Abstract

The objective of this study was to investigate the physiological activities of Aronia melanocarpa extracts on extraction solvents (through hot water extraction, 50% ethanol extraction, and 50% methanol extraction). The yield of 50% ethanol extract, 84.50%, was higher than that of the hot water extract (84.05%) and of the 50% methanol extract (76.20%). The total sugar content of the extraction solvent, 35.56~37.68 g/100 g, did not significantly differ. The total anthocyanin content of the 50% methanol extract, 395.10 mg/100 g, was higher than of 50% ethanol extract (318.61 mg/100 g) and of the hot water extract (252.82 mg/100 g). The anthocyanin composition of the cyanidin-3-galactoside, 364.65 mg/100 g, was higher than that of the cyanidin-3-arabinoside (163.06 mg/100 g) and of the cyanidin-3-glucoside (35.69 mg/100 g) in the 50% methanol extract. The DPPH radical scavenging activities of the 50% ethanol and the 50% methanol extracts at $100-1,000{\mu}g/mL$ were 7.96-70.01%, and 8.90-69.21%, respectively. The superoxide radical scavenging activities of all the extracts improved with an increase in the treatment concentration. The FRAP of the 50% ethanol extract and the 50% methanol extract at $100-1,000{\mu}g/mL$ were $57.14-817.87{\mu}M$ and $67.32-812.78{\mu}M$, respectively. The tyrosinase inhibitory activity of the 50% ethanol extract, 23.03-33.82% ($100-1,000{\mu}g/mL$), was higher than that of the other extracts. The cancer cell growth inhibition activity of the 50% ethanol extract (76.86% at $1,000{\mu}g/mL$) on HeLa cell line was significantly higher than of the hot water and of the 50% methanol extracts. There results suggest that the 50% ethanol extract from Aronia melanocarpa may be a useful for functional food material in the food industry.

본 연구에서는 페놀성물질 및 안토시아닌을 함유하고 있어 다양한 생리활성을 가지는 아로니아의 산업적 이용 증대 및 기능성식품 소재 개발을 목적으로 열수추출, 50% 에탄올 추출 및 50% 메탄올을 사용하여 추출물을 제조하였으며 추출용매에 따른 생리 활성을 조사하였다. 추출수율은 50% 에탄올, 열수 및 50% 메탄올 추출물 순으로 나타났으며, 총 당 함량은 35.56~37.68 g/100 g으로 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 총 안토시아닌 함량은 50% 메탄올 추출물이 395.10 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 50% 에탄올 및 열수추출물이 각각 318.61 mg/100 g과 252.82 mg/100 g이었다. 50% 메탄올 추출물의 안토시아닌조성은cyanidin-3-O-galactoside, cyanidin-3-O-arabinoside 및 cyanidin-3-O-glucoside순이었으며, 100 g당 각각 364.65 mg, 163.06 mg 및 35.69 mg으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 총 페놀 함량은 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물에서 각각 121.38 mg/g 및 122.43 mg/g으로 열수추출물 80.14 mg/g보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었으며, 총 플라보노이드 함량은 총 페놀 함량과 유사한 경향을 나타내었다. ORAC은 열수 추출물, 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물에서 각각 $715.66{\mu}M/g$, $768.15{\mu}M/g$ 및 $780.77{\mu}M/g$로 나타나 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출조건의 항산화 활성이 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성은 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물이 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 각각 7.96~70.01% 및 8.90~69.21%로 높은 활성을 나타내었으며, superoxide radical 소거활성은 모든 추출물에서 농도가 증가함에 따라 소거활성이 증가하였다. FRAP는 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 50% 에탄올 추출물이 $57.14{\sim}817.87{\mu}M$이었고 50% 메탄올 추출물이 $67.32{\sim}812.78{\mu}M$로 나타나 높은 함량을 보여주었다. Tyrosinase 저해활성은 50% 에탄올 추출물이 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$의 농도에서 23.03~33.82%로 가장 우수한 활성을 나타내었다. 인간 자궁경부암세포주인 HeLa에 암세포생육 저해활성을 분석한 결과 50% 에탄올 추출물이 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 6.58~76.86%로 유의적으로 높은 저해활성을 나타내었다. 따라서, 50% 에탄올 추출방법이 아로니아의 생리 활성이 우수한 추출물 제조방법으로 적합하였으며 기능성 식품 소재 개발에 있어 산업적으로 적용 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

• black chokeberry;
• Aronia melanocarpa;
• extraction solvents;
• antioxidant activities;
• HeLa cell