조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 이화학적 특성 및 항산화 활성 비교
Physicochemical Properties and Antioxidant Activities of Sasa borealis-Based Tea Extract Blends
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Trans Abstract
The physicochemical properties and functional activities of Sasa borealis-based tea extract blends were evaluated, focusing on those of blends with S. borealis with Tagetes erecta L. and Prunus mume. The properties of four groups of extracts were compared: Sasa borealisalone (SS), Sasa borealis-Tagetes erecta L. (ST), Sasa borealis-Prunus mume(SP), and Sasa borealis-Tagetes erecta L.-Prunus mume(STP). The moisture content was the highest and lowest in the ST (3.41%) and SP (2.74%) groups, respectively. Colorimetric analysis showed that the SP group was the darkest (L value of 50.38) owing to the high pigment concentration in P. mume, and the a value of the STP group was the highest (-2.04). The b values of all blends were higher than those of the SS group, with that of the STP group (11.49) reflecting the effects of the carotenoid and flavonoid pigment contents. The total polyphenol and flavonoid contents were the highest in the STP group (1,948.19 mg GAE/g and 4,354.95 mg RE/g, respectively); the flavonoid content was 1.4-fold higher in the STP group than in the SS group. The antioxidant activity (DPPH radical scavenging, IC50) was substantially higher in the STP, SP, and ST groups (87.85, 93.20, and 118.01 μg/mL, respectively) than in the SS group (506.86 μg/mL), confirming that blending T. erecta Land P. mume with S. borealis increased the antioxidant activity compared with that of S. borealis alone. The nitrite scavenging activity (IC50) was the highest in the STP group (180.40 μg/mL). The total amino acid content and essential amino acid ratio (29.91%) were also the highest in the STP group (1,445.64 mg/100 g), with proline, serine, valine, GABA, and aspartic acid being the predominant amino acids in this group. The amino acid contents and essential amino acid ratios were higher in the SP and ST groups than in the SS group. In conclusion, the moisture content, color, polyphenol and flavonoid contents, antioxidant and nitrite scavenging activities, and amino acid composition of the S. borealis-based extract blends were superior to those of the single S. borealis extract. These parameters were the highest in the STP blend, suggesting that S. borealis extract can be blended with extracts of various other plants to develop new functional beverages.
서론
차는 전 세계적으로 널리 소비되는 대표적인 음료로, 최근 건강 증진과 기능성 향상을 목적으로 다양한 식물성 소재를 활용한 블렌딩 차 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여러 식물성 원료를 조합한 블렌딩 차는 단일 소재 차에 비해 풍미와 기능성 성분이 증가할 수 있어 소비자들의 관심이 높으며, 차별화된 색, 향미, 건강 기능 강화가 중요한 트렌드로 부각되고 있다. 조릿대(Sasa borealis)는 우리나라를 비롯한 동아시아 지역에 자생하는 대나무과 식물로, 전통적으로 해열, 진정, 이뇨, 항염, 항산화 등 다양한 약리적 효능이 있는 것으로 보고되어 왔다(Jeong et al., 2008). 특히 조릿대 잎차는 수분, 단백질, 지방, 무기질, 아미노산, 폴리페놀, 플라보노이드 등 다양한 영양 성분을 함유하고 있다. 또한, 항산화 활성과 아세틸콜린에스테라제 저해 활성 등 기능성 측면에서 뛰어난 평가를 받고 있다(Jeong et al., 2008). 조릿대 추출물은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 다양한 항산화 활성 지표에서 천연 항산화제로서의 활용 가치가 확인되고 있다(Park & Lim, 2009). 이러한 기능성 성분은 조릿대를 다른 식물성 소재와 블렌딩 할 경우 상호작용에 의한 시너지 효과를 기대할 수 있게 한다.
메리골드(Tagetes erecta L.)는 꽃차로 널리 이용되며, 루테인, 아스타잔틴 등 생리활성 성분을 함유해 시력 보호와 안구 건강에 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다(Lee & Park, 2020). 또한, 상쾌한 향미와 아름다운 색상으로 관능적 특성에서도 높은 평가를 받는다. 홍매화(Prunus mume) 는 전통적으로 다양한 기능성과 관능적 특성을 지닌 식물로, 차로 우려 마실 경우 그 향과 맛이 뛰어나며, 피를 맑게 하고 해독 작용 등 건강상 이점이 보고되어 있다(Lee & Park, 2020).
최근에는 조릿대(Sasa borealis), 메리골드(Tagetes erecta L.), 홍매화(Prunus mume) 등 다양한 식물성 소재를 활용한 블렌딩 차를 통해 차의 관능적 특성 및 생리활성 증진을 모색하는 연구가 확대되고 있다(Sohn, 2016). 블렌딩 차는 원료의 조합에 따라 색, 풍미, 기능성 성분 함량 등에서 차별화된 특성을 가지며, 이는 소비자의 기호도와 건강 기능성 관점에서 중요한 의미를 갖는다. 그러나 조릿대를 기반으로 한 블렌딩 차의 이화학적 특성, 기능성 성분 함량, 항산화 활성 및 아미노산 조성 등에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 조릿대 단일 추출차와 조릿대-메리골드, 조릿대-홍매화, 조릿대-메리골드-홍매화 블렌딩 차 추출물을 대상으로 이화학적 특성, 기능성 성분, 항산화 활성, 아미노산 조성 등을 비교 평가하여, 조릿대 기반 블렌딩 차의 기능성 음료로서의 개발 가능성을 과학적으로 규명하고자 한다. 이를 통해 조릿대 기반 블렌딩 차의 품질 특성 및 기능성 증진 가능성을 평가하고, 건강 기능성 차 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
재료 및 방법
1. 실험 재료
본 실험에 사용된 조릿대(Sasa borealis, 전남 신안), 홍매화(Prunus mume, 전북 익산), 메리골드(Tagetes erecta L., 전남 화순)는 광주한방꽃차소믈리에에서 건조된 상태로 구입하여 사용하였다. 차의 덖음 과정은 시료를 100℃에서 약 30분간 수분 증발을 위해 가열한 후, 80℃에서 3분간 덖음 하였다. 이후 100℃에서 3분간 덖음과 식힘을 반복하는 과정을 수행하여 차의 고유 향미 및 화학 성분을 형성하는 과정으로 수행되었다. 각 시료는 후드믹서(GMFC-670, Hanil Co,. Korea)를 이용하여 2분간 분쇄하여 곱고 미세한 분말로 제조하였다. 실험군은 다음과 같이 구성하였다. SS은 조릿대 1.5g, ST군은 조릿대 0.75g과 메리골드 0.75g, SP군은 조릿대 0.75g과 홍매화 0.75g, STP군은 조릿대 0.5g, 홍매화 0.5g과 메리골드 0.5g으로 최종시료로 사용하였다. 각 실험군의 시료 분말 1.5 g에 3차 증류수 50 mL를 첨가한 후, 항온수조(90℃)에서 72시간 동안 추출하였다. 추출이 완료된 시료는 Whatman No. 2 여과지를 이용하여 여과한 뒤, 최종 부피를 50 mL로 정용하여 실험에 사용하였다.
2. 수분 함량
분쇄된 시료 0.5 g을 취하여 수분 측정기(XM60, Precisa Co. Switzerland)를 사용해 105℃에서 수분 함량을 측정하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하였으며, 측정값의 평균을 수분함량으로 산출하였다.
3. 색도
블렌딩 차 추출물 3 mL를 Petri dish (35 × 10 mm)에 넣고 색차계(CR-400, Minolta Co., Japan)를 사용하여 명도(L), 적색도(a), 황색도(b) 값을 각각 5회 반복 측정하였다. 표준 백색판의 L 값은 94.57, b 값은 2.97, a 값은 –0.32로 설정하였다.
4. 총 폴리페놀 함량 측정
총 폴리페놀 함량은 (Molole et al., 2022)을 변형하여 측정하였다. 각 시료 20 μL에 Folin-Ciocalteu‘s phenol reagent 시약 (Sigma-Aldrich Co., USA) 10 μL, 증류수 130 μL, sodium carbonate(Sigma-Aldrich Co., USA) 20 μL를 차례로 첨가하여 실온에서 1시간 반응시킨 후, iMark™ Microplate Absorbance Reader(Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA, USA)로 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하였으며, gallic acid(Sigma-Aldrich Co)를 표준물질로 사용하여 mg gallic acid equivalents(GAE)/g으로 나타내었다.
5. 총 플라보노이드 함량 측정
총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999) 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 30 μL에 증류수 72 μL, 5% sodium nitrite (Sigma-Aldrich Co.) 9 μL를 첨가해 5분간 반응시킨 후, 10% aluminium chloride (Sigma-Aldrich Co.) 9 μL를 넣고 상온에서 6분간 반응시킨 다음 1M sodium hydroxide (Sigma-Aldrich Co.) 60 μL를 첨가한 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하였으며, rutin (Sigma-Aldrich Co.)을 표준물질로 하여 mg rutin equivalents(RE)/g으로 나타내었다.
6. DPPH radical 소거능에 의한 항산화 활성 측정
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 (Huang et al., 2005)의 방법을 변형하여 측정하였다. 일정 농도로 희석한 시료 20 μL와 0.4 mM DPPH (Sigma-Aldrich Co.) 용액을 180 μL와 혼합하여 암소에서 10분간 반응시킨 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 증류수를 사용하였으며, DPPH 라디칼 소거 활성(%)은 (1−(absorbance of sample/absorbance of control))×100 으로 계산하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하여 평균으로 나타내었다.
7. 아질산염 소거능
아질산염 소거능 측정은 (Lim et al., 2018) 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 1 mL에 1mM NaNO2 용액 1 mL를 가하고, 0.1N HCL로 pH 1.2로 조정하였다. 증류수로 부피를 8mL로 맞춘 후 37℃에서 1시간 반응시켰다. 반응액 1 mL에 2% acetic acid 5 mL, Griess reagent(A:B=1:1, A: 1% sulfanilic acid in 30% acetic acid, B: 1% naphthylamine in 30% acetic acid) 0.4 mL를 첨가하여 혼합 후, 실온에서 15분 방치하였다. 752nm에서 흡광도를 측정하였으며, 대조군은 Griess시약 대신 증류수 0.4mL를 첨가하여 동일하게 측정하였다. 아질산염 소거능은 다음식으로 산출하였다. NSA(%)＝[1－{(A－C)/B}]×100
A: NaNO2용액에 시료와 Griess를 첨가한 흡광도
B: NaNO2용액에 Griess를 첨가한 흡광도
C: NaNO2용액에 시료와 증류수를 첨가한 흡광도
8. 유리 아미노산 분석
유리 아미노산 조성 및 함량분석을 위해 각 시료 1.5 g을 70% 에탄올 50 mL에 넣고 1시간 진탕 추출하였다. 추출 후 10분간 방치한 뒤, 15,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 상등액을 얻었다. 잔여 침전물에 70% 에탄올 25mL을 추가하여 2회 반복 추출하였으며, 추출된 상등액은 Whatman No. 2 여과지로 여과하였다. 여과액은 감압농축기(WB 2000, Heidolph, Schwabach, Germany)로 40℃에서 농축 후, 3차 증류수 20 mL를 첨가하여 초음파세척기(SD-300H, Mujigae Seongdong, Korea)로 용해 한 후, 3차 증류수로 5배 희석하였다. 최종적으로 0.2 ㎛ membrane filter(Supelco, Bellefonte, PA, USA)로 여과하여 아미노산 분석에 사용하였다. 아미노산 분석은 아미노산 분석기(Hitachi LA-8080, Hitachi Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하였고, 분석에는 Ion exchange column (4.6mm×60mm)을 이용하였으며, 이동상 유속은 0.35 ml/min, ninhydrin 유속은 0.3 ml/min으로 설정하였다. Column oven 온도는 30~70℃, reaction coil 온도는 135℃로 분석하였다.
10. 통계분석
모든 실험 결과는 SPSS 27.0 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였다. 일원 배치 분산분석(One-way ANOVA)으로 평균(mean, M)과 표준편차(standard deviation, SD)를 산출하였으며, 각 실험군 간의 유의성은 p<.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검증하였다.
결과 및 고찰
1. 조릿대 기반 블렌딩 차의 수분 함량
조릿대 기반 블렌딩 차의 수분 함량 분석 결과는 Table 1에 제시된 바와 같다. 조릿대 단일 추출차(SS군)는 3.14%의 수분 함량을 보였고, 조릿대-메리골드 블렌딩차(ST군)는 3.41%로 가장 높은 수분 함량을 나타냈다. 반면, 홍매화를 추가한 STP군과 SP군은 각각 2.93%, 2.74%로, 수분 함량이 감소하는 경향을 확인할 수 있었다(F=4.54, p<.05). 이 결과는 블렌딩 원료의 조합에 따라 차의 수분 함량이 유의하게 변동할 수 있음을 보여준다.
Moisture Content of Various Sasa borealis-Based Tea Extract Blends
본 연구의 모든 군의 수분 함량은 5% 미만으로 나타났는데, 이는 Jeong 등(2008)이 보고한 조릿대 잎차의 수분 함량(5.68%)보다 낮은 수준이다. 이러한 차이는 건조 공정에서 비롯된 것으로 보인다. 수분 함량을 3~5% 이하로 유지할 경우, 제품의 열적 변성 및 품질 저하를 방지하고, 저장성과 안정성 확보에 효과적인 것으로 알려져 있다.
블렌딩 차의 수분 함량 차이는 각 원료의 흡습성과 조성에 기인한다. 메리골드는 조릿대와 비교하여 linoleic acid 등 불포화지방산 함량이 상대적으로 낮아, 세포막 내 지방산 조성에서 차이를 보인다. 불포화지방산은 지방산의 녹는점을 낮추고 세포막의 반 유동성 유지에 기여하며, 이로 인해 세포 내 수분 보유와 조절에 중요한 역할을 한다. 반면, 메리골드의 불포화지방산 비율이 낮아 세포막의 경도와 삼투압 조절 능력에 차이가 발생하며, 이로 인해 수분 보유력은 조릿대에 비해 상대적으로 낮을 수 있다(Jeong et al., 2008). 이러한 지방산 조성 차이는 해당 식물들이 각각의 생육 환경에 적응하여 세포막 지방산 구성을 조절한 결과로 판단된다. 그러므로 지방산 조성의 차이는 세포막의 투과성 증가 및 세포내 수분 유지 메커니즘에 영향을 미치며, 이로 인해 메리골드와 조릿대 간 수분 보유력 차이가 나타난다. 또한, 홍매화는 꽃잎 내 당류(과당, 포도당) 함량이 높아 흡습성에 영향을 미친다(Kim et al., 2020). 일반적으로 당류는 친수성 및 흡습성이 높아 수분을 잘 보유하지만, 본 실험에서 SP,군의 현저한 수분 감소는 오히려 홍매화의 당 성분이 열풍건조 시 표면적 증가를 통한 수분 증발 촉진과 관련될 수 있다. 실제로 홍매화 과육의 약 80%가 수분이며, 당질 함량은 약 10%로 보고되고 있다(Kim et al., 2020). 건조 과정에서 이런 당류의 존재가 수분의 결합 형태와 증발 속도에 영향을 줄수 있음을 나타낸다. 결과적으로, 조릿대 블렌딩 차의 수분 함량은 원료의 조성, 흡습성 그리고 건조 공정 조건에 따라 달라질 수 있다. 따라서 적절한 건조 및 블렌딩 설계를 통해 제품의 품질과 저장성을 최적화할 수 있음을 확인하였다.
2. 조릿대 기반 블렌딩 차의 색도 함량
조릿대 단일 추출차(SS군)와 다양한 블렌딩차(ST군, SP군, STP군)의 색도 분석 결과는 Table 2와 같다. 블렌딩에 사용된 식물성 원료의 종류와 조합은 차의 색상 특성에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 명도(L값) 분석 결과, 조릿대 단일 추출차(SS군)가 54.05로 가장 높은 값을 나타냈으며, 홍매화가 첨가된 SP군은 50.38로 가장 낮은 명도 값을 보였다(F=1468.06, p<.001). 이는 홍매화에 함유된 적색 계열 색소인 anthocyanin 특히 cyanidin과 delphinidin계열의 색소가 차의 명도를 낮추는데 영향을 미쳤음을 나타내며, 블렌딩 종류에 따른 색소 농도 증가가 명도 감소로 이어졌음을 나타낸다. 이러한 결과는 블렌딩 종류의 종류와 가공 조건에 따라 차의 색소 농도와 안정성이 달라질 수 있다는 기존 연구 결과와도 일치한다(Builders et al., 2020). 적색도(a값) 분석에서는 STP군(-2.04)이 가장 강한 녹색 편향을 보였다(F=11.07, p<.001). 이는 홍매화의 적색 계열 색소와 조릿대에 함유된 엽록소 간의 상호작용 결과로 해석된다. 황색도(b 값) 분석 결과에서는 모든 블렌딩 차에서 b값이 조릿대 단일 추출 차보다 높게 나타났고, 특히 메리골드와 홍매화가 첨가된 STP군에서 b값이 11.49로 높게 나타났다(F=1778.18, p<.001). 이는 메리골드에 풍부하게 함유된 루테인, 지아잔틴, 플라보노이드 등 다양한 항산화 색소 성분들이 차의 황색 계열 색도를 강화시키는 데 기여했기 때문으로 판단된다. 실제로 메리골드의 루테인, 지아잔틴 등의 성분들이 색도 변화에 기여하는 주요한 역할을 한다고 보고되었다(Abdel-Aal & Rabalski, 2015). 본 연구에서는 90℃의 열처리 조건을 적용하여 차를 제조하였으며, 이러한 열적 안정화 공정이 차의 색도 일관성 유지에 긍정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 또한, 복합 식물성 원료를 활용한 블렌딩 차에서는 원료 간 상호작용에 따라 기능성 성분과 색소 분포에 변화가 발생할 수 있음이 확인되었으며, 이는 (Gosavi & Swami, 2024)의 연구 결과와도 유사한 경향을 보인다.
Colorimetric Values of Sasa borealis-Based Tea Extract Blends
결론적으로, 블렌딩에 사용되는 식물성 원료의 종류와 조합은 차의 색도 특성에 결정적인 영향을 미치며, 특히, 홍매화와 메리골드 등 색소 함량이 풍부한 재료의 첨가는 명도(L값)의 감소와 함께 황색도(b값)의 증가에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 열처리 조건(덖음 온도 및 시간)은 카테킨 및 색소 성분의 안정화에 중요한 역할을 하며, 본 연구에서 사용된 블렌딩 차 역시 이러한 열적 안정화 과정을 통해 색도 일관성을 확보하는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 블렌딩 비율과 식물성 원료의 조합 최적화가 차의 품질과 관능적 특성에 중요한 영향을 미침을 보여주며, 향후 블렌딩 차의 품질 표준화 및 소비자 기호도 향상을 위한 추가적인 연구의 필요성을 제시한다.
3. 조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량
조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 분석한 결과(Table 3), 조릿대 단일 추출차(SS군)의 총 폴리페놀 함량은 432.74 mg GAE/g으로 나타났다. 이는 기존 연구(Jeong et al., 2008; Park & Lim, 2009)에서 보고된 조릿대 잎 80% 메탄올 추출물(15.98 mg/g) 및 에탄올 추출물(12.81 mg/g) 대비 약 27~36배 높은 수치로서, 본 연구에서 최적화된 추출 용매, 온도, 시간 그리고 균질화 전처리 과정이 폴리페놀 용출 극대화에 기여한 것으로 판단된다. 블렌딩 차의 경우, ST군은 1,279.41 mg GAE/g, SP군은 1,804.43 mg GAE/g, STP군은 1,948.19 mg GAE/g으로 나타났으며, 모든 블렌딩군에서 단일 추출차 대비 총 폴리페놀 함량이 통계적으로 유의하게 증가하였다(F=198.69, p<.001). 특히, 홍매화를 포함한 SP군과 STP군은 SS군보다 약 4.2배, 4.5배 높은 함량을 보였는데, 이는 홍매화 내 고농도의 폴리페놀과 조릿대 추출물 플라보노이드 성분 간 상호작용에 의한 항산화 활성 증진 시너지 효과로 해석된다. 이러한 시너지 메커니즘은 페놀화합물들의 상호보완적 전자 공여, 자유라디칼 포획능 강화 및 항산화 효소 활성 유도를 포함하는 복합 경로를 통해 나타난다(Jeong et al., 2008; Lee et al., 2018). 본 결과는 다양한 식물 혼합 추출물이 단일 식물 추출물에 비해 항산화 성분의 함량 및 활성이 증가함을 나타낸다.
Total Polyphenol and Flavonoid Contents of Sasa borealis-Based Tea Extract Blends
플라보노이드 함량은 SS군에서 3,095.75 mg RE/g, ST군 3,897.2 mg RE/g, SP군 3,956.34 mg RE/g, STP군 4,354.95 mg RE/g으로 나타났으며, 특히 STP군이 SS군 대비 약1.4배 증가하였다(Table 3). 홍매화가 포함된 SP군과 STP군에서 플라보노이드 함량의 유의적 증가가 나타났으며, 이는 홍매화 내 케르세틴 및 카엠퍼올 유도체가 메리골드 및 조릿대 생리활성물질과 상호작용하여 촉진된 결과로 해석된다(Debnath et al., 2012). 모든 블렌딩군은 단일 추출차 대비 플라보노이드 함량의 유의미한 증가를 통계적으로 검증하였다(F=359.26, p<.001). 조릿대 추출물은 메탄올 및 에탄올 용매 추출 시 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높으며, DPPH 및 2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거능에서 뛰어난 항산화 활성을 나타냄이 보고되었다(Park & Lim, 2009). 제주산 조릿대 메탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 86.87%에 이르러 천연 항산화 소재로서 활용 가능성이 높다(Lee et al., 2018). 메리골드에 풍부한 루테인 및 지아잔틴은 지용성 특성으로 인해 에탄올 기반 추출 시 용출량이 증가하며, 이들이 조릿대 유래의 수용성 폴리페놀 및 홍매화의 안토시아닌 등과 상호작용하여 지용성-수용성 항산화 시스템 간의 전자공여 및 라디칼 소거 효율이 향상되는 복합적인 메커니즘을 형성하는 것으로 판단된다(Jeong et al., 2008; Mapeka et al., 2022; Yoon & Park, 2024). 실제로 STP군은 단일 블렌딩군(ST군, SP군) 대비 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 모두 높았으며, 이는 조릿대의 플라보노이드, 메리골드의 카로티노이드, 홍매화의 안토시아닌 등 서로 다른 항산화 경로를 가진 성분들이 상호보완적으로 작용하여 항산화 활성이 강화된 결과로 보인다. 결론적으로, 본 연구에서 개발한 조릿대 기반 블렌딩 차는 단일 조릿대 추출차에 비해 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였으며, 특히 홍매화와 메리골드 혼합을 통한 항산화 성분 간의 화학적 및 생리적 시너지 효과가 극대화됨을 보였다. 이러한 결과는 복합 식물성 원료 추출이 항산화 성분의 다양성, 용출 효율 및 라디칼 소거능 향상에 기여하며, 기능성 차 및 항산화 건강식품 소재로서의 활용 가능성을 제시한다.
4. 조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 DPPH radical 소거능
조릿대 기반 블렌딩차의 DPPH 라디칼 소거 활성(IC50)을 분석한 결과, 조릿대 단일 추출차(SS군)의 IC50값은 506.86 μg/mL으로 측정되었으며, 블렌딩차(ST, SP, STP군)의 IC50값은 각각 118.01 μg/mL, 93.20 μg/mL, 87.85 μg/mL으로 나타났다(Table 4). IC50 값이 낮을수록 항산화 활성이 높다는 점을 고려할 때, 블렌딩차는 단일 조릿대차에 비해 유의하게 높은 항산화 활성을 보였다(F=359.26, p<.001). 이는 여러 식물성 소재를 혼합한 블렌딩차에서 항산화 활성 성분의 상승효과가 나타났음을 보여주었다. 실제로 조릿대 추출물은 기존 연구에서도 조릿대 추출물은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높고, DPPH 라디칼 소거능, Superoxide Dismutase(SOD)유사활성, ABTS 라디칼 소거능 등 다양한 항산화 지표에서 우수한 활성을 나타내는 것으로 보고된 바 있다(Kang et al., 2016).
Antioxidant Activities of Sasa borealis-Based Tea Extracts Blends
본 연구에서 사용된 조릿대 기반 블렌딩 차에는 메리골드, 홍매화 등 다양한 식물성 소재가 복합적으로 작용하여, 항산화 활성 증진에 중요한 역할을 한 것으로 보인다. 실험결과, 블렌딩 차는 단일 조릿대 차에 비해 유의하게 낮은 IC50값을 보여 항산화 활성이 우수함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 여러 식물성 소재의 상호작용이 항산화 활성에 기여함을 나타낸다. 실제로 다양한 식물 자원을 혼합한 블렌딩 차에서 폴리페놀과 플라보노이드 등 항산화 성분의 함량이 증가하는 것은 이미 연구에서 보고된 바 있으며, 본 연구 결과 역시 이러한 선행연구와 일치한다(Kang et al., 2016). 특히, 조릿대를 비롯한 복합 추출물의 항산화 활성 증진은 각 소재가 가진 고유의 성분인 폴리페놀과 플라보노이드가 체내 활성산소를 효과적으로 제거하고 세포 손상을 방지하는데 중요한 역할을 한다(Kang et al., 2016). 이는 노화, 염증, 만성질환의 예방 측면에서 블렌딩 차가 제공할 수 있는 건강기능성의 근거로 해석할 수 있다. 따라서, 조릿대를 포함한 다양한 식물성 소재의 블렌딩은 건강기능성 차 및 식품 소재 개발에 효과적인 전략이 될 수 있으며, 항산화 활성이 우수한 블렌딩 차의 산업적 활용 가능성을 뒷받침한다고 할 수 있다. 본 연구결과는 식물성 소재의 배합설계 및 기능성 평가에 실질적인 기초자료를 제공한다는 데 의의가 있다.
5. 조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 아질산 소거능
조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 아질산 소거능(IC50)을 분석 결과, 조릿대 단일 추출차(SS군)의 IC50 값은 453.08 μg/mL, ST군은 283.84 μg/mL, SP군은 243.57 μg/mL, STP군은 180.40 μg/mL으로 나타났다(F=93.12, p<.001). IC50값이 낮을수록 아질산 소거능이 높음을 의미하므로, STP군이 가장 뛰어난 아질산 소거능을 보였고, SS군은 상대적으로 낮았다. 이는 조릿대 단일 추출차보다 다양한 식물성 원료와의 블렌딩이 아질산 소거능을 유의하게 증가시킨다는 것을 나타낸다.
아질산 소거능은 식품 내 또는 체내에서 발암성 N-니트로소 화합물 생성을 억제하는 중요한 항산화 지표로 활용된다. 이번 연구에서 STP군 추출물의 IC50 값이 가장 낮게 나타난 것은, 혼합 추출물이 단일 추출물에 비해 아질산 소거능이 더 높음을 보여준다. 이는 기존 연구에서 조릿대 줄기와 잎 추출물이 폴리페놀, 플라보노이드 등 다양한 항산화 성분을 함유하고 있어 항산화 활성 및 아질산 소거능이 우수하다는 보고와 일치한다(Park & Lim, 2009). 특히, 조릿대 잎차의 80% 메탄올 추출물이 DPPH 라디칼 소거활성뿐만 아니라 아질산 소거능에서도 효과적임이 확인되어 왔으며, 솔잎, 녹차, 비타민 나무잎 등 식물성 원료와의 블렌딩을 통해 항산화 성분 및 아질산 소거능이 유의하게 증가한다는 선행연구와도 부합한다(Ji et al., 2021). 솔잎 및 녹차 혼합 추출물에서도 아질산 소거능이 단일 추출물 대비 상승하는 양상이 보고되었으며, 이는 다양한 원료 간의 상호작용에 따른 에너지에 기인한다(Kang et al., 2016; Ko, 2008). 또한, 제주조릿대 잎 복합 추출물이 단일 추출물보다 항산화 및 항염, 항암 효과가 뛰어나다는 연구도 보고되어 있어(Lee et al., 2016), 본 결과와 일관성을 보인다. 결론적으로, 조릿대 및 식물성 원료의 혼합 추출물이 식품 내 아질산 소거능을 높여 발암성 물질 생성을 억제하는 데에도 활용가치가 있음을 확인하였다. 이번 연구 결과는 조릿대 기반 블렌딩 차가 건강 기능성 차 및 식품 개발을 위한 과학적인 근거 자료로 활용될 수 있음을 보여준다.
6. 조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 유리아미노산
조릿대 기반 블렌딩 차 추출물의 유리아미노산 및 아미노산 유도체를 분석 결과, 모든 실험군에서 17종의 유리 아미노산과 6종의 아미노산 유도체가 검출되어, 총 23종의 아미노산 및 유도체가 함유된 것으로 나타났다(Table 5). 실험군별 총 아미노산 및 유도체 함량은 STP군에서 1,445.64 mg/100g으로 가장 높았고, SP군(1,108.15 mg/100g), ST군(472.62 mg/100g), SS군(176.26 mg/100g)순으로 유의하게 감소하는 경향을 보였다(F=4128.45, p<.001). 특히, STP군에서 비필수 아미노산 함량은 822.92 mg/100g(56.95%), 필수아미노산(EAA)은 432.16 mg/100g(29.91%)으로 가장 큰 비중을 차지하였다. 필수아미노산 함량 역시 STP군(432.16 mg/100g)이 가장 높았으며, SP군(308.12 mg/100g), ST군(128.89 mg/100g), SS군(15.89 mg/100g)순으로 유의한 차이를 보였다(F=421.13, p<.001). 비필수 아미노산과 아미노산 유도체 함량 역시 STP군에서 가장 높았고, SP군, ST군, SS군 순으로 유의미한 차이가 확인되었다. 주요 구성 아미노산으로는 proline, glutamic acid, aspartic acid, leucine 등이 모든 군에서 높은 비율로 나타났으며, 블렌딩 원료의 조합에 따라 아미노산 조성의 뚜렷한 특성이 확인되었다. 특히, proline, glutamic acid, aspartic acid 등은 감칠맛을 내는 아미노산으로, 조릿대가 이들을 풍부하게 함유하는 사실은 기존 연구에서도 보고된 바 있다(Jeong et al.,2008). Jeong 등(2008)의 연구 역시 조릿대 잎차에서 proline, glutamic acid, aspartic acid 등의 높은 함량을 확인하였으며, 본 연구의 STP군과 SP군 역시 유사한 경향을 보였다. 본 연구에서 STP군은 전체 아미노산 및 필수아미노산 함량이 모두 높아, 블렌딩을 통한 영양적 가치의 향상이 가능함을 나타낸다. 메리골드와 홍매화 부재료의 블렌딩이 아미노산 함량과 조성에 긍정적 영향을 준 것으로 판단된다. 반면, 조릿대 단일 추출차(SS군)는 전체 아미노산 및 필수아미노산 함량은 낮았지만, proline과 glutamic acid 등 감칠맛 담당 아미노산이 여전히 높은 수준을 보여 조릿대 자체의 기능성을 확인할 수 있었다. 차류에 포함된 다양한 아미노산은 맛, 향, 생리활성에 영향을 미치며, proline, glutamic acid, aspartic acid는 감칠맛 형성, γ-Amino-n-butyric acid(GABA)는 신경 안정 등 기능성에 기여하는 것으로 알려져 있다(Lee, 2017). 본 연구에서도 STP군과 SP군에서 GABA 함량 또한 높게 검출되어 기능성 차 개발 가능성을 확인하였다. 종합적으로, 조릿대 기반 블렌딩 차는 아미노산 조성과 함량, 특히 필수 아미노산 비율에 있어 우수성을 보여, 기능성 차 소재 개발에 활용 가치가 높음을 확인 할 수 있다.
Free Amino Acid Contents of Sasa borealis-Based Tea Extract Blends
mg/100g dry basis
요약 및 결론
본 연구에서는 조릿대를 기반으로 한 블렌딩 차 추출물의 이화학적 특성과 항산화 활성을 비교 분석하였다. 블렌딩 차는 단일 조릿대차에 비해 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량, 항산화 활성, 아미노산 조성 등 주요 기능성 지표에서 유의적으로 높은 값을 나타냈다. 수분 함량은 ST군에서 가장 높았으며(3.41%), SP군에서 가장 낮은 값을 보였다(2.74%). 색도 분석 결과, 홍매화를 첨가 시 명도(L값)가 감소하였고, 메리골드와 홍매화를 함께 첨가한 STP군에서는 황색도(b값)가 증가하여 시각적 품질이 개선되었다. 기능성 성분 분석 결과, STP군의 총 폴리페놀 함량은 SS군 대비 약 4.5배, 플라보노이드 함량은 1.4배 증가하였다. 또한 항산화 활성은 모든 블렌딩군(STP군, SP군, ST군)이 단일군(SS 군)보다 높았으며, DPPH 라디칼 소거능(IC50)과 아질산염 소거능(IC50) 분석에서도 STP군이 가장 우수한 활성을 나타냈다. 아미노산 조성 분석 결과, STP군은 proline, glutamic acid, aspartic acid 등 감칠맛을 부여하는 아미노산 함량이 다른 군에 비해 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하면, 조릿대에 메리골드와 홍매화를 함께 첨가한 STP 블렌딩 차는 단일 조릿대 차보다 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화 활성 그리고 아미노산 조성 측면에서 모두 우수한 품질 특성을 보였다. 따라서 조릿대를 중심으로 한 식물성 소재의 블렌딩이 차 음료의 기능성과 품질 향상에 효과적임을 확인하였으며, 본 연구 결과는 향후 조릿대 기반 기능성 차 제품 개발의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
Notes
The authors declare no conflict of interest with respect to the authorship or publication of this article.