폴리페놀 함량과 항산화력에 따른 피땅콩 겉껍질의 최적 추출 조건 확립과 항비만 기능성 평가

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 초음파를 이용하여 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질의 추출 조건을 최적화하고 추출물의 항산화능과 항비만 기능성을 측정하였다. 실험설계는 CCD를 이용하였고 독립 변수인 추출 시간, 추출 온도, 에탄올 농도에 따라 TPC, TFC와 RSA를 종속 변수로 설정하여 이들의 값을 최대로 하는 공통 조건을 예측하였다. 각각의 모델식의 R²값은 0.85 이상으로 적합하였으며, 추출 조건으로 추출 온도와 에탄올 농도가 TPC 및 TFC에 유의적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 반면 RSA는 에탄올 농도에 영향을 많이 받는데, 에탄올 농도가 높을수록 RSA가 높아지다가 최고점을 보인 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 최적 추출 조건인 추출 시간 35.8분, 추출 온도 82.7°C와 에탄올 96.0%에서 제조한 추출물의 TPC, TFC와 RSA의 실측치는 예측치와 유사한 값을 나타내어 회귀 방정식이 신뢰할 수 있음을 확인하였다. 추출물의 항비만 기능성 평가를 위한 GIA와 LIA 실험 결과는 각각 86.4%와 78.5%로 열수 추출물보다 높게 나타나 초음파 추출에 의한 생리활성 물질 추출이 효과적임을 알 수 있었다. 이로써 농업 부산물인 피땅콩 겉껍질로부터 고부가가치 생리활성 물질 생산 가능성을 확인하였고 식품, 화장품 및 의약품용 항산화와 항비만 기능성 소재 생산에 있어 원료 공급비용 절감과 효율적인 추출 공정 확보로 산업 전반에서 가격 경쟁력 확보와 환경문제 해결에 기여할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: The extraction conditions for bioactive components from peanut shells, which is a byproduct of peanut processing, were optimized to enhance the total phenolic content (TPC, Y₁), total flavonoid content (TFC, Y₂), and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity (RSA, Y₃). In addition, this study evaluated the anti-obesity effect of peanut shell extract.
Methods: Optimization of ultrasonic‐assisted extraction (UAE) was performed using a response surface methodology. The independent variables applied for extraction were time (X₁: 5.0–55.0), temperature (X₂: 26.0–94.0), and ethanol concentration (X₃: 0.0%–99.5%). Quadratic regression models were derived based on the results of 17 experimental sets, and an analysis of the variance was performed to verify its accuracy and precision of the regression equations.
Results: When evaluating the effects of independent variables on responses using statistically-based optimization, the independent variable with the most significant effect on the TPC, TFC, and RSA was the ethanol concentration (p = 0.0008). The optimal extraction conditions to satisfy all three responses were 35.8 minutes, 82.7°C, and 96.0% ethanol. Under these conditions, the inhibitory activities of α-glucosidase and pancreatic lipase by the extract were 86.4% and 78.5%, respectively.
Conclusion: In this study, UAE showed superior extraction efficiency compared to conventional hot-water extraction in the extraction of polyphenols and bioactive materials. In addition, α-glucosidase and pancreatic lipase inhibitory effects were identified, suggesting that peanut shells can be used as effective antioxidants and anti-obesity agents in functional foods and medicines.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 서론
• 연구방법
• 결과
• 고찰
• 요약
• REFERENCES

참고문헌 (Reference)

1 이채원, "플라보노이드 쿼세틴 함유 화장료의 피부개선 효과에 관한 연구" 한국피부과학연구원 11 (11): 811-818, 2013

2 이창용, "폴리페놀 함량과 항산화력에 따른 로즈마리의 최적 추출조건 확립" 한국식품과학회 45 (45): 501-507, 2013

3 최수경, "추출조건에 따른 캠벨얼리와 Muscat Bailey A 포도잎 추출물의 항산화 효과" 한국식품영양과학회 42 (42): 168-174, 2013

4 함현미, "추출용매별 귀리의 항산화 및 암세포 증식 억제 활성" 한국식품영양과학회 45 (45): 918-922, 2016

5 박혜미, "추출방법에 따른 상지 추출물의 항산화 활성" 한국식품영양과학회 43 (43): 1709-1715, 2014

6 소윤지, "추출 및 저장 조건에 따른 더치커피의 이화학적 특성 및 항산화 활성" 한국식품과학회 46 (46): 671-676, 2014

7 박현숙, "청국장 식이 보충이 당뇨 쥐의 산화적 스트레스와 항산화 영양소 함량에 미치는 영향" 한국식품저장유통학회 22 (22): 281-289, 2015

8 김동현, "지충이(Sargassum thunbergii) 에탄올 추출물의 Lipase 저해활성에 미치는 열, pH 및 감마선 조사의 영향" 한국식품영양과학회 41 (41): 566-570, 2012

9 권오준, "지모 추출물의 항산화 및 pancreatic lipase 저해 활성 평가" 한국식품저장유통학회 21 (21): 421-426, 2014

10 한지숙, "조릿대잎 추출물의 탄수화물 소화효소활성 저해 및 식후혈당강하효과" 한국식품영양과학회 36 (36): 989-994, 2007

11 권태형, "우렁쉥이 추출물의 항산화 및 리파아제 저해활성 효과" 한국식품과학회 43 (43): 464-468, 2011

12 민보라, "옥수수 대로부터 생리활성물질 생산 증대를 위한 마이크로파 추출 공정 최적화" 한국화학공학회 56 (56): 66-72, 2018

13 민혜옥, "연어(Oncorhynchus keta) 추출 anserine의 항산화 효과" 한국식품위생안전성학회 34 (34): 396-403, 2019

14 육흥주, "여주씨에서 분리한 Vicine과 α-Eleostearic Acid의 α-glucosidase 저해효과" 한국환경농학회 34 (34): 57-63, 2015

15 전선영, "양파껍질로부터 Flavonoid 물질의 추출조건 최적화" 한국식품영양과학회 41 (41): 695-699, 2012

16 김정원, "양마 추출물과 플라보노이드의 항산화활성 비교" 한국피부과학연구원 12 (12): 203-210, 2014

17 이연리, "약용식물 메탄올 추출물의 항산화 및 항당뇨 활성" 한국식품영양과학회 44 (44): 681-686, 2015

18 지윤정, "선씀바귀 추출물의 항산화 및 항당뇨 효과" 한국영양학회 53 (53): 244-254, 2020

19 박장순, "산초 추출물의 췌장 리파아제 저해 및 지질대사에 미치는 영향" 한국식품영양학회 26 (26): 615-619, 2013

20 김민경, "비만 약물 치료의 최신 지견" 대한내과학회 93 (93): 501-508, 2018

21 우관식, "반응표면분석에 의한 건대추의 추출조건 최적화" 한국식품영양과학회 38 (38): 244-251, 2009

22 이진실, "반응표면분석법을 이용한 자성기반 가중응집제의 응집조건 최적화" 대한환경공학회 39 (39): 689-697, 2017

23 감다혜, "반응표면분석법을 이용한 미강으로부터 항산화 활성 및생리활성물질의 초음파 추출조건 최적화" 한국공업화학회 29 (29): 726-733, 2018

24 박하은, "반응 표면 분석법을 이용한 일체형 흡착제의 합성 조건 최적화" 한국공업화학회 24 (24): 299-304, 2013

25 위지향, "땅콩껍질에서 항미생물 활성을 지닌 pratensein의 분리 및 동정" 한국식품과학회 36 (36): 643-647, 2004

26 이승철, "땅콩껍질 추출물의 항산화능에 대한 원적외선과 열처리 효과" 한국식품영양과학회 34 (34): 1114-1117, 2005

27 김미화, "땅콩 분말을 첨가한 청국장의 품질 특성" 한국식품저장유통학회 23 (23): 488-494, 2016

28 최상규, "다중 반응표면분석법을 이용한 980MPa급 GA강판의 저항 점 용접조건 최적화" 대한용접접합학회 36 (36): 63-69, 2018

29 이철승, "다양한 커피박의 물과 80% 에탄올 추출물의 생리활성" 한국식품조리과학회 35 (35): 591-600, 2019

30 이경원, "늙은 호박, 율무, 꾸지뽕잎 혼합조성물이 고지방식이를 급여한 흰쥐의 내장지방, 배변량 및 혈청지질농도에 미치는 영향" 한국식품영양학회 25 (25): 990-998, 2012

31 김영민, "가열 산화중 대두유의 색변화와 토코페롤 잔존에 미치는 항산화제의 영향" 한국식품저장유통학회 26 (26): 308-314, 2019

32 김혜정, "Streptozotocin으로 유발된 당뇨쥐에서 청국장 분말의 항당뇨 및 항산화 효과" 환경독성보건학회 21 (21): 139-146, 2006

33 Qiu J, "Screening natural antioxidants in peanut shell using DPPH-HPLC-DAD-TOF/MS methods" 135 (135): 2366-2371, 2012

34 김민정, "In Vitro 항산화능 측정법에 대한 특징 분석과 채소․과일 시료에 대한 적용 사례 고찰" 한국식품영양과학회 40 (40): 1053-1062, 2011

35 Wee JH, "Identification of 3-methoxy-4-hydroxybenzoic acid and 4-hydroxybenzoic acid with antioxidative and antimicrobial activity from Arachis hypogaea Shell" 15 (15): 464-468, 2000

36 Ensminger AH, "Foods and nutrition encyclopedia" Pegus Press 1983

37 Mussatto SI, "Extraction of antioxidant phenolic compounds from spent coffee grounds" 83 : 173-179, 2011

38 Nour V, "Central composite design applied to optimize the hydroalcoholic extraction of bilberry(Vaccinium myrtillus L)fruits" 39 (39): 179-188, 2015