[논문]헛개열매 추출물의 산 가수분해에 의한 알코올 분해 효능 증대

강성희; 김성문; 김진현

헛개열매 추출물의 산 가수분해에 의한 알코올 분해 효능 증대
Method of Using Acid Hydrolysis to Increase the Efficacy of Decreasing Alcohol Concentration from Hovenia dulcis Extract 원문보기

한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering, v.20 no.2 = no.91, 2005년, pp.129 - 132

강성희 (공주대학교 화학공학부) , 김성문 (공주대학교 화학공학부) , 김진현 (공주대학교 화학공학부)

초록
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본 연구는 헛개열매 추출물의 pH를 산성으로 조절한 산 가수분해 방법에 의하여 헛개열매 추출물에 배당체 형태로 존재하는 알코올분해 효능을 가진 생리활성물질 ((+)-dihydromyricetin)의 양을 증가시켰다. 반응온도 $80^{\circ}C$, 반응시간 4hr, 반응 pH 2.0에서 $124\%$의 알코올분해 효능이 증가하여 최적임을 알 수 있었다. 산 가수분해 전 후에 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin의 양이 $30\%$ 증가함을 알 수 있었으며, 또한 헛개열매 추출물에 포함되어 있는 고분자 물질이 분해됨을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This work was a method that used an acid hydrolysis for increasing the efficacy of decreasing alcohol concentration from Hovenia dulcis extract. For acid hydrolysis, the best pH was 2.0 to obtain a maximum alcohol dehydrogenase activity at fixed reaction temperature and time. At pH 2.0, reaction temperature $80^{\circ}C$ and reaction time 4 hr gave the highest activity which was $124\%$ of control. The bioactive compound, (+)-dihydromyricetin, content increased to $30\%$ after acid hydrolysis. This is very simple and efficient method to increase the efficacy of decreasing alcohol concentration from Hovenia dulcis extract.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

HPLC (Waters, USA) 분석방법에 의해 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin의 함량을 분석하였다. 헛개열매를 열수 추출하고 ethyl ether를 가하여 상 분리후 상층액 (ethylether 층)만을 회수하여 농축 후 분석에 사용하였다.
HPLC (Waters, USA)를 이용하여 산 가수분해 전 후에 당 성분의 변화를 확인하였다. HPLC 분석은 CHO 820 column (7.
pH 2.0, 반응온도 80°C, 반응시간 4 hr 조건에서 산 가수분해 한 추출물을 시료로 사용하여 산 가수분해 전 후의 당 성분 변화를 확인하였다. HPLC를 이용하여 헛개 열매 추출물을 이용한 산 가수분해 전후의 당 분석 결과를 Fig.
5 ml/min, column 온도는 90°C, 시료 주입량은 10 迎이며 RI detecter 를 사용하였다. 또한 산 가수분해 전후의 미지 성분만을분취, 농축하고, MALDI-TOF-MS (ABI Voyager DE-STR, USA) 분석을 통하여 분자량을 확인하였다. 장치는 300 nm nitrogen laser 및 1.
2에 나타내었다. 배당체 형태로 존재하는 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin을 산 가수분해에 의해 배당체에 결합되어있는 당과 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin을 분리하여 생리 활성 물질의 생산량을 증대시켰다.
본 연구는 헛개열매 추출물의 pH를 산성으로 조절한 산 가수분해 방법에 의하여 헛개열매 추출물에 배당체 형태로 존재하는 알코올분해 효능을 가진 생리 활성물질 ((+)- dihydromyricetin)의 양을 증가시켰다. 반응온도 80°C, 반응시간 4 hr, 반응 pH 2.
본 연구에서는 헛개나무의 열매 속에 포함되어 있는 배당체 (glycoside)를 산 가수분해 방법으로 분해하여 알코올분해 및 간기능 회복에 효능이 있는 생리활성물질 ((+)-dihydromyricetin)5] 생산성을 증대시켰다. 산 가수분해조건을 최적화하였으며, 또한 생산성 증대 기작 (mechanism) 을 규명하였다.
69 정도이며, 이를 2 N HC₁ 용액으로 산 처리하여 산 가수분해 실험을 수행하였다. 산 가수분해 온도는 70°C, 80°C, 90°C이며 water bath에서 온도 조절하여 10시간 동안 반응을 시켰다. 온도변화, 반응시간, pH 등의 산 처리 조건 변화에 따른 효능을 알코올 분해효소 (alcohol dehydrogenase, ADH)의 활성 분석을 통하여 확인하였다.
생산성을 증대시켰다. 산 가수분해조건을 최적화하였으며, 또한 생산성 증대 기작 (mechanism) 을 규명하였다.
알코올 분해 효소의 활성 측정은 50 mM sodium pyrophosphate, 95% (v/v) ethanol, 15 mM NAD에 효소액을 가하고, 효소작용으로 생성된 NADH 를 UV/Visible spectrophotometer (Jenway 6505, Japan)를 사용하여 340 nm 에서 흡광도를 측정하였다(8). 헛개열매 추출물 대신 증류수를 첨가하여 control로 사용하였다.
상층액만을 실험에 사용하였다. 열수 추출 후 헛개열매추출물의 pH는 4.65-4.69 정도이며, 이를 2 N HC₁ 용액으로 산 처리하여 산 가수분해 실험을 수행하였다. 산 가수분해 온도는 70°C, 80°C, 90°C이며 water bath에서 온도 조절하여 10시간 동안 반응을 시켰다.
산 가수분해 온도는 70°C, 80°C, 90°C이며 water bath에서 온도 조절하여 10시간 동안 반응을 시켰다. 온도변화, 반응시간, pH 등의 산 처리 조건 변화에 따른 효능을 알코올 분해효소 (alcohol dehydrogenase, ADH)의 활성 분석을 통하여 확인하였다.
실험의 재료로 사용하였다. 헛개나무를 열매, 잎, 줄기로 나누어 채집하고 건조시킨 뒤 분쇄 (1 mtn)하여 시료 중량에 대해 각각 10배의 증류수로 10시간 동안 100°C에서 hot plate를 사용하여 열수 추출하였다. 추출물은 Whatman 0.
함량을 분석하였다. 헛개열매를 열수 추출하고 ethyl ether를 가하여 상 분리후 상층액 (ethylether 층)만을 회수하여 농축 후 분석에 사용하였다. HPLC 분석은 C₁₈ column (4.

대상 데이터

0 ml/min, 시료 주입량은 20 迎, UV detecter (254 nm)를 사용하였다. (+)-Dihydromyricetin 표준물질은 Guilin Natural Ingredients Inc. (Guilin, China) 제품 (순도 > 80%)을 사용하였다(10).
본 실험에서 사용한 헛개나무 (Hovenia 의 열매, 잎 및 줄기는 충청남도 공주시에서 2004년에 채집하여 냉동 보관하면서 실험의 재료로 사용하였다. 헛개나무를 열매, 잎, 줄기로 나누어 채집하고 건조시킨 뒤 분쇄 (1 mtn)하여 시료 중량에 대해 각각 10배의 증류수로 10시간 동안 100°C에서 hot plate를 사용하여 열수 추출하였다.
또한 산 가수분해 전후의 미지 성분만을분취, 농축하고, MALDI-TOF-MS (ABI Voyager DE-STR, USA) 분석을 통하여 분자량을 확인하였다. 장치는 300 nm nitrogen laser 및 1.178 m flight tube가 장착되어 있으며 양이온 모드에서 측정되었다. 사용된 가속전압은 25 kV이며 delayed extraction mode를 이용한 linear 조건에서 측정하였으며 external calibration (matrix: 2, 5-dihydroxybenzoic acid, MW = 154.
헛개열매 열수 추출물을 고속원심분리기 (high-speed centrifuge)를 이용하여 헛개열매 추출물의 침전물을 제거하고 상층액만을 실험에 사용하였다. 열수 추출 후 헛개열매추출물의 pH는 4.
헛개열매 추출물로부터 원심분리기를 이용하여 침전물을 제거한 상등액을 실험 재료로 사용하였다. 헛개열매 추출물의 pH는 4.

성능/효과

0에서 124% 활성이 증가하여 최대치를 보였다. pH 3.0에서는 120% 활성이 증가하였으며 pH 4.0에서는 오히려 활성이 감소하여 산 가수분해를 위한 최적의 pH는 2.0임을 알 수 있었다. 반면에 Fig.
0에서도 반응온도가 80°C, 반응시간 4 hr에서 120%로 활성이 증가하여 최대치를 보였으며, 그 이후에는 감소하였다. pH 4.0에서는 70°C와 80°C에서 반응시간 증가에 따라 효소 활성이 증가하였으며 반응시간 10 hr에서 각각 107%, 110%를 나타내어 최대치를 보였다(data not shown). 이상의 산 가수분해 실험에서 산 가수분해를 위해 반응 pH 2.
따라서 산 가수분해에 의해 고분자 물질들이 분해되어 저분자 물질로 전환됨을 알 수 있었다. 또한 산 가수분해 전후에 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin의 함량을 HPLC로 분석한 결과 산 가수분해 후에 약 30%가 증가됨을알 수 있었다.
양을 증가시켰다. 반응온도 80°C, 반응시간 4 hr, 반응 pH 2.0에서 124%의 알코올분해 효능이 증가하여 최적임을 알 수 있었다. 산 가수분해 전 후에 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin의 양이 30% 증가함을 알 수 있었으며, 또한 헛개열매 추출물에 포함되어 있는 고분자 물질이 분해됨을 확인할 수 있었다.
5에 나타내었다. 반응온도 9CTC 와 80°C 에서는 반응시간 4 hr에서 알코올 분해 효소 활성의 증가를 확인할 수 있었으며, 반응온도가 증가할수록 활성이 증가하다가 반응온도 80°C, 반응시간 4 hr에는 124%의 활성의 증가를 보여 최대치를 나타내었으며 그 이후에는 활성이 오히려 감소하였다. 이러한 감소현상은 낮은 pH, 높은 온도 및 반응시간의 지속으로 효능성분의 분해에 따른 것으로 판단된다(13).
0에서 124%의 알코올분해 효능이 증가하여 최적임을 알 수 있었다. 산 가수분해 전 후에 생리활성물질인 (+)-dihydromyricetin의 양이 30% 증가함을 알 수 있었으며, 또한 헛개열매 추출물에 포함되어 있는 고분자 물질이 분해됨을 확인할 수 있었다.
7에 나타내었다. 산 가수분해 전에는 미지의 성분 내에 분자량이 큰 다당류 (분자량: 700~1, 700) 들이많이 함유되어 있었으나, 산 가수분해 후에는 미지의 성분 내에 분자량이 큰 다당류들이 가수분해되어 분자량이 상대적으로 작은 다당류 (분자량: 700~1, 000)로 전환됨을 알 수 있었다. 따라서 산 가수분해에 의해 고분자 물질들이 분해되어 저분자 물질로 전환됨을 알 수 있었다.
단당류 (glucose, fructose)와 이당류 (sucrose), 그리고 미지 (unknown)의 성분이 확인되었다. 산 가수분해 후이당류인 sucrose (75%)는 감소하는 반면 단당류인 glucose (40%)와 fructose (22%), 그리고 미지의 성분 (9%)은 증가함을 알 수 있었다. 산 가수분해 전 후의 미지의 성분을 HPLC를, 이용하여 분취하고 농축하여 MALDI-TOF로 분자량을 확인하여 Fig.
4에서 보는 바와 같이 헛개나무의 잎과 줄기의 경우에는 산 가수분해 전후에 효소활성 증가가 전혀 확인되지 않음을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 헛개나무의 잎과 줄기에는 열매와 달리 생리활성물질이 거의 없었으며, 또한 배당체 형태로도 존재하지 않아 산 가수분해의 효과도 없음을 알 수 있었다.
0에서는 70°C와 80°C에서 반응시간 증가에 따라 효소 활성이 증가하였으며 반응시간 10 hr에서 각각 107%, 110%를 나타내어 최대치를 보였다(data not shown). 이상의 산 가수분해 실험에서 산 가수분해를 위해 반응 pH 2.0, 반응온도 80°C, 반응시간 4 hr이 최적 조건임을 알 수 있었다.

참고문헌 (13)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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