In this study, white dragon fruit (Hylocereus undatus), a promising crop among subtropical fruits cultivated in South Korea, was selected for investigation, and its bioactivity was analyzed. The area this crop grows has gradually become a subtropical region due to global warming. Dragon fruit has a low proportion of edible parts; thus, a large quantity of peels are discarded. Therefore, to explore ways to utilize the peel, potential uses of the flesh and peel of white dragon fruit were verified by analyzing their bioactivities. The flesh and peel were isolated and their antioxidant and anti-inflammatory effects were determined. The aim of this study was to develop a functional tea product based on a blend of dragon fruit flesh and peel at varying mixing ratios and drying conditions to increase the bioactivity and, subsequently, the consumption proportion of dragon fruit. The total polyphenol content was approximately 2.5 times higher in the peel than in the flesh. The total flavonoid content was also approximately 6.8 times higher in the peel than in the flesh. Likewise, DPPH and ABTS radical scavenging activities were higher in the peel. No cytotoxicity was shown by the flesh or peel extracts up to 2,000 μg/mL. The nitric oxide inhibitory effect was greater in the peel than in the flesh. The inhibitory effects of the peel on IL-1β and IL-6 were also higher than those of the flesh. Regarding the antioxidant substance contents and antioxidant activity, selenium, total polyphenol, and total flavonoid contents all demonstrated a strong correlation (r=0.993∼0.999) with antioxidant activity. A positive correlation was also observed between antioxidant substances and anti-inflammatory effects. The flesh and peel samples of dragon fruit were prepared at varying drying times (6, 12, 18, and 24 h at 70℃) and mixing ratio (flesh:peel = 1:0, 1:1, 1:3, 3:1, and 0:1). The samples were used to brew tea at varying temperatures (60℃, 75℃, and 90℃). The total polyphenol content was the highest in the tea brewed at 90℃ using only the peel after 12 h of drying, and the total flavonoid content was the highest in the tea brewed at 90℃ using the flesh and peel blended in a 1:3 ratio, after 12 h drying. The DPPH radical scavenging activity was the highest for the tea brewed at 75℃ using the flesh and peel blended in a 1:3 ratio, after 12 h of drying, and the ABTS radical scavenging activity was the highest for the tea brewed at 90℃ using only the peel after 24 h of drying or the flesh and peel blended in a 1:3 ratio, after 12 h of drying. The sensory evaluation revealed that the overall satisfaction was the highest for the tea brewed at 60℃ using the flesh and peel blended in a 1:3 ratio, after 12 h of drying, the tea was brewed at 60℃ using only the peel after 12 h of drying, and the tea brewed at 75℃ using only the peel after 6 h of drying. This study determined the bioactivities (antioxidant and anti-inflammatory effects) of the flesh and peel of white dragon fruit and found that these bioactivities varied according to the drying conditions, flesh and peel mixing ratio, and tea brewing temperature. Compared to the flesh, the peel of the white dragon fruit showed a higher content of antioxidant substances, as well as remarkable antioxidant activity and anti-inflammatory effects. Blending the flesh and peel led to synergistic antioxidant activity. While further studies should more clearly identify various bioactivity indicators, optimal drying times, and mixing ratios, the findings of this study are significant in helping increase the consumption of dragon fruit by showing the increased bioactivity of the peel, which is often discarded. These results are crucial when considering the production of dragon fruit, a promising crop selected from among the subtropical fruits, is predicted to increase. The antioxidant activity and content of antioxidant substances varied according to the drying time and brewing temperature, while the observed synergistic effect also varied according to the flesh and peel mixing ratio. We anticipate that a follow-up study would determine the optimal drying time and mixing ratio of the dragon fruit flesh and peel based on the findings of this study.
본 연구는 온난화로 인해 아열대기후로 변해가는 우리나라의 재배작물 변화에 발맞춰, 국내 재배중인 아열대 과일 중 유망 작물인 백용과를 선택하여 분석하였다. 용과는 가식부의 비율이 낮아 폐기되는 과피의 비율이 높은 과일이므로, 이를 활용하기 위해 백용과의 과육과 과피의 생리활성 분석을 통해 그 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 생리활성 효과를 분석하기 위해 과육과 과피를 분리하여 항산화와 항염증 효과를 측정하였으며, 생리활성 효과를 높여 소비할 수 있도록 건조방식 및 혼합비율을 달리한 과육과 과피를 혼합한 기능성 차를 개발하고자 하였다. 총 폴리페놀 함량은 과피가 과육보다 2.5배 높았다. 총 플라보노이드 함량 역시 과피가 과육보다 6.8배 높았다. DPPH radical 소거능과 ABTS radical 소거능 역시 과피의 소거능이 더 높았다. 과육과 과피 추출물은 2,000 μg/mL 농도까지 세포 독성이 나타나지 않았다. NO 생성억제 효과를 측정한 결과 모든 농도에서 과피의 NO 생성 억제 효과가 과육보다 더 높게 나타났다. IL-1β와 IL-6의 생성 억제 효과 역시 과피가 과육보다 높게 나타났다. 항산화 물질 함량과 항산화 활성의 경우 셀레늄, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 함량 모두 항산화 활성과 0.993∼0.999까지의 높은 상관관계가 있는 것으로 분석되었다. 항산화 물질과 항염증 효과 간에도 정의 상관관계가 나타났다. 백용과 과육과 과피의 건조시간(70℃에서 6, 12, 18, 24시간)과 첨가비율(과육:과피 1:0, 1:1, 1:3, 3:1, 0:1)을 달리하여 제조한 시료를 우림 온도(60℃ 75℃, 90℃)를 달리하여 제조한 차의 총 폴리페놀 함량은 12시간 건조시킨 과피만 포함된 시료를 90℃에서 우린 차가 가장 높았고, 총 플라보노이드 함량은 12시간 건조시킨 과육1: 과피3 비율의 시료를 90℃에서 우린 차가 가장 높았다. DPPH radical 소거능은 12시간 건조시킨 과육1: 과피3 비율의 시료를 75℃에서 우린 차가 가장 높았고, ABTS radical 소거능의 경우 24시간 건조시킨 과피만 포함된 시료를 90℃에서 우린 차와 12시간 건조시킨 과육1: 과피3 비율의 시료를 90℃에서 우린 차가 가장 높았다. 관능평가 결과 12시간 건조시킨 과육과 과피를 1:3 비율로 혼합한 후 60℃에서 우린 차와 12시간 건조시킨 과피만 60℃에서 우린 차, 6시간 건조시킨 과피만 75℃에서 우린 차가 전체적인 만족도가 가장 높은 차로 선택되었다. 본 연구를 통해 백용과 과육과 과피의 생리활성(항산화, 항염증) 효과를 확인할 수 있었고, 건조조건과 혼합비율, 우림 온도에 따라 생리활성 효과가 달라지는 것도 확인할 수 있었다. 백용과의 과피는 과육보다 항산화 물질 함량이 높고, 항산화 활성과 항염증 효과가 우수했고, 과육과 과피가 혼합되었을 때 시너지 효과가 있었다. 다양한 생리활성 지표들에 대한 확인이나 최적의 건조시간, 혼합비율 등에 대한 확인이 조금 부족하지만, 위의 결과는 아열대 작물 중 유망 작물로 선정된 백용과의 생산량이 증가할 것으로 보이는 시기에 폐기되는 과피의 생리활성 효과를 높여 소비하는 방법을 확인했다는데 의의를 둘 수 있을 것이다. 건조시간과 우림 온도에 따라 항산화 활성 및 항산화 물질 함량이 달라지며, 혼합비율에 따라 시너지 효과의 크기도 달라지므로, 본 연구 결과를 바탕으로 과육과 과피의 최적 건조시간, 혼합비율 등에 대한 후속 연구가 시행되기를 기대한다.