<h2>커피 원두의 Roasting에 따른 항산화활성의 변화</h2><p>커피 추출물의 항산화 활성을 DPPH와 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)radicals 소거능으로 측정하였다. 커피추출물 0.1, 0.2, 0.39, 0.78, 1.56, 3.13, 및 6.25 \( \%(\mathrm{v} / \mathrm{v}) \)에 대한 radical 소거능은 DPPH분석에서는 생두에서 다른 시료와 비교할 때 유의적으로 \( 24 \% \)정도 낮은 \( 0.33 \%(\mathrm{v} / \mathrm{v}) \)의 EC50값을 나타냈고 다른 원두에서는 roasting 조건이나 저장기간과 상관 없이 유사한 \( 0.41-0.44 \%(\mathrm{v} / \mathrm{v}) \) 의 EC50를 보였다. 그러나 Fig. 3B에서 보는 바와 같이 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)radical 소거능은 생두, 각 roasting 조건의 원두, 그리고 저장 기간과 상관 없이 유사하게 나타났다. 이 결과들로 미루어 볼 때 항산화물질들은 로스팅 조건이나 저장기간에 큰 영항을 받지 않고 대체로 유지되는 것으로 판단된다.</p><p>세포 수준에서 생두, medium, dark 커피추출물의 항산화활성을 측정하기 위해 ARE에 luciferase 유전자가 연결된 reporter assay system이 안정적으로 유지되는 HepG2 cell에 각 추출물들을 건량기준 100 또는 500 \( \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 되도록 배지에 처리하고 12시간 후에 luciferase 효소의 활성을 측정하였다. Fig. 4 에서 볼 수 있듯이 항산화활성에 의한 luciferase의 발현은 roasting이 더 진행될수록 저장 기간이 길어질수록 농도의존적으로 높게 나타났다. 이 결과는 앞의 DPPH와 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)radical 소거능 분석 결과와는 반대되는 결과이기 때문에 이를 입증할 연구를 진행하고 있지만 현재로서는 이에 대한 설명으로 Maillard reaction에 의해 생성되는 커피의 melanoidin들이 영항을 미쳤을 가능성을 생각할 수 있으며, 이들 물질이 coffee bean의 roasting 이 길어질수록, 그리고 저장 기간 동안 원두에 더 많이 생성되거나 저장기간이 경과할수록 지방과 함께 항산화물질이 열수에 의해 더 잘 추출되어 항산화활성이 증가되는 현상을 나타냈을 것으로 예상된다.</p><p>Roasting 정도와 저장기간에 따른 DPPH/ \mathrm{ABTS}^{+} \)radicals 소거능 활성이 유지되는 현상과, ARE-Luciferase유도 활성은 오히려 증가하는 현상에 대한 이유를 밝히기 위해 커피 추출물에 존재하는 충 페눌화합물의 농도를 측정하였다. 커피 원두에서 열수로 추출된 충 페놀화합물 함량은 생두와 비교할 때 roasting이 진행됨에 따라 생두와 medium을 비교하면 \( 12 \% \) 가 감소했으나 생두와 dark를 비교할 때 \( 43 \% \) 감소한 양을 나타냈다. 이러한 변화는 커피 생두의 roasting과정에서 열처리 시간이 길어질수록 총 페놀화합물의 감소가 급격히 나타남을 알 수 있다. 그러나 60일의 저장기간 동안 생두, medium, dark간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다.</p><p>커피 콩의 roasting 가공 중 항산화활성을 보일 것으로 알려진 총 polyphenol의 감소에도 불구하고 DPPH그리고 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)radical 소거능 활성 분석에서는 생두 외에는 통계적으로 유의성 있는 차이를 보이지 않았기 때문에 커피 추출물에는 polyphenol외에도 항산화활성을 갖는 물질이 roasting이 진행됨에 따라 그리고 저장이 진행됨에 따라 오히려 더 생성된다고 추측할 수 있고 이러한 조건을 충족하는 물질로는 MRPs가 유력하다.</p><p>식품가공 중에 아미노산과 당이 반응하여 생성되는 MRPs가 매우 강력한 항산화활성을 갖고 있음은 잘 알려져 있다. 산분해저항성이 있는 MRPs 고분자의 melanoidin 화합물들은 biosystem에서도 항산화활성을 갖고 있으며, 또한 HepG2 세포에 melanoidin을 처리한 결과 세포내 환원된 glutathione의 수준이 증가하여 세포를 산화적 스트레스로부터 보호하는 효과가 보고되었다. 이 결과들은 MRPs가 세포에서 항산화 효소계를 유도하는 transcription factor인 Nrf2를 핵으로 이동하게 함으로써 macrophage나 장벽세포인 CaCo-2 세포의 항산화활성을 높이는 것이 알려짐으로 분자수준에서 더 확인되었다.</p><p>최근의 연구에서는 MRPs을 분획하여 시험 쥐에 80일간 급여한 결과 분변에서 장벽의 항-염증반응에 중요역할을 하는 propionic acid가 5 배 이상 증가한 것을 관찰하였다. 이 결과는 MRPs가 장 내의 세균총 변화에 영향을 미치고 그 결과 단사슬지방산(SCFA) 생성에 영향을 미쳐서 항염증 효능을 나타낼수 있음을 의미한다.</p><p>열처리 가공은 커피에 존재하는 여러 물질들을 변화시키거나 결합시켜 다양한 물질들을 생성하게 되어 열처리 가공에 따라 다른 커피 풍미를 나타내게 되는데, 본 연구에서 보이듯이 medium이나 dark원두에서 제조한 커피의 열수 추출 가능한 지방함량, 지방의 산화, CGA의 산화나 항산화환성 등의 저장기간 동안의 변화상태에 관한 결과들은 커피의 풍미나 품질을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 수 있다. 또한 이들 물질과 커피의 다른 성분들, 예를 들면 아미노산, 단백질, 탄수화물, 등과 결합하여 커피의 향이나 입 안에서의 촉감에 변화를 일으킨다고 추정하고 있으나 그에 대한 화학변화들이 너무 복잡하고 다양하여 커피 향을 결정하는 구체적인 기작은 더 심도 있게 연구되어야 한다. 그리고 본 연구의 결과들을 종합해 볼 때 커피의 항산화물질은 polyphenol류 외에 다른 물질, 예를 들면, MRPs 등도 항산화활성에 관여할 수 있고 커피 가공 및 저장기간 동안 커피 음료의 풍미에도 영향을 미치게 됨을 알 수 있다. 커피음료를 섭취하였을 때 polyphenol 류나 MRPs 등의 항산화물질이 장벽세포에 항산화활성을 유도하거나 장내 미생물의 균총 변화와 대사체 생성에 영향을 미치는 과정을 통해 신체에 항산화 및 항염증반응을 조절하는 데 대한 체계적인 연구를 통해 그 동안 많은 연구자에 의해 보고된 커피 음료의 건강에 유익한 효과에 대한 생리적 메카니즘을 확인할 필요가 있다.</p>
커피의 항산화 활성은 무엇을 통해 측정했어?
DPPH와 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)radicals 소거능