Inhibitory effect of the extracts of miscellaneous cereals on enzymatic activities of a-amylase and a-glucosidase : 잡곡류 추출물의 a-amylase 및 a-glucosidase 효소활성 저해효과원문보기
국립식량과학원 기능성작물부에서 제공받은 13종의 잡곡류의 80% 에탄올 추출물과 유기용매별 분획물을 기질과 a-amylase 혼합액에 섞어 반응을 시킨 결과 에탄올 추출물 중 찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물이 69.3%로 저해활성이 가장 높았으며 기장 (정곡)은 55.6%로 비교적 높은 저해활성을 보였다. 이 두 작물의 유기용매별 분획물을 처리한 실험에서는 methylene chloride 분획물에서 가장 높은 저해활성을 보여주었다. 에탄올 추출물과 분획물들 중 가장 활성이 높았던 찰수수 (정곡)와 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획물을 15 분에서 1 시간동안 열처리를 한 후 a-amylase의 저해활성과 1~2 시간동안 산 처리 후 a-amylase 저해활성을 살펴본 결과 열처리 및 산 처리 후에도 methylene chloride 분획물의 a-amylase 저해활성은 감소하지 않았다. 13가지 잡곡류의 80% EtOH 추출물들의 a-glucosidase에 대한 저해활성을 측정한 결과, 황금찰수수 (정곡)의 80% EtOH 추출물이 가장 효과가 우수하였고 (90.8%), 황금찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물은 같은 양의 acarbose보다 a-glucosidase 저해활성이 더 강한 것을 확인하였다. 각 잡곡류의 80% EtOH 추출물에 함유된 phenolic compound의 양을 확인한 결과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물에서 121.1 mg/mg으로 가장 많은 phenolic compound가 검출되었다. 식용피 (조곡)와 찰수수 (정곡)도 각각 66.8 mg/mg, 42.7 mg/mg의 phenolic compound가 함유된 것을 확인하였다. 이 세 가지 잡곡들의 각 유기용매 분획별로 phenolic compound의 함량을 측정한 결과 EtOAc 분획물에서 가장 많은 phenolic compound가 확인되어 phenolic compound는 a-amylase와 a-glucosidase의 저해활성과는 큰 관련이 없음을 확인하였다. 기장 (정곡)과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물과 유기용매 분획물의 GC-MS 분석결과 a-amylase 저해활성이 가장 높았던 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획에서 가장 많이 함유된 linoleic acid를 처리하여 a-amylase의 저해활성을 측정한 결과 linoleic acid는 a-amylase의 저해활성이 있었지만 분획물에 함유된 양과 비슷한 양의 linoleic acid의 저해율을 비교하였을 때 활성이 약 3배 낮았다. Linoleic acid는 a-glucosidase를 저해하였으나 황금찰수수 (조곡)의 n-hexane과 methylene chloride 분획에 함유된 linoleic acid의 함량과 비교하면 활성을 나타내지 못하여 a-amylase와 a-glucosidase 저해에 유효한 단일물질이 linoleic acid가 아닌 것을 확인할 수 있었다. Mouse를 이용한 황금찰수수 (조곡)의 에탄올 추출물의 식후혈당강하효과를 실험한 결과 ...
국립식량과학원 기능성작물부에서 제공받은 13종의 잡곡류의 80% 에탄올 추출물과 유기용매별 분획물을 기질과 a-amylase 혼합액에 섞어 반응을 시킨 결과 에탄올 추출물 중 찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물이 69.3%로 저해활성이 가장 높았으며 기장 (정곡)은 55.6%로 비교적 높은 저해활성을 보였다. 이 두 작물의 유기용매별 분획물을 처리한 실험에서는 methylene chloride 분획물에서 가장 높은 저해활성을 보여주었다. 에탄올 추출물과 분획물들 중 가장 활성이 높았던 찰수수 (정곡)와 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획물을 15 분에서 1 시간동안 열처리를 한 후 a-amylase의 저해활성과 1~2 시간동안 산 처리 후 a-amylase 저해활성을 살펴본 결과 열처리 및 산 처리 후에도 methylene chloride 분획물의 a-amylase 저해활성은 감소하지 않았다. 13가지 잡곡류의 80% EtOH 추출물들의 a-glucosidase에 대한 저해활성을 측정한 결과, 황금찰수수 (정곡)의 80% EtOH 추출물이 가장 효과가 우수하였고 (90.8%), 황금찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물은 같은 양의 acarbose보다 a-glucosidase 저해활성이 더 강한 것을 확인하였다. 각 잡곡류의 80% EtOH 추출물에 함유된 phenolic compound의 양을 확인한 결과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물에서 121.1 mg/mg으로 가장 많은 phenolic compound가 검출되었다. 식용피 (조곡)와 찰수수 (정곡)도 각각 66.8 mg/mg, 42.7 mg/mg의 phenolic compound가 함유된 것을 확인하였다. 이 세 가지 잡곡들의 각 유기용매 분획별로 phenolic compound의 함량을 측정한 결과 EtOAc 분획물에서 가장 많은 phenolic compound가 확인되어 phenolic compound는 a-amylase와 a-glucosidase의 저해활성과는 큰 관련이 없음을 확인하였다. 기장 (정곡)과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물과 유기용매 분획물의 GC-MS 분석결과 a-amylase 저해활성이 가장 높았던 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획에서 가장 많이 함유된 linoleic acid를 처리하여 a-amylase의 저해활성을 측정한 결과 linoleic acid는 a-amylase의 저해활성이 있었지만 분획물에 함유된 양과 비슷한 양의 linoleic acid의 저해율을 비교하였을 때 활성이 약 3배 낮았다. Linoleic acid는 a-glucosidase를 저해하였으나 황금찰수수 (조곡)의 n-hexane과 methylene chloride 분획에 함유된 linoleic acid의 함량과 비교하면 활성을 나타내지 못하여 a-amylase와 a-glucosidase 저해에 유효한 단일물질이 linoleic acid가 아닌 것을 확인할 수 있었다. Mouse를 이용한 황금찰수수 (조곡)의 에탄올 추출물의 식후혈당강하효과를 실험한 결과 가용성 전분만을 투여한 대조군에 비하여 황금찰수수 (조곡) 에탄올 추출물을 가용성 전분과 함께 투여한 실험군에서 식후혈당의 급격한 상승이 억제됨을 확인하였다. 이 결과로 황금찰수수 (조곡)의 에탄올 추출물이 장내의 탄수화물 소화효소인 a-glucosidase를 억제하여 장내에서 soluble starch가 분해되는 것을 억제하여 장내에서 탄수화물의 흡수를 억제하여 식후에 혈당의 급격한 상승을 완화시키는 효과가 있음을 증명하였다.
국립식량과학원 기능성작물부에서 제공받은 13종의 잡곡류의 80% 에탄올 추출물과 유기용매별 분획물을 기질과 a-amylase 혼합액에 섞어 반응을 시킨 결과 에탄올 추출물 중 찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물이 69.3%로 저해활성이 가장 높았으며 기장 (정곡)은 55.6%로 비교적 높은 저해활성을 보였다. 이 두 작물의 유기용매별 분획물을 처리한 실험에서는 methylene chloride 분획물에서 가장 높은 저해활성을 보여주었다. 에탄올 추출물과 분획물들 중 가장 활성이 높았던 찰수수 (정곡)와 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획물을 15 분에서 1 시간동안 열처리를 한 후 a-amylase의 저해활성과 1~2 시간동안 산 처리 후 a-amylase 저해활성을 살펴본 결과 열처리 및 산 처리 후에도 methylene chloride 분획물의 a-amylase 저해활성은 감소하지 않았다. 13가지 잡곡류의 80% EtOH 추출물들의 a-glucosidase에 대한 저해활성을 측정한 결과, 황금찰수수 (정곡)의 80% EtOH 추출물이 가장 효과가 우수하였고 (90.8%), 황금찰수수 (정곡)의 에탄올 추출물은 같은 양의 acarbose보다 a-glucosidase 저해활성이 더 강한 것을 확인하였다. 각 잡곡류의 80% EtOH 추출물에 함유된 phenolic compound의 양을 확인한 결과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물에서 121.1 mg/mg으로 가장 많은 phenolic compound가 검출되었다. 식용피 (조곡)와 찰수수 (정곡)도 각각 66.8 mg/mg, 42.7 mg/mg의 phenolic compound가 함유된 것을 확인하였다. 이 세 가지 잡곡들의 각 유기용매 분획별로 phenolic compound의 함량을 측정한 결과 EtOAc 분획물에서 가장 많은 phenolic compound가 확인되어 phenolic compound는 a-amylase와 a-glucosidase의 저해활성과는 큰 관련이 없음을 확인하였다. 기장 (정곡)과 황금찰수수 (조곡)의 80% EtOH 추출물과 유기용매 분획물의 GC-MS 분석결과 a-amylase 저해활성이 가장 높았던 기장 (정곡)의 methylene chloride 분획에서 가장 많이 함유된 linoleic acid를 처리하여 a-amylase의 저해활성을 측정한 결과 linoleic acid는 a-amylase의 저해활성이 있었지만 분획물에 함유된 양과 비슷한 양의 linoleic acid의 저해율을 비교하였을 때 활성이 약 3배 낮았다. Linoleic acid는 a-glucosidase를 저해하였으나 황금찰수수 (조곡)의 n-hexane과 methylene chloride 분획에 함유된 linoleic acid의 함량과 비교하면 활성을 나타내지 못하여 a-amylase와 a-glucosidase 저해에 유효한 단일물질이 linoleic acid가 아닌 것을 확인할 수 있었다. Mouse를 이용한 황금찰수수 (조곡)의 에탄올 추출물의 식후혈당강하효과를 실험한 결과 가용성 전분만을 투여한 대조군에 비하여 황금찰수수 (조곡) 에탄올 추출물을 가용성 전분과 함께 투여한 실험군에서 식후혈당의 급격한 상승이 억제됨을 확인하였다. 이 결과로 황금찰수수 (조곡)의 에탄올 추출물이 장내의 탄수화물 소화효소인 a-glucosidase를 억제하여 장내에서 soluble starch가 분해되는 것을 억제하여 장내에서 탄수화물의 흡수를 억제하여 식후에 혈당의 급격한 상승을 완화시키는 효과가 있음을 증명하였다.
In our investigation, most effective a-amylase inhibitory activity was shown at glutinous sorghum and proso millet among the 80% EtOH extracts of 13 miscellaneous cereals, and the n-hexane and MC fractions had strongest inhibitory effect on a-amylase. The MC fractions of glutinous sorghum, and proso...
In our investigation, most effective a-amylase inhibitory activity was shown at glutinous sorghum and proso millet among the 80% EtOH extracts of 13 miscellaneous cereals, and the n-hexane and MC fractions had strongest inhibitory effect on a-amylase. The MC fractions of glutinous sorghum, and proso millet, 200 mg/ml of acarbose were treated with heat (15 ~ 60 min) and acid (pH 2.0; 1 ~ 2 hr) then mixed with enzyme reaction mixtures, there was no change of inhibitory activity against a-amylase. So, we could find that a-amylase inhibitors which were contained in cereals were stable against long time heating and strong acidic conditions like mammalian stomach. Among the 80% EtOH extracts of 13 miscellaneous cereals, the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum had strongest inhibitory effect on a-glucosidase, and the second was the 80% EtOH extract of barnyardgrass. Especially, the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum was stronger 1.5 times than same amount of acarbose. The 30 mg/ml of n-hexane and MC fractions of golden glutinous sorghum were strongest inhibitory activity against a-glucosidase, these inhibitory activity were similar to 340 times condensed acarbose (5 mg/ml). Total phenolic compound contents were most in EtOAc fractions golden glutinous sorghum, and barnyardgrass, glutinous sorghum, so we could confirm that phenolic acid was not a-amylase and a-glucosidase inhibitor. We can also confirm that linoleic acid was not a-amylase and a-glucosidase inhibitor by the test of inhibitory activity of linoleic acid on a-amylase and a-glucosidase. In animal experiment, we could confirm that the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum suppressed the rapidly increase of postprandial blood glucose level. The result indicated that the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum might delay the absorption of carbohydrates after meal. In the further study, we need more detailed and careful GC-MS analysis to find single molecule which inhibit effectively a-amylase and a-glucosidase. The 80% EtOH extracts of cereals will be treated to diabetes induced mice with streptozotocin, and confirm that the cereal extracts are effective to lowering postprandial blood glucose level and able to use instead of acarbose.
In our investigation, most effective a-amylase inhibitory activity was shown at glutinous sorghum and proso millet among the 80% EtOH extracts of 13 miscellaneous cereals, and the n-hexane and MC fractions had strongest inhibitory effect on a-amylase. The MC fractions of glutinous sorghum, and proso millet, 200 mg/ml of acarbose were treated with heat (15 ~ 60 min) and acid (pH 2.0; 1 ~ 2 hr) then mixed with enzyme reaction mixtures, there was no change of inhibitory activity against a-amylase. So, we could find that a-amylase inhibitors which were contained in cereals were stable against long time heating and strong acidic conditions like mammalian stomach. Among the 80% EtOH extracts of 13 miscellaneous cereals, the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum had strongest inhibitory effect on a-glucosidase, and the second was the 80% EtOH extract of barnyardgrass. Especially, the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum was stronger 1.5 times than same amount of acarbose. The 30 mg/ml of n-hexane and MC fractions of golden glutinous sorghum were strongest inhibitory activity against a-glucosidase, these inhibitory activity were similar to 340 times condensed acarbose (5 mg/ml). Total phenolic compound contents were most in EtOAc fractions golden glutinous sorghum, and barnyardgrass, glutinous sorghum, so we could confirm that phenolic acid was not a-amylase and a-glucosidase inhibitor. We can also confirm that linoleic acid was not a-amylase and a-glucosidase inhibitor by the test of inhibitory activity of linoleic acid on a-amylase and a-glucosidase. In animal experiment, we could confirm that the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum suppressed the rapidly increase of postprandial blood glucose level. The result indicated that the 80% EtOH extract of golden glutinous sorghum might delay the absorption of carbohydrates after meal. In the further study, we need more detailed and careful GC-MS analysis to find single molecule which inhibit effectively a-amylase and a-glucosidase. The 80% EtOH extracts of cereals will be treated to diabetes induced mice with streptozotocin, and confirm that the cereal extracts are effective to lowering postprandial blood glucose level and able to use instead of acarbose.
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