본 연구는 한방화장품의 원료로써 사용이 되는 약용식물들의 부위별 및 추출용매에 따른 추출물의 효능효과의 차이를 기술하였다. 기존의 단일성분 분석법 보다 실제로 성분의 복합체인 추출물에 대하여 항산화 관련 효능효과 시험법을 적용하였다. 일차적으로 항산화활성을 가지는 약용식물을 선별한 후, 문헌상 부위별로 사용이 가능한 약용식물 11종을 선정하여 DPPH radical 소거활성 및 hydroxyl radical 소거활성과 같이 널리 알려진 시험법을 통하여 차이를 확인하였다. 예를 들자면 Trachelospermum asiaticum 경우 aerial part와 fruit를 비교하면 DPPH radical 소거활성인 경우 값이 각각 $25.2 {\pm} 0.2$와 $62.4 {\pm}1.6$로 fruit가 2.4배의 높은 효과를 보이며, hydroxyl radical 소거 활성의 경우에는 fruit에서는 효과를 보이지만 aerial part에서는 효과를 확인할 수 없었다. 몇 가지 다른 식물들도 같은 형태를 보여주고 있다. 이 결과로 약용식물 또는 유효성분을 가지는 식물을 추출함에 있어서 부위별 추출이 고려되어야 함을 알 수 있었다. 또한 약용과 염료용으로 많이 사용이 되는 Lithospermum erythrorhizon를 선정하여 추출용매를 변경시킴으로써 용매에 따른 효과 차이를 확인하였다. 실제로 superoxide scavenging activity값을 측정한 결과 용매에 따라 효과 차이가 $10{\sim}80%$ 발생함을 확인함으로써 약용식물 추출하여 사용 시 부위별 또는 추출 용매별로 차이가 있음을 고려하여 제품에 적용시 발생 가능한 오차를 줄여야 한다는 것을 보여주었다.
본 연구는 한방화장품의 원료로써 사용이 되는 약용식물들의 부위별 및 추출용매에 따른 추출물의 효능효과의 차이를 기술하였다. 기존의 단일성분 분석법 보다 실제로 성분의 복합체인 추출물에 대하여 항산화 관련 효능효과 시험법을 적용하였다. 일차적으로 항산화활성을 가지는 약용식물을 선별한 후, 문헌상 부위별로 사용이 가능한 약용식물 11종을 선정하여 DPPH radical 소거활성 및 hydroxyl radical 소거활성과 같이 널리 알려진 시험법을 통하여 차이를 확인하였다. 예를 들자면 Trachelospermum asiaticum 경우 aerial part와 fruit를 비교하면 DPPH radical 소거활성인 경우 값이 각각 $25.2 {\pm} 0.2$와 $62.4 {\pm}1.6$로 fruit가 2.4배의 높은 효과를 보이며, hydroxyl radical 소거 활성의 경우에는 fruit에서는 효과를 보이지만 aerial part에서는 효과를 확인할 수 없었다. 몇 가지 다른 식물들도 같은 형태를 보여주고 있다. 이 결과로 약용식물 또는 유효성분을 가지는 식물을 추출함에 있어서 부위별 추출이 고려되어야 함을 알 수 있었다. 또한 약용과 염료용으로 많이 사용이 되는 Lithospermum erythrorhizon를 선정하여 추출용매를 변경시킴으로써 용매에 따른 효과 차이를 확인하였다. 실제로 superoxide scavenging activity값을 측정한 결과 용매에 따라 효과 차이가 $10{\sim}80%$ 발생함을 확인함으로써 약용식물 추출하여 사용 시 부위별 또는 추출 용매별로 차이가 있음을 고려하여 제품에 적용시 발생 가능한 오차를 줄여야 한다는 것을 보여주었다.
This study was to describe the differences in efficacy and effect of herbal extracts by the part and solvent extraction from the medical plants used as materials of oriental herbs cosmetics. And, this study was to apply to the test method of efficacy and effect related to the antioxidation as herbal...
This study was to describe the differences in efficacy and effect of herbal extracts by the part and solvent extraction from the medical plants used as materials of oriental herbs cosmetics. And, this study was to apply to the test method of efficacy and effect related to the antioxidation as herbal extracts, complex of actual ingredient, not existing analytical methods of single ingredient. After screening the medical plants with the antioxidative activity primarily and selecting 11 sorts of medical plants to be used by the part in the literature, this study was to confirm the differences through the well-known test methods like DPPH radical scavenging activity test and hydroxyl radical scavenging activity test. For examples, in case of Trachelospermum asiaticum, compared with the aerial part and fruit, the value of DPPH radical scavenging activity test had $25.2 {\pm} 0.2$ and $62.4 {\pm}1.6$ each. It has shown that the value of fruit had 2.4 times higher effect than the one of aerial part. In case of hydroxyl scavenging activity test, it was effective in the fruit, but it has shown that there was no effect on the aerial part. It showed the same phenomena in some other plants. From the result above, this researcher could understand that it needed to consider extracting the medical plants or plants with the active principle by the part. Also, this study was to confirm the differences in effect according to the solvent as it changed the solvent extraction after selecting a plant (Lithospermum erythrorhizon) widely used for medicine and dye. As a result of measuring the actual value of superoxide scavenging activity test, this study was to consider that there were differences by the part or solvent extraction in extracting and using the medical plants as it has shown that the effect differences produced $10{\sim}80%$ according to the solvent. When it was applied to the products, this study has shown that it needed to decrease the possible errors.
This study was to describe the differences in efficacy and effect of herbal extracts by the part and solvent extraction from the medical plants used as materials of oriental herbs cosmetics. And, this study was to apply to the test method of efficacy and effect related to the antioxidation as herbal extracts, complex of actual ingredient, not existing analytical methods of single ingredient. After screening the medical plants with the antioxidative activity primarily and selecting 11 sorts of medical plants to be used by the part in the literature, this study was to confirm the differences through the well-known test methods like DPPH radical scavenging activity test and hydroxyl radical scavenging activity test. For examples, in case of Trachelospermum asiaticum, compared with the aerial part and fruit, the value of DPPH radical scavenging activity test had $25.2 {\pm} 0.2$ and $62.4 {\pm}1.6$ each. It has shown that the value of fruit had 2.4 times higher effect than the one of aerial part. In case of hydroxyl scavenging activity test, it was effective in the fruit, but it has shown that there was no effect on the aerial part. It showed the same phenomena in some other plants. From the result above, this researcher could understand that it needed to consider extracting the medical plants or plants with the active principle by the part. Also, this study was to confirm the differences in effect according to the solvent as it changed the solvent extraction after selecting a plant (Lithospermum erythrorhizon) widely used for medicine and dye. As a result of measuring the actual value of superoxide scavenging activity test, this study was to consider that there were differences by the part or solvent extraction in extracting and using the medical plants as it has shown that the effect differences produced $10{\sim}80%$ according to the solvent. When it was applied to the products, this study has shown that it needed to decrease the possible errors.
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문제 정의
대부분의 약용식물들은 하나의 개체에 있어서는 비슷한 효능을 갖지만, 일부에서는 부위에 따라 전혀 다른 효능과 효과를 보이기도 한다. 따라서 약용식물을 선정한 후, 이를 과학적 실험법을 통하여 같은 동일체라도 추출부위와 추출용매에 따라 차이가 있음을 확인하여 한방 원료화에 있어서 좀더 과학적이고 다각적인 적용이 필요함을 보여주고자 한다. 이에 한방추출물을 기기를 이용한 성분분석 보다는 항산화 관련 실험을 통하여 효과를 확인하고자 하였다.
또한 항산화 활성을 가지는 것으로 보이는 acetylshikonin, β - dimethylcryl shikonin, isobutylshikonin이 함유된 Li~ thospermum eiythrorhizon 선정하여 추출용매가 다를 경우 어떤 차이를 보이는가를 간단한 실험으로 살펴봄으로써 약용식물에서 추출물을 직접적으로 얻고자 할 때는 좀 더 기술적인 접근이 필요함을 알아보고자 하였다.
이들 중 일부는 약용식물에 함유되어 있다. 이들과 관련된 시험법은 superoxide를 dismutase시킴으로써 superoxide를 소거하는 효소인 superoxide dismutase (SOD)의 활성 측정법, DPPH radical 소거활성측정법, hydroxyl radical 소거 활성측정법 등이 있는데 이번실험에 선택적으로 적용하여 추출 부위와 추출용매에 따라 효능 및 효과의 차이가 발생함을 확인하고자 하였다[7,8].
이번 연구에서도 약용식물을 선택한 후 이를 문헌에 의해 사용이 되는 부위별로 세절한 다음에 효과가 어떻게 나타나는가를 측정함으로써 같은 식물체라도 부위별로 효과에 있어 차이를 보임을 알아보고자 하였다. 또한 항산화 활성을 가지는 것으로 보이는 acetylshikonin, β - dimethylcryl shikonin, isobutylshikonin이 함유된 Li~ thospermum eiythrorhizon 선정하여 추출용매가 다를 경우 어떤 차이를 보이는가를 간단한 실험으로 살펴봄으로써 약용식물에서 추출물을 직접적으로 얻고자 할 때는 좀 더 기술적인 접근이 필요함을 알아보고자 하였다.
따라서 약용식물을 선정한 후, 이를 과학적 실험법을 통하여 같은 동일체라도 추출부위와 추출용매에 따라 차이가 있음을 확인하여 한방 원료화에 있어서 좀더 과학적이고 다각적인 적용이 필요함을 보여주고자 한다. 이에 한방추출물을 기기를 이용한 성분분석 보다는 항산화 관련 실험을 통하여 효과를 확인하고자 하였다. 일차적으로 약용식물을 대상으로 적용의 방향과 목적을 정하여 실험 방법과 실험범위를 선택하고자 하였다.
이에 한방추출물을 기기를 이용한 성분분석 보다는 항산화 관련 실험을 통하여 효과를 확인하고자 하였다. 일차적으로 약용식물을 대상으로 적용의 방향과 목적을 정하여 실험 방법과 실험범위를 선택하고자 하였다. 이에 항산화적인 개념을 고려하여 사용이 되는 방법으로는 DPPH radical 소거활성, superoxide radical 소거활성, 그리고 hydroxyl radical 소거활성, Nitric oxide 저해활성, 지질 과산화 억제활성 등의 비교적 간단한 실험과 세포 배양을 이용한 과산화에 대한 세포보호 활성 실험이 있다.
가설 설정
a)Each MeOH extract of plant was treated at 100 pL/mL as final concentration.
제안 방법
Lithospermum etythrorhizon을 채취한 후 적당히 건조세절한 다음 methanol를 이용하여 실온에서 2주간 추출하는 방법과 달리 화장품원료로 사용이 되는 성분을 이용하는 방법으로 추출물을 제조하였다. 먼저 건조된 Lithospermum erythrorhizon을 적당히 세절한 다음 정제수 74.
여과된 보라색 추출물을 이용하여 superoxide scavenging activity를 측정을 한다. 같은 방법으로 정제수 30%를 각각 1, 3-butylene glycol, Glycerine, propylene glycol로 각각 동량 대체를 하여 추출액을 얻은 후 마찬가지로 각각 superoxide scaven- ging activity를 확인한다.
15% bovine serum albumin (sigma) 50㎕, 0, 75 mM NBT (sigma) 50㎕를 넣는다. 그후 0.3% Xanthine oxidase (sigma) 50를 넣어 25℃ 에서 20 min간 반응시키고 6 mM CuCh (sigma) 50㎕를 넣어 UN-Visible spectrum을 560 nm에서 측정하여 용매에 따른 차이를 확인하였다. Contr이은 Xanthine oxidase 50㎕ 대신 정제수를 50 ㎕를 넣어서 측정한다.
4 × 10-4 M, ethanol) 190㎕를 가한 후 실온에서 30 min간 반응시켜 각 반응액의 흡광도를 517 nm에서 측정하였다. 대조군으로는 시료 대신 DMSO를 가하여 시료의 흡광도 감소 정도를 다음 식을 이용해 측정하였는데 결과적으로 11가지의 약용식물을 선택되었다.
방법으로 추출물을 제조하였다. 먼저 건조된 Lithospermum erythrorhizon을 적당히 세절한 다음 정제수 74.95%, Lithospermum erythrorhizon을 30.00%, EDTA- 2Na 0.05%의 비율로 25℃에서 Stirrer를 이용하여 충분히 1 h 동안 교반하고 밀봉한 후 45℃ incubater에서 72 h 방치를 한다. 그리고 30℃에서 5 min 정도 저어준 후 여과한다.
생체 내에서 발생하는 free radicale 종류와 반응이 매우 다양하여 수 많은 방법에 의해서 연구를 할 수 있다. 본 연구의 목적인 약용식물들의 추출부위 및 용매에 따른 효능효과의 차이를 확인하고자 할 때 항산화 관련 시험법중에 몇 가지를 적용하였다. 실험방법 및 실험 시약, 실험장비 등의 경제성을 고려한다면 이 연구에서 사용한 방법을 사용하면 부위별 그리고 용매별로 효능에 차이를 쉽게 확인할 수 있다.
실험에 사용한 약용 식물을 선별하기 위해서 (주)한생화장품 내에 보관된 한방관련 천연식물 확증 표본을 근거로 비교선별한 후, free radical scavenging activity test인 l, l-Diphenyh2-picrylhydrazyl radical법에 의거하여 실험하였다. 이에 일차적으로 채취된 식물재료를 적당히 세절한 다음 methanol를 이용하여 실온에서 2주간 추출하였다.
그리고 30℃에서 5 min 정도 저어준 후 여과한다. 여과된 보라색 추출물을 이용하여 superoxide scavenging activity를 측정을 한다. 같은 방법으로 정제수 30%를 각각 1, 3-butylene glycol, Glycerine, propylene glycol로 각각 동량 대체를 하여 추출액을 얻은 후 마찬가지로 각각 superoxide scaven- ging activity를 확인한다.
실험방법 및 실험 시약, 실험장비 등의 경제성을 고려한다면 이 연구에서 사용한 방법을 사용하면 부위별 그리고 용매별로 효능에 차이를 쉽게 확인할 수 있다. 유효성분을 추출시에 고려해야 할 조건을 실험적으로 입증을 하였다.
이 반응은 Fenton reaction에 의해 생성된 hydroxyl radicale deoxyribose를 분해하고, 이때 생성된 MDA의 양을 측정함으로써 화합물의 hydroxyl radical를 측정하였다. 그 값은 식물에 따라 부위 별 차이가 존재한다.
이는 fenton reaction에 의해 생성된 hydroxyl rad~ ical 은 deoxyribose를 분해하여 malondialdehyde (MDA) 를생성하므로 최종 생성된 MDA의 양을 측정함으로써 화합물의 hydroxyl radical의 소거활성을 확인하였다. 시료 10 phsphate butter (20 mM, pH 7.
20% TCA 250 μL와 1% TBA 250 μL를가한 후 95℃에서 5 min간 반응을 시켰다. 이를 원심분리기로 원심 분리한 후 532 nm에서 흡광도를 측정하였으며 대조군에 대한 MDA의 생성감소정도로써 hydroxyl radical 소거활성을 측정하였다.
실험하였다. 이에 일차적으로 채취된 식물재료를 적당히 세절한 다음 methanol를 이용하여 실온에서 2주간 추출하였다. 먼저 추출액의 일부를 microcentrifuge tube에 넣고 농축하여 건조한다.
이론/모형
약용 확증 표본을 근거로 일차 확인 후, 항산화 관련 포괄적인 효능효과에 대한 실험인 free radical scavenging activity test 중에서 l,l-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical법에 의거 실시하였다. 이 방법은 시료들의 free radical의 소거능력이나 수소의 공여능력을 평가하는 방법으로 화장품 및 식품에서 널리 이용되고 있다.
이 반응은 Haliwell 및 Abuja의 방법에 의해 실시를 하였다. 이는 fenton reaction에 의해 생성된 hydroxyl rad~ ical 은 deoxyribose를 분해하여 malondialdehyde (MDA) 를생성하므로 최종 생성된 MDA의 양을 측정함으로써 화합물의 hydroxyl radical의 소거활성을 확인하였다.
따라서 증가하였다[4]. 이러한 이유로 이번 연구는 주로 항산화관련 시험법을 선택하였다. 실제로 스트레스, 자외선에 대한 노출은 인체에 활성산소를 생성시키는데, 이에 대하여 인체는 스스로를 보호하는 방어능력을 보이지만, 활성산소의 생성이 생체 방어능력을 초과하면 피부 노화 및 파괴가 진행이 된다[5].
추출 용매의 종류에 따라 발생하는 효능 효과를 차이를 확인하고자 superoxide dismutase을 확인하고자 Wako 방법에 의해 측정하였다. 0.
성능/효과
실제로 140여개 약용식물추출물 중에서 일차적으로 선별된 11가지의 약용식물을 부위별로 추출하여 시험한 결과, 같은 식물체라도 부위별로 효능효과의 차이가 발생한다는 것은 실제로 확인을 하였다(Table 1). 약용식물 중에서 일부는 부위에 따른 차이가 없지만 반면에 부위별로 추출할 때 효능효과의 차이가 있는 식물이 존재한다.
실제로 정제수보다는 용매를 글리세린이나 PG, 1.3-BG 등으로 변경할때 효과는 0.2%와 0.3%의 농도에서 10 ~ 80% 정도 증가함을 확인하였다. 이 결과로 추출시에 적당한 용매를 선택한다면 사용되는 약용식물의 양을 줄이거나 효과를 증가시켜 좀 더 효과적인 데이터를 얻을 수 있다.
일반적으로 superoxide 자체는 반응성이 비교적 약하지만 superoxide dismutase (SOD)에 의해 쉽게 H2O2로 변환되어 결국 반응성이 강한 · OH를 생성하거나 nitric oxide와 반응함으로써 반응성이 강한 peroxy nitrite를 생성하여 단백질의 변성, 지질 과산화, DNA의 손상을 일으키는 원인이 되므로 superoxide radical을 효과적으로 소거할 수 있는 성분은 세포나 조직의 산화를 억제할 수 있기 때문에 항산화 관련하여 중요한 시험법 중에 하나다[13]. 실험결과 같은 조건이라도 용매에 따라 추출물의 효과가 다르게 나타남을 확인하였다.
본 연구의 목적인 약용식물들의 추출부위 및 용매에 따른 효능효과의 차이를 확인하고자 할 때 항산화 관련 시험법중에 몇 가지를 적용하였다. 실험방법 및 실험 시약, 실험장비 등의 경제성을 고려한다면 이 연구에서 사용한 방법을 사용하면 부위별 그리고 용매별로 효능에 차이를 쉽게 확인할 수 있다. 유효성분을 추출시에 고려해야 할 조건을 실험적으로 입증을 하였다.
하지만 화장품 및 미용 산업에서 최근 관심이 증가되고 있는 한방 또는 약용 식물성분인 경우에는, 약용식물들이 가지는 성분들 사이에 복합성과 외부조건에 대한 불안정성 때문에 효능과 효과를 복합적인 요인이 존재하는 제품에 적용함에 있어 많은 문제점이 있다. 약용식물체를 이용하여 추출물을 제조하여 화장품 용도로 사용할 때 그들이 가지는 단일 성분만을 이용하기 위한 분석 결과보다 그들이 가지는 추출물의 효능과 효과를 이용하고자 한다면 추출 부위별 효과의 차이와 동시에 추출 방법의 차이를 고려해야 함을 증명하였다. 이번 연구에서 효능효과를 비교하고자 적용한 항산화 관련 시험법은 쉽게 실험할 수 있고, 또한 식물성분의 효과를 증명하는데 적당하다.
약용식물체를 이용하여 추출물을 제조하여 화장품 용도로 사용할 때 그들이 가지는 단일 성분만을 이용하기 위한 분석 결과보다 그들이 가지는 추출물의 효능과 효과를 이용하고자 한다면 추출 부위별 효과의 차이와 동시에 추출 방법의 차이를 고려해야 함을 증명하였다. 이번 연구에서 효능효과를 비교하고자 적용한 항산화 관련 시험법은 쉽게 실험할 수 있고, 또한 식물성분의 효과를 증명하는데 적당하다. 생체 내에서 발생하는 free radicale 종류와 반응이 매우 다양하여 수 많은 방법에 의해서 연구를 할 수 있다.
이러한 점도 식물을 이용한 추출시 고려할 사항 중 하나임을 알 수 있었다. 특히 원료중에 racheloside, mata- iresinoside, nortracheloside, dambonitol, β -sitostero-Iglucoside, cymarose 성분들이 함유된 Trachelospermum asiaticum인 경우에는 fruit와 aerial part와에 있어 각각 62.4 ± 1.6와 25.2 ± 0.2로 2.47배의 효과 차이를 나타내며, Cassiae los인 경우에는 aerial part에서는 88.8 ± 4.8와 root에서는 39.0 ± 0.6으로 227배의 DPPH radical scavenging activity효과의 차이를 보여 주었다. 그 외에 약용식물도 일부는 Table 1처럼 부위에 따라 차이를 나타내었다.
후속연구
3%의 농도에서 10 ~ 80% 정도 증가함을 확인하였다. 이 결과로 추출시에 적당한 용매를 선택한다면 사용되는 약용식물의 양을 줄이거나 효과를 증가시켜 좀 더 효과적인 데이터를 얻을 수 있다. 물론 이러한 실험에 사용이 된 실험법들이 한정적일 수는 있지만 객관적인 관점에서 본다면 실험 시에 시간과 비용의 손실을 줄일 수 있음을 보여준다.
참고문헌 (13)
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