Banana peels as a bioactive ingredient and its potential application in the food industry (2022)

https://doi.org/10.1016/j.jff.2022.105054

 

해당 리뷰 논문은 바나나 껍질을 기능성 식품 성분으로 활용할 수 있는 잠재성에 대해 다루고 있다. 바나나 껍질은 전 세계적으로 널리 소비되는 바나나의 부산물로, 대부분 버려지지만 그 안에는 다양한 영양 성분과 생리 활성 물질이 포함되어 있다. 바나나 껍질의 영양 성분, 생리 활성 화합물 및 건강 증진 가능성에 대해 논의하며, 식품 산업에서의 활용 가능성을 분석하고 있다. (주; 산업적 활용성에 대해서는 생략)

 

요약

1. 영양 성분

   • 바나나 껍질에는 다량의 식이섬유(47~53%)가 포함되어 있으며, 이는 소화 건강에 유익하다.

   • 불포화 지방산(특히 오메가-3, 오메가-6)과 아미노산도 풍부하여 심혈관 건강 및 대사 기능 개선에 기여할 수 있다.

2. 생리 활성 물질

   • 바나나 껍질에는 다양한 페놀 화합물이 포함되어 있으며, 이는 항산화 및 항염 효과가 뛰어나다.

   • 특히 카테킨, 루틴, 미리세틴과 같은 플라보노이드 화합물이 다량 포함되어 있어 세포 손상 방지 및 심혈관 질환 예방에 도움이 된다.

3. 항산화 및 항균 효과

   • 바나나 껍질은 항산화 작용을 통해 활성 산소종(ROS)를 제거하고, LDL 산화를 억제하여 심혈관 질환 및 당뇨병 예방에 기여할 수 있다.

   • 박테리아 및 진균 억제 효과도 있어 식품 보존에 유용할 수 있다.

4. 항암 효과

   • 바나나 껍질 추출물은 대장암 세포 및 유방암 세포의 성장을 억제하는 잠재력이 있으며, 이는 플라보노이드 성분에 기인한 것으로 보인다.

   • 이러한 화합물은 세포 주기 억제 및 세포 자멸사를 유도하는 등 암 예방에 중요한 역할을 할 수 있다.

 

리뷰 방법

1. 문헌 검토

• 문헌 수집: 바나나 껍질의 화학적 구성, 생리 활성, 항산화 및 항암 특성에 관한 기존 연구 자료 분석

• 목적: 바나나 껍질이 환경 문제를 해결하는 동시에 식품 산업에서의 활용 가능성 확인

2. 영양 성분 분석

• 지방산 분석: 다양한 성숙 단계의 바나나 껍질에서 지방산을 분석하여 심혈관 질환 예방에 대한 가능성 검토
  • 포화지방산과 불포화지방산의 비율 비교.
  • 오메가-3와 오메가-6의 함유량을 조사하여 항염 및 항혈전 효과 분석
• 아미노산 분석: 바나나 껍질에서 발견된 주요 아미노산을 검토하여 근육 성장 및 대사 기능 개선에 미치는 영향 분석
  • 필수 아미노산(예: 류신, 라이신)의 함유량을 측정
  • 비필수 아미노산(예: 글루탐산, 알라닌)의 함유량도 조사

3. 생리 활성 화합물 분석

• 플라보노이드, 탄닌, 글리코사이드 등의 주요 생리 활성 화합물 분석
• 바나나 껍질에서 추출된 항산화 화합물이 인체에 미치는 영향을 조사
• 페놀 화합물(예: 카테킨, 갈산) 함유량 측정을 통해 항산화 능력 평가

4. 항산화 및 항균 특성 평가

• 항산화 실험: 다양한 항산화 평가 방법(DPPH, ABTS, FRAP assay 등)을 사용하여 바나나 껍질의 항산화 능력 측정
• 항균 실험: 바나나 껍질 추출물이 박테리아 및 진균에 대한 억제 효과를 가지는지 확인

5. 항암 효과 실험

• 세포 실험: 인간 대장암(HCT-116) 및 유방암(MCF-7) 세포주를 대상으로 바나나 껍질 추출물의 세포 억제 능력 평가
• 세포 자멸사 유도: 바나나 껍질의 플라보노이드 성분이 암세포의 자멸사를 유도하는 메커니즘 연구

 

 

리뷰 결과

1. 영양 성분

1.1 지방산 함량

• 불포화 지방산

  • 바나나 껍질은 오메가-3(알파-리놀렌산)과 오메가-6(리놀레산)이 풍부하게 포함되어 있음
  • 전체 지방산의 40% 이상이 불포화 지방산으로 구성되어 있어 심혈관 건강에 유익함
• 포화 지방산
  • 팔미트산, 스테아르산 등의 포화 지방산이 소량 포함되어 있으며, 이들은 세포막 구조를 유지하는 데 기여

1.2 아미노산 함량

• 필수 아미노산
  • 류신, 라이신, 이소류신 등의 필수 아미노산이 다량 포함되어 있어 단백질 합성과 근육 성장에 도움을 줄 수 있음
  • 라이신은 암 세포 자멸사 유도 가능성이 있는 것으로 밝혀짐
• 비필수 아미노산
  • 글루탐산, 알라닌, 아스파르트산 등의 비필수 아미노산이 포함되어 있어 에너지 대사에 기여

1.3 식이섬유 함량

• 바나나 껍질은 식이섬유 함량이 47~53%로 매우 높아, 소화기 건강과 콜레스테롤 감소에 기여할 수 있음
• 저항성 전분도 포함되어 있어 혈당 조절에 도움을 줄 수 있음

1.4 무기질 및 비타민

• 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 무기질이 포함되어 있으며, 심혈관 건강과 뼈 건강에 기여할 수 있음
• 비타민 A, 비타민 C 등 항산화 비타민도 포함되어 있어 면역력 강화에 도움이 됨

2. 생리 활성 화합물

2.1 항산화 화합물

• 바나나 껍질은 다양한 페놀 화합물을 함유하고 있으며, 이들 화합물은 활성 산소종(ROS) 억제 및 항산화 작용을 통해 세포 손상 방지
• 카테킨, 에피카테킨, 갈산 등의 화합물이 주요 항산화 성분으로 작용하며, 심혈관 질환과 암 예방에 기여할 수 있음

2.2 항염증 효과

• 바나나 껍질의 플라보노이드는 염증 유발 물질의 생성을 억제하여 염증성 질환을 예방하는 데 도움을 줄 수 있음

2.3 LDL 산화 억제

• LDL 산화를 억제하여 동맥경화와 같은 심혈관 질환을 예방하는 데 기여할 수 있음
• LDL 산화 억제 효과는 바나나 껍질 추출물의 메탄올 및 에틸 아세테이트 추출물이 각각 169.52 및 217.45 μg/mL의 IC50 값을 나타냄

3. 항균 및 항암 효과

3.1 항균 효과

• 바나나 껍질 추출물은 대장균, 황색포도상구균, 살모넬라 등을 포함한 다양한 병원균에 대해 억제 효과가 있음
• 에탄올 추출물은 특히 대장균과 프로테우스 불가리스에 대한 강력한 항균 효과를 보임

3.2 항암 효과

• 바나나 껍질에서 추출된 플라보노이드는 대장암(HCT-116)과 유방암(MCF-7) 세포의 성장을 억제하는 항암 효과가 있음
• 세포 자멸사 유도를 통해 암세포의 성장을 억제하는 메커니즘이 확인됨
• 바나나 껍질의 항산화 성분은 암 세포의 활성 산소종(ROS)을 억제하여 세포 손상과 암 형성 방지

4. 항영양소(anti-nutrient) 관리 필요성

• 바나나 껍질에는 탄닌, 옥살산, 피테이트 등의 항영양소가 포함되어 있음
• 이러한 항영양소는 영양 흡수를 방해할 수 있으므로, 발효 및 열처리와 같은 처리 방법을 통한 항영양소 제거 필요
• 처리 후에도 바나나 껍질의 항영양소 함량은 안전한 수준을 유지할 수 있음

 

결론

 

이 연구는 바나나 껍질이 건강 증진을 위한 기능성 식품 성분으로 큰 가능성을 가지고 있음을 강조한다. 특히, 바나나 껍질의 식이섬유와 항산화 성분은 심혈관 건강, 소화 건강 및 만성 질환 예방에 중요한 역할을 할 수 있다. 이러한 성분들은 체중 관리, 혈당 조절, 항염 및 항산화 작용을 통해 개인의 건강 관리에 기여할 수 있으나, 바나나 껍질의 항영양소(예: 탄닌, 옥살산)의 함량을 적절히 처리하여 안전성을 보장하는 것이 필요하다.