국내 식물 자원의 멜라토닌 함량 분석 및 항산화 활성 비교 = Melatonin Content Analysis and Antioxidant Activity Comparison of Korean Plant Resources

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 다양한 국내 소재를 대상으로 하여 식물성 멜라토닌의 함량을 ELISA 법을 이용하여 측정 및 소재 스크리닝을 하였으며, 이후 자주개자리(alfalfa)를 대상으로 잎과 줄기 등 다양한 부위별 및 추출 용매별 멜라토닌 함량과 항산화 활성 특성을 비교 분석하였다. 초음파추출과 교반추출법을 적용한 결과, 두 추출법 모두 멜라토닌 추출 효율에 큰 차이가 없었으며, 산업적 응용 가능성과 추출 공정의 단순화를 고려하여 교반추출법을 우선 선택하였다. 주정 농도별 추출 실험에서 50% 및 70% 주정 추출은 30% 주정 추출 대비 멜라토닌 함량을 최대 2배까지 증가시키는 등 기능성 성분의 추출 효율을 현저히 향상시키는 것으로 확인되었다. 잎과 줄기 부위 사이 멜라토닌 함량 차이는 통계적으로 유의미하지 않았으나, 50%와 70% 주정 추출물에서는 줄기에서 다소 높은 함량이 관찰되었다. 이는 세로토닌 함량 분포와도 유사한 경향으로, 잎과 줄기 모두에서 멜라토닌을 효율적으로 추출할 수 있음을 시사한다. 항산화 활성 평가에서는 DPPH 측정 음이온 소거 활성에 비해 ABTS 양이온 소거 활성이 같은 소재 대상 약 4배 이상 높은 수치를 확인할 수 있었는데, 이는 극성 구조의 멜라토닌 성분을 포함한 기능성 성분들에 의해 나타나는 것으로 추측된다. 따라서 본 연구 결과는 멜라토닌을 다량 함유한 것으로 판단되는 자주개자리 잎과 줄기를 포함한 전체 식물 자원의 효율적 이용과 건강기능식품 소재 개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. 또한 향후 연구에서는 이러한 자주개자리 소재의 다양한 효능에 대한 추가적인 평가 및 작용기전의 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study quantitatively analyzed the melatonin content in domestic plant resources and identified high-melatonin materials to provide foundational data for the development of functional ingredients. Although melatonin is a potent antioxidant that inhibits oxidative damage in vivo and is widely used as a functional food ingredient overseas, quantitative analysis of Korean plant materials remains insufficient. Accordingly, the melatonin content was measured in 32 edible and medicinal plants native to Korea using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and the antioxidant activity was evaluated through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radical scavenging assays for 10 species suitable for food material application. Alfalfa (Medicago sativa L.) was selected as a high-melatonin material with a content of 2.4±0.03 μg/g. Melatonin content and antioxidant activity of alfalfa were evaluated according to the plant parts (leaves and stems), ethanol concentrations of extraction solvent (30%, 50%, and 70%), and extraction methods (ultrasonic and stirring). Melatonin content was relatively higher in 50% and 70% ethanol extraction and ultrasonic extraction than in the others, but there were no significant differences among the results. Evaluation of antioxidant activity showed that the ABTS radical scavenging capacity was approximately four times higher than that of DPPH, a pattern consistent across all extraction conditions. This indicates a high abundance of hydrophilic antioxidant components, including melatonin, in alfalfa. These results suggest that alfalfa is a promising plant with a high melatonin content and strong antioxidant activity, offering significant academic and industrial value and warranting further research on its bioactive properties and underlying mechanisms.