에탄올 농도에 따른 머루(Wild Grape, Vitis coignetiae) 추출물의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 Total Polyphenol Content and Antioxidative Activity of Wild Grape (Vitis coignetiae) Extracts Depending on Ethanol Concentrations원문보기
추출용매를 달리하여 마이크로웨이브로 추출한 머루의 생리활성을 측정하였다. 전자공여능, 아질산염 소거능은 모든 추출구에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였고 폴리페놀도 농도 증가에 따라 함량이 높게 나타났다. 세 가지 추출용매 중 50% 에탄올 추출 시 항산화 활성이 높았는데 이는 총 폴리페놀 함량 측정 결과와도 일치하여 머루의 항산화 활성이 폴리페놀과 밀접한 관련이 있다고 사료된다. 전반적인 활성은 전자공여능이 약 $13{\sim}101%$로 특히 1.6 g/dL 농도의 50% 에탄올 추출물의 활성의 경우 1% L-ascorbic acid보다 우수했다. 아질산염 소거능은 pH가 낮을수록 활성이 높은 경향으로 pH 1.2에서 활성이 $34{\sim}99%$로 가장 높게 측정되었다. 총 폴리페놀 함량은 농도에 따른 폴리페놀 함량의 차이가 컸으며 50% 에탄올 추출, 1.6 g/dL 농도에서 약 38.76 mM gallic acid equivalent로 가장 높았다. SOD 유사활성은 $30{\sim}50%$로 전자공여능이나 아질산염 소거능만큼 우수하진 않았지만 0.01% L-ascorbic acid보다 50%, 100% 에탄올 추출구에서 높은 활성을 보였다. 머루의 항산화 활성과 폴리페놀 함량은 밀접한 관련이 있는 것으로 보이며 폴리페놀 함량이 풍부한 머루를 이용한 항산화 건강기능성 식품 개발의 기초 자료로 제공하고자 하였다.
추출용매를 달리하여 마이크로웨이브로 추출한 머루의 생리활성을 측정하였다. 전자공여능, 아질산염 소거능은 모든 추출구에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였고 폴리페놀도 농도 증가에 따라 함량이 높게 나타났다. 세 가지 추출용매 중 50% 에탄올 추출 시 항산화 활성이 높았는데 이는 총 폴리페놀 함량 측정 결과와도 일치하여 머루의 항산화 활성이 폴리페놀과 밀접한 관련이 있다고 사료된다. 전반적인 활성은 전자공여능이 약 $13{\sim}101%$로 특히 1.6 g/dL 농도의 50% 에탄올 추출물의 활성의 경우 1% L-ascorbic acid보다 우수했다. 아질산염 소거능은 pH가 낮을수록 활성이 높은 경향으로 pH 1.2에서 활성이 $34{\sim}99%$로 가장 높게 측정되었다. 총 폴리페놀 함량은 농도에 따른 폴리페놀 함량의 차이가 컸으며 50% 에탄올 추출, 1.6 g/dL 농도에서 약 38.76 mM gallic acid equivalent로 가장 높았다. SOD 유사활성은 $30{\sim}50%$로 전자공여능이나 아질산염 소거능만큼 우수하진 않았지만 0.01% L-ascorbic acid보다 50%, 100% 에탄올 추출구에서 높은 활성을 보였다. 머루의 항산화 활성과 폴리페놀 함량은 밀접한 관련이 있는 것으로 보이며 폴리페놀 함량이 풍부한 머루를 이용한 항산화 건강기능성 식품 개발의 기초 자료로 제공하고자 하였다.
As an oriental medicinal plant, wild grape (WG, Vitis coignetiae) has been known to contain abundant nutrients compared to grape (Vitis vinifera L.) and as a source of stilbenes, a kind of polyphenol. This study was performed to investigate the antioxidative activity of WG extracts by measuring elec...
As an oriental medicinal plant, wild grape (WG, Vitis coignetiae) has been known to contain abundant nutrients compared to grape (Vitis vinifera L.) and as a source of stilbenes, a kind of polyphenol. This study was performed to investigate the antioxidative activity of WG extracts by measuring electron donating ability (EDA), nitrite scavenging ability (NSA), super oxide dismutase (SOD)-like activity and total polyphenol content (TPC). The extracts were obtained using microwave-assisted extraction (microwave power: 90 W, extraction time: 5 min, extractant: water, 50 and 100% ethanol). EDAs, SOD-like activities and TPCs were the highest at 50% ethanol extracts while conversely lowest at 100% ethanol extracts. EDAs of 50% and 100% ethanol extracts at 1.6 g/dL concentration, $97.70{\pm}0.55\;and\;98.05{\pm}0.36%$, were higher than those of 0.1 and 1% L-ascorbic acids, $101.44{\pm}0.98%\;and\;99.43{\pm}0.78%$, respectively. At the concentration of 1.6 g/dL, 50% ethanol extract showed lower NSA (pH 1.2) than water extract unlike EDA, TPC and SOD-like activity. Regarding TPCs of WG extracts, the activities were the highest at 50% ethanol extracts (1.6 g/dL: $38.76{\pm}0.23$ mM gallic acid equiv.) followed by water and 100% ethanol extracts. The results suggest the usefulness of developing functional foods using antioxidative active compounds of WG with high polyphenol contents.
As an oriental medicinal plant, wild grape (WG, Vitis coignetiae) has been known to contain abundant nutrients compared to grape (Vitis vinifera L.) and as a source of stilbenes, a kind of polyphenol. This study was performed to investigate the antioxidative activity of WG extracts by measuring electron donating ability (EDA), nitrite scavenging ability (NSA), super oxide dismutase (SOD)-like activity and total polyphenol content (TPC). The extracts were obtained using microwave-assisted extraction (microwave power: 90 W, extraction time: 5 min, extractant: water, 50 and 100% ethanol). EDAs, SOD-like activities and TPCs were the highest at 50% ethanol extracts while conversely lowest at 100% ethanol extracts. EDAs of 50% and 100% ethanol extracts at 1.6 g/dL concentration, $97.70{\pm}0.55\;and\;98.05{\pm}0.36%$, were higher than those of 0.1 and 1% L-ascorbic acids, $101.44{\pm}0.98%\;and\;99.43{\pm}0.78%$, respectively. At the concentration of 1.6 g/dL, 50% ethanol extract showed lower NSA (pH 1.2) than water extract unlike EDA, TPC and SOD-like activity. Regarding TPCs of WG extracts, the activities were the highest at 50% ethanol extracts (1.6 g/dL: $38.76{\pm}0.23$ mM gallic acid equiv.) followed by water and 100% ethanol extracts. The results suggest the usefulness of developing functional foods using antioxidative active compounds of WG with high polyphenol contents.
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문제 정의
01% L-ascorbic acid보다 50%, 100% 에탄올 추출구에서 높은 활성을 보였다. 머루의 항산화 활성과 폴리페놀 함량은 밀접한 관련이 있는 것으로 보이며 폴리페놀 함량이 풍부한 머루를 이용한 항산화 건강기능성 식품 개발의 기초 자료로 제공하고자 하였다.
머루(wild grape, Vitis coignetiae)는 쌍떡잎식물의 갈매 나무목, 포도과에 속하는 덩굴식물로서(15) 항산화 활성을 가지는 resveratrol 함량이 포도나 거봉에 비해 더 높은 것으로 알려져 있으나(16,17) 동종의 포도에 비해 생리활성 연구가 많이 이루어져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 머루에 존재하는 flavonoid, stilbene과 같은 페놀 화합물에 기인한 항산화성을 평가하고자 전자공여능 등의 항산화 평가 및 총 폴리페놀 함량을 측정하였다.
제안 방법
유용성분의 추출을 위해 2,450 MHz 주파수에 환류냉각관이 장치된 상압형 마이크로파 추출장치(MAP, Soxwave-100, Prolabo, France)를 사용하였다. 시료의 마이크로웨이브 추출조건은 추출 용매로 water, 50% ethanol, 100% ethanol을 사용하였고, 마이크로 파워는 90 W, 추출시간은 5분으로 하였다. 이렇게 하여 얻어진 추출물을 whatman filter paper(No.
시료의 마이크로웨이브 추출조건은 추출 용매로 water, 50% ethanol, 100% ethanol을 사용하였고, 마이크로 파워는 90 W, 추출시간은 5분으로 하였다. 이렇게 하여 얻어진 추출물을 whatman filter paper(No. 2)에 거른 후 회전 감압증발기(Ratavapor R-123, Buchi, Swizerland)로 감압 농축하였고 50 mL 증류수로 정용하여 머루 추출물을 얻었다.
이를 37°C에서 1시간 동안 반응시킨 다음 여기에 2% 초산 5 mL, Griess 시약(acetic acid에 1% sulfanilic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합한 것으로 사용 직전에 제조) 0.4 mL를 가하여 잘 혼합시켜 15분간 실온에서 방치시킨 후 분광광도계(UV/VIS spectrometer, Jasco, Japan)를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염량을 구하였다.
를 무해한 물 분자와 산소 분자로 전환시키는 역할을 하는 효소이다. 이번 실험에서는 생체내의 항산화 방어기구 중 효소적 방어체계의 하나로서 superoxide radical을 환원시켜서 산소독으로부터 생체를 보호하는 superoxide radical 소거활성을 pyrogallol 자동산화로 생성되는 superoxide anion radical 소거 여부로 확인하였다(34,35).
아질산염 소거효과(nitrite-scavenging ability, NSA)는 Gray와 Dugan(21)의 방법으로 측정하였다. 즉, 1 mM 아질산나트륨 용액 0.1 mL에 각각의 추출물을 0.2 mL를 가하고, 여기에 0.1 N 염산(pH 1.2) 및 0.2 N 구연산 완충용액(pH 3.0, 4.2 및 pH 6.0)을 0.7 mL 가하여 반응용액의 부피를 1 mL로 하였다. 이를 37°C에서 1시간 동안 반응시킨 다음 여기에 2% 초산 5 mL, Griess 시약(acetic acid에 1% sulfanilic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합한 것으로 사용 직전에 제조) 0.
추출물의 전자공여작용(electron donating abilities, EDA)은 Kang 등(18)의 방법을 변형하여 각각의 머루 추출물에 대한 DPPH(α,α-diphenyl-picrylhydrazyl)의 전자공여 효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다.
추출용매를 달리하여 마이크로웨이브로 추출한 머루의 생리활성을 측정하였다. 전자공여능, 아질산염 소거능은 모든 추출구에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였고 폴리페놀도 농도 증가에 따라 함량이 높게 나타났다.
표준물질로는 기존 논문들을 참고하여(19,20) L-ascorbic acid를 0.01, 0.1, 1% 농도로 조제하여 활성을 비교하였으며 아질산염 소거작용, SOD 유사활성 측정 시에도 동일 농도의 L-ascorbic acid를 비교물질로 사용하였다.
대상 데이터
실험에 사용된 머루 열매는 전북 무주산으로 2007년 5월 구입한 것을 동결건조기(Freezer dryer PVTFD10A.R, Ilshin, Korea)로 건조 후 분쇄기(M20, IKA®, Germany)로 분쇄하였고, 0.2 mm PE film에 밀봉 포장하여 냉동고에 보관하면서 사용하였다.
유용성분의 추출을 위해 2,450 MHz 주파수에 환류냉각관이 장치된 상압형 마이크로파 추출장치(MAP, Soxwave-100, Prolabo, France)를 사용하였다. 시료의 마이크로웨이브 추출조건은 추출 용매로 water, 50% ethanol, 100% ethanol을 사용하였고, 마이크로 파워는 90 W, 추출시간은 5분으로 하였다.
데이터처리
실험 결과는 3회 반복 측정 후 평균±표준편차로 나타내었으며 SAS program을 이용하여 각 시료간의 유의성을 검증한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple test에 따라 분석하였다.
이론/모형
SOD 유사활성의 측정은 Marklund의 방법을 변형한 Kim 등(22)의 방법을 이용하여 실시하였다. 즉, 각 추출물을 감압 농축한 tris-HCl buffer(50 mM tris[hydroxymethyl]amino-methane＋10 mM EDTA, pH 8.
아질산염 소거효과(nitrite-scavenging ability, NSA)는 Gray와 Dugan(21)의 방법으로 측정하였다. 즉, 1 mM 아질산나트륨 용액 0.
총 폴리페놀의 함량(total polyphenol content)은 분석방법으로 널리 사용되고 있는 Folins-Denis방법(23)으로 측정 하였으며, 각각의 추출조건에 따라 제조된 추출액의 2배 희석액을 사용하였다. 즉, 희석액 0.
성능/효과
76 mM gallic acid equivalent로 가장 높았다. SOD 유사활성은 30～50%로 전자공여능이나 아질산염 소거능만큼 우수하진 않았지만 0.01% L-ascorbic acid보다 50%, 100% 에탄올 추출구에서 높은 활성을 보였다. 머루의 항산화 활성과 폴리페놀 함량은 밀접한 관련이 있는 것으로 보이며 폴리페놀 함량이 풍부한 머루를 이용한 항산화 건강기능성 식품 개발의 기초 자료로 제공하고자 하였다.
1은 머루추출물의 농도별 전자공여능을 나타낸 것으로 L-ascorbic acid를 표준물질로 하여 활성을 비교한 결과이다. 모든 추출구에서 농도가 증가함에 따라 활성이 유의적으로 증가하였다. 가장 좋은 활성을 나타낸 50% 에탄올 추출물과 물 추출물의 1.
전자공여능, 아질산염 소거능은 모든 추출구에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였고 폴리페놀도 농도 증가에 따라 함량이 높게 나타났다. 세 가지 추출 용매 중 50% 에탄올 추출 시 항산화 활성이 높았는데 이는 총 폴리페놀 함량 측정 결과와도 일치하여 머루의 항산화 활성이 폴리페놀과 밀접한 관련이 있다고 사료된다. 전반적인 활성은 전자공여능이 약 13～101%로 특히 1.
6 g/dL 농도의 50% 에탄올 추출물의 활성의 경우 1% L-ascorbic acid보다 우수했다. 아질산염 소거능은 pH가 낮을수록 활성이 높은 경향으로 pH 1.2에서 활성이 34～99%로 가장 높게 측정 되었다. 총 폴리페놀 함량은 농도에 따른 폴리페놀 함량의 차이가 컸으며 50% 에탄올 추출, 1.
아질산염 소거능은 농도에 따라 활성이 높은 용매가 다르게 나왔는데 먼저 0.1 g/dL 농도 처리구에서는 물 추출물이 가장 높은 소거능(36.57±2.67%)을 보였고, 0.4 g/dL 농도 처리구의 경우는 50% 에탄올 추출물(88.18±1.56%)이, 1.6 g/dL 농도 처리시에는 물 추출물(99.02±1.68%)의 소거능이 가장 우수했다.
이는 천연 항산화 영양소인 L-acsorbic acid(0.026±0.000 mg․mL-1)보다는 약간 낮은 활성이지만 합성 항산화제의 일종인 BHT(0.121±0.003)보다 우수한 것으로 머루 추출물의 우수한 전자공여능 효과를 확인할 수 있다.
전반적인 SOD 유사활성은 약 30～50%이었으며, 전자공여능 및 아질산염 소거능, 총 폴리페놀함량과 같은 경향으로 50% 에탄올 추출구의 활성이 0.1 g/dL, 0.4 g/dL 농도에서 각각 37.25±2.13, 46.56±0.00%로 세 가지 추출구 중 가장 우수했다.
추출용매를 달리하여 마이크로웨이브로 추출한 머루의 생리활성을 측정하였다. 전자공여능, 아질산염 소거능은 모든 추출구에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였고 폴리페놀도 농도 증가에 따라 함량이 높게 나타났다. 세 가지 추출 용매 중 50% 에탄올 추출 시 항산화 활성이 높았는데 이는 총 폴리페놀 함량 측정 결과와도 일치하여 머루의 항산화 활성이 폴리페놀과 밀접한 관련이 있다고 사료된다.
머루 추출물의 농도 및 용매에 따른 폴리페놀 함량은 Table 2와 같다. 전자공여능은 50% 에탄올 추출구의 항산화 활성이 높았고, 폴리페놀 함량도 이와 비슷한 경향으로 나타났다. 이는 머루 추출물의 항산화 활성은 폴리페놀에 기인하는 것으로 추측된다.
2에서 활성이 34～99%로 가장 높게 측정 되었다. 총 폴리페놀 함량은 농도에 따른 폴리페놀 함량의 차이가 컸으며 50% 에탄올 추출, 1.6 g/dL 농도에서 약 38.76 mM gallic acid equivalent로 가장 높았다. SOD 유사활성은 30～50%로 전자공여능이나 아질산염 소거능만큼 우수하진 않았지만 0.
낸 것으로 볼 때 머루 추출물의 항산화능이 뛰어남을 확인할 수 있다. 추출용매별 활성은 50% 에탄올 추출구가 물이나 100% 에탄올 추출구보다 모든 농도에서 높은 활성이 있었다. 이는 Kim 등(29)의 연구결과와 비슷한 경향을 보였다.
추출조건에 따른 머루 추출물의 아질산염 소거능을 pH 조건을 달리하여 측정한 결과로 완충 용액의 pH가 감소할수록 활성이 증가하였다(Table 1). 활성이 가장 높게 나타난 pH 1.
특히 1.6 g/dL 농도의 머루 물 추출물의 소거능은 1% L-ascorbic acid(99.84±1.96%)보다는 낮았지만 0.1% Lascorbic acid(98.87±1.96%)보다는 높은 것으로 나타나 머루 추출물의 우수한 아질산염 소거능을 확인할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
ROS에는 어떤것이 있는가?
ROS는 호기성 대사의 결과로서 정상적인 상태에서 항상 생성된다. ROS에는 super oxide anion(O2-), hydroxyl radical( · OH), hydrogen peroxide radical( · OOH) 등이 있는데, 이들은 높은 화학적 반응성 때문에 일시적으로만 존재하며 유해한 방식으로 DNA, 단백질, 탄수화물, 지질 등과 반응할 수 있다. 세포는 ROS에 대항하기 위한 다양한 항산화 체계를 갖고 있으나 ROS가 세포의 보호체계를 압도하여 산화 환원 항상성을 변화시키게 될 때 결과적으로 oxidative stress를 입게 된다(1).
현재 연구되고 있는 합성 항산화제에는 어떤것이 있는가?
항산화제에 대한 연구는 SOD(superoxide dismutase)의 발견을 계기로 시작되었으며, 각종 질병이나 노화가 ROS에 의하여 야기된다는 것이 밝혀지면서 노화억제제와 질병치료제의 연구 대상으로서 항산화제에 초점이 맞춰졌다. 현재 개발되어 사용되고 있는 butylated hydroxy toluene(BHT), butylated hydroxy anisol(BHA) 등과 같은 합성 항산화제는 발암성 관련 보고가 있어 보다 안전하고 강력한 천연 항산화제의 개발이 요구되고 있다(2).
천연 항산화제에는 어떤것이 있고, 효능은 무엇인가?
Stilbene은 고등식물의 잎, 나무껍질, 목질 부분에 존재하는 이차적 부산물로서 식물체 내에서는 유도체의 형태로 존재한다. Resveratrol은 stilbene의 가장 대표적인 유도체로 포도에 널리 존재하는 물질로서 혈소판 응집억제(3), 지질대사 제어(4), 항산화 작용(5), 항염증 작용(6), 암세포 성장 억제(7) 및 암 예방(8) 등의 다양한 생리활성을 가지고 있는(9) 여성 호르몬 에스트로겐 유사작용이 있는 phytoestrogen 화합물로 알려지면서(10), 호르몬 의존성 유방암, 전립선암, 골다공증 치료제로써 주목을 받고 있다(11-13). 머루의 stilbene에 관한 연구로는 머루 종자로부터 분리한 oligostilbene의 간보호 효과가 있으며 머루의 메탄올 추출물로부터 epsilon-viniferin, ampelopsins A, C, F 등의 oligostilbene이 존재가 밝혀졌다(14).
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