(1996)의 방법을 참고하여 측정하였다. FRAP reagent는 25 mL acetate buffer(300 mM, pH 3.6)를 37°C에서 가온한 후, 40 mM HCl에 용해한 10 mM 2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine(Sigma-Aldrich Co.) 2.5 mL와 20 mM iron(Ⅲ) chloride(FeCl₃･6H₂O) 2.5 mL를 가하여 제조하였다. 제조된 0.9 mL FRAP reagent에 시료 10 mg/mL 농도의 0.03 mL와 증류수 0.09 mL를 넣은 후 37°C에서 10분간 반응시킨 다음 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 계산은 25, 50, 100, 200, 500 및 1,000 μM의 농도로 반복하여 작성한 FeSO₄의 검량식에 대입하여 구하 였다.

Tyrosinase 저해 활성 측정

Tyrosinase 활성은 Kubo 등(1994)의 방법을 변형하여

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사용하였다. 반응액의 총 부피는 300 μL이며, 0.07 M sodium phosphate buffer 180 μL, 5 mg/mL 농도의 각 추출 액 30 μL, 0.1 mM L-3,4-dihydroxyphenylalanine(L- DOPA; Sigma-Aldrich Co.) 40 μL, tyrosinase(Sigma- Aldrich Co.) 50 μL를 넣고 25°C에서 10분 동안 반응시킨 후 475 nm에서 흡광도를 측정하고 저해율을 계산하였으며, positive control로 kojic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용 하였다.

Angiotensin converting enzyme I(ACE) 저해 활성 측정 ACE 저해 활성은 Cushman과 Cheung(1971)의 방법으 로 다음과 같이 실시하였다. Hippuryl-L-Histidyl-L-Leu- cine(Sigma-Aldrich Co.) 25 mg을 0.1 M sodium borate buffer(pH 8.3)에 용해하여 제조한 기질 30 μL에 10 mg/

mL 농도의 시료 10 μL를 가하여 37°C에서 10분간 반응하 였다. 그다음 시료 대조군에 1 N HCl 50 μL 첨가하여 반응 을 종료시키고 시료 처리군에는 효소 ACE(0.5 unit/mL, Sigma-Aldrich Co.) 10 μL를 첨가하여 37°C에서 30분간 반응한 다음 1 N HCl 50 μL를 첨가하여 반응을 종료하였다.

그 후 모든 처리군에 ethyl acetate 300 μL를 첨가한 다음 원심분리기를 이용하여 원심분리를 한 후 상층액 250 μL를 취해서 70°C에서 1시간 동안 방치하였다. 그다음 증류수 300 μL를 첨가하여 교반 후 분광광도계를 이용하여 228 nm에서 흡광도를 측정하고 저해율을 계산하였으며, positive control로 Enalapril maleate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하였다.

α-Glucosidase 저해 활성 측정

α-Glucosidase 저해 활성은 Tibbot와 Skadsen(1996) 의 방법에 따라 측정하였다. α-Glucosidase(Sigma-Al- drich Co.)와 p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside(p- NPG; Sigma-Aldrich Co.)는 0.1 M sodium phosphate buffer(pH 7.0)에 용해하여 사용하였으며, 10 mg/mL 농도 의 추출물 50 μL를 0.35 unit/mL α-glucosidase 효소액 100 μL와 혼합하여 37°C에서 10분간 전배양한 후 1.5 mM p-NPG 50 μL를 가하여 37°C에서 20분간 반응시켰다. 1 M Na₂CO₃1 mL를 가하여 반응을 정지시킨 후 ELISA를 사용하여 405 nm에서 흡광도를 측정하고 저해율(%)을 계 산하였으며, positive control로 acarbose(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하였다.

Xanthine oxidase 저해 활성 측정

Xanthine oxidase 저해 활성은 Strip과 Della Corte (1969)의 방법에 따라 측정하였다. 10 mg/mL 농도의 추출 물 0.1 mL와 0.1 M potassium phosphate buffer(pH 7.5) 0.6 mL에 2 mM xanthine(Sigma-Aldrich Co.) 0.2 mL를 첨가하고 0.2 unit/mL xanthine oxidase(Sigma-Aldrich Co.) 0.1 mL를 가하여 37°C에서 5분간 반응시킨 후, 1 N

HCl 1 mL를 가하여 반응을 정지시킨 다음 반응액 중에 생성 된 uric acid를 ELISA를 사용하여 흡광도 292 nm에서 측정 하고 저해율을 계산하였다.

통계분석

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science; Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고 처리조건 간의 차이 유무를 one-way ANOVA(analysis of variance)로 분석한 뒤 Duncan’s multiple range test를 이 용하여 유의성을 검정하였으며(P<0.05), 품종 간의 유의차 는 2-sample Student’s t-test를 실시하였다(P<0.05, P<

0.01).

결과 및 고찰

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

추출용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 분석한 결과는 Table 1과 같다. 땅콩 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 8.23~27.06 mg GAE/extract g 및 3.70~8.28 CE/

extract g 범위로 나타났으며, 탈지땅콩 추출물은 각각 13.19

~31.97 mg GAE/extract g 및 5.39~10.24 CE/g extract g 범위로 나타나 탈지땅콩 추출물이 땅콩 추출물보다 유의 적으로 높게 나타났다. 이러한 결과는 포도종자의 추출조건 에 따른 항산화 활성 변화에 대한 Kim 등(2004)의 연구에서 탈지 추출물이 비탈지 추출보다 추출수율과 총 페놀 함량이 높게 측정되었다는 결과와 유사하였다. 추출용매에 따른 땅 콩 및 탈지땅콩의 총 폴리페놀 함량은 메탄올 추출물이 24.32~31.97 mg GAE/extract g으로 가장 높은 총 폴리페 놀 함량을 보였으며, 아세톤 추출물(22.56~29.33 mg GAE/

extract g), 물 추출물(8.23~14.12 mg GAE/extract g)의 순서로 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량 또한 메탄올 추출물이 8.16~10.24 mg CE/extract g으로 가장 높게 나 타났으며, 물 추출물의 경우 플라보노이드가 검출되지 않았 다. 또한, 케이올 품종의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 이 신팔광 품종보다 유의적으로 높게 나타났으며, 종합적으 로 케이올 품종의 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출하였을 때 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량이 각각 31.97 mg GAE/extract g 및 10.24 mg CE/extract g으로 가장 높게 측정되었다. Attree 등(2015)은 땅콩 품종 6종에 대해 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과 3.28~9.20 mg GAE/g 범위로 품종에 따라 다양하게 분포한다고 보고하였으며, 추출용매 에 따른 귀리 추출물의 항산화 활성에 대한 Ham 등(2016) 의 연구에서 메탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량이 아세톤, 에탄올 및 에틸아세테이트 추출물보다 높게 측정된다고 하 여 본 연구 결과와 유사하였다. 폴리페놀 화합물은 과일, 채 소, 곡류 등의 식품에 함유된 효과적인 항산화 물질 중 하나

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Table 1. Antioxidant component contents of peanut and defatted peanut depending on cultivars and extraction solvents Cultivars Sample Extraction

solvent

Antioxidant component Extraction

yield (%) Total polyphenol content

(mg GAE/extract g) Total flavonoid content (mg CE/extract g)

Sinpalkwang

Peanut

80% MeOH 80% Acetone Water

5.80 5.32 13.58

24.32±0.22^c 22.56±0.24^d 8.23±1.60^f

8.16±0.39^b 3.70±0.20^d

ND Defatted

peanut

10.27 12.60 23.29

29.71±0.51^a 26.11±0.43^b 13.19±0.04^e

9.09±0.16^a 5.96±0.06^c*

ND

K-Ol

Peanut

5.48 5.39 8.85

27.06±0.48^c***

25.82±0.11^d***

8.84±0.37^f

8.28±0.07^b 3.88±0.04^d

ND Defatted

peanut

10.14 12.76 21.18

31.97±0.09^a*

29.33±0.12^b***

14.12±0.50^e

10.24±0.05^a***

5.39±0.14^c ND

Values are mean±SD of three replicates. Different small letters in the same items indicate a significant difference (P<0.05) among extraction solvent. ^*P<0.05, ^***P<0.001; significantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

GAE: gallic acid equivalent, CE: catechin equivalent.

Table 2. Antioxidant activity of peanut and defatted peanut depending on cultivars and extraction solvents Cultivars Sample Extraction

solvent

Antioxidant activity ABTS radical

scavenging activity (mg AAE/extract g)

DPPH radical scavenging activity (mg AAE/extract g)

FRAP (μM/extract g)

Sinpalkwang

Peanut

8.44±0.07^c 7.72±0.03^d 6.92±0.12^e***

1.64±0.06^b 0.98±0.26^c 0.74±0.10^c

46.77±1.36^b 36.99±0.86^d 11.82±0.54^f Defatted

peanut

10.68±0.16^a 9.24±0.16^b 8.38±0.02^c

2.35±0.15^a 1.41±0.15^b 0.75±0.06^c

56.32±2.75^a 41.54±0.35^c 15.04±0.1^e

K-Ol

Peanut

9.09±0.07^c***

8.40±0.16^d***

6.28±0.10^e

1.63±0.02^b 0.97±0.16^c 0.71±0.17^c

49.88±1.99^b 43.49±0.95^c***

19.27±0.44^d***

Defatted peanut

10.63±0.05^a 10.08±0.14^b***

9.17±0.02^c***

2.49±0.04^a 1.64±0.43^b 0.87±0.08^c

61.43±2.46^a 44.54±2.51^c 20.27±0.58^d***

Values are mean±SD of three replicates. Different small letters in the same items indicate a significant difference (P<0.05) among extraction solvent. ^***P<0.001; significantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

AAE: ascorbic acid equivalent.

이며, 분자 내에 phenolic hydroxyl group이 free radical 을 안정화하기 때문에 항산화 활성을 나타내는 것으로 보고 되고 있어(Zang과 Tsao, 2016) ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능, FRAP와 같은 항산화 활성에 영향을 줄 것으로 판단 된다.

항산화 활성

추출용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 ABTS 라디칼 소거능, DPPH 라디칼 소거능 및 FRAP를 분석한 결과는 Table 2와 같다. 땅콩 추출물의 ABTS 라디칼 소거 능은 신팔광 및 케이올 품종이 각각 6.92~8.44 및 6.28~

9.09 mg AAE/extract g이었으며, 탈지에 의해 각각 8.38~

10.68 및 9.17~10.63 mg AAE/extract g으로 증가하는 경 향을 보였다. 또한, 신팔광 및 케이올 품종의 DPPH 라디칼 소거능은 각각 0.74~1.64 및 0.71~1.63 mg AAE/extract g으로 품종 간 유의적 차이가 나타나지 않았지만, 탈지땅콩 추출물이 0.75~2.35 및 0.87~2.49 mg AAE/extract g 범 위를 보여 탈지땅콩 추출물이 땅콩 추출물보다 유의적으로 높게 나타났다. 이러한 결과는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 와 마찬가지로 Kim 등(2004)의 연구에서 탈지 시 추출수율 과 총 페놀 함량이 증가함에 따라 항산화 활성 또한 증가한 다는 결과와 일치하였다. 추출용매에 따른 땅콩 및 탈지땅콩 의 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능은 메탄올 추출물이 각각 8.44~10.68 및 1.63~2.49 mg AAE/extract g으로 가장

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d b a

e c b

e b**

a*

f*

c d*

0 20 40 60 80 100

Kojic acid (0.05mg/mL)

80% MeOH Peanut

80% Aceton Water 80% MeOH Deffated Peanut

80% Aceton Water

Extraction solvent

Tyrosinase inhibition activity (%) .

Sinpalkwang K-Ol

Kojic acid 80% MeOH 80% Acetone Water 80% MeOH 80% Acetone Water (0.5 mg/mL) Peanut Defatted Peanut

Fig. 1. Tyrosinase inhibition activity (%) of peanut and defatted peanut extracts (5 mg/mL) depending on cultivars and extraction solvent. Values are mean±SD of three replicates. Different small letters in the same items indicate a significant difference (P<

0.05) among extraction solvent. ^*P<0.05, ^**P<0.01; significantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

높은 항산화 활성을 보였으며, 아세톤 추출물은 7.72~

10.08 및 0.97~1.64 mg AAE/extract g을 나타내었고, 물 추출물의 경우 6.28~9.17 및 0.71~0.87 mg AAE/g ex- tract로 가장 낮았다. 즉, 품종과 관계없이 신팔광 및 케이올 품종의 땅콩을 탈지 후 80% 메탄올로 추출하였을 때 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능이 가장 높게 측정되었다. 이러한 결과는 추출용매에 따른 귀리 추출물의 항산화 활성에 대한 Ham 등(2016)의 연구에서 메탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량이 아세톤, 에탄올 및 에틸아세테이트 추출물보다 높게 측정됨에 따라 항산화 활성 또한 높게 나타난다는 연구 결과 와 유사하였다. FRAP는 화합물의 환원력을 측정하는 방법 으로 Fe³⁺→ Fe²⁺로 환원시키는 힘을 측정하게 되며, 라디 칼 소거능을 측정하는 방법과 달리 환원력에 의한 항산화능 을 측정하는 방법이다. 땅콩 추출물의 FRAP 역시 탈지땅콩 추출물을 80% 메탄올로 추출하였을 때 가장 높은 활성을 나타내어 신팔광과 케이올이 각각 56.32 및 61.43 μM 측정 되었다. 즉, 추출용매에 따른 땅콩 및 탈지땅콩의 FRAP는 메탄올 추출물이 각각 46.77~49.88 및 56.32~61.43 μM로 가장 높은 환원력을 보였으며, 아세톤 추출물은 36.99~

43.49 및 41.54~44.54 μM로 나타내었고 물 추출물의 경우 11.82~19.27 및 15.04~20.27 μM로 가장 낮았다. 이러한 결과는 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능 결과와 마찬가지로 탈지땅콩의 메탄올 추출물이 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높게 나타남에 따른 결과로 판단된다.

Tyrosinase 저해 활성

Tyrosinase는 구리를 함유한 효소로서 melanin 합성의 초기 단계인 L-tyrosine에서 L-DOPA로 전환하는 hy- droxylase로서의 활성과 L-DOPA에서 L-dopaquinone으 로 전환하는 dopaoxidase로서의 활성을 모두 가지고 있다.

Tyrosinase는 melanin 합성의 key enzyme으로 작용하며, 이렇게 생성된 melanin은 피부 흑화와 피부 질환의 원인이 된다(Imokawa와 Mishima, 1980). 따라서 melanin 생합성 과정에서 중요한 역할을 하는 tyrosinase를 억제하게 되면 피부의 melanin 색소 생성을 조절하여 미백 효능을 나타내 는 물질로 사용할 수 있어 tyrosinase 억제제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다(Laskin과 Piccinini, 1986). 추출용매 에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 양성대조군으로 사용 한 kojic acid는 0.05 mg/mL의 농도에서 55.63%의 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다. Kojc acid, arbutin 및 vitamin C는 tyrosinase의 저해에 의한 미백 효능을 가지는 물질로 알려져 있으며, 그중 본 연구에 사용한 kojic acid(2- hydroxymethyl-5-hydroxy-γ-pyrone)는 Aspergilus oryzae에서 분리된 물질로서 멜라닌 생합성에 관여하는 tyrosinase를 효과적으로 저해하지만, 낮은 안정성으로 인 해 화장품과 식품 원료로의 사용에 제약을 갖고 있다(Noh 등, 2007). 땅콩 추출물의 tyrosinase 저해 활성은 신팔광과

케이올이 각각 5 mg/mL의 농도에서 31.67~53.23 및 34.69

~52.60% 범위로 나타났으며, 탈지땅콩 추출물은 동일 농도 에서 각각 36.98~59.34 및 36.60~62.01% 범위로 나타나 품종과 관계없이 탈지를 했을 때 tyrosinase 저해 활성이 유 의적으로 높게 나타났다. 또한, 추출용매에 따른 땅콩 및 탈 지땅콩 추출물의 tyrosinase 저해 활성은 메탄올 추출물이 5 mg/mL의 농도에서 52.60~62.01%로 가장 우수한 저해 활성을 보였으며, 아세톤 추출물(45.52~54.86%), 물 추출 물(31.67~36.98%)의 순서로 높게 나타났다. 즉, 품종별 차 이는 크지 않았지만 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출하였을 때 tyrosinase 저해 활성이 가장 높게 측정되었으며, 이러한 결과는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 결과와 유사하게 나타났다(Table 1). 일반적으로 땅콩에는 resveratrol, coumaroyl-rhamnose, p-coumaric acid 유도체를 비롯한 페놀 화합물이 2차 대사산물로서 존재하며(Limmongkon 등, 2017), 그중에서도 resveratrol은 UV-B에 의해 멜라닌 생성이 유도된 흑생종 세포 내에서 tyrosinase 활성과 멜라 닌 생성을 효과적으로 저해한다는 연구 결과가 보고되었다 (Lee 등, 2014). 따라서 본 연구에서 탈지땅콩 메탄올 추출 물의 저해 활성이 높게 나타난 것은 추출용매에 따른 총 폴 리페놀 및 플라보노이드 함량 결과와 높은 상관성이 있으며, 멜라닌 생합성을 억제할 수 있는 resveratrol을 비롯한 페놀 화합물이 다량 함유되어 있어 나타난 결과라 판단된다.

ACE 저해 활성

ACE는 불활성형의 angiotensin Ⅰ(decapeptide)의 C 말 단에 존재하는 His-Leu를 절단하여 혈관벽 수축작용을 하 는 angiotensin Ⅱ(octapeptide)를 생성하고 혈압을 감소시 키는 bradykinin을 불활성화시키는 효소이다(Noh과 Song, 2001). ACE 저해제는 ACE의 작용을 저해함으로써 angio-

(6)

e c*

a

d e b

d*

c a

e c***

b

0 20 40 60 80 100

Acarbose (0.25mg/mL)

80% MeOH Peanut

80% Aceton Water

Extraction solvent

α-glucosidase inhibition activity (%) .

Sinpalkwang K-Ol

Acarbose 80% MeOH 80% Acetone Water 80% MeOH 80% Acetone Water (0.25 mg/mL) Peanut Defatted Peanut

Fig. 3. α-Glucosidase inhibition activity (%) of peanut and de- fatted peanut extracts (10 mg/mL) depending on cultivars and extraction solvent. Values are mean±SD of three replicates. Dif- ferent small letters in the same items indicate a significant dif- ference (P<0.05) among extraction solvent. ^*P<0.05, ^***P<0.001;

significantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

ND ab a

ND b ab

c***

b a**

ND b b

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Enalapril maleate (0.025mg/mL)

80% MeOH Peanut

80% Aceton Water

Extraction solvent

ACE inhibition activity (%) . Sinpalkwang K-Ol

Enalapril 80% MeOH 80% Acetone Water 80% MeOH 80% Acetone Water maleate

(0.25 mg/mL) Peanut Defatted Peanut

Fig. 2. ACE inhibition activity (%) of peanut and defatted pea- nut extracts (10 mg/mL) depending on cultivars and extraction solvent. Values are mean±SD of three replicates. Different small letters in the same items indicate a significant difference (P<

0.05) among extraction solvent. ^**P<0.01, ^***P<0.001; signifi- cantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

tensin Ⅱ의 생성저해, aldosterone 분비감소, 혈관확장제 인 bradykinin의 증가 등의 과정을 통해 신장혈관을 확장해 sodium의 배설을 촉진함으로써 혈압을 낮추어 줄 수 있다 (Shin 등, 1995). 추출용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 ACE 저해 활성을 측정한 결과는 Fig. 2와 같다.

양성대조군으로 사용한 Enalapril maleate는 0.025 mg/

mL의 농도에서 44.16%의 ACE 저해 활성을 나타내었다.

Enalapril maleate는 captopril, ramipril, risinopril 등과 함께 고혈압을 개선하기 위한 목적으로 개발 및 상용되고 있는 ACE 저해제이며, 이러한 물질의 사용으로 인한 부작 용으로는 미각 이상, 백혈구 감소, 혈관 부종, 간 기능 이상 등이 보고되었다(Doyle, 1984). 추출용매에 따른 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 ACE 저해 활성은 메탄올 추출물이 10 mg/mL의 농도에서 30.93~48.69%로 가장 우수한 저해 활 성을 보였으며, 아세톤 추출물은 31.26~40.59% 범위로 나 타났고, 물 추출물의 경우 케이올 탈지땅콩(8.50%)을 제외 하고 활성이 나타나지 않았다. 또한, 땅콩 추출물의 ACE 저해 활성은 신팔광과 케이올이 각각 동일 농도에서 30.93

~36.02% 및 31.26~34.37%로 품종 간 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 탈지땅콩 추출물은 각각 36.78~40.59

% 및 37.91~48.69%로 나타나 탈지를 하였을 때 케이올 품종의 ACE 저해 활성이 증가하는 경향을 보였다. 종합적 으로 케이올 품종의 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출하였을 때 ACE 저해 활성이 10 mg/mL의 농도에서 48.69%로 가장 높게 측정되었다. 본 연구에서 탈지땅콩 메탄올 추출물의 항고혈압 활성이 높게 나타난 것은 ACE를 저해하여 혈압을 낮춰주는 물질이 탈지 후 메탄올로 추출하였을 때 효과적으 로 용출되는 것으로 판단되며, 추후에 어떠한 성분에 의해 ACE 저해 활성이 높게 나타나는지에 대한 연구가 필요하다 고 생각한다.

α-Glucosidase 저해 활성

α-Glucosidase는 소장 상피세포의 brush-border mem- brane에 존재하는 효소로 이당류나 다당류를 탄수화물이 소화 흡수되기 위한 상태인 단당류로 가수분해하는 역할을 하며, α-glucosidase에 대한 저해능은 탄수화물 식이 후 혈 당 상승을 억제할 수 있어 항당뇨 활성 측정법으로 이용된다 (Gua 등, 2006). 추출용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 α-glucosidase 저해 활성을 측정한 결과는 Fig.

3과 같다. 양성대조군으로 사용한 acarbose는 0.25 mg/mL 의 농도에서 52.58%의 α-glucosidase 저해 활성을 나타내 었다. Acarbose는 N-butyldeoxynojirimycin과 함께 탄수 화물 분해 관련 효소를 억제하여 식이 후 혈당 상승을 조절 할 수 있는 합성 약물로서, Kim 등(2015)의 연구에서는 acarbose와 N-butyldeoxynojirimycin이 α-glucosidase 저해 활성에 대한 IC₅₀값이 각각 447.73 및 569.80 μg/mL 로 측정되었다고 보고하였다. 땅콩 추출물의 α-glucosidase 저해 활성은 신팔광과 케이올이 각각 10 mg/mL의 농도에서 19.94~60.29% 및 17.65~58.80% 범위로 나타 났으며, 탈지땅콩 추출물은 동일 농도에서 각각 19.77~

69.86% 및 21.26~71.34% 범위로 나타나 품종과 관계없이 탈지를 하였을 때 α-glucosidase 저해 활성이 유의적으로 높게 나타났다. 또한, 추출용매에 다른 땅콩 및 탈지땅콩 추 출물의 α-glucosidase 저해 활성은 메탄올 추출물이 58.80

~71.34%로 가장 우수한 저해 활성을 보였으며, 아세톤 추 출물(25.74~31.65%), 물 추출물(17.65~21.26%)의 순서 로 높게 나타났다. 즉, 품종에 따른 차이는 크지 않았지만 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출하였을 때 신팔광과 케이올 품종의 α-glucosidase 저해 활성이 각각 69.86 및 71.34%

로 가장 높게 나타났다. 땅콩부산물의 항당뇨 및 항비만효능 평가에 대한 de Camargo 등(2017)의 연구에서는 탈지땅콩

(7)

d a b

d c

b d

b***

a***

d***

c**

ab***

0 20 40 60 80 100 120

80% MeOH Peanut

80% Aceton Water 80% MeOH

Deffated Peanut

80% Aceton Water

Extraction solvent

Sinpalkwang K-Ol

Xanthine oxidanse inhibition activity (%) .

80% MeOH 80% Acetone Water 80% MeOH 80% Acetone Water Peanut Defatted Peanut

Fig. 4. Xanthine oxidase inhibition activity (%) of peanut and de- fatted peanut extracts (5 mg/mL) depending on cultivars and extraction solvent. Values are mean±SD of three replicates. Differ- ent small letters in the same items indicate a significant differ- ence (P<0.05) among extraction solvent. ^**P<0.01, ^***P<0.001;

significantly different by Student’s t-test between Sinpalkwang and K-Ol cultivars.

Table 3. Correlation coefficients among total polyphenol (TPC), flavonoid contents (TFC), ABTS and DPPH radical scavenging activity, ferric-reducing antioxidant power (FRAP), tyrosinase, ACE, α-glucosidase, and xanthine oxidase inhibition activity of peanut and defatted peanut dpending on cultivars and extraction solvents

Factor TPC TFC ABTS DPPH FRAP Tyrosinase ACE α-Glucosidase Xanthine oxidase TPC

TFC ABTS DPPH FRAP Tyrosinase ACE

α-Glucosidase Xanthine oxidase

1

0.905^**

1 　

0.808^**

0.716^**

1

0.807^**

0.903^**

0.801^**

1

0.958^**

0.963^**

0.738^**

0.861^**

1

0.897^**

0.698^**

0.651^**

0.598^**

0.791^**

1

0.945^**

0.830^**

0.692^**

0.706^**

0.895^**

0.917^**

1 　

0.734^**

0.924^**

0.660^**

0.889^**

0.853^**

0.404^* 0.615^**

1

0.780^**

0.561^**

0.562^**

0.491^**

0.714^**

0.808^**

0.759^**

0.343^* 1 Significant at ^*P<0.05 and ^**P<0.01.

추출물에서 α-glucosidase를 효과적으로 저해하였으며, α- glucosidase 저해 활성은 총 폴리페놀과 유의적인 양의 상 관관계(r=0.902, P<0.001)를 보인다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서도 탈지땅콩을 메탄올로 추출하였을 때, 품종과 관계없이 α-glucosidase의 활성을 억제하여 식이 후 혈당 상승을 조절할 수 있는 페놀 화합물의 용출이 용이해짐에 따른 결과로 판단된다.

Xanthine oxidase 저해 활성

Xanthine oxidase는 생체 내 퓨린 대사에 관여하는 효소 로서 xanthine 또는 hypoxanthine으로부터 urate를 형성 하며, urate가 혈장 내에서 증가하면 골절에 축적되어 통풍 을 일으키는 효소로 알려져 있다(Cho 등, 1993). Xanthine oxidase에 대한 저해능은 urate 형성을 감소시켜 통풍유발 을 억제할 수 있어 항통풍 활성 측정법으로 이용된다. 추출 용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 xanthine oxidase 저해 활성을 측정한 결과는 Fig. 4와 같다. 땅콩

추출물의 xanthine oxidase 저해 활성은 신팔광 및 케이올 품종이 5 mg/mL에서 각각 37.10~58.41% 및 49.25~

85.52% 범위로 나타났으며, 탈지에 의해 각각 40.63~63.20

% 및 48.95~90.90%로 증가하는 경향을 보였다. 추출용매 에 따른 땅콩 및 탈지땅콩의 xanthine oxidase 저해 활성은 메탄올 추출물이 58.41~90.90%로 가장 높은 저해능을 보 였으며, 아세톤 추출물(49.73~80.97%), 물 추출물(37.10~

49.25%)의 순서로 높게 나타났다. 또한, 케이올 품종의 xanthine oxidase 저해 활성이 신팔광 품종보다 유의적으 로 높게 나타나 케이올 품종의 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출하였을 때 90.90%로 가장 높게 측정되었다. 일반적으 로 gallolyl기를 함유한 플라보노이드 화합물과 폴리페놀 화 합물이 xanthine oxidase를 경쟁적으로 저해하며(Hatano 등, 1991), de Camargo 등(2017)의 연구에서는 땅콩 부산 물의 phenolic profiles 분석 결과 탈지땅콩에 결합형의 p- coumaric acid, ferulic acid, coutaric acid, coumaroyl rhamnose가 다량 함유되어 있다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 탈지땅콩 메탄올 추출물의 xanthine oxidase 저 해 활성이 높게 나타난 것은 추출용매에 따른 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 결과와 관련이 있고, xanthine oxi- dase를 경쟁적으로 저해하는 p-coumaric acid, ferulic acid, coutaric acid, coumaroyl rhamnose 등으로 구성된 페놀 화합물의 영향으로 판단되며, 추후에 어떠한 성분에 의해 xanthine oxidase 저해 활성이 높게 나타나는지에 대 한 연구가 필요하다고 생각한다.

상관관계 분석

추출용매에 따른 품종별 땅콩 및 탈지땅콩 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능, FRAP, tyrosinase, ACE, α-glucosidase 및 xanthine oxidase 저해 활성 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 3과 같이 항산화 성분, 항산화 활성 및 효소저해 활성 이 유의적인 양의 상관관계를 나타내었다. 폴리페놀은 플라 보노이드(r=0.905), ABTS 라디칼 소거능(r=0.808), DPPH 라디칼 소거능(r=0.807), FRAP(0.958), tyrosinase 저해

(8)

활성(r=0.897), ACE 저해 활성(r=0.945), α-glucosidase 저해 활성(r=0.734), xanthine oxidase 저해 활성(r=0.780) 과 높은 양의 상관관계를 나타내었으며, 플라보노이드 또한 ABTS 라디칼 소거능(r=0.716), DPPH 라디칼 소거능(r=

0.903), FRAP(r=0.963), tyrosinase 저해 활성(r=0.698), ACE 저해 활성(r=0.830), α-glucosidase 저해 활성(r=

0.924), xanthine oxidase 저해 활성(r=0.561)과 높은 양의 상관관계를 나타내었다. 이는 대부분의 땅콩 품종에서 re- sveratrol을 비롯한 페놀 화합물 농도가 높을수록 총 폴리페 놀 및 플라보노이드 함량이 높으며, 이는 강력한 항산화 활 성의 결정요인 중 하나라고 보고한 이전 연구와 일치하였다 (Attree 등, 2015). 따라서 본 연구에서 탈지땅콩 메탄올 추출물의 항산화 및 효소저해 활성이 높게 나타난 것은 추출 용매에 따른 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 결과와 높은 양의 상관성이 있으며, 항산화 활성을 비롯한 다양한 생리활 성을 나타내는 페놀 화합물이 다량 용출됨에 따른 결과라 판단된다.

요 약

본 연구에서는 땅콩 추출물의 생리활성을 검토하기 위하여 품종별 땅콩의 추출용매에 따른 항산화 성분, 항산화 활성 및 다양한 효소저해 활성을 측정하였다. 품종은 신팔광 (Arachis hypogaea L. cv. Sinpalkwang)과 케이올(cv. K- Ol) 품종을 사용하였고, 땅콩과 탈지땅콩을 80% 아세톤(v/

v), 80% 메탄올(v/v) 및 증류수(v/v)로 초음파 추출한 후, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, ABTS 라디칼 소거능, DPPH 라디칼 소거능, FRAP, tyrosinase 저해 활성, ACE 저해 활성, α-glucosidase 저해 활성 및 xanthine oxidase 저해 활성을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량, 플라보노이드 함량, ABTS 라디칼 소거능, DPPH 라디칼 소거능, FRAP에 의한 환원력 모두 케이올 품종의 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출 하였을 때 각각 31.97 mg GAE/extract g, 10.24 mg CE/

extract g, 10.63 mg AAE/extract g, 2.49 AAE/extract g 및 61.43 μM로 가장 높게 나타났다. 또한, 미백, 고혈압, 통풍에 관여하는 tyrosinase, ACE 및 xanthine oxidase 효소 활성은 케이올 품종의 탈지땅콩을 80% 메탄올로 추출 한 추출물을 처리하였을 때 62.01%, 48.69% 및 90.90%로 가장 효과적으로 억제되는 것을 확인하였으며, 당뇨에 관여 하는 α-glucosidase는 품종과 관계없이 탈지땅콩의 메탄올 추출물이 69.86~71.34%의 저해 활성을 나타내었다. 따라 서 탈지 및 추출용매에 따라 땅콩의 항산화 성분 및 활성, 다양한 효소저해 활성에 차이가 나타나며, 이는 추출용매의 극성에 따라 추출된 생리활성 물질, 특히 폴리페놀 화합물의 용해도 차이로 생각된다. 따라서 이상의 결과로부터 불포화 지방산, phytosterol 및 tocopherol과 같은 유지 성분을 제 외한 땅콩 추출물의 추출조건에 따른 생리활성을 확인하였 으며, 국산 땅콩과 땅콩기름 부산물로부터 기능성 식품소재

개발을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

감사의 글

본 논문은 농촌진흥청 연구사업(세부과제명: 국내 육성땅콩 의 생리활성 검정, 세부과제번호: PJ01430303)의 지원에 의해 이루어진 것입니다.

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