산양삼(Korean Panax ginseng)을 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 품질 및 항산화 활성 평가

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산양삼(Korean Panax ginseng)을 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 품질 및 항산화 활성 평가

최미현․김경희․육홍선 충남대학교 식품영양학과

Antioxidant Activity and Quality Evaluation of the Larvae of Protaetia brevitarsis after Feeding with Korean Panax ginseng

Mi-Hyun Choi, Kyoung-Hee Kim, and Hong-Sun Yook Department of Food and Nutrition, Chungnam National University

ABSTRACT In this study, the physicochemical characteristics, antioxidant activities, and inhibitory effects on ty- rosinase and elastase of white-spotted flower chafers, Protaetia brevitarsis fed with Korean ginseng (GP) were evaluated and compared with those of non-fed P. brevitarsis (CP). The pH was higher in GP, whereas organic acids was higher in CP. The L (lightness), a (redness), b (yellowness), and ΔE in GP was higher than those in CP. The antioxidant activities based on the total phenol contents, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity, and 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activity were not significantly different. The tyrosinase and elastase inhibition activity were significantly higher in GP, showing 44.99% and 59.44%, respectively. Therefore, GP is a potential source as an industrial raw material in health functional foods and cosmetics.

Key words: larva of Protaetia brevitarsis, Korean Panax ginseng, quality characteristics, antioxidant activity

Received 15 November 2018; Accepted 7 January 2019 Corresponding author: Hong-Sun Yook, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-42-821-6840

Author information: Mi-Hyun Choi (Student), Kyoung-Hee Kim (Researcher), Hong-Sun Yook (Professor)

서 론

식용곤충은 단백질, 비타민, 불포화지방산 등 다양한 영 양소를 포함하고 있고 번식력이 좋아 유엔식량 농업기구 (Food and Agriculture Organization of the United Na- tions) 등이 미래 식량난을 해결할 대안으로 주목하고 있으 며, 애완･학습용, 천적, 꽃의 수정을 돕는 화분매개, 관광 상품 및 바이오 소재 등으로 사용되면서 새로운 농업소득으 로 각광받고 있다(Yoon 등, 2007). 그중 딱정벌레목(Coleop- tera) 꽃무지과(Coteoniidae)에 속하는 흰점박이꽃무지(Pro- taetia brevitarsis seulensis)는 전체 길이가 약 17~24 mm 정도인 식식성(植食性) 곤충으로서 알, 유충, 번데기 및 성충의 시기를 거치는 완전변태를 하는데, 이때의 유충을 일명 ‘굼벵이’ 또는 ‘제조(蠐螬, Protaetia brevitarsis)’라고 칭한다(Kim과 Kang, 2005; Kim과 Kang, 2006).

한방으로 널리 사용되고 있는 흰점박이꽃무지 유충은 파 혈행어(破血行瘀), 산결소종(散結消腫), 청혈해독(淸血解毒) 등의 효능이 있어 통풍(痛風), 어혈협통(瘀血脇痛), 그리고

단독(丹毒) 등의 질병을 치료하는 효과가 있고(Lee 등, 2001),

「동의보감」에서는 ‘간에서 비롯되는 질병, 즉 간암, 간경 화, 간염, 누적된 피로의 해소 등을 포함하여 월경불순, 시력 감퇴, 백내장, 금창, 산후풍, 악성종기, 구내염, 파상풍 및 중풍 등의 성인병을 치료하는 데 효과가 있다’고 기록되어 있다. 특히 간 질환에 탁월한 효능이 있는 것으로 알려져 있어 우리나라에서 약용으로 가장 많이 활용되고 있음과 동 시에 한방과 민간요법 분야에서도 이용되고 있다(Kang 등, 2000; Cho 등, 2003; Lee 등, 2001). 생리적 기능성뿐만 아니라 아만성독성시험(Hwang 등, 2001), 식중독균 및 중 금속 등 유해물질에 대한 안전성(Chung 등, 2013)의 연구 를 통해 체내 안전성 또한 확보되었다.

현대 의학의 발달로 평균수명이 늘어가고 있지만 서구화 된 식생활과 과도한 스트레스 등으로 각종 난치성 질병이 증가하여 건강 기능성 식품에 대한 관심이 증가하고 있다 (Noh 등, 2015). 또한 최근 농업과 생물 산업의 기술개발에 서 생물자원으로서 곤충의 가치를 높게 평가하고 있으며, 특히 식용곤충이 가지고 있는 기능성 물질에 대한 관심이 고조되고 있다(Kwon 등, 2013). 2014년 식품의약품안전처 는 흰점박이꽃무지 유충을 새로운 식품원료로 인정하였으 며, 2016년「식품의 기준 및 규격」일부 개정 고시(안) 행정 예고에 따라 그동안 승인을 받은 업체뿐만 아니라 모든 이들 이 흰점박이꽃무지 유충을 식품원료로 사용할 수 있도록 하 였다. 또한 유충을 활용해 다양한 먹을거리를 개발할 수 있

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게 되어 식용곤충을 이용한 식품산업이 활성화되고, 소비자 의 선택권도 넓어질 것으로 전망하였다. 흰점박이꽃무지 유 충의 기능성 및 식품 연구로써 흰점박이꽃무지 함유 음료의 생리활성 효능 및 안전성 검증(Park 등, 2012), 흰점박이꽃 무지 유충 추출물에 대한 산양삼 혼합 발효물의 특성 연구 (Lee, 2018), 흰점박이꽃무지 유충의 가공 전 먹이 종류에 따른 영양성분의 변화(Noh 등, 2015) 등이 진행된 바 있다.

이러한 연구들은 사육된 유충을 기능성 소재와 혼합 및 가공 한 것 또는 보조 사료로서 사육 중 단기간 급여한 것이며 전반적으로 식품 품질 연구가 부족한 실정이다. 따라서 사육 기간 동안 기능성 소재를 첨가한 사료를 급여한 흰점박이꽃 무지 유충의 품질 및 생리적 기능성 연구가 필요하다고 사료 된다.

산양삼(Korean Panax ginseng, KPG)은 뿌리의 굵기와 길이, 몸통의 태 존재 여부, 연령에 따른 뇌두의 개수 그리고 토양과 기후조건에 따라 수명이 다르며, 인삼에 비해 향기가 강한 것이 특징이다(Lim 등, 2007). 산양삼은 효능 면에서 재배 인삼보다 효과가 더 높은 것으로 알려져 있고 재배 인 삼과 비교하였을 때 인삼 사포닌인 ginsenoside의 함량이 높다고 보고되었으며, 또한 항암, 혈압강하, 항산화, 간독성, 지질강화 등에 효능이 있는 것으로 알려져 있다(Lui 등, 1980).

본 연구에서는 생리활성이 우수한 산양삼을 흰점박이꽃 무지 유충에 먹이 급여한 후 품질 및 생리 기능성을 비교 평가하여 산양삼 급여 흰점박이꽃무지 유충의 기능성 식품 원료로서의 산업적 가치 및 활용성을 탐색하고자 하였다.

재료 및 방법

공시재료

본 실험에 사용된 흰점박이꽃무지 유충은 경상남도 함양 군 산림조합에서 생육한 것을 농업회사법인 (주)EFG금산을 통해 공급받았다. 3령(알: 10일→1령: 20일→2령: 30일→3 령: 45일) 유충으로 온습도 26~28°C, 60~70%의 조건에서 생육하였다. 함양군에서 재배된 산양삼을 먹이의 16% 첨가 하여 흰점박이꽃무지 유충 24 kg에 4 kg의 산양삼을 90일 간 급여하였으며, 대조군으로서 산양삼을 급여하지 않은 유 충을 사용하였다.

시료 제조

흰점박이꽃무지 유충은 52°C에서 30시간 동안 열풍 건조 한 후 20분간 분쇄(HMF-3450S, Hanil Co., Ltd., Seoul, Korea)한 다음 40 표준체(체눈 크기 425 μm)에 내려 분말 화하였다. pH와 유기산 함량 측정에 사용한 시료는 분말 3 g에 distilled water(DW) 27 mL를 가한 다음 2시간 동안 초음파 추출 후 여과(No.4, Whatman, Maidstone, UK)한 희석액을 사용하였다. 항산화 및 효소 억제 활성 평가에 사용 한 시료는 분말 3 g에 80% 메탄올(Samchun Pure Chemical

Co., Ltd., Pyeongtaek, Korea)을 27 mL 가하여 2시간 동 안 3회 반복 진탕하여 추출한 후, 여과 및 감압농축(EYELA A-1000S, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan) 한 다음 동결건조(Freeze dryer, ilShinBioBase Co., Ltd., Gyeong- gi, Korea) 한 건조물을 메탄올에 녹여 사용하였다.

pH 및 유기산 함량

산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 pH는 pH meter(PHM 200-L, Istek Inc., Seoul, Korea)를 사용하여 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 유기산 함량 은 중화적정방법으로써 시료액 1 g을 100 mL로 정용한 후 삼각플라스크에 10 mL 취하여 1% 페놀프탈레인 용액(OCI Company., Ltd., Incheon, Korea) 3~4방울을 떨어뜨린 다 음 0.1 N NaOH 용액(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.) 으로 분홍색이 10초간 지속될 때까지 적정하였다.

Titratable acidity (%)＝ V×F×A×D S ×100

V: 0.1 N NaOH 용액의 적정 소비량 F: 0.1 N NaOH 용액의 역가

A: 0.1 N NaOH 용액 1 mL에 상당하는 유기산의 양(g) D: 희석배수

S: 시료채취량(mL)

색도

흰점박이꽃무지 유충의 색도는 분말을 petri dish(50×12 mm)에 평평하게 담은 후 Hunter 색도계(Spectrophoto- meter CM-600, Konica Minolta Sensing, Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 및 전체적인 색차를 나타내는 ΔE 값(^∆^ ∆^ ∆^)을 측정하였다. 이때 사용한 표준백판 의 L, a, b 값은 각각 99.40, -0.14, -0.08이었으며 결과 값은 20회 반복 측정한 것의 평균값으로 나타내었다.

총 페놀 함량

페놀 화합물 함량은 페놀성 물질인 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리를 사용한 Folin- Denis 방법(1912)을 사용하여 측정하였다. 시료 60 μL와 Folin-Ciocalteu’s reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 60 μL를 가하여 진탕하고 3분간 방치한 다음 10%

Na₂CO₃ 용액(Duksan Pure Chemical Co., Ltd., Ansan, Korea) 900 μL를 섞어 1시간 후 상등액의 흡광도를 765 nm에서 측정(xMark^TMMicroplate Absorbance Spectro- photometer, Bio-Rad Laboratories, Inc., Seoul, Korea) 하였다. 결과 값은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 수율을 적용하여 g 중 mg gallic acid(GAE, dry basis)로 표시하였다.

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DPPH 라디칼 소거 활성

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 일정 농도로 제조한 시료 용액 100 μL에 0.2 mM DPPH 용액 100 μL를 가한 후 암실에서 30분간 방치한 다음 517 nm에서 흡광도 (Bio-Rad Laboratories, Inc.)를 측정하였다. 이때 대조군 으로써 시료 대신 시료를 녹인 용매인 50% 에탄올(Sam- chun Pure Chemical Co., Ltd.)을 사용하였으며 반응한 결 과 값을 50% 감소시키는 시료의 농도를 IC₅₀값(mg/mL)으 로 나타내었다. 양성대조구로 ascorbic acid(Sigma-Al- drich Co.)를 사용하여 비교하였다. DPPH 라디칼 소거능은 아래의 식에 의해 산출하였다.

DPPH radical scavenging activity (%)＝

(

^1－ absorbance of sample

)

^×100

absorbance of control ABTS 라디칼 소거 활성

2,2’-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거능의 측정은 Fellegrini 등(1999) 의 방법에 따라 측정하였다. ABTS solution은 7 mM ABTS(Sigma-Aldrich Co.)와 140 mM K2S2O8(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.)을 섞어 암실에서 12~16시간 동안 방치한 후, 이를 absolute ethanol(Samchun Pure Chemi- cal Co., Ltd.)과 1:88 비율로 섞어 734 nm에서 흡광도 (Bio-Rad Laboratories, Inc.) 값이 0.7±0.02가 되도록 조 절하여 제조하였다. 일정 농도로 제조한 시료 50 μL에 ABTS solution 1 mL를 가한 다음 30초간 진탕하고 2.5분 간 암반응 시켜 734 nm에서 흡광도(Bio-Rad Laborato- ries, Inc.)를 측정하였으며 이때 대조군으로써 시료 대신 시료를 녹인 용매인 50% 에탄올을 사용하였으며 반응한 결 과 값을 50% 감소시키는 시료의 농도를 IC50 값(mg/mL)으 로 나타내었다. 양성대조구로 기존의 항산화제인 ascorbic acid를 사용하여 비교하였다. ABTS 라디칼 소거능은 아래 의 식에 의해 산출하였다.

ABTS radical scavenging activity (%)＝

(

^1－ absorbance of sample

)

^×100

absorbance of control

Ferric-reducing antioxidant potential (FRAP) FRAP 측정 방법은 Benzie와 Strain(1996) 방법을 참고 하여 측정하였다. FRAP reagent는 acetate buffer(300 mM, pH 3.6)와 40 mM HCl에 용해한 10 mM 2,4,6-tris (2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ, Sigma-Aldrich Co.), 20 mM FeCl3･6H2O(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.)를 각각 10:1:1(v/v/v)의 비율로 섞은 후 37°C의 incubator에 서 10분간 반응시켜 제조하였다. 2.5 mg/mL의 농도로 녹인 시료 10 μL에 증류수 30 μL와 FRAP reagent 300 μL를 넣고 37°C에서 10분간 암반응 시킨 후 593 nm에서 흡광도

(Bio-Rad Laboratories, Inc.)를 측정하였다. 양성대조군 으로서 0.1 mg/mL 농도의 ascorbic acid를 사용하여 비교 하였으며, FRAP 활성은 0.03125, 0.0625, 0.125, 0.25 및 0.5 mM의 농도로 반복하여 작성한 FeSO4의 검량식에 대입 하여 환산하였다.

Tyrosinase 저해 활성

Tyrosinase 저해능은 Flurkey(1991)의 방법을 참고하 여 측정하였다. 0.1 M potassium phosphate buffer(pH 6.8)에 용해시킨 효소액(mushroom tyrosinase, 100 unit/

mL, Sigma-Aldrich Co.) 25 μL와 기질인 10 mM L-DOPA (dihydroxyphenylalanine, Sigma-Aldrich Co.) 50 μL, 0.1 M potassium phosphate buffer 125 μL를 혼합한 다음 시료 50 μL를 첨가하여 37°C의 incubator에서 15분간 반응 시킨 다음 475 nm에서 흡광도를 측정(Bio-Rad Laborato- ries, Inc.)하였다. Tyrosinase 저해능은 다음의 환산식에 의해 계산되었으며 tyrosinase 효소의 작용 저해 효과를 나 타내는 대표적인 물질인 kojic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 양성대조군으로 사용하여 비교하였다.

Tyrosinase inhibition

ability (%) ＝

(

^1－ ^A－B_C

)

^×100

A: absorbance at 475 nm determined with sample B: absorbance at 475 nm determined with buffer in-

stead of enzyme

C: absorbance at 475 nm determined with buffer in- stead of sample

Elastase 저해 활성

Elastase 저해능 측정은 Kraunsoe 등(1996)의 방법을 참고하여 측정하였다. 0.2 M Tris-HCl(pH 8.0) buffer 350 μL에 n-succinyl-(Ala)3-p-nitroanilide(Sigma-Aldrich Co.) 125 μL와 시료 20 μL를 첨가한 후 50 μL/mL elastase (pancreatic from porcine pancreas, PPE, 1.4 units/mg, Sigma-Aldrich Co.) 5 μL를 가하여 37°C의 incubator에서 20분 동안 반응시킨 후 410 nm에서 흡광도를 측정(Bio- Rad Laboratories, Inc.)하였다. Elastase 저해 활성은 다음 의 환산식에 의해 계산되었으며 노화된 피부를 개선해주는 대표적인 물질인 ascorbic acid(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.)를 양성대조군으로 사용하여 비교하였다.

Elastase inhibition

ability (%) ＝

(

^1－ ^A－B_C

)

^×100

A: absorbance at 410 nm determined with sample B: absorbance at 410 nm determined with buffer in-

stead of enzyme

C: absorbance at 410 nm determined with buffer in- stead of sample

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Table 1. pH and acidity of the common Protaetia brevitarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng

CP¹⁾ GP t-value pH

Acidity (%)

7.05±0.01²⁾ 1.28±0.00

7.23±0.00^* 1.20±0.00

−27.50

－

1)CP: common Protaetia brevitarsis, GP: Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng.

2)All values are mean±SD (n=3).

*Significant at P<0.05.

Table 2. Color values of the common Protaetia brevitarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng

CP¹⁾ GP t-value L (lightness)

a (redness) b (yellowness) ΔE

46.06±0.26²⁾ 3.79±0.14 6.57±0.25 6.85±0.36

50.99±0.26^* 5.07±0.07^* 11.25±0.19^* 6.93±0.31

59.97 38.06 66.33 0.80

통계처리

모든 실험 결과는 3회 이상 반복 측정하여 평균과 표준편 차로 나타내었으며 SPSS 22.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package 프로그램 중 Independent t-test를 실시하여 시료 간의 유의차를 검증하였다(P<0.05).

결과 및 고찰

흰점박이꽃무지 유충의 pH 및 유기산 함량

일반 흰점박이꽃무지 유충과 산양삼 먹이를 급여한 흰점 박이꽃무지 유충의 pH 및 유기산 함량을 측정하였으며 결과 를 Table 1에 나타내었다. pH는 일반 흰점박이꽃무지 유충 이 7.05±0.01이었고 산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃무 지 유충은 7.23±0.00으로 나타나 산양삼 먹이를 급여한 흰 점박이꽃무지 유충이 더 높았으며, 두 시료 간에 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 유기산 함량은 일반 흰점박이꽃무 지 유충이 1.28±0.00%였으며 산양삼 먹이를 급여한 흰점 박이꽃무지 유충은 1.20±0.00%였다. pH와 달리 두 시료 간에 유의적 차이는 나타나지 않았으나, 일반 흰점박이꽃무 지 유충보다 산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 유기산 함량이 더 낮아 pH와 유사한 경향을 나타내었다. 장 뇌삼(산양삼) 추출액에는 oxalic, malonic, succinic, malic, tartaric 및 citric acid 등이 함유되어 있고 그중 citric과 malic acid가 주된 유기산이다(Kim과 Kim, 2005). 또한 홍 삼박의 다양한 유기산은 항산화 활성에 영향을 미치는 것으 로 알려졌으며(Kim, 2014), 돼지에 한약 부산물 급여 시 항 산화 효과가 있는 비타민으로 알려진 비타민 E가 근육에 축 적되고 함량이 증가한다고 보고된 바 있다(Kang 등, 2012).

Yoo 등(2002)에 따르면 인삼 부산물 급여 돼지의 도체 및 육질 특성 연구에서 인삼 부산물을 급여 처리한 돈육의 pH 가 대조군에 비해 높게 나타났다고 보고하였다. Kim(2014) 은 사료 내 홍삼박을 첨가한 사료가 계육의 품질에 미치는 영향을 연구하였으며, 0.5 및 1% 처리구 간에 유의적인 차 이가 나타나지 않았다고 보고하였다. 이와 같이 산양삼 먹이 를 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 유기산 함량은 대조군과 유의적 차이를 나타내지 않았으나, 식용 동물의 사료에 각종 기능성 식물을 첨가한 연구가 다수 존재하며 다양한 결과 양상을 나타냈으므로 여러 식용곤충에 대한 추가적 연구가 필요하다고 사료된다.

흰점박이꽃무지 유충의 색도 측정

일반 흰점박이꽃무지 유충과 산양삼 먹이를 급여한 흰점 박이꽃무지 유충의 색도는 Table 2에 나타내었다. 명도를 나타내는 L 값은 일반 흰점박이꽃무지 유충이 46.06±0.26 이었고 산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충이 50.99

±0.26이었으며, 시료 간에 유의적 차이가 존재하였다. 적색 도를 나타내는 a 값은 일반 흰점박이꽃무지 유충이 3.79±

0.14, 산양삼 급여 흰점박이꽃무지 유충이 5.07±0.07이었 으며, 황색도를 나타내는 b 값은 일반 흰점박이꽃무지 유충 이 6.57±0.25, 산양삼 급여 흰점박이꽃무지 유충이 11.25

±0.19였으며 a, b 값 모두 시료 간에 유의적 차이를 보였다.

Noh 등(2015)은 가공 전 먹이 종류에 따른 흰점박이꽃무 지 유충의 색도를 측정하였으며 4일간 절식한 흰점박이꽃무 지 유충의 색도를 측정하였다. 본 연구의 일반 흰점박이꽃무 지의 결과와 비교하면 L 값은 44.3으로 유사하였으나, a 값 과 b 값이 각각 14.7, 35.3이라고 보고하여 더 높은 결과를 나타내었다. 이는 먹이 절식 기간 등의 사육 조건이 영향을 미친 것으로 생각된다. 또한 대조군과 호박, 알로에, 쌀겨를 각각 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 색도를 측정한 결과, 대조군에 비해 급여군의 L 값은 증가, a 값은 감소, b 값은 증가하였다고 보고하여 a 값에서 본 연구와 다른 양상을 나 타내었다. 따라서 먹이 급여 및 먹이 종류는 흰점박이꽃무지 유충의 색도에 영향을 미치며 다양한 먹이 급여에 따른 추가 적 연구가 필요하다고 사료된다.

ΔE 값은 전체적인 색차를 나타내는 것으로, 6.0~12.0이 면 큰 정도(much)의 육안적 차이에 해당한다(27). 일반 흰 점박이꽃무지 유충의 ΔE 값은 6.85±0.36이었으며 산양삼 먹이 급여 흰점박이꽃무지 유충의 ΔE 값은 6.93±0.31로 나타나 두 시료는 큰 정도(much)의 색차 값을 보였다.

흰점박이꽃무지 유충의 총 페놀 함량

일반 흰점박이꽃무지 유충과 산양삼 먹이를 급여한 흰점 박이꽃무지 유충의 총 페놀 함량은 Table 3에 나타내었다.

페놀성 화합물은 다양한 구조와 분자량을 가지고 페놀성 화 합물의 phenolic hydroxyl기가 단백질과 같은 거대분자와 의 결합을 통해 항산화, 항암 및 항균 등의 생리기능을 가지 는 것으로 알려져 있으며(Rice-Evans 등, 1997), 곤충 외부 외표피층에는 지질체에서 합성되는 폴리페놀을 다량 함유

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Table 4. DPPH and ABTS radical scavenging activity on the common Protaetia brevitarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng

CP¹⁾ GP t-value DPPH radical scavenging

activity IC50 (mg/mL)²⁾ ABTS radical scavenging activity IC50 (mg/mL)³⁾

1.84±0.04⁴⁾ 0.55±0.13

1.74±0.11 0.69±0.05

1.49

−1.70

2)Amount required for 50% reduction of DPPH radical scavenging activity.

3)Amount required for 50% reduction of ABTS radical scavenging activity.

Table 5. Ferric reducing antioxidant potential (FRAP) on the common Protaetia brevitarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng

CP¹⁾ GP t-value FeSO4･7H2O (mM)

(2.5 mg/mL)²⁾ 0.47±0.01³⁾ 0.46±0.02 1.51

2)Sample concentration.

Table 3. Total phenolic contents of the common Protaetia brevi- tarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng CP¹⁾ GP t-value Total phenolic contents

(GAE mg/g)²⁾ 10.45±0.51³⁾ 10.33±0.89 0.20

2)Gallic acid equivalent mg/g.

한 다가 페놀층이 존재한다(Boo, 2005). 본 연구에서 흰점 박이꽃무지 유충의 총 페놀 함량을 측정한 결과 일반 흰점박 이꽃무지 유충은 10.45±0.51 GAE mg/g이었으며 산양삼 먹이 급여 흰점박이꽃무지 유충은 10.33±0.89 GAE mg/g 으로 두 시료 간에 유의적 차이는 없었다. Noh 등(2015)은 흰점박이꽃무지 유충의 절식군과 다양한 대체 먹이를 급여 한 군 사이에서 페놀 함량의 유의적 차이가 존재한다고 하여 본 연구와 다른 결과를 나타내었으나, 먹이 종류에 따른 차 이는 존재하지 않았다고 보고하여 사육 시 다양한 먹이에 따른 흰점박이꽃무지 유충의 페놀 함량에 대한 추가적 연구 가 필요하다고 사료된다.

흰점박이꽃무지 유충의 라디칼 소거 활성

일반 흰점박이꽃무지 유충과 산양삼 먹이를 급여한 흰점 박이꽃무지 유충의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 및 ABTS 라디칼 소거능으로 측정하였으며 그 결과는 Table 4에 나타 내었다. DPPH 라디칼은 항산화 물질이 수소원자나 전자를 공여할 수 있는 능력을 평가할 때 사용되며, 수소 혹은 전자 를 받음으로써 안정한 형태의 화합물로 전환되어 라디칼 특 유의 보라색이 옅은 노란색으로 탈색하는 정도에 따라 항산 화 효과를 측정할 수 있다(Ham 등, 2015). 본 연구의 DPPH 라디칼 소거능의 IC50 값은 일반 흰점박이꽃무지 유충이 1.84±0.04 mg/mL이고 산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃 무지 유충은 1.74±0.11 mg/mL였으며 시료 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 이는 Suh 등(2010)의 연구에서 장수풍뎅이 메탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 IC₅₀값

이 0.119 mg/mL라고 보고한 것에 비해 낮은 결과였다.

ABTS 라디칼 소거능은 항산화제의 유무를 확인하는 것 으로 라디칼을 생성하는 ABTS 존재 시 hydrogen per- oxide와 metmyoglobin의 활성을 토대로 보다 빠른 항산화 반응을 일으켜 myoglobin radical을 감소시키는 기전이라 고 할 수 있다(Meller 등, 1993). 본 연구의 ABTS 라디칼 소거능 IC₅₀값은 일반 흰점박이꽃무지 유충이 0.55±0.13 mg/mL이고 산양삼 먹이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충은 0.69±0.05 mg/mL였으며, 시료 간에 유의적인 차이가 나타 나지 않았다. Yu 등(2016)의 연구에 따르면 갈색거저리 메 탄올 추출물의 ABTS 라디칼 소거능이 약 0.5~1 mg/mL의 농도에서 IC₅₀값을 나타내어 본 연구와 유사한 결과를 나타 내었다. Park 등(2005)은 많은 약용곤충에서 항산화 물질을 확인하였으며 곤충의 종류에 따라 항산화성에 차이가 존재 한다고 보고하였다. 본 연구 결과에서는 산양삼 급여에 따라 흰점박이꽃무지 유충의 항산화능에서 차이가 나타나지 않 았으므로 곤충의 종류에 따른 항산화능뿐만 아니라 먹이 급 여에 따른 곤충의 항산화 활성에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

흰점박이꽃무지 유충의 FRAP value

FRAP value의 측정은 비교적 최근에 개발된 총 항산화능 을 측정하는 방법으로 낮은 pH에서 환원제에 의해 ferric tripyridyltriazine(Fe³⁺-TPTZ) 복합체가 파란색의 fer- rous tripyridyltriazine(Fe²⁺-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한 것이며, 대부분의 항산화제가 환원력을 가지고 있다 는 점에 착안하여 고안된 방법으로 생체 주요 항산화제인 글 루타치온에 반응하지 않는 치명적인 약점을 가지고 있지만, 식이의 페놀 함량과 FRAP 값으로 측정한 항산화 효과 사이 에 높은 상관관계를 나타내어 FRAP법도 식품의 항산화 효 과를 측정하는 유용한 방법이 될 수 있다(Moon 등, 2003).

흰점박이꽃무지 유충의 FRAP 활성은 Table 5에 나타내 었다. 2.5 mg/mL 농도의 메탄올 추출물에서 일반 흰점박이 꽃무지 유충은 0.47±0.01 mM이고 산양삼을 먹이 급여한 흰점박이꽃무지 유충은 0.46±0.02 mM이었으며, 두 시료 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. Park 등(2005)은 약용곤충 추출물의 FRAP 활성을 측정한 결과 호랑나비 (Papilio xuthus Linn) DW 추출물의 흡광도가 약 3.0이라고 보고하였으며, 본 연구 결과는 이보다 낮은 흡광도(0.3~

(6)

Table 6. Tyrosinase and elastase inhibition activity of the common Protaetia brevitarsis and Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng

CP¹⁾ GP t-value

Tyrosinase inhibition activity (%) (1 mg/mL)²⁾ Elastase inhibition activity (%) (1 mg/mL)

38.95±0.68³⁾ 54.31±0.52

44.99±1.36^* 59.44±0.69^*

−6.87

−10.24

1)CP: common Protaetia brevitarsis, GP: Protaetia brevitarsis fed with Korean Panax ginseng.

2)Sample concentration.

0.31) 값을 나타내었다. 또한 본 연구에서 양성대조군으로 사용된 ascorbic acid(1.15 mM, 0.1 mg/mL)에 비해서도 활성이 낮았으나, 단일 물질이 아닌 것을 감안하면 비교적 높은 활성을 가진 것으로 사료된다.

흰점박이꽃무지 유충의 tyrosinase 저해 활성

Tyrosinase는 멜라닌 생합성 과정의 key enzyme으로 melanocyte 내의 melanosome에서 연속적인 산화반응을 일으켜 멜라닌을 생성하는 것으로 알려져 있다(Wang 등, 2006). 따라서 tyrosinase 효소 활성을 저해하거나 중간체 들의 산화반응이 저해됨으로써 멜라닌 색소가 감소한다(Shin, 2001). 흰점박이꽃무지 유충의 tyrosinase 저해 활성은 Table 6에 나타내었다. 일반 흰점박이꽃무지 유충은 38.95

%, 산양삼 먹이 급여 흰점박이꽃무지 유충은 44.99%의 저 해율을 나타냈으며 시료 간에 유의차를 보였다. 양성대조군 인 kojic acid는 0.5 mg/mL의 농도에서 56.15%를 나타내 어 흰점박이꽃무지 유충의 추출물은 높은 미백 활성이 있으 며, 산양삼을 급여한 경우 저해 활성이 더 높아지는 것으로 생각된다. Kang 등(2016)은 산양삼의 열수 및 에탄올 추출 물에 대한 저해 활성을 측정하였으며, 그 결과 1 mg/mL 농도의 열수 및 에탄올 추출물에서 각각 9.99%, 30.96%의 높은 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다고 보고하였다. 또 한 Sung 등(2016)은 포제방법에 따른 흰점박이꽃무지 추출 물의 cellular tyrosinase 저해 활성을 측정하였는데, 포제 적용 전 흰점박이꽃무지 추출물은 포제법을 적용한 경우보 다 저해능이 높았다고 보고하였다. 따라서 추출된 산양삼 성분이 흰점박이꽃무지 유충의 tyrosinase 저해능을 높이 는 데 영향을 미쳤으며, 추출 조건 및 처리 방법에 따라 활성 이 달리 나타나는 것으로 생각된다.

흰점박이꽃무지 유충의 elastase 저해 활성

세포외기질의 주요 구성 성분인 콜라겐은 피부의 섬유아 세포에서 생성되는 주요 기질 단백질로 피부, 건(tendon), 뼈 및 치아의 유기 물질 대부분을 형성하고 피부의 기계적 견고성, 세포 접착의 지탱, 세포 분할과 분화의 유도, 결합 조직의 저항력과 조직의 결합력 등의 다양한 기능을 가지고 있다. 이러한 콜라겐은 피부의 주름 형성과 관련이 있어 콜 라겐이 부족할 경우 주름이 유발된다(Kang 등, 2007). 흰점 박이꽃무지 유충의 elastase 저해 활성은 Table 6에 나타내

었다. 일반 흰점박이꽃무지 유충과 산양삼 먹이 급여 흰점박 이꽃무지 유충의 elastase 저해율은 각각 54.31%, 59.44%

였으며, 산양삼 먹이 급여 흰점박이꽃무지 유충이 유의적으 로 높게 나타났다. 양성대조군인 ascorbic acid는 0.1 mg/

mL의 농도에서 93.97%의 높은 저해율을 보였다. Kang 등 (2016)에 따르면 산양삼의 열수 및 에탄올 추출물의 elastase 저해 활성이 각각 28.99%, 81.96%로, 에탄올 추출물 의 경우 매우 높은 수치를 나타내었다. 따라서 추출된 산양 삼 성분이 흰점박이꽃무지 유충의 elastase 저해능 증가에 영향을 미쳤으며 우수한 활성을 가지는 것으로 생각된다.

또한 추출 시 물보다는 에탄올을 사용하는 것이 추출 효율을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

요 약

본 연구에서는 산양삼을 급여한 흰점박이꽃무지 유충과 급 여하지 않은 흰점박이꽃무지 유충에 대한 품질 평가와 항산 화 활성을 비교 분석하였다. pH 및 유기산 측정 결과 pH는 일반 흰점박이꽃무지 유충이 7.05±0.01이었고 산양삼 먹 이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충의 pH가 7.23±0.00으로 두 시료 간에 유의적인 차이가 존재하였다. 유기산은 일반 흰점박이꽃무지 유충이 1.28±0.00%였고 산양삼 먹이를 급 여한 흰점박이꽃무지 유충이 1.20±0.00%로 나타났다. 색 도 측정 결과 L 값, a 값, b값, ΔE 값에서 산양삼을 급여한 흰점박이꽃무지 유충이 더 높았으며 b 값에서 유의적 차이 를 나타내었다. 항산화 활성 측정 결과 총 페놀 함량, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성에서 모두 시료 간에 유의적 차이 가 나타나지 않았다. Tyrosinase 및 elastase 저해 활성에 서는 산양삼 첨가 먹이를 급여한 흰점박이꽃무지 유충에서 각각 44.99%, 59.44%로 나타났으며 유의적인 차이를 보였 다. 이상의 연구 결과 산양삼 첨가 먹이를 급여한 흰점박이 꽃무지 유충을 일반 흰점박이꽃무지 유충과 비교하였을 때 항산화 물질 및 활성에서 유의적 차이가 나타나지 않았으나, tyrosinase 및 elastase 저해 활성에서는 산양삼 첨가 먹이 를 급여한 흰점박이꽃무지 유충이 우수한 저해능을 보여 화 장품 산업의 원료로써 활용이 가능할 것으로 사료된다. 따라 서 미백 및 주름 개선에 영향을 미치는 유효물질 규명, in vivo 측면의 실제 효능 및 독성 등에 대한 추가적 연구가 요구되며, 이외에도 유충 사육 시 다양한 기능성 식품 첨가

(7)

에 따른 면역 활성, 항산화 활성 등의 연구가 더 진행되어야 할 것으로 생각된다.

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