요약 다양한 영양성분을 함유할 뿐만 아니라 생리활성이 우수한 참죽의 기능성 식품소재로의 이용가능성을 확인하고자 참죽으로부터 폴리페놀 및 다당류를 분획하고 이들의 생리기능성을 측정하였다. 이를 위해 동결건조된 참죽분말을 열수, 에탄올, Ultrasonic 및 효소(Viscozyme, Shearzyme)를 이용하여 기능성분을 추출하고 추출방법에 따른 참죽의 폴리페놀 분획 및 다당류 분획의 기능적 특성을 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 건조된 참죽의 일반성분을 분석한 결과 탄수화물이 68.15%로 대부분 차지하고 있었으며, 이 외 ...
요약 다양한 영양성분을 함유할 뿐만 아니라 생리활성이 우수한 참죽의 기능성 식품소재로의 이용가능성을 확인하고자 참죽으로부터 폴리페놀 및 다당류를 분획하고 이들의 생리기능성을 측정하였다. 이를 위해 동결건조된 참죽분말을 열수, 에탄올, Ultrasonic 및 효소(Viscozyme, Shearzyme)를 이용하여 기능성분을 추출하고 추출방법에 따른 참죽의 폴리페놀 분획 및 다당류 분획의 기능적 특성을 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 건조된 참죽의 일반성분을 분석한 결과 탄수화물이 68.15%로 대부분 차지하고 있었으며, 이 외 조단백질이 13.57%, 조섬유가 11.26%, 조회분이 8.99%로 나타났다. 2. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 수율은 VphF가 53.44%로 가장 높은 수율을 보였으며 그 다음 SphF가 37.01%, WphF는 36.67% 마지막으로 EphF가 26.96%를 보였다. SphF와 WphF 수율은 추출방법 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 수율을 측정한 결과, WpoF, SpoF, UpoF, VpoF의 수율은 각각 3.23%, 3.51%, 2.58%, 2.00%로 나타났다. 3. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 총 폴리페놀함량 및 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 폴리페놀 함량은 EphF가 547.98 mg GAE/g으로 가장 높은 함량을 보였으며 다음 WphF(233.21 mg GAE/g), VphF(198.26 mg GAE/g), SphF(165.28 mg GAE/g) 순으로 높은 함량을 보였다. 플라보노이드 함량 또한 EphF가 437.49 mg QE/g으로 가장 높은 함량을 보였으며 다음으로 WphF(261.41 mg QE/g), VphF(99.25 mg QE/g), SphF(87.88 mg QE/g) 순으로 높은 함량을 보였다. 4. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 항산화 활성을 알아보고자 전자공여능, ABTS 라디칼 소거능, Fe2+ 킬레이팅 효과, 환원력을 측정하였다. 전자공여능은 참죽 폴리페놀 분획의 농도가 증가할수록 모든 추출군의 활성이 증가함을 보였으며, EphF가 2.76 ㎍/mL로 가장 낮은 IC50을 보였다. 그 다음 WphF(26.00 ㎍/mL), SphF(117.23 ㎍/mL), VphF(93.58 ㎍/mL) 순으로 IC50을 나타냈다. ABTS 라디칼 소거능은 EphF가 845.70 ㎍/mL, WphF가 917.69 ㎍/mL로 다른 추출군에 비해 낮은 IC50을 보였으며, 두 추출군 간 유의적인 차이는 없다. Fe2+ 킬레이팅 효과는 EphF(3.85 mg/mL), WphF(7.23 mg/mL), SphF(17.62 mg/mL), VphF(22.08 mg/mL) 순으로 IC50을 나타내었으며, EphF가 가장 높은 활성을 보였다. 환원력은 1000 ㎍/mL 농도에서 EphF, WphF, SphF 및 VphF의 환원력은 각각 0.521, 0.414, 0.325 및 0.316으로 EphF의 환원력이 유의적으로 가장 높게 나타났다. 2000 ㎍/mL 농도에서는 가장 높은 환원력을 보인 EphF를 제외한 나머지 추출군 중 SphF(0.55)가 유의적으로 높은 환원력을 보였다. 5. 참죽 폴리페놀 분획의 항치매 활성을 측정한 결과 1 mg/mL, 2.5 mg/mL 농도에서는 EphF가 가장 높은 항치매 활성을 보였으나 5 mg/mL, 7 mg/mL 농도에서는 WphF가 각각 30.37%, 32.54%로 모든 추출군 중 가장 높은 활성을 보였다. 6. 폴리페놀 분획의 항당뇨 활성을 측정한 결과, 200 ㎍/mL 농도에서 아카보스는 46.80%의 저해활성을 보였으며 EphF, VphF, SphF, WphF 순으로 각각 81.14%, 70.14%, 47.57%, 21.48%의 항당뇨 활성을 보였다. 특히, EphF, SphF, VphF는 대조군인 아카보스 보다 유의적으로 높은 활성을 보였다. 7. 폴리페놀 분획의 항미백활성은 결과에서는 2000 ㎍/mL 농도에서 모든 추출군은 50% 이상의 저해활성을 보였으며, 2500 ㎍/mL 농도에서는 SphF 65.28%, EphF 63.73%, VphF 54.19%, WphF 56.99% 순의 저해활성을 보였다. 이때 SphF와 EphF 사이 유의적인 차이는 없었으며, 두 추출군은 WphF보다 유의적으로 높은 활성을 보였다. 8. 참죽의 세포독성 및 nitric oxide 생성량을 측정한 결과, 50 μg/mL 농도의 SphF를 제외한 모든 추출군은 90%가 넘는 세포 생존률을 보여 독성이 없음을 확인하였다. Nitric oxid 생성량을 측정한 결과 control과 비교하였을 때, 모든 추출군은 90% 이상의 NO 생성을 보였다. 9. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 구성당 분석 결과, 모든 추출군에서 arabinose, galactose의 함량이 가장 높았으며, 그 외 rhamnose, xylose, mannose 등을 소량으로 함유하고 있었다. 특히, SpoF는 다른 추출군에 비해 galactose(12.70 mg/100mg)와 arabinose(10.70 mg/100mg)의 함량이 높았는데 이는 세포벽 다당체와 전분의 절단을 통해 다당체의 분해가 증진된 것을 의미한다. 10. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 항산화 활성(전자공여능, ABTS 라디칼 소거능, Hydroxyl 라디칼 소거능, SOD 유사활성)을 측정한 결과는 다음과 같다. 전자공여능에서는 측정 농도가 증가함에 따라 모든 추출군의 활성이 높아졌다. WpoF는 248.03 ㎍/mL로 가장 낮은 IC50을 보였으며 다음 UpoF(607.02 ㎍/mL), SpoF(923.95 ㎍/mL), VpoF(996.88 ㎍/mL) 순으로 IC50을 보였다. ABTS 라디칼 소거능 또한 EphF(3.27 mg/mL)가 가장 낮은 IC50을 보였으며 그 다음 SpoF, UpoF, VpoF 순으로 활성을 보였다. 참죽 다당류의 Hydroxyl 라디칼 소거능에서 WpoF는 717.46 ㎍/mL, SpoF는 898.78 ㎍/mL IC50을 보여 다른 추출군 UpoF(1402.96 ㎍/mL), VpoF(1561.89 ㎍/mL)보다 유의적으로 낮은 IC50을 보였으며, WpoF와 SpoF 두 추출군 사이 유의적인 차이는 없었다. SOD 유사활성에서는 WpoF가 4.44 mg/mL로 가장 낮은 IC50을 보였으며 그 다음 SpoF가 5.39 ㎍/mL의 값을 보였으나 두 추출군 간 유의적 차이는 없었다. 두 추출군은 Upo(6.44 ㎍/mL), VpoF(6.31 ㎍/mL)보다 유의적으로 낮은 IC50을 보였다. 11. 참죽 다당류 분획의 항미백 활성 측정 결과, tyrosinase 저해활성은 측정 농도가 증가할수록 모든 추출군의 활성이 증가하였다. 2500 ㎍/mL 농도에서는 WpoF(51.23%)가 유의적으로 높은 활성을 보였으며, UpoF(43.84%), SpoF(41.87%), VpoF(36.95%) 순으로 높은 활성을 보였다. 3000, 4000 ㎍/mL 농도에서 SpoF는 다른 추출군에 비해 유의적으로 높은 활성을 보였다 12. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 α-amylase 저해활성 결과는 모든 측정 농도 구간에서 WpoF가 유의적으로 가장 높은 저해활성을 보였다. 2000 ㎍/mL 농도에서 WpoF(86.92%)는 추출물 중 가장 높은 저해활성을 보였으며, 다음으로 SpoF(60.69%), UpoF(53.85%), VpoF(52/25%) 순의 활성을 보였다. 모든 추출군은 대조구인 아카보스 보다 낮은 저해활성을 보였으나 WpoF는 아카보스의 가장 가까운 활성을 보였다. 13. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 glucose 및 bile acid 흡수지연 효과를 확인하였다. Glucose흡수 지연 효과를 확인한 결과, 투석시간 30분 경과했을 때 SpoF는 다른 추출군에 비해 높은 흡수 지연 효과를 보였으며, 대조구인 CMC의 glucose 흡수지연 효과에 가장 가까운 값을 나타내었다. 투석시가 90분 경과했을 때 VpoF를 제외하고 UpoF, SpoF는 흡수지연 효과가 감소함을 보였다. Bile acid 흡수지연 효과에는 투석시간이 30분 경과했을 때 CMC가 가장 높은 지연지수를 보였으며 다음 VpoF, SpoF, UpoF의 순으로 흡수 지연 지수를 보였다. 투석 1시간을 경과했을 때 VpoF 30.9%, SpoF 6.4%, UpoF 5.7%로 투석시간 30분에 비해 증가된 흡수 지연 지수를 보였으나, 투석시간을 5시간 연장했을 때 CMC는 22.7%, VpoF, UpoF, SpoF는 50%가 넘는 bile acid 투과율을 보여 bile acid 흡수지연 효과는 낮은 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 및 다당류 분획의 기능적 특성을 확인하였다. 참죽의 폴리페놀 분획은 항산화, 항당뇨, 항치매, 항미백의 높은 활성을 보였으며 특히 에탄올추출 및 열수추출은 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 참죽의 다당류 분획에서는 열수추출 및 효소추출(Shearzyme)이 뛰어난 항산화 및 항당뇨 활성을 보였다. 이를 통해 참죽의 폴리페놀 및 다당류 분획의 기능성을 이용한 기능성 식품 및 화장품 소재 등의 개발 기초자료로 제공 할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 조추출물이 아닌 단일화합물 분리 및 정제 연구를 통해 참죽의 폴리페놀 및 다당류 분획의 높은 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.
요약 다양한 영양성분을 함유할 뿐만 아니라 생리활성이 우수한 참죽의 기능성 식품소재로의 이용가능성을 확인하고자 참죽으로부터 폴리페놀 및 다당류를 분획하고 이들의 생리기능성을 측정하였다. 이를 위해 동결건조된 참죽분말을 열수, 에탄올, Ultrasonic 및 효소(Viscozyme, Shearzyme)를 이용하여 기능성분을 추출하고 추출방법에 따른 참죽의 폴리페놀 분획 및 다당류 분획의 기능적 특성을 비교하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 건조된 참죽의 일반성분을 분석한 결과 탄수화물이 68.15%로 대부분 차지하고 있었으며, 이 외 조단백질이 13.57%, 조섬유가 11.26%, 조회분이 8.99%로 나타났다. 2. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 수율은 VphF가 53.44%로 가장 높은 수율을 보였으며 그 다음 SphF가 37.01%, WphF는 36.67% 마지막으로 EphF가 26.96%를 보였다. SphF와 WphF 수율은 추출방법 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 수율을 측정한 결과, WpoF, SpoF, UpoF, VpoF의 수율은 각각 3.23%, 3.51%, 2.58%, 2.00%로 나타났다. 3. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 총 폴리페놀함량 및 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 폴리페놀 함량은 EphF가 547.98 mg GAE/g으로 가장 높은 함량을 보였으며 다음 WphF(233.21 mg GAE/g), VphF(198.26 mg GAE/g), SphF(165.28 mg GAE/g) 순으로 높은 함량을 보였다. 플라보노이드 함량 또한 EphF가 437.49 mg QE/g으로 가장 높은 함량을 보였으며 다음으로 WphF(261.41 mg QE/g), VphF(99.25 mg QE/g), SphF(87.88 mg QE/g) 순으로 높은 함량을 보였다. 4. 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 분획의 항산화 활성을 알아보고자 전자공여능, ABTS 라디칼 소거능, Fe2+ 킬레이팅 효과, 환원력을 측정하였다. 전자공여능은 참죽 폴리페놀 분획의 농도가 증가할수록 모든 추출군의 활성이 증가함을 보였으며, EphF가 2.76 ㎍/mL로 가장 낮은 IC50을 보였다. 그 다음 WphF(26.00 ㎍/mL), SphF(117.23 ㎍/mL), VphF(93.58 ㎍/mL) 순으로 IC50을 나타냈다. ABTS 라디칼 소거능은 EphF가 845.70 ㎍/mL, WphF가 917.69 ㎍/mL로 다른 추출군에 비해 낮은 IC50을 보였으며, 두 추출군 간 유의적인 차이는 없다. Fe2+ 킬레이팅 효과는 EphF(3.85 mg/mL), WphF(7.23 mg/mL), SphF(17.62 mg/mL), VphF(22.08 mg/mL) 순으로 IC50을 나타내었으며, EphF가 가장 높은 활성을 보였다. 환원력은 1000 ㎍/mL 농도에서 EphF, WphF, SphF 및 VphF의 환원력은 각각 0.521, 0.414, 0.325 및 0.316으로 EphF의 환원력이 유의적으로 가장 높게 나타났다. 2000 ㎍/mL 농도에서는 가장 높은 환원력을 보인 EphF를 제외한 나머지 추출군 중 SphF(0.55)가 유의적으로 높은 환원력을 보였다. 5. 참죽 폴리페놀 분획의 항치매 활성을 측정한 결과 1 mg/mL, 2.5 mg/mL 농도에서는 EphF가 가장 높은 항치매 활성을 보였으나 5 mg/mL, 7 mg/mL 농도에서는 WphF가 각각 30.37%, 32.54%로 모든 추출군 중 가장 높은 활성을 보였다. 6. 폴리페놀 분획의 항당뇨 활성을 측정한 결과, 200 ㎍/mL 농도에서 아카보스는 46.80%의 저해활성을 보였으며 EphF, VphF, SphF, WphF 순으로 각각 81.14%, 70.14%, 47.57%, 21.48%의 항당뇨 활성을 보였다. 특히, EphF, SphF, VphF는 대조군인 아카보스 보다 유의적으로 높은 활성을 보였다. 7. 폴리페놀 분획의 항미백활성은 결과에서는 2000 ㎍/mL 농도에서 모든 추출군은 50% 이상의 저해활성을 보였으며, 2500 ㎍/mL 농도에서는 SphF 65.28%, EphF 63.73%, VphF 54.19%, WphF 56.99% 순의 저해활성을 보였다. 이때 SphF와 EphF 사이 유의적인 차이는 없었으며, 두 추출군은 WphF보다 유의적으로 높은 활성을 보였다. 8. 참죽의 세포독성 및 nitric oxide 생성량을 측정한 결과, 50 μg/mL 농도의 SphF를 제외한 모든 추출군은 90%가 넘는 세포 생존률을 보여 독성이 없음을 확인하였다. Nitric oxid 생성량을 측정한 결과 control과 비교하였을 때, 모든 추출군은 90% 이상의 NO 생성을 보였다. 9. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 구성당 분석 결과, 모든 추출군에서 arabinose, galactose의 함량이 가장 높았으며, 그 외 rhamnose, xylose, mannose 등을 소량으로 함유하고 있었다. 특히, SpoF는 다른 추출군에 비해 galactose(12.70 mg/100mg)와 arabinose(10.70 mg/100mg)의 함량이 높았는데 이는 세포벽 다당체와 전분의 절단을 통해 다당체의 분해가 증진된 것을 의미한다. 10. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 항산화 활성(전자공여능, ABTS 라디칼 소거능, Hydroxyl 라디칼 소거능, SOD 유사활성)을 측정한 결과는 다음과 같다. 전자공여능에서는 측정 농도가 증가함에 따라 모든 추출군의 활성이 높아졌다. WpoF는 248.03 ㎍/mL로 가장 낮은 IC50을 보였으며 다음 UpoF(607.02 ㎍/mL), SpoF(923.95 ㎍/mL), VpoF(996.88 ㎍/mL) 순으로 IC50을 보였다. ABTS 라디칼 소거능 또한 EphF(3.27 mg/mL)가 가장 낮은 IC50을 보였으며 그 다음 SpoF, UpoF, VpoF 순으로 활성을 보였다. 참죽 다당류의 Hydroxyl 라디칼 소거능에서 WpoF는 717.46 ㎍/mL, SpoF는 898.78 ㎍/mL IC50을 보여 다른 추출군 UpoF(1402.96 ㎍/mL), VpoF(1561.89 ㎍/mL)보다 유의적으로 낮은 IC50을 보였으며, WpoF와 SpoF 두 추출군 사이 유의적인 차이는 없었다. SOD 유사활성에서는 WpoF가 4.44 mg/mL로 가장 낮은 IC50을 보였으며 그 다음 SpoF가 5.39 ㎍/mL의 값을 보였으나 두 추출군 간 유의적 차이는 없었다. 두 추출군은 Upo(6.44 ㎍/mL), VpoF(6.31 ㎍/mL)보다 유의적으로 낮은 IC50을 보였다. 11. 참죽 다당류 분획의 항미백 활성 측정 결과, tyrosinase 저해활성은 측정 농도가 증가할수록 모든 추출군의 활성이 증가하였다. 2500 ㎍/mL 농도에서는 WpoF(51.23%)가 유의적으로 높은 활성을 보였으며, UpoF(43.84%), SpoF(41.87%), VpoF(36.95%) 순으로 높은 활성을 보였다. 3000, 4000 ㎍/mL 농도에서 SpoF는 다른 추출군에 비해 유의적으로 높은 활성을 보였다 12. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 α-amylase 저해활성 결과는 모든 측정 농도 구간에서 WpoF가 유의적으로 가장 높은 저해활성을 보였다. 2000 ㎍/mL 농도에서 WpoF(86.92%)는 추출물 중 가장 높은 저해활성을 보였으며, 다음으로 SpoF(60.69%), UpoF(53.85%), VpoF(52/25%) 순의 활성을 보였다. 모든 추출군은 대조구인 아카보스 보다 낮은 저해활성을 보였으나 WpoF는 아카보스의 가장 가까운 활성을 보였다. 13. 참죽으로부터 추출된 다당류 분획의 glucose 및 bile acid 흡수지연 효과를 확인하였다. Glucose흡수 지연 효과를 확인한 결과, 투석시간 30분 경과했을 때 SpoF는 다른 추출군에 비해 높은 흡수 지연 효과를 보였으며, 대조구인 CMC의 glucose 흡수지연 효과에 가장 가까운 값을 나타내었다. 투석시가 90분 경과했을 때 VpoF를 제외하고 UpoF, SpoF는 흡수지연 효과가 감소함을 보였다. Bile acid 흡수지연 효과에는 투석시간이 30분 경과했을 때 CMC가 가장 높은 지연지수를 보였으며 다음 VpoF, SpoF, UpoF의 순으로 흡수 지연 지수를 보였다. 투석 1시간을 경과했을 때 VpoF 30.9%, SpoF 6.4%, UpoF 5.7%로 투석시간 30분에 비해 증가된 흡수 지연 지수를 보였으나, 투석시간을 5시간 연장했을 때 CMC는 22.7%, VpoF, UpoF, SpoF는 50%가 넘는 bile acid 투과율을 보여 bile acid 흡수지연 효과는 낮은 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 참죽으로부터 추출된 폴리페놀 및 다당류 분획의 기능적 특성을 확인하였다. 참죽의 폴리페놀 분획은 항산화, 항당뇨, 항치매, 항미백의 높은 활성을 보였으며 특히 에탄올추출 및 열수추출은 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 참죽의 다당류 분획에서는 열수추출 및 효소추출(Shearzyme)이 뛰어난 항산화 및 항당뇨 활성을 보였다. 이를 통해 참죽의 폴리페놀 및 다당류 분획의 기능성을 이용한 기능성 식품 및 화장품 소재 등의 개발 기초자료로 제공 할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 조추출물이 아닌 단일화합물 분리 및 정제 연구를 통해 참죽의 폴리페놀 및 다당류 분획의 높은 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.
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