I. 서 론
버섯은 전 세계적으로 14,000여 종이 보고되어 있으며 이 중 400여 종이 식용으로 이용되고 있고, 각종 영양소 뿐만 아니라 생리활성 물질이 풍부하여 예로부터 식용 및 약용 식 품으로 널리 이용되어왔다(Krik et al. 2001). 버섯은 칼로리, 지방과 콜레스테롤, 나트륨은 적고 필수아미노산, 식이섬유 및 비타민 B군 등이 풍부할 뿐만 아니라 페놀화합물과 ergothioneine같은 항산화 물질을 함유하고 있다고 보고되었 다(Kalaras et al. 2017). 버섯에 함유된 대부분의 생리활성 물질은 페놀 화합물로 알려져 있는데, 페놀 성분은 대표적인 항산화성 물질로 식물에만 함유되어 있으며(Michalack 2006) 산화적 손상, 발암, 세포 성능 저하로 인한 노화 등을 유발 하는 자유라디칼을 제거 및 저해할 수 있다고 보고된 바 있 다(Willcox et al. 2004;Valko et al. 2006). 우리나라에서 상업적으로 재배되는 버섯은 느타리과 느타리속에 속하는 느 타리버섯과 새송이버섯, 그리고 송이목 송이과에 속하는 팽 이버섯이 대표적이다(An et al. 2019;Kim et al. 2020).
느타리버섯은 육질이 연하고 영양학적으로 우수한 식품으 로 널리 알려져 있으며 고혈압, 당뇨병, 항암, 혈액순환 촉진 등의 생리활성 효과도 알려져 있다(Kim 1998). 또한 항산화 능 및 열 안정성(Jung et al. 1996), 혈당 감소 효과(Kang et al. 2001) 등이 보고되었으며 최근에는 면역력 증강 효과 (Ryu 2014) 등이 보고되어 다양한 기능을 지닌 기능성 식품 으로서 주목을 받고 있다(Choi & Ryu 2015). 새송이버섯은 큰 느타리버섯의 상품명으로 맛과 향이 뛰어나며(Kang et al. 2000), 다른 버섯에 비해 대가 굵고 단단하여 저장기간이 비 교적 길다고 알려져 있다(Im et al. 2014). 또한, 에르고스테 롤(Jang et al. 2011)이나 간암세포를 억제하는 다당류(Kawai et al. 2014), 항염증, 항산화 활성(Lin et al. 2014)과 프로바 이오틱스 활성을 돕는(Synytsya et al. 2009) 기능성 물질이 다량 함유되어 건강식품으로 주목을 받고 있다. 팽이버섯은 아시아 지역에서 널리 재배되며 다른 버섯들과 같이 맛과 향 이 좋아 식재료로써 가치가 높고 영양·기능적으로도 우수하 다고 알려져 있다(Lee 2018). 팽이버섯의 생리활성 효과로 항암, 면역증진, 혈압치료 효과(Shomori et al. 2009) 등이 보고되었고 최근에는 팽이버섯의 비장세포 증식능과 사이토 카인 활성을 통해 면역기능 증강의 효과를 보여준 연구도 보 고되었다(Kim & Ryu 2018).
버섯은 수확 후에도 호흡과 대사 작용이 왕성하여 중량감 소가 빠르고 외관이 수축되며 호흡열로 인한 품온 상승으로 변색되거나, 미생물의 번식 등 품질 저하가 빠르게 일어난다. 따라서 다른 농산물에 비해 저장기간이 짧고 유통 과정 중 부패율이 높다(Lee et al. 2003). 이러한 버섯의 품질 저하를 방지하고 유효성분을 얻어 기능성 식품 소재로 활용하기 위 해선 건조 및 추출 방법이 적합하다고 보고되었다(Kim et al. 2012).
버섯의 유효성분 중 대부분을 차지하는 페놀 화합물은 화 학적 구조, 추출 온도 및 시간, 용매의 종류 등에 영향을 받 으며 이에 따라 생리활성 효과나 항산화활성이 달라진다 (Shahidi & Naczk 1995;Cai et al. 2004). 버섯에 대한 선 행연구로는 부위별 새송이버섯 추출물의 항산화 연구(Kim et al. 2006), 느타리버섯 추출물의 항산화 활성(Kim et al. 2016), 느타리버섯 물 추출물(Choi & Ryu 2015), 건조 방법 에 따른 느타리버섯과 새송이버섯 열수추출물 연구(Kim et al. 2020), 팽이버섯 추출물의 항산화 및 항염증 연구(Kang 2012), 주요 식용버섯 추출물의 생리활성 연구(Choi et al. 2010) 등이 보고되었으나, 버섯의 종류별로 추출용매조건에 따른 항산화활성에 대한 연구는 부족한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 생리활성이 뛰어나고 기능성 성분 이 다량 함유된 여러 종류의 버섯 중 대표적인 식용버섯인 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯을 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol로 추출하여 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 등 기능성 성분의 함량과 항산화 활성을 분석하여 최적의 용 매추출방법을 연구하고 천연 항산화제로서의 활용 가능성을 향상시키고자 하였다.
II. 연구 내용 및 방법
1. 실험 재료 및 시료액 조제
실험에 사용된 느타리, 새송이, 팽이버섯은 2021년 6월에 충남 예산군 마트에서 구입한 후 세척하여 동결 건조하였다. 건조된 시료를 분쇄하고 40 mesh 표준망체에 내린 뒤 분말 화된 버섯을 용매(증류수, 70% ethanol, 99% ethanol)를 10 배 가하여, shaking incubator(SI-900R, Jeio Tech, Dae- Jeon, Korea)에서 24시간 동안 실온에서 150 rpm으로 추출 하였다. 여과한 추출 용매를 감압농축(N-1200A, EYELA Co., Shanghai, China)하여 실험에 사용하였다<Figure 1>.
2. Total polyphenols contents 측정
총 폴리페놀 측정법은 Swain & Hills(1959)의 방법에 따 라 측정하였다. 추출물 150 μL에 2 N Folin-Ciocalteau’s phenol reagent 150 μL와 증류수 2,400 μL를 가한 후, 암소 에서 3분 동안 방치한 뒤 NaCO3 (1 N sodium carbonate) 300 μL를 첨가하여 암소에서 2시간동안 반응시켰다. 흡광도 는 725 nm spectrophotometer (DU-800, beckman coulter Inc., Soeul, Korea)로 측정하였으며, gallic acid (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 표준물질로 사용하 여 검량선을 산출한 후 g당 mg gallic acid equivalent (mg GAE/g)로 표시하였고, 5회 반복하여 평균값±표준편차로 나 타내었다.
3. Total flavonoids contents 측정
총 플라보노이드 함량 측정은 Davis 방법에서 반영된 Um & Kim(2007)의 실험방법에 준하여 수행하였다. 시료액 1 mL에 90% diethylene glycol 10 mL와 1 N NaOH 1 mL를 가하였으며, 37°C의 Water bath (SB-1200, Eyela, Si-Heung, Korea)에서 1시간 방치하고 420 nm의 분광광도계에서 흡광 도를 측정하였으며, quercetin (Sigma Chemical Co.)을 표준 물질로 사용하였다. 시료 g 당 quercetin equivalents (mg QE/g)로 표기하고, 실험은 총 3회 반복하여 평균값과 표준편 차로 나타내었다.
4. DPPH 라디칼 소거활성 측정
DPPH 라디칼 소거활성은 Blois(1958)의 방법에 따라 DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical에 대한 소거활 성을 측정하여 측정하였다. 시료액 4 mL에 DPPH 용액 (1.5×10-4) 1 mL를 가하고 섞은 후 30분간 암소에 방치하였 다. 흡광도는 517 nm로 측정하였으며, 소거활성은 다음 식에 따라 계산되었다. 3회 반복하여 평균값±표준편차로 나타내 었다.
5. ABTS+ 라디칼 소거활성 측정
ABTS+ 소거 활성은 Siddhuraju & Becker(2007)의 방법 을 참고하여 측정하였다. ethanol에 7.0 mM로 용해한 ABTS+ 시약에 2.45 mM 농도의 potassium persulfate을 취 하고 24시간 동안 암소에서 방치한 뒤, ABTS+ Solution으로 사용하였다. 라디칼이 생성된 ABTS+ 용액을 ethanol로 희석 하여 흡광도 734 nm에서 0.70±0.02가 되도록 설정한 뒤 실 험을 진행하였다. ABTS+ 소거능은 시료액 100 μL에 ABTS+ Solution 900 μL를 취한 뒤 1분 간격으로 6분간 흡광도를 측 정하여 흡광도 값을 결과에 반영하였으며, 대조군의 흡광도 를 시료액 대신 ethanol에 가하여 함께 측정하여 ABTS+ radical 소거능을 백분율로 나타내어 총 3회 반복 측정하여 평균±표준편차로 나타내었다.
6. 환원력(Reducing Power Activity)
환원력은 Oyaizu(1986)의 방법에 따라 측정하였다. 증류수 에 용해한 추출물 2.5 mL에 1% potassium ferricyanide 2.5 mL와 0.2M sodium phosphate buffer (pH 6.6) 2.5 mL를 각각 혼합하고 혼합물을 50°C water bath에서 20분간 반응 시킨 후, 10% Trichloroacetic acid 2.5 mL를 첨가하여 반응 시킨다. 3,000 rpm에서 10분 동안 원심분리(Combi-514R, Hanil, Dae-Jeon, Korea) 후 상등액 5 mL를 증류수 5 mL와 혼합한 다음 0.1% Ferric chloride 1 mL를 첨가하였다. 흡광 도는 700 nm로 측정하여 환원력을 나타내었다.
7. 통계 처리
실험의 모든 결과는 통계분석용 프로그램인 SPSS package (Version 25.0, SPSS Institute Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. p<0.05 수준으로 일원배치분산분석(ANOVA) 검정을 수행한 후, Tukey’s multiple range test로 유의성을 검증하였다. 상관분석은 Peason’s 계수로 p<0.05 수준에서 상관도를 검정하였다.
III. 결과 및 고찰
1. 버섯의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량
추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 <Table 1>에 나타내었다. 느타리버섯의 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 15.74, 3.26, 0.67 mg GAE/g로 새송이버섯은 각각 8.64, 3.88, 1.03 mg GAE/g로 팽이버섯 은 각각 10.05, 5.05, 1.12 mg GAE/g로 측정되었으며 세 종류의 버섯 모두 증류수 추출물에서 가장 높은 폴리페놀 함 량을 나타내었고 추출용매의 ethanol 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.001). Ryu et al.(2018)은 새송이버섯과 팽이버섯 열수추출물의 폴리페놀 함량이 각각 19.60, 22.08 mg/g로 측정되었다고 보고하여 본 연구 결과보 다 더 높은 폴리페놀 함량을 나타내었으며, Kim et al. (2016)은 느타리버섯 추출물 항산화 연구에서 느타리버섯의 물 추출물의 폴리페놀 함량이 9.51 mg/g으로 측정되었다고 보고하여 본 연구보다 낮은 폴리페놀 함량을 나타내었다. 이 러한 총 폴리페놀 함량의 차이는 추출온도와 시간에 영향을 받은 것으로 사료되며 Sun et al.(2011)은 고정차 열수추출물 연구에서 폴리페놀의 추출량은 추출온도와 시간에 영향을 받 는다고 보고한 바 있다. 한편 Choi et al.(2010)은 주요 식용 버섯 추출물 연구에서 물 추출물은 저분자와 고분자 물질이 동시에 추출되고, 에탄올 추출물의 경우에는 주로 저분자성 물질이 추출되어 추출용매의 차이가 구성 성분의 차이를 나 타낸다고 보고했으며, Kim et al.(2016)은 추출용매의 ethanol 함량이 증가할수록 총 페놀 함량이 감소하는 것은 버섯의 총 폴리페놀 성분 중에 수용성 성분이 더 많기 때문이라고 보 고한 바 있다. 본 연구에서도 추출용매의 ethanol 함량이 증 가함에 따라 총 폴리페놀 함량이 감소한 것은 추출용매의 성 질과 버섯의 수용성 폴리페놀 성분 함량 비율에 영향을 받 은 것으로 사료된다. Lee et al.(2014)의 추출조건에 따른 노 랑느타리 버섯 항산화 연구에서도 추출용매의 ethanol 함량 이 증가할수록 총 폴리페놀 함량이 감소해 본 연구와 유사 한 경향을 나타내었다.
느타리버섯, 팽이버섯, 새송이버섯의 총 플라보노이드 함 량은 각각 느타리버섯의 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 3.97, 5.93, 4.37 μg QE/ g로 새송이버섯은 각각 13.00, 6.18, 5.57 μg QE/g로 팽이버 섯은 각각 6.89, 13.49, 11.55 μg QE/g로 느타리버섯은 70% ethanol 추출물이 가장 높은 플라보노이드 함량을 나타 내었지만 추출 용매에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았 으며, 새송이버섯은 증류수 추출물이 팽이버섯은 70% ethanol 추출물이 가장 높은 플라보노이드 함량을 나타내었 다(p<0.05). Ryu et al.(2018)의 연구에서 새송이버섯과 팽이 버섯의 플라보노이드 함량은 15.21, 20.50 μg/g으로 측정되 어 본 연구보다 높은 값을 나타내었으며, 느타리버섯의 경우 Kim et al.(2016)의 연구에서 플라보노이드 함량이 2.83 μg/g 으로 측정되어 본 연구보다 낮은 값을 나타내었다. Middleton & Kandaswani(2009)는 플라보노이드계 물질이 화학구조에 따라 물과 ethanol에 대한 용해도가 달라진다고 보고하였는 데 본 연구에서 추출용매에 따라 플라보노이드 함량이 다양 하게 나타난 것은 각 버섯의 플라보노이드계 물질의 화학구 조의 차이에 의한 것으로 사료된다. 한편 버섯류에는 catechin, quercetion, narginin 등의 flavonoid 성분이 함유되 어 있으나 단순 페놀류, 페놀산, 페놀성 퀴논 등 nonflavonoids의 함량이 flavonoids함량보다 2배 이상 높으며 (Kim 2007) 페놀 화합물의 추출은 물과 ethanol의 극성에 따라 종류가 달라진다고 보고된 바 있다(Cho et al. 2005). 따라서 본 연구에서 버섯의 플라보노이드 함량이 총 폴리페 놀 함량과 다른 경향을 나타내는 것은 버섯의 nonflavonoids 함량과 추출 조건에 따라 용출되는 성분의 차이 에 기인한 것으로 사료된다.
2. 버섯의 DPPH 라디칼 소거활성
추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 DPPH 라디칼 소거활성 측정 결과는 <Figure 2>에 나타내었 다. DPPH 라디칼 소거활성은 자유 라디칼을 포함하는 보라 색 화합물이 항산화능을 지닌 물질과 반응하면 환원되면서 탈색되는 원리를 이용한 방법으로 측정이 쉬워 널리 이용된 다(Blois 1958). 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯 추출물들 의 DPPH 라디칼 소거활성은 5,000 ppm의 농도에서 측정하 였다. 느타리버섯의 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추 출물의 DPPH 라디칼 소거활성은 각각 78.72, 77.58, 46.03%로 새송이버섯은 각각 78.00, 77.71, 45.27%로 팽이 버섯은 각각 79.80, 78.04, 35.84%로 측정되었으며 세 종류 의 버섯 추출물 모두 증류수 추출물의 DPPH 라디칼 소거활 성이 가장 높게 측정되었으며 95% ethanol 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성이 가장 낮게 측정되었다(p<0.001). Gheldof & Engeseth(2002)는 총 페놀화합물 함량과 항산화능은 양의 관계에 있으며 페놀화합물이 항산화능의 주요 성분이라고 보 고한 바 있다, 또한 Cheung et al.(2003)도 버섯 추출물의 폴리페놀 함량이 높을 경우 안정적인 DPPH 라디칼 소거활 성을 가진다고 보고하였다. 본 연구에서 세 종류의 버섯 모 두 증류수 추출물이 가장 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나 타낸 것은 총 폴리페놀 함량에 따른 것으로 사료되며 Lee et al.(2014)의 추출조건에 따른 노랑느타리 버섯 항산화 연구와 Kim & Chung(2017)의 새송이버섯 분말 첨가 양갱의 항산 화 연구에서도 폴리페놀 함량이 높을수록 DPPH 라디칼 소 거활성도 높게 측정되어 본 연구와 유사한 경향을 나타내었 다. 또한 Kang(2012)의 팽이버섯 추출물 항산화 연구, Kim et al.(2016)의 느타리버섯 추출물 항산화 연구, Kim et al. (2006)의 새송이버섯 추출물 항산화 연구에서 물 추출물이 ethanol 추출물보다 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 보여 본 연구와 유사한 경향을 나타내었으며 버섯의 DPPH 라디칼 소거활성에 영향을 주는 물질이 수용성일 것으로 사료된다 (Cho et al. 2008).
3. 버섯의 ABTS+ 라디칼 소거활성
추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 ABTS+ 라디칼 소거활성 측정 결과는 <Figure 3>에 나타내 었다. ABTS+ 라디칼 소거활성은 ABTS+와 potassium persulfate가 반응하여 생성되는 radical이 항산화능을 지닌 물 질로 인해 소거되는 과정에서 탈색되는 원리를 이용하는 항 산화 활성 측정법이다(Re et al. 1999). 느타리버섯, 새송이 버섯, 팽이버섯 추출물들의 ABTS+ 라디칼 소거활성은 5,000 ppm의 농도에서 측정하였다. 느타리버섯의 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추출물의 ABTS+ 라디칼 소거활성은 각각 85.65, 64.08, 15.28%로 새송이버섯은 각각 64.65, 62.72, 18.67%로 팽이버섯은 각각 82.84, 79.23, 21.60%로 측정되었으며 느타리버섯과, 새송이버섯은 증류수 추출물에 서 가장 높은 ABTS+ 라디칼 소거활성을 나타내었으며 95% ethanol 추출물에서 가장 낮은 소거활성을 나타내었다 (p<0.001). 반면 팽이버섯은 70% ethanol 추출물에서 가장 높은 ABTS+ 라디칼 소거활성을 나타내었으며 그 다음 증류 수 추출물, 95% ethanol 추출물 순서로 높은 소거활성을 나 타내어 DPPH 라디칼 소거활성과는 다른 경향을 나타내었다 (p<0.001). Ryu et al.(2018)의 연구에서 새송이버섯과 팽이 버섯 열수추출물의 ABTS+ 라디칼 소거활성은 5.0 mg/mL 농도에서 각각 74.70, 75,03%로 새송이버섯은 본 연구에서 보다 높게 팽이버섯은 본 연구와 유사한 결과를 나타내었으 며, Choi & Ryu(2015)의 연구에서는 느타리버섯 물 추출물 의 ABTS+ 라디칼 소거활성이 70.1%로 나타나 본 연구에서 보다 낮게 보고되었다. 느타리버섯의 증류수 추출물은 DPPH 라디칼 소거활성보다는 ABTS+ 라디칼 소거활성에 더 효과 가 있는 것으로 나타났으며 70% ethanol 추출물은 그에 반 대되는 결과를 나타내었다. 새송이버섯의 경우는 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추출물 모두 DPPH 라디칼 소거 활성에 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 이와 같이 DPPH 와 ABTS+ 라디칼 소거활성이 다른 경향을 보이는 이유는 DPPH는 자유라디칼, ABTS+는 양이온 라디칼이라는 점과 각 버섯의 페놀 물질 종류에 차이가 있어 기질에 결합하는 정도가 달라지기 때문이라고 보고된 바 있다(Wang et al. 1998). 팽이버섯의 경우 ABTS+와 DPPH 라디칼 소거활성이 유사한 값을 나타내었는데 이는 팽이버섯의 증류수 및 ethanol 추출물이 자유라디칼과 양이온라디칼을 모두 소거할 수 있는 능력이 있기 때문인 것으로 사료된다(Ryu et al. 2018).
4. 버섯의 환원력
추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 환 원력 측정 결과는 <Figure 4>에 나타내었다. 환원력은 비교 적 최근 개발된 항산화능 측정 방법으로 낮은 pH에서 항산 화제에 의해 Fe3+-TPTZ가 Fe2+-TPTZ로 환원되는 환원력을 이용해 항산화 활성을 측정한다(Benzie & Stain 1996). 느타 리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯 추출물들의 환원력은 5,000 ppm의 농도에서 측정하였다. 느타리버섯의 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol 추출물의 환원력은 각각 1.042, 0.335, 0.124로 새송이버섯은 각각 0.951, 0.518, 0.186으로 팽이버 섯은 각각 0.683, 0.310, 0.132로 측정되었으며 세 종류 버 섯 모두 증류수 추출물에서 가장 높은 환원력을 95% ethanol 추출물에서 가장 낮은 환원력을 나타내었다(p<0.001). 환원력 측정 결과는 각 버섯의 추출용매에 따른 총 폴리페 놀 함량과 유사한 경향을 나타내었는데, Osawa(1994)는 식 물류에 널리 분포하는 페놀 화합물의 항산화능 및 생리활성 효과는 주로 산화, 환원력에 의한 것이라고 보고한 바 있다. Kim et al.(2016)의 느타리버섯 추출물 연구에서도 물 추출 물의 총 폴리페놀 함량이 가장 높았으며 추출용매의 ethanol 함량이 증가할수록 감소하였고, 환원력 역시 ethanol 추출물 에 비해 물 추출물이 높은 환원력을 나타내어 본 연구와 유 사한 경향을 나타내었다.
5. 버섯의 항산화활성 비교(IC50)
버섯종류에 따른 항산화 활성 비교를 위하여 추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성의 IC50과 환원력의 EC50을 <Table 2>에 나 타내었다. 느타리버섯의 DPPH 라디칼 소거활성의 IC50 값은 증류수 추출물, 70% Ethanol, 95% Ethanol이 각각 2,496.96, 2,650.75, 5,045.12 μg/mL, 새송이버섯이 2,479.07, 2,610.77, 5,123.60 μg/mL, 팽이버섯이 2,451.25, 2,593.10, 6,573.56 μg/mL으로 측정되었으며 세 종류의 버섯 모두 증류수, 70% ethanol 추출물, 95% ethanol 추출물 순으로 높은 활성을 나 타내었다. 또한, 새송이버섯과 팽이버섯의 증류수 추출물이 느타리버섯 증류수 추출물 보다 높은 DPPH 라디칼 소거활 성을 나타내었다(p<0.001).
느타리버섯의 ABTS+ 라디칼 소거활성의 IC50 값은 증류 수 추출물, 70% Ethanol, 95% Ethanol이 각각 2,412.55, 3,800.72, 15,541.08 μg/mL, 새송이버섯이 3,427.92, 3,594.46, 12,940.84 μg/mL, 팽이버섯이 2,868.52, 2,534.39, 11,229.77 μg/mL으로 측정되었다. 느타리버섯은 DPPH 라디칼 소거활 성과 유사하게 증류수, 70% ethanol 추출물, 95% ethanol 추출물 순으로 높은 활성을 나타내었고, 세송이버섯과 팽이 버섯은 95% ethanol 추출물에서 낮은 소거활성을 나타냈으 며 증류수 추출물과 70% ethanol 추출물 간의 차이는 나타 나지 않았다(p<0.001). ABTS+ 라디칼 소거활성의 경우 느타 리버섯 증류수 추출물과 팽이버섯 증류수 추출물, 70% ethanol 추출물이 가장 높은 활성을 나타내었다.
환원력의 EC50 값은 느타리버섯이 2,157.67, 4,888.66, 5,348.91 μg/mL, 새송이버섯이 2,205.67, 4,653.67, 5,178.72 μg/mL, 팽이버섯이 4,572.67, 4,985.42, 5,273.15 μg/mL으로 측정되었다. 느타리버섯과 새송이버섯은 증류수 추출물이 각 각 2,157.67, 2,205 μg/mL로 70% ethanol, 95% ethanol 추출물 보다 높은 활성을 나타내었고 팽이버섯의 경우 유사 한 경향을 나타내었으나 추출조건에 따른 값의 차이가 다른 두 시료에 비해 상대적으로 크지 않았다. 또한, 느타리버섯 의 증류수 추출물이 가장 높은 환원력을 나타내었으며 그 다 음으로 새송이버섯의 증류수 추출물이 높은 활성을 나타내 었다(p<0.001).
세 종류의 버섯 모두 증류수 추출물에서 가장 높은 항산 화 활성을 나타내었는데 이는 앞서 언급했듯 항산화능의 주 요 성분인 총 페놀화합물의 추출 정도에 따른 차이에 기인 한 것으로 사료되며 총 페놀화합물 함량과 항산화능은 양의 관계에 있다고 보고된 바 있다(Gheldof & Engeseth 2002). 결과적으로 느타리버섯, 팽이버섯, 새송이버섯을 증류수로 추 출 하는 것이 ethanol 추출물보다 총 폴리페놀의 함량을 높 일 수 있으며 이에 따라 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 등의 항산화능을 나타내어 천연 항산화제로 활용가 치가 높을 것으로 사료된다. 또한, 세 종류의 버섯 중 느타 리버섯의 증류수 추출물이 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활 성과 환원력 등에서 높은 항산화활성을 나타냈다.
6. 버섯의 페놀화합물과 항산화활성의 상관관계
추출용매에 따른 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거활 성, ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관관계는 <Table 3>에 나타내었다. 느타리버섯의 총 폴리페놀 함량과 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력간의 상관관계는 각각 r=0.835, r=0.994 (p<0.01)로 양의 상관성을 보였으며, DPPH 라디칼 소거활성과 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관관계도 r=0.691-0.936 (p<0.01)으로 양의 상관성을 나타내었다. ABTS+ 라디칼 소거활성과 환원력 간의 상관성 은 r=0.863 (p<0.01)으로 양의 상관성을 나타내었으며, 총 폴라보노이드 함량과 총 폴리페놀 함량, DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관관계는 r= −0.076-0.135 로 상관성이 없는 것으로 나타났다.
새송이버섯의 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드, DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관성은 r=0.792- 0.997 (p<0.01)로 양의 상관성을 나타내었으며, 총 플라보노 이드 함량과 환원력 간의 상관성은 r=0.860 (p<0.01)으로 양 의 상관관계를 나타내었으나 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거 활성 간의 상관성은 없는 것으로 나타났다. 새송이의 DPPH 라디칼 소거활성과 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상 관관계는 r=0.970-0.841 (p<0.01)로 양의 상관성을 나타내었 으며 ABTS+ 라디칼 소거활성과 환원력 간의 상관관계도 r=0.833 (p<0.01)로 양의 상관성을 나타내었다.
팽이버섯의 총 폴리페놀 함량과 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관성은 r=0.796-0.991 (p<0.01)로 양의 상관성을 나타내었으며 총 플라보노이드 함량과 총 폴 리페놀 함량, DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간 의 상관성은 없는 것으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거활성 과 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관관계는 r= 0.770-0.993 (p<0.01)으로 나타났으며 ABTS+ 라디칼 소거활 성과 환원력 간의 상관관계는 r=0.711 (p<0.01)로 나타나 양 의 상관관계를 보였다.
본 연구 결과 버섯 추출물의 항산화능은 새송이버섯과 팽 이버섯의 경우 총 폴리페놀 성분의 DPPH 및 ABTS+ 라디 칼 소거활성 및 산화·환원 작용에 의한 것으로 사료되며 느 타리버섯의 항산화능은 ABTS+ 라디칼 소거활성 및 산화·환 원작용의 영향이 큰 것으로 사료된다. Qi et al.(2013)은 총 폴리페놀 함량이 라디칼 소거활성에 따른 항산화 활성과 높 은 상관성을 보인다고 보고한 바 있으며, Hong et al. (2012)의 버섯의 부위별 항산화 연구와 Kim et al.(2016)의 느타리 버섯 추출물 항산화 연구에서도 버섯에 함유된 총 페 놀함량과 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성 간 양의 상관 관계를 나타내어 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다.
IV. 요약 및 결론
본 연구에서는 대표적인 식용버섯인 느타리버섯, 새송이버 섯, 팽이버섯의 최적의 용매 추출 방법을 알아보고 천연 항 산화제로서의 활용 가능성을 향상시키기 위하여 증류수, 70% ethanol, 95% ethanol로 추출하여 페놀화합물 함량과 항산화 활성을 분석하였다. 느타리버섯, 팽이버섯, 새송이버섯의 총 폴리페놀 함량은 세 종류의 버섯 모두 증류수 추출물에서 가 장 높은 폴리페놀 함량을 나타내었고 추출용매의 ethanol 함 량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며(p<0.001), 총 플라보노이드 함량의 경우 느타리버섯은 추출 용매에 따 른 플라보노이드 함량의 유의적인 차이는 나타나지 않았으 며, 새송이버섯은 증류수 추출물이 팽이버섯은 70% ethanol 추출물이 가장 높은 플라보노이드 함량을 나타내었다 (p<0.05). 버섯 추출물들의 항산화 활성 중 DPPH 라디칼 소 거활성은 세 종류의 버섯 모두 증류수 추출물의 소거활성이 가장 높게 측정되었으며 95% ethanol 추출물의 DPPH 라디 칼 소거활성이 가장 낮게 측정되었다(p<0.001). 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯 추출물들의 ABTS+ 라디칼 소거활성 은 느타리버섯과, 새송이버섯이 증류수 추출물에서 가장 높 은 소거활성을 나타내었으며, 팽이버섯의 경우 70% ethanol 추출물에서 가장 높은 소거활성을 나타내었다(p<0.001). 환 원력은 세 종류 버섯 모두 증류수 추출물에서 가장 높은 환 원력을 95% ethanol 추출물에서 가장 낮은 환원력을 나타내 었다(p<0.001). 항산화 활성 비교를 위한 DPPH 라디칼 소거 활성의 IC50 값은 세 종류의 버섯 모두 증류수, 70% ethanol 추출물, 95% ethanol 추출물 순으로 높은 활성을 나 타내었으며(p<0.001), ABTS+ 라디칼 소거활성의 IC50 값은 느타리버섯이 증류수, 70% ethanol 추출물, 95% ethanol 추 출물 순으로 높은 활성을 나타내었고, 새송이버섯과 팽이버 섯은 증류수 추출물과 70% ethanol 추출물에서 높은 소거활 성을 나타내었다. 또한 느타리버섯 증류수 추출물과 팽이버 섯 증류수 추출물, 70% ethanol 추출물이 가장 높은 활성을 나타내었다(p<0.001). 환원력의 EC50 값은 느타리버섯과 새 송이버섯의 증류수 추출물이 70% ethanol, 95% ethanol 추 출물 보다 높은 활성을 나타내었고 팽이버섯의 경우 추출조 건에 따른 값의 차이가 상대적으로 크지 않았으며, 느타리버 섯의 증류수 추출물이 가장 높은 환원력을 나타내었다 (p<0.001). 항산화 성분 및 항산화 활성 측정 항목 간 상관관 계를 분석한 결과 느타리버섯의 총 폴리페놀 함량과 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력간의 상관관계는 각각 r=0.835, r=0.994 (p<0.01)로 새송이버섯의 총 폴리페놀 함량과 플라 보노이드, DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관관계는 r=0.792-0.997 (p<0.01)로 팽이버섯의 총 폴리페 놀 함량과 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 간의 상관성은 r=0.796-0.991 (p<0.01)로 양의 상관성을 나타내 었다.
결론적으로 느타리버섯, 새송이버섯, 팽이버섯을 증류수로 추출하는 것이 버섯에 함유된 주요 생리활성 물질인 페놀 화 합물의 함량을 높일 수 있으며, 이에 따라 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거활성, 환원력 등의 항산화 활성을 증가시켜 바람 직한 것으로 사료된다.
