아로니아의 활용성 제고를 위하여 건조방법에 따른 품질 특성을 비교한 결과, 건조과정 중 중량변화율은 진공동결 건조가 81.6%로 가장 많은 중량감소를 나타내었고, 수분함 량은 진공동결건조에서 가장 많은 수분이 감소하였으며, 건조 후 최종 수분함량은 진공동결건조에서 0.99%로 가장 낮은 함량을 나타내었다. 색도 측정결과, L*값은 건조방법 에 따른 큰 차이를 나타내지 않았으며, a*값과 b*값은 진공 동결건조와 냉풍건조에서 증가하였고, 열풍건조에서는 감 소하였다. 경도는 열풍건조에서는 건조 36시간 이후 급격 하게 증가하였고, 냉풍건조는 서서히 증가하다가 132시간 이후 급격하게 증가하는 모습을 보였다. 건조방법에 따른 품질특성으로 건조수율은 냉풍건조가 24.20%로 가장 높았 으며, 열풍건조 20.40%, 진공동결건조 19.41% 순으로 나타 났다. 일반성분은 생과에서 수분이 61.76%로 가장 높게 나타났으며, 조회분은 열풍건조에서 가장 높게 나타났고, 가용성무질소물, 조단백, 조지방은 진공동결건조에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 건조방법에 따른 아로니아의 pH 는 3.84~3.92로 큰 차이가 없었으며, 당도는 동결건조 (6.57°Brix) > 열풍건조(5.37°Brix) > 냉풍건조(4.40°Brix) > 생과(1.07°Brix) 순으로 나타났다. 무기질 함량은 진공동 결건조에서 가장 높았으며, 주요 무기질은 K, Ca, Mg, Na인 것으로 나타났다. 아로니아에 함유된 당은 fructose, glucose 두 종류인 것으로 나타났으며, 진공동결건조가 20.59 g/100g으로 가장 높은 함량을 가진 것으로 나타났다.

Antioxidant activity is important for reducing oxidative stress that causes various metabolic disorders. Metabolic disorders are highly related to loss of productivity in livestock. Therefore, development of effective antioxidant compounds originating from plants is important for organic agriculture. Phenolic compounds in edible plants are regarded as major components relevant to antioxidant activity. The present study investigated the changes in antioxidant activity and phenolic compound profiles of Aronia (Aronia meloncarpa) by fermentation using different strains of Leuconostoc mesenteroides. A total of 5 strains of L. mesenteroides were used as starter cultures and their β-glucosidase activities were measured. A total of 6 experiment runs were prepared, one for control (uninoculated) and the others (inoculated) for treatments. For biological activity, antioxidant and antibacterial activities were measured. For phenolic compound profiling, TLC and HPLC analysis were performed. The strains of KACC12313 and KACC12315 showed greater enzyme activity than others. Treatment with KCCM35046 showed strong and broad antibacterial activity against to Listeria monocytogenes. Treatments with KCCM35046 and KACC12315 showed the highest total polyphenol content. The highest antioxidant activity was found in KACC12315 treatment. No remarkable alteration was found in thin layer chromatography (TLC) analysis. In phenolic compound profiling analysis, KCCM35046 showed notable alteration in compound area ratio compared to others and also showed the highest caffeic acid content. In chlorogenic acid, treatments with KCCM35046 and KACC12315 showed great content than others. Treatment with KACC12315 showed the greatest content of trans-ferulic acid. As a result of relative performance indexing analysis, L. mesenteroides KCCM35046 and KACC12315 were selected as the best strain for the fermentation of Aronia.

This study was indicated to enhance the anti-inflammation activities by the fermentation of the fruits of Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott. The extracts by 70% ethanol (EE) showed better biological activities than those by hot water (WE) from campared result of the effect of extraction solvents. Then, the extract from 70% ethanol extraction was further fermented by lactic acid, denoted as FEE. For antioxidant activities, the FEE had showed the highest value as 0.832 of reducing powder, in comparison with those of EE and WE. Cytotoxicity of the water extraction (WE) was measured for 12.06% in addition of 1.0mg/mℓ of FEE. For anti-inflammation activities, NO production from the macrophage, RAW 264.7 was observed as 7.24μM and 8.52μM from FEE and EE, respectively. Prostaglandin E2 (PGE2) production from human fibroblast cell, CCD-986sk, was also estimated for 152pg/mℓ in addition of 1.0mg/mℓ of the FEE. The lowest production of both IL-6 and TNF-α were 3.5pg/mℓ and 865.5pg/mℓ, respectively in addition of 1.0mg/mℓ of the FEE, whereas 74.5pg/mℓ and 982.4pg/mℓ in treated with same concenrations of the EE. It was also found that the FEE was higher amounts than other extracts through HPLC analysis of the anthocyanins. These results strongly indicate that fermentation process of the lactic acid could enhance anti-inflammation activities of extracts by increasing the amounts of the anthocyanins, especially cyanidin-galactoside. Our results suggest that the application of the fermentation process for other medicinal herbs can be improved their biological activities.

본 연구에서는 페놀성물질 및 안토시아닌을 함유하고 있어 다양한 생리활성을 가지는 아로니아의 산업적 이용 증대 및 기능성식품 소재 개발을 목적으로 열수추출, 50% 에탄올 추출 및 50% 메탄올을 사용하여 추출물을 제조하였으며 추출용매에 따른 생리 활성을 조사하였다. 추출수율은 50% 에탄올, 열수 및 50% 메탄올 추출물 순으로 나타났으며, 총 당 함량은 35.56~37.68 g/100 g으로 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 총 안토시아닌 함량은 50% 메탄올 추출물이 395.10 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 50% 에탄올 및 열수추출물이 각각 318.61 mg/100 g과 252.82 mg/100 g이었다. 50% 메탄올 추출물의 안토시아닌조성은cyanidin-3-O-galactoside, cyanidin-3-O-arabinoside 및 cyanidin-3-O-glucoside순이었으며, 100 g당 각각 364.65 mg, 163.06 mg 및 35.69 mg으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 총 페놀 함량은 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물에서 각각 121.38 mg/g 및 122.43 mg/g으로 열수추출물 80.14 mg/g보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었으며, 총 플라보노이드 함량은 총 페놀 함량과 유사한 경향을 나타내었다. ORAC은 열수 추출물, 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물에서 각각 715.66μM/g, 768.15μM/g 및 780.77μM/g로 나타나 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출조건의 항산화 활성이 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성은 50% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물이 100~1,000μg/mL 농도에서 각각 7.96~70.01% 및 8.90~69.21%로 높은 활성을 나타내었으며, superoxide radical 소거활성은 모든 추출물에서 농도가 증가함에 따라 소거활성이 증가하였다. FRAP는 100~1,000μg/mL 농도에서 50% 에탄올 추출물이 57.14~817.87μM이었고 50% 메탄올 추출물이 67.32~812.78μM로 나타나 높은 함량을 보여주었다. Tyrosinase 저해활성은 50% 에탄올 추출물이 100~1,000μg/mL의 농도에서 23.03~33.82%로 가장 우수한 활성을 나타내었다. 인간 자궁경부암세포주인 HeLa에 암세포생육 저해활성을 분석한 결과 50% 에탄올 추출물이 100~1,000μg/mL 농도에서 6.58~76.86%로 유의적으로 높은 저해활성을 나타내었다. 따라서, 50% 에탄올 추출방법이 아로니아의 생리 활성이 우수한 추출물 제조방법으로 적합하였으며 기능성 식품 소재 개발에 있어 산업적으로 적용 가능할 것으로 사료된다.

This study was to investigate anti-skin wrinkle effect of aronia extracts by extraction processes. The 70% etha-nol extract by ultrasonification process (UEE) showed highest DPPH scavenging activity of 90.4% in order water extract(WE), 70% ethanol extract (EE) was measured 84.2%, 84.3%. collagen production measured 245ng/㎖ from UEE. WE wasmeasured 53.5ng/㎖ and EE was measured 224.4ng/㎖. MMP-1 production was observed lowest 22.5pg/㎖ at UEE.MMP-1 production of EE was 34.6pg/㎖ and WE was 102.3pg/㎖. These results were found the highest antioxidant andanti-wrinkle effect at UEE among three processes. It was also confirmed that anti-skin wrinkle activities of the aroniaextract was strongly correlated with anti-oxidant activities due to high amounts of antocyanins in the extract.

본 연구에서는 아로니아 베리 열매 및 잎 추출물의 항산화 활성을 비교 연구하였다. 아로니아 베리 열매의 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획의 free radical 소거 활성(FSC50)은 각각 16.29 μg/mL 및 12.29μg/mL이었으며, 열매추출물의 free radical 소거활성은 잎 추출물 경우보다 높게 나타났다. Luminol-의존성화학발광법을 이용한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한아로니아 베리 열매 추출물의 총 항산화능(OSC50)은 에틸아세테이트 분획의 경우 2.86 μg/mL, 아글리콘 분획은 1.80 μg/mL로, 아글리콘 분획의 총항산화능은 ascorbic acid (1.50 μg/mL)와 비슷한 활성을 나타내었다.총항산화능에서도 열매 추출물이 잎 추출물 보다 활성이 높은 것으로 나타났다. 사람 적혈구의 1O2로 유도된세포손상에 대한 보호 효과 실험에서 열매의 아글리콘 분획은 농도의존적(5 ~ 50 μg/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. 열매 아글리콘분획의 τ50은 10 μg/mL에서 72.3 min으로 지용성 항산화제로 알려진 (+)-α-tocopherol (38.0 min)보다 1.9 배 더 큰 세포보호 효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 아로니아 베리의 열매 추출물이 잎 추출물보다 높은 항산화능을 나타내며, 태양 자외선에 노출된 피부에서 발생되는 1O2를 포함하는 ROS에 대항하여 세포를 보호함으로써 기능성 항산화 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 시사한다.