소화모델별에 따른 사과 과피의 항산화 활성 변화

Abstract

The aim of this study was to compare in vitro simulated static and dynamic digestion models assessing the bioavailability of apple peels and the cakes incorporated apple peels. Results indicated that the bioaccessible phenolic compounds and antioxidant effects of apple peels significantly increased during oral and gastric digestion (p<0.05), with a slight further improvement during intestinal digestion. In case of cakes incorporated apple peels, the amount of bioaccessible phenolic compounds and antioxidant effects continuously increased through in vitro gastro-intestinal digestion (p<0.05). Furthermore, the antioxidant bioavailability of cakes incorporated apple peels increased up to 6.2-fold compared with those in wheat bread. In comparing static and dynamic digestion models, the bioavailability of apple peels and cakes incorporated apple peels exhibited a tendency to appear higher in static digestion model than dynamic digestion model. However, the dynamic digestion model showed a better reproducibility than static digestion model. Therefore, in vitro simulated digestion model for bioavailability evaluations of food stuffs should be further investigated in reproducing in vivo digestion conditions and considering the characteristics of food matrix.|본 연구에서는 in vitro static과 dynamic 소화모델을 이용하여 사과 과피의 총페놀 및 총플라보노이드 함량 및 항산화 활성의 bioavailability를 비교하고, 사과 과피가 함유된 케익의 섭취 후 bioavailability를 평가하고자 하였다.

1. 사과 과피와 과육의 물리화학적 특성 사과 과피와 과육의 총식이섬유 함량은 각각 26.3%와 13.1%이고, 펙틴 함량을 galacturonic acid로 분석한 결과, 과피가 과육에 비해 1.2배 높은 수치를 나타냈지만 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 한편 총페놀과 총플라보노이드 함량은 과피에서 약 1.5배 이상 높은 함량을 나타냈다. 사과 과피의 수분흡수지수와 용해도 및 팽윤력은 과육에 비해 1.2배, 1.3배 및 1.4배 높은 결과를 나타냈다. 항산화 활성에서도 사과 과피가 과육에 비해 ABTS, DPPH radical 소거능 및 FRAP에서 각각 1.5배, 1.2배 및 1.7배 높은 활성을 나타냈다.

2. In vitro 소화모델시스템 적용에 따른 사과 과피의 bioavailability Static 및 dynamic 소화모델에서 soluble fraction의 총페놀과 총플라보노이드 함량은 소장에 비해 위장에서 페놀화합물의 bioavailability가 높게 분석되었다. 항산화 활성에서 ABTS radical 소거능은 단계별 소화과정이 진행됨에 따라 유의적인 차이를 보인 반면(p<0.05), FRAP에서는 유의적 차이가 없었다(p>0.05). Static과 dynamic 소화모델에서 얻은 사과 과피의 유용성분 함량 및 항산화 활성의 bioavailability는 static 소화모델에서 높게 평가된 반면, 재현성은 dynamic 소화모델에서 우수했다. 3. 사과 과피 함유 케익의 bioavailability 사과 과피를 10-40%까지 대체함에 따라 케익 소화물의 총페놀 및 총플라보노이드 함량은 1.9배 및 2.4배까지 증가하였다. Soluble fraction의 총페놀 및 총플라보노이드 함량도 구강, 위장 및 소장을 거치면서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 케익 소화물의 항산화 활성은 10-40%까지 대체함에 따라 ABTS radical 소거능과 FRAP은 증가하였다. 그러나 사과 과피 대체량 20%까지는 bioavailability가 비례적으로 증가하는 경향을 보이나 40% 대체에서는 첨가량 대비 효율이 저하되는 결과를 보였다. Static과 dynamic 소화모델에서 사과 과피 유용성분과 항산화 활성의 bioavailability는 무첨가군과 비교했을 때 static 소화모델에서 높게 나타난 반면, 재현성은 dynamic 소화모델에서 우수했다(p<0.05).

이상과 같이, 사과 과피는 과육보다 높은 유용성분 함량과 항산화 활성을 보였고, 사과 과피 및 이를 함유한 케익의 bioavailability는 static 소화모델에서 구강, 위장 및 소장의 단계를 거치면서 증가하였다. 또한 사과 과피와 함유 케익의 bioavailability는 static 소화모델에서 높게 평가되는 반면, 재현성은 dynamic 소화모델에서 우수하였다. 따라서 식품 섭취 후 유용성분의 소화 흡수에 따라 생리활성이 나타나는 정도를 예상할 수 있는 기준이 되는 bioavailability를 in vivo와 가장 유사하게 평가할 수 있는 체내 소화모델시스템 연구가 필요하다.; The aim of this study was to compare in vitro simulated static and dynamic digestion models assessing the bioavailability of apple peels and the cakes incorporated apple peels. Results indicated that the bioaccessible phenolic compounds and antioxidant effects of apple peels significantly increased during oral and gastric digestion (p<0.05), with a slight further improvement during intestinal digestion. In case of cakes incorporated apple peels, the amount of bioaccessible phenolic compounds and antioxidant effects continuously increased through in vitro gastro-intestinal digestion (p<0.05). Furthermore, the antioxidant bioavailability of cakes incorporated apple peels increased up to 6.2-fold compared with those in wheat bread. In comparing static and dynamic digestion models, the bioavailability of apple peels and cakes incorporated apple peels exhibited a tendency to appear higher in static digestion model than dynamic digestion model. However, the dynamic digestion model showed a better reproducibility than static digestion model. Therefore, in vitro simulated digestion model for bioavailability evaluations of food stuffs should be further investigated in reproducing in vivo digestion conditions and considering the characteristics of food matrix.