[논문]칡뿌리의 항균활성과 Isoflavonoid 화합물에 관한 연구

신수철; 강성구; 장미정

칡뿌리의 항균활성과 Isoflavonoid 화합물에 관한 연구
A Study on the Screening of Antimicrobial Activity and the Isoflavonoids in Korean Arrowroot 원문보기

칡뿌리를 이용한 건강식품의 개발 가능성을 탐색하고자 항균활성과 isoflavonoid 화합물을 분석한 결과는 다음과 같다. 항균활성은 칡뿌리의 methanol 추출물의 용매분획물중 에틸아세테이트 분획물에서 나타났으며 암칡보다는 숫칡에서 활성이 높고 그람 음성균에서 활성이 크게 나타났다. 그리고 ethyl-acetate분획물은 7~9% 수율로 얻어졌고 silical gel TLC에서 CH$_2$Cl$_2$ : $CH_3$OH=7 : 3 전개용매로 puerarin은 Rf치 0.60 daidzin은 Rf치 0.69를 나타내었으며 isoflavonoid중 purearin의 함량이 가장 많고 daidzin 그리고 daidzein은 소량 함유된 것으로 나타났으며 이들의 함량은 숫칡보다 암칡에서 높게 나타났다.

The experiments were carried out to investigate the antimicrobial activity and the content of isoflavonoids each fraction of the methanol extract from Korean arrowroots. The strongest antimicrobical fraction of the methanol extract was the etylacetate fraction and the other fraction was not detected antimicrobial activity. The yield of the ethylacetate fractation was 7~9% of the methanol extract of Korean arrowroot TLC was carried out using silical gel plate and CH$_2$C1$_2$- $CH_3$OH(7 : 3) and puerarin, daizin were detected by spraying 10% H$_2$SO$_4$ and Rf was 0.60 and 0.69, respectively. Puerarin, daidzin and daidzein contents were determined of the ethylacetate fraction of the sample Puerarin and daidzin contents were abundant in the samples of November, while daidzein content was abundant in the sample of Februery.

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문제 정의

전보(신, 1997)에서 저자는 우리나라 산야에 대단히 많이 분포하고 있는 칡뿌리 를 가공식품으로 개발 하는데가공제품 생산의 기초자료로 이용하기 위 하 여 필요한 자료를 얻을 목적으로 채취 시기별, 형태별로 몇 가지 영양성분을 분석하여 보고하였다. 그런데 칡 뿌리는 주로 차 의 원료와 약초로 이용되어 왔는데(육, 1989), 약용 관련 연구보고로는 항산화 작용(오, 1990), 약리적 영향(Masatoshi, 1975), antivirus, 항혈 액 응고, 고혈압 등의 약리 작용(Junei 등, 1987 ; Takashi 등, 1992)。] 있고, 몇 가지의 flavonoid 화합물 (Koichi 등, 1982 ; Junko 등, 1984 ; Yukio 등, 1988 ; Yoshimi 등, 1988 ; Takaaki 등, 1993)과 방향족 화합 물(Junei 등, 1985 ; Toshihiro 등, 1993)에 대한 연구보고가 있다.

제안 방법

용출 용매계는 dichlromethane과 methanol을 사용한 step- wise용출법을 사용하였고 얻어진 분획물들은 TLC 로 분리를 확인하였다. TLC는 Kisel gel 60 F 254(Merk) 판상에 CH₂CI2-CHQH = 7 : 3의 전개용매를 사용하고 sp아는 UV(254nm, 375nm) 하에서 관찰하고 10%-H₂SO₄ 발색시 약을 분무하여 확인 후 Rf 값을 측정 하였다.
각 시료들의 methanol 추출물을 분획여 두로 hexane, ethylacetate, 수포화butanol순으로 용매분획 하고 약 40P에서 감압 농축하여 항균력과 isoflavonoid계 화합물의 검색에 이용하였다.
그런데 칡 뿌리는 주로 차 의 원료와 약초로 이용되어 왔는데(육, 1989), 약용 관련 연구보고로는 항산화 작용(오, 1990), 약리적 영향(Masatoshi, 1975), antivirus, 항혈 액 응고, 고혈압 등의 약리 작용(Junei 등, 1987 ; Takashi 등, 1992)。] 있고, 몇 가지의 flavonoid 화합물 (Koichi 등, 1982 ; Junko 등, 1984 ; Yukio 등, 1988 ; Yoshimi 등, 1988 ; Takaaki 등, 1993)과 방향족 화합 물(Junei 등, 1985 ; Toshihiro 등, 1993)에 대한 연구보고가 있다. 그래서 칡 뿌리를 이용한 가공식품이 기능성 을 갖는 건강식품으로 개발 가능성을 탐색하고자 먼저 항균 활성과 항산화 작용 등이 밝혀진 isoflavonoid 화합물을 분석 하였다.
추출된 시료의 항균력 검정은 한천배지 확산법 (Disc plate method)으로 측정하였다. 즉 0.45um membrane filter로 시 료를 여과하여 제균하고 멸균된 8mm filter paper disc에 고형물 함량으로 0.8mg/disc 흡수시 킨 후 추출용매를 완전히 날려 보내고 평판배지 표면에 놓아 밀착시키고 4P 냉장고에서 1시간 동안 방치 후 incubator에서 30P로 48시간 동안 배양하여 disc 주변의 clear zone의 직경(mm)을 측정하여 항균력 을 비 교하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 균주는 그람 양성균으로 Bacillus cereus, 그람 음성 균으로 Escherichia coli와 Salmonella typhimurium 3균주를 선정하여 사용하였으며 배지는 nutrient 한천배지를 사용하였다.
본 실험에 사용한 칡은 전남 구례군 월전리에서 7월 말, 11월 초, 2월 말 3회, 형태별로(암칡, 수칡) 수집 하여 가볍게 수세한 후 세절하여 냉동 저 장한 재료를 일정량의 methanol로 추출 여과하고 여액을 감압 진 공농축기 (Mitamura Co., Japan)로 농축하여 얻은 methanol 추출물을 냉동 저 장하면서 시료로 사용하 였다.

이론/모형

얻어진 획분들을 농축하여 90% methanol로 정용한 다음 오 등(1990) 방법에 따라 HPLC로 분석하였 으며, 정량은 표준품의 peak면적 에 대한 각peak면적 비로 계산하였고 분석 조건은 표 1과 같다.
Methanol 추출물을 용매 분획하여 얻은 에틸아세테 이트층을 silical gel column chromatography를 행 하 여 다시 여러 개의 subfraction으로 분리하였다. 용출 용매계는 dichlromethane과 methanol을 사용한 step- wise용출법을 사용하였고 얻어진 분획물들은 TLC 로 분리를 확인하였다. TLC는 Kisel gel 60 F 254(Merk) 판상에 CH₂CI2-CHQH = 7 : 3의 전개용매를 사용하고 sp아는 UV(254nm, 375nm) 하에서 관찰하고 10%-H₂SO₄ 발색시 약을 분무하여 확인 후 Rf 값을 측정 하였다.
추출된 시료의 항균력 검정은 한천배지 확산법 (Disc plate method)으로 측정하였다. 즉 0.

성능/효과

각종 시료의 비슷한 methanol 추출물을 용매분획 한 결과 butanol 획분이 58〜68%이 었고 수용액 획 분 이 20〜30%이었고 에틸아세테이트 획분이 7〜9% 이 었으며 나머지 4〜5%가 hexane획 분으로 나타났다. 이들 획분 중 항균 활성이 강한 에틸아세테이트 획분은 11월 수칡에서 많은 량이 얻어졌고 반면에 11월 암칡에서 가장 적은 량이 얻어졌으며 시기에 관계없이 수칡 에 서 많은 량으로 나타났으며 7월과 2월 채취 시료는 비슷한 함량을 나타내었다.
항균 활성 은 칡 뿌리의 methanol 추출물의 용매분획물 중 에틸아세테이트 분획물에서 나타났으며 암칡보다는 숫칡에서 활성이 높고 그람 음성균에서 활성이 크게 나타났다. 그리고 ethylacetate분획물은 7〜9% 수율로 얻어졌고 silical gel TLG에 서 CH2Cb : CHQH = 7:3 전 개 용매로 puerarin 은 Rf치 0.60 daidzin은 Rf치 0.69를 나타내었으며 isoflavonoid중 purearin^] 함량이 가장 많고 daidzin 그리고 daidzein은 소량 함유된 것으로 나타났으며 이들의 함량은 숫칡보다 암칡에서 높게 나타났다.
이들 획분 중 항균 활성이 강한 에틸아세테이트 획분은 11월 수칡에서 많은 량이 얻어졌고 반면에 11월 암칡에서 가장 적은 량이 얻어졌으며 시기에 관계없이 수칡 에 서 많은 량으로 나타났으며 7월과 2월 채취 시료는 비슷한 함량을 나타내었다. 또한 에틸아세테이트 분획물을 dichloromethane과 methanol 을 이용한 단계 적 용출법으로 silica g이 chromato- graphy를 행하여 얻은 여러 개의 sub- fraction을 TLC 하였는데 전개용매를 CH₂C₁₂ -CHQH = 7 : 3으로 한 결과 isoflavonoid 화합물 중 칡에 함유된 daidzin은 Rf 0.69를 그리고 pueiarin은 Rf치 0.60을 나타내었다. 이러한 결과는 Junk。등(1984)의 결과와 비슷하였다.
칡 뿌리에 함유된 isoflavonoid 화합물 중 3종류를 정량하였는데 채취 시기와 종류에 관계없이puerarine이 가장 많은 량 함유되었으며 daidzin 그리고 daid- zein 이 가장소량 함유되었고 11월 채취한 칡뿌리에 다량 함유되었으며 종류별로는 암칡에 다량 함유된 것으로 나타났다. 3가지 화합물의 함량의 결과는 오등(1990)의 함량보다는 낮은 함량을 나타냈으며 Junko 등(1984)의 결과와는 비슷한 경향을 보였으며 Takaaki 등(1993)의 한방탕액의 1일 함량 중 puerarin 은 50〜 130mg으로 보고하여 본 시료에 충분하고 daidzin과 daidzein의 함량은 거의 비슷한 함량을 나타내 여섭취 하기에 적합한 함량으로 판단되 었다.
용매분획물 중 에틸아세테이트 분획물에서만 항균 활성 이 나타나고 다른 분획물에서는 항균 활성 이 나타나지 않았다. 칡의 종류별로는 암칡의 추출물보다 수칡의 추출물에서 항균력이 큰 것으로 나타났고 균주는 그람 음성균인 E. coli와 S. typhimurium가 그 람 양성 균인 B. cereus보다 높은 활성을 나타내 었다.
칡 뿌리 를 이용한 건강식품의 개발 가능성을 탐색하고자 항균 활성 과 isoflavonoid 화합물을 분석한 결과는 다음과 같다. 항균 활성 은 칡 뿌리의 methanol 추출물의 용매분획물 중 에틸아세테이트 분획물에서 나타났으며 암칡보다는 숫칡에서 활성이 높고 그람 음성균에서 활성이 크게 나타났다. 그리고 ethylacetate분획물은 7〜9% 수율로 얻어졌고 silical gel TLG에 서 CH2Cb : CHQH = 7:3 전 개 용매로 puerarin 은 Rf치 0.

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