가죽나무(Ailanthus altissima) 물 추출물의 항산화 활성과 Tyrosinase 저해 Antioxidative Activities and Tyrosinase Inhibition of Water Extracts from Ailanthus altissima원문보기
한방생명자원으로 사용되고 있는 가죽나무(A. altissima)를 대상으로 뿌리와 줄기, 잎을 $80^{\circ}C$의 조건에서 물을 용매로 추출한 가죽나무 추출물의 전자공여능, 아질산염 소거능, SOD 유사활성 및 XO 저해 활성과 tyrosinase 저해효과를 측정하였다. 전자공여능은 1.0 mg/mL의 농도에서 뿌리(74.83%)>줄기(70.01%)>잎(29.24%)의 순으로 활성을 나타내었다. 아질산염 소거능에서 가죽나무 잎 추출물은 1.0 mg/ mL pH 1.2와 3.0의 조건에서 각각 95%와 89% 이상으로 줄기(55.17%)와 뿌리(33.33%)보다 높은 소거율을 보였으며, 0.5 mg/mL의 농도에서도 각각 93%와 80% 이상의 아질산염 소거효과를 나타내었다. SOD 유사활성능에서도 잎 추출물은 26.77%로 뿌리의 3.82%보다 7배 높았으며, 줄기 추출물에서는 SOD 유사활성 효과가 없었다. XO의 저해율은 세가지 추출물 모두 0.5 mg/mL 이상의 농도에서 약 90% 이상의 저해 활성을 나타내었으며, tyrosinase에 대한 저해 활성은 2.0 mg/mL의 농도에서 잎 추출물이 16.33%으로 뿌리(7.09%)와 줄기(5.21%) 추출물보다 약 2배 높은 저해율을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 가죽나무 잎 추출물은 현재 한약재로 사용되고 있는 뿌리와 줄기보다 전자공여능은 낮았으나 뿌리보다 7배 높은 SOD 유사활성 효과와 약 90% 이상의 아질산염 소거능 효과를 나타내었다. 그리고 가죽나무의 잎 추출물은 약 95%의 XO 저해 활성과 약 16%의 tyrosinase 저해효과를 나타내어 뿌리와 줄기보다 저해효과가 높은 것으로 분석되었다. 그러므로 가죽나무의 잎에서도 우수한 생리활성 물질을 다량 함유하는 것으로 생각되며, 뿌리뿐만 아니라 잎도 기능성 식품이나 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
한방생명자원으로 사용되고 있는 가죽나무(A. altissima)를 대상으로 뿌리와 줄기, 잎을 $80^{\circ}C$의 조건에서 물을 용매로 추출한 가죽나무 추출물의 전자공여능, 아질산염 소거능, SOD 유사활성 및 XO 저해 활성과 tyrosinase 저해효과를 측정하였다. 전자공여능은 1.0 mg/mL의 농도에서 뿌리(74.83%)>줄기(70.01%)>잎(29.24%)의 순으로 활성을 나타내었다. 아질산염 소거능에서 가죽나무 잎 추출물은 1.0 mg/ mL pH 1.2와 3.0의 조건에서 각각 95%와 89% 이상으로 줄기(55.17%)와 뿌리(33.33%)보다 높은 소거율을 보였으며, 0.5 mg/mL의 농도에서도 각각 93%와 80% 이상의 아질산염 소거효과를 나타내었다. SOD 유사활성능에서도 잎 추출물은 26.77%로 뿌리의 3.82%보다 7배 높았으며, 줄기 추출물에서는 SOD 유사활성 효과가 없었다. XO의 저해율은 세가지 추출물 모두 0.5 mg/mL 이상의 농도에서 약 90% 이상의 저해 활성을 나타내었으며, tyrosinase에 대한 저해 활성은 2.0 mg/mL의 농도에서 잎 추출물이 16.33%으로 뿌리(7.09%)와 줄기(5.21%) 추출물보다 약 2배 높은 저해율을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 가죽나무 잎 추출물은 현재 한약재로 사용되고 있는 뿌리와 줄기보다 전자공여능은 낮았으나 뿌리보다 7배 높은 SOD 유사활성 효과와 약 90% 이상의 아질산염 소거능 효과를 나타내었다. 그리고 가죽나무의 잎 추출물은 약 95%의 XO 저해 활성과 약 16%의 tyrosinase 저해효과를 나타내어 뿌리와 줄기보다 저해효과가 높은 것으로 분석되었다. 그러므로 가죽나무의 잎에서도 우수한 생리활성 물질을 다량 함유하는 것으로 생각되며, 뿌리뿐만 아니라 잎도 기능성 식품이나 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
Water extracts from root, stem and leaf of Ailanthus altissima were utilized to determine antioxidant properties such as electron donating ability (EDA), nitrite scavenging ability, superoxide dismutase (SOD)-like activity, and the inhibitory activities of xanthine oxidase (XO) and tyrosinase. The E...
Water extracts from root, stem and leaf of Ailanthus altissima were utilized to determine antioxidant properties such as electron donating ability (EDA), nitrite scavenging ability, superoxide dismutase (SOD)-like activity, and the inhibitory activities of xanthine oxidase (XO) and tyrosinase. The EDA of root extract was the highest as 77.33% at 0.5 mg/mL concentration and that of stem extract was 70.01% at 1.0 mg/mL. The nitrite scavenging ability of leaf extract revealed the highest effect as 95.18% at pH 1.2, 1.0 mg/mL while those of stem and root extracts were 55.17% and 33.33%, respectively. The leaf extract showed the highest SOD like activity as 26.77% at 1.0 mg/mL, the measurement of root extract was 3.82% and that of stem extract was not effective. All kinds of extracts had strong inhibitory activities on XO of over 92% at 1.0 mg/mL. The highest activity on tyrosinase inhibition was obtained from leaf extract of 16.33% at 2.0 mg/mL. The results indicated that among the three extracts, the leaf extract has a strong and extensive antioxidant activity.
Water extracts from root, stem and leaf of Ailanthus altissima were utilized to determine antioxidant properties such as electron donating ability (EDA), nitrite scavenging ability, superoxide dismutase (SOD)-like activity, and the inhibitory activities of xanthine oxidase (XO) and tyrosinase. The EDA of root extract was the highest as 77.33% at 0.5 mg/mL concentration and that of stem extract was 70.01% at 1.0 mg/mL. The nitrite scavenging ability of leaf extract revealed the highest effect as 95.18% at pH 1.2, 1.0 mg/mL while those of stem and root extracts were 55.17% and 33.33%, respectively. The leaf extract showed the highest SOD like activity as 26.77% at 1.0 mg/mL, the measurement of root extract was 3.82% and that of stem extract was not effective. All kinds of extracts had strong inhibitory activities on XO of over 92% at 1.0 mg/mL. The highest activity on tyrosinase inhibition was obtained from leaf extract of 16.33% at 2.0 mg/mL. The results indicated that among the three extracts, the leaf extract has a strong and extensive antioxidant activity.
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문제 정의
이에 본 연구는 다양한 유용성분과 생리활성을 갖는 것으로 예상되는 가죽나무의 뿌리와 줄기, 잎을 각각 분리하고 80oC의 온도에서 물을 용매로 추출하여 전자공여능, 아질산염 소거능, SOD 유사활성, xanthine oxidase, tyrosinase 저해 활성을 측정함으로써 가죽나무의 각 부위별 물 추출물에대한 생리활성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
가죽나무의 부위별 추출물을 대상으로 pyrogall이에 대한자동산화 반응을 이용하여 SOD 유사활성 효과를 농도에 따라 측정하였다. 뿌리 추출물의 SOD 유사활성은 1.
3시 간씩 3회 반복 추출하였다. 각 추출물은 filter pa- per로 여 과하여 rotatory vacuum evaporator(Eyela 400series, Japan) 로 감압농축한 후에 동결 건조하여 분말로 제조하였으며, 추출물은 일정 농도로 3차 증류수에 희석하여 실험을위한 시료로 사용하였다.
2 mL 첨 가하여 25oC에서 2분간 반응시 킨 후, 생성된 DOPA chrome을 흡광도 475 nm에서 측정하여 시료의 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율을 백분율 (%)로 나타내었다. 대조군으로 아스코르브산(Sigma, USA) 을 추출물과 동일한 농도로 첨가하여 위와 동일한 방법으로 tyrosinase 저해 활성을 측정하였다.
반응액중에 생성 된 uric acid는 흡광도 292 nm에 서 측정 하여 가죽나무 추출물에 대한 XO 저해 활성을 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율을 백분율(%)로 나타내었다. 대조군으로 아스코르브산(Sigma, USA)을 추출물과 동일한 농도로첨 가하여 위 와 동일한 방법으로 xanthine oxidase 저해 활성을 측정하였다.
4 mL를 가하여상기와 동일한 방법으로 측정하여 시료 첨가구와 무첨가구사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다. 대조군으로는 아스코르브산(Sigma, USA)을 추출물과 동일한 농도로 첨가하여 위와 동일한 방법으로 아질산염 소거능을 측정하였다.
4 mL를 혼합 후, 실온에서 15분간 반응 후, 520 nm에서 흡광도를 측정 하였다. 시료 무첨 가구는 Griess reagent 대신 증류수 0.4 mL를 가하여상기와 동일한 방법으로 측정하여 시료 첨가구와 무첨가구사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다. 대조군으로는 아스코르브산(Sigma, USA)을 추출물과 동일한 농도로 첨가하여 위와 동일한 방법으로 아질산염 소거능을 측정하였다.
추출물의 제조는 환류냉각관을 부착시킨 둥근 플라스크에 시료 당 10배에 해당되는 3차 증류수를 넣고 80oC 의 수욕상에서 3시 간씩 3회 반복 추출하였다. 각 추출물은 filter pa- per로 여 과하여 rotatory vacuum evaporator(Eyela 400series, Japan) 로 감압농축한 후에 동결 건조하여 분말로 제조하였으며, 추출물은 일정 농도로 3차 증류수에 희석하여 실험을위한 시료로 사용하였다.
한방생명자원으로 사용되고 있는 가죽나무(A. altissima) 를 대상으로 뿌리와 줄기, 잎을 80oC의 조건에서 물을 용매로 추출한 가죽나무 추출물의 전자공여능, 아질산염 소거능, SOD 유사활성 및 XO 저해 활성과 tyrosinase 저해효과를측정하였다. 전자공여능은 1.
대상 데이터
본 실험 재료인 가죽나무(A altissima)의 뿌리는 2006년 7월에 대구 약령시장에서 한방재료로 판매되는 저근백피를구입하여 사용하였으며, 줄기와 잎은 2006년 7월경 경남 남해군 설천면 인근의 야산에서 채집하여 줄기와 잎을 따로분리하고 음건하여 추출시료로 사용하였다.
데이터처리
altissima. All value presents the mean ± SD of triplicate determinations, and bars within different letters are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. □ : root, □ : stem, ■ : leaf.
altissima. All value presents the mean ± SD of triplicate determinations, and bars within different letters are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test. □ : root, □ : stem, ■ : leaf.
각각의 실험은 독립적으로 3회 이상 반복 실시하였으며, 실험결과는 평균土표준편차로 나타내었다. 실험군내의 농도에 따른 유의성을 검 정 하기 위 하여 SPSS 12.
평균土표준편차로 나타내었다. 실험군내의 농도에 따른 유의성을 검 정 하기 위 하여 SPSS 12.0 for win dows program을 이 용하여 ANOVA test를 행한 후, 유의성이 있는 경우 실험군간에 p<0.05 수준에서 Duncan's multi ple range test를 실시하였다.
이론/모형
SOD 유사활성 은 Marklund오} Marklund의 방법 (29)에 따라 과산화수소 (H2O2) 로 전환시키는 반응을 촉매하는 py- rogall이의 생성량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다. 일정 농도의 시 료 0.
Tyrosinase 저해 활성은 Yagi 등의 방법 (31)에 따라 측정하였다. 0.
Xanthine oxidase(XO) 저 해는 Stirpe와 Della Corte의 방법(30)에 따라 일정 농도로 희석한 가죽나무의 부위별 추출물 0.1 mL에 0.1 M potassium phosphate buffer(pH 7.5) 0.6 mL와 기 질액 0.2 mL(2 mM xanthine)를 첨 가하였다. 여 기에 XO(0.
가죽나무 부위별 물 추출물의 전자공여능은 Blois 의 방법 (27) 에 준하여 각 부위별 추출물의 DPPH(1, 1-diphenyl- 2-picryl hydrazyl)에 대한 수소공여 효과로 측정 하였다. 각추출물의 일정 농도 시료 2 mL에 0.
가죽나무 추출물의 아질산염 소거 작용은 Kato 등의 방법 (28) 에 따라 측정하였다. 즉 일정 농도의 시료 1 mL에 1 mM 의 NaNO2 용액 2 mL를 첨가하고, 여기에 0.
성능/효과
6배 높았다. 0.5 mg/ mL 이상의 농도에서는 세 부위 추출물 모두 약 90% 이상의저 해 율을 나타내 었으며 , 대조군인 아스코르브산의 87.94% 보다 높은 XO 저해효과를 나타내었다.
5 mg/mL의 농도에 서도 각각 93%오} 80% 이상의 아질산염 소거효과를 나타내었다. SOD 유사활성능에서도 잎 추출물은 26.77%로 뿌리 의 3.82%보다 7배 높았으며, 줄기 추출물에서 는 SOD 유사활성 효과가 없었다. XO의 저 해율은 세가지 추출물 모두 0.
82%보다 7배 높았으며, 줄기 추출물에서 는 SOD 유사활성 효과가 없었다. XO의 저 해율은 세가지 추출물 모두 0.5 mg/mL 이상의 농도에서 약 90% 이상의 저해 활성을 나타내었으며, tyrosinase에 대한 저해 활성은 2.0 mg/mL의 농도에서 잎 추출물이 16.33%으로 뿌리 (7.09%)와 줄기(5.21%) 추출물보다 약 2배 높은 저해율을나타내었다. 이상의 결과로 보아 가죽나무 잎 추출물은 현재한약재로 사용되고 있는 뿌리와 줄기보다 전자공여능은 낮았으나 뿌리보다 7배 높은 SOD 유사활성 효과와 약 90% 이상의 아질산염 소거능 효과를 나타내었다.
5 mg/mL의 농도에서도 80% 이상의 아질산염 소거율을 보였다. pH 6.0의조건에서는 뿌리 추출물과 저농도의 잎 추출물에서는 아질산염 소거효과가 없었고, 1.0 mg/mL의 농도에서 줄기 추출물은 2.54%, 잎 추출물에서 는 1.78%의 낮은 소거효과를 나타내었다. 가죽나무의 아질산염 소거능은 세 부위 추출물모두에서 농도가 증가할수록, pH가 낮을수록 아질산염 소거효과가 높았으며, 이 는 Kim 등(36)과 Lee(32)의 결과와 일치하였다.
가죽나무의 부위별 추출물에 대하여 농도와 pH 에 따른아질산염 소거능을 측정 한 결과, pH 1.2에서 뿌리 추출물은 20.64~33.33%의 범위였으며, 줄기 추출물에서는 10.61- 55.17%의 소거효과를 나타내었다. 한편 잎 추출물은 46.
알려져 있다. 가죽나무의 뿌리와 줄기, 잎 추출물에 대한 tyrosinase 저해 효과를 부위와 농도에 따라 측정한결과 잎 (9.31~16.33%)>뿌리 (2.84~7.09%)>줄기 (1.41~5.21 %)의 순으로 tyrosinase 저해 활성을 나타내었으며, 특히잎 추출물은 2.0 mg/mL의 농도에서 뿌리와 줄기보다 2~3 배 높은 저해율을 보였다(Table 3).
가죽나무의 뿌리와 줄기, 잎의 80oC 물 추출물을 0.1~1.0 mg/mL 의 농도로 전자공여능을 측정한 결과 27.14~77.33% 의 활성을 나타내었다(Fig. 1). 뿌리 추출물의 전자공여능은 33.
01%의 활성을 보였다. 가죽나무의 잎 추출물에서는 27.14~29.24%로 추출물 농도의 증가에따른 전자공여능의 유의적 차이는 없었다. 줄기 추출물은저농도에서는 뿌리나 잎 추출물보다 전자공여능이 높았으나, 추출물의 농도가 증가함에 따라 뿌리 추출물의 전자공여능이 더 높았다.
이상의 결과로 보아 가죽나무 잎 추출물은 현재한약재로 사용되고 있는 뿌리와 줄기보다 전자공여능은 낮았으나 뿌리보다 7배 높은 SOD 유사활성 효과와 약 90% 이상의 아질산염 소거능 효과를 나타내었다. 그리고 가죽나무의 잎 추출물은 약 95%의 XO 저해 활성과 약 16%의 ty rosinase 저해효과를 나타내어 뿌리와 줄기보다 저해효과가높은 것으로 분석되었다. 그러므로 가죽나무의 잎에서도 우수한 생리활성 물질을 다량 함유하는 것으로 생각되며, 뿌리뿐만 아니라 잎도 기능성 식품이나 의약품의 원료 및 첨가물등 다양한 제품에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
94%라는 보고(22)와 비교하면 에탄올을 용매로 추출한 결과보다는 80oC 에서 물을 용매로 추출한 본 실험의 전자공여능이더 높았으나, 고압 열수 추출물보다는 유사하거나 낮은 전자공여능을 나타내었다. 또한 1.0 mg/mL 농도의 물 추출물에서 전자공여능은 음양곽 69.5%, 해동피 43.4%, 당귀 15.8%, 둥글래 5.4%라는 보고(33)와 비교하면, 본 실험의가죽나무 뿌리와 줄기 추출물이 더 높았으며, 잎 추출물은음양곽과 해동피보다는 낮았으나 당귀와 둥글래보다는 높았다. 부위별 추출물의 전자공여능은 가죽나무의 열수 추출물에서 뿌리와 줄기 추출물이 잎보다 높은 활성을 나타낸다는 보고(22)와 일치하였으나, Jang 등(34)과 Kang 등(35) 의 산초와 민들레에서 잎 추출물이 뿌리와 줄기보다 전자공여효과가 높다는 보고와는 상반된 결과를 나타내었다.
95% 의 범위로 XO 저해 활성 효과를 나타내었다. 본 실험에서저농도인 0.1 mg/mL에서는 잎 추출물에서 의 XO 저 해율이 74.25%였으며, 뿌리와 줄기보다 약 1.6배 높았다. 0.
측정하였다. 뿌리 추출물의 SOD 유사활성은 1.12~ 3.82%의 범위 였고, 잎 추출물에서는 3.21-26.77%로 뿌리보다 약 7배 높은 활성을 나타내었으며, 줄기 주줄물에서는 SOD 유사활성 반응이 나타나지 않았다(Fig. 2).
저해 활성을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 뿌리 추출물의 XO의 저해 활성은 44.24~97.58%였으며, 줄기 추출물에서는 40.60~98.32%, 그리고 잎 추출물은 74.25~94.95% 의 범위로 XO 저해 활성 효과를 나타내었다. 본 실험에서저농도인 0.
1). 뿌리 추출물의 전자공여능은 33.49~77.33%로 0.5 mg/mL의 농도에서 가장 높았으며, 줄기 추출물에서는 48.04~70.01%의 활성을 보였다. 가죽나무의 잎 추출물에서는 27.
24%)의 순으로 활성을 나타내었다. 아질산염 소거능에서 가죽나무 잎 추출물은 1.0 mg/ mL pH 1.2와 3.0의 조건에서 각각 95%와 89% 이상으로줄기(55.17%)와 뿌리(33.33%)보다 높은 소거율을 보였으며, 0.5 mg/mL의 농도에 서도 각각 93%오} 80% 이상의 아질산염 소거효과를 나타내었다. SOD 유사활성능에서도 잎 추출물은 26.
9%라고 Yeo 등(41)이보고한 바 있다. 이러한 결과를 본 실험결과와 비교하면 가죽나무 추출물의 XO 저해율이 더 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 보아 한방생약재로 사용되고 있는 가죽나무의 뿌리와 줄기는 수렴 및 소염작용과 신경통 등의 증상에대한 효과가 있음을 알 수 있었으며, 잎에서도 뿌리나 줄기와 유사한 효과가 있는 것으로 분석되었다.
21%) 추출물보다 약 2배 높은 저해율을나타내었다. 이상의 결과로 보아 가죽나무 잎 추출물은 현재한약재로 사용되고 있는 뿌리와 줄기보다 전자공여능은 낮았으나 뿌리보다 7배 높은 SOD 유사활성 효과와 약 90% 이상의 아질산염 소거능 효과를 나타내었다. 그리고 가죽나무의 잎 추출물은 약 95%의 XO 저해 활성과 약 16%의 ty rosinase 저해효과를 나타내어 뿌리와 줄기보다 저해효과가높은 것으로 분석되었다.
이러한 결과를 본 실험결과와 비교하면 가죽나무 추출물의 XO 저해율이 더 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 보아 한방생약재로 사용되고 있는 가죽나무의 뿌리와 줄기는 수렴 및 소염작용과 신경통 등의 증상에대한 효과가 있음을 알 수 있었으며, 잎에서도 뿌리나 줄기와 유사한 효과가 있는 것으로 분석되었다.
24%로 추출물 농도의 증가에따른 전자공여능의 유의적 차이는 없었다. 줄기 추출물은저농도에서는 뿌리나 잎 추출물보다 전자공여능이 높았으나, 추출물의 농도가 증가함에 따라 뿌리 추출물의 전자공여능이 더 높았다. 그리고 0.
17%의 소거효과를 나타내었다. 한편 잎 추출물은 46.89 ~95.18%의 범위로 가장 높은 아질산염 소거효과를 나타내었으며, 0.3 mg/mL의 농도에서도 65% 이상으로 소거능을보였다(Table 1). pH 3.
후속연구
그리고 가죽나무의 잎 추출물은 약 95%의 XO 저해 활성과 약 16%의 ty rosinase 저해효과를 나타내어 뿌리와 줄기보다 저해효과가높은 것으로 분석되었다. 그러므로 가죽나무의 잎에서도 우수한 생리활성 물질을 다량 함유하는 것으로 생각되며, 뿌리뿐만 아니라 잎도 기능성 식품이나 의약품의 원료 및 첨가물등 다양한 제품에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
SOD 유사활성능은 페놀성 화합물과 flavonoids 화합물을 많이 함유할수록 활성 이 증가하는 것으로 보고되어 있어(37-39), 한방생약재로 사용되고 있는 가죽나무의 뿌리(저 근백피 )보다 잎에 서 더 많은 페놀성 화합물이나 flavonoids 물질을 함유하는 것으로 사료된다. 그리고가죽나무의 잎은 뿌리보다 활용성은 낮았지만 생산량이 많으므로 기능성 제품이나 의약 첨가물의 원료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
58%라는 보고(32), 그리고 고압 열수 추출물에서의 결과 (22)와 비교하면 본 실험의 가죽나무 뿌리 추출물의 분석결과가 낮았으나 줄기와 잎 추출물은 유사한 효과를 나타내었다. 이상의 결과로 미루어보아 한방생약재로 사용되고 있는 가죽나무의 뿌리나 줄기보다 가죽나무 잎 추출물이 아질산염을 효과적으로 분해하여 nitrosamine 의 생성을 억제하는 생리활성 물질을 더 많이 함유하는 것으로 판단되며, 이러한 잎을 이용하여 아질산염 소거를 위한 첨가재료로서 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
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