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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근 채취 및 그 이용성이 증대되고 있는 울릉도 자생 우산고로쇠나무와 강원도 인제군 자생 고로쇠나무의 목부와 수피를 대상으로 항산화활성 및 간기능 개선 활성을 측정하고, 이를 통해 고로쇠 및 우산고로쇠나무가 가지는 기능성 식품소재로서의 가능성을 평가하고자 본 실험을 수행하였다.
- 자연식품에 대한 국민들의 관심이 높아짐에 따라 고로쇠나무가 자생하고 있는 지역에서는 고로쇠나무를 대상으로 한 수액의 채취 및 음용이 농가소득에 큰 몫을 차지하고 있는 것이 사실이나, 최근 임목생육과 환경이라는 측면에서 부정적인 부분이 제기되고 있으며 수액으로 활용될 뿐 나무 자체의 활용이 거의 이루어지지 못하고 있어 고로쇠나무를 대상으로 생리활성을 탐색함으로써 수목 자체가 가지는 기능성 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.
제안 방법
- 항산화 활성은 간의 재생에도 효과를 나타내는 것으로 알려져 있어 간의 중요 해독 기전 중의 하나인 GST (glutathione S-transferase)의 활성을 측정하였다. Habig 등 (1974)의 방법과 같이 조제된 반응시약에 추출물이 제외된 반응액을 대조구로 하였으며, 각 추출물을 농도별로 첨가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 기질로서 1-chloro-2,4-dinitrobenzene을 첨가한 후 다시 37℃에서 2분간 반응시켰다. 반응 후 20% TCA를 가하여 반응을 종결시키고 원심 분리한 후 상등액을 340 ㎚에서 흡광도를 측정한 뒤 다음과 같이 GST의 활성도를 계산하였다 (Lee et al.
- Habig 등 (1974)의 방법과 같이 조제된 반응시약에 추출물이 제외된 반응액을 대조구로 하였으며, 각 추출물을 농도별로 첨가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 기질로서 1-chloro-2,4-dinitrobenzene을 첨가한 후 다시 37℃에서 2분간 반응시켰다. 반응 후 20% TCA를 가하여 반응을 종결시키고 원심 분리한 후 상등액을 340 ㎚에서 흡광도를 측정한 뒤 다음과 같이 GST의 활성도를 계산하였다 (Lee et al., 2003).
- 2로 조정한 반응용액을 가해 총량을 10 ㎖로 하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 반응시킨 후 각 반응액을 1 ㎖ 씩 취하여 2% 초산용액 5 ㎖, Griess 시약 0.4 ㎖를 가하여 잘 혼합시킨 다음 실온에서 15분간 방치시킨 후 UV-spectrophotometer를 사용하여 520 ㎚에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염량을 구하였다. 공시험은 Griess 시약 대신 증류수를 0.
- 고로쇠나무와 우산고로쇠나무는 2006년 5월에 강원도 인제군과 울릉도에서 채취한 것으로, 수피와 목부를 분리하여 부위별로 추출하여 사용하였다. 재료를 실온에서 음건시킨 후 분쇄기로 분말화한 뒤 물을 이용하여 60℃에서 12시간 2회 반복 추출하고 초음파 추출공정을 1시간 동안 병행하여 얻어진 추출물을 농축 및 동결건조하여 실험에 이용하였다 (Qadir et al., 2007).
- 전자공여능(%)은 [(1 − As / Ac) ×100)]으로 나타내었고, As와 Ac에 실험군과 대조군의 흡광도 값을 각각 대입하여 계산하였다.
- 즉, 1 mM NaNO2 용액 1 ㎖에 일정 농도의 시료 1 ㎖를 가하고 0.1 N HCl (pH 1.2)을 사용하여 pH를 1.2로 조정한 반응용액을 가해 총량을 10 ㎖로 하였다.
- 추출물의 전자공여작용 (electron donating abilities, EDA)은 각각의 추출물에 대한 DPPH (a,a-diphenyl-picrylhydrazyl)의 전자공여효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다. 즉, 에탄올 1 ㎖, 시료 10 ㎕, 100 mM sodium acetate buffer (pH 5.
- 항산화 활성은 간의 재생에도 효과를 나타내는 것으로 알려져 있어 간의 중요 해독 기전 중의 하나인 GST (glutathione S-transferase)의 활성을 측정하였다. Habig 등 (1974)의 방법과 같이 조제된 반응시약에 추출물이 제외된 반응액을 대조구로 하였으며, 각 추출물을 농도별로 첨가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 기질로서 1-chloro-2,4-dinitrobenzene을 첨가한 후 다시 37℃에서 2분간 반응시켰다.
대상 데이터
- 고로쇠나무와 우산고로쇠나무는 2006년 5월에 강원도 인제군과 울릉도에서 채취한 것으로, 수피와 목부를 분리하여 부위별로 추출하여 사용하였다. 재료를 실온에서 음건시킨 후 분쇄기로 분말화한 뒤 물을 이용하여 60℃에서 12시간 2회 반복 추출하고 초음파 추출공정을 1시간 동안 병행하여 얻어진 추출물을 농축 및 동결건조하여 실험에 이용하였다 (Qadir et al.
데이터처리
- Each value were compared with control at P < 0.05 by Student t-test.
- Each value were compared with control at P<0.05 by Student t-test.
- 고로쇠와 우산고로쇠 추출물의 항산화 및 간기능 개선 활성은 Microsoft Excel의 Student t-test에 의해 유의성을 검정하였다. 또한 각 활성 실험 등에 대한 각 실험결과는 triplicate determination에 의한 mean ± SD로 표시했으며 각 평균치 간의 차이는 Student t-test에 의해 p = 0.
- 또한 각 활성 실험 등에 대한 각 실험결과는 triplicate determination에 의한 mean ± SD로 표시했으며 각 평균치 간의 차이는 Student t-test에 의해 p = 0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- SOD 유사활성은 Marklund와 Marklud (1975)의 방법에 따라 과산화수소 (H2O2)로 전환 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다. 즉, 일정 농도의 시료 0.
- 아질산염 소거작용은 Gray와 Dugan (1975)의 방법에 의하여 측정하였다. 즉, 1 mM NaNO2 용액 1 ㎖에 일정 농도의 시료 1 ㎖를 가하고 0.
성능/효과
- Fig. 2는 고로쇠나무와 우산고로쇠나무 추출물의 아질산염 소거능을 나타낸 것으로 전체적으로 pH 1.2에서 28~41%의 소거율을 나타냈으며, pH 3.0에서는 24~35.7%, pH 4.2에서는 7.3~16.0%, 6.0에서는 3.2~7.0%로 나타나 강한 산성에서는 일정 활성을 나타내었으나 pH 3.0 이후 pH 증가에 따라 소거율이 크게 감소하는 경향을 보였다.
- 1%로 다음으로 높은 활성을 나타내었다. 고로쇠나무 목부와 수피 추출물도 1.0 ㎎/㎖ 의 농도에서 각각 151.4%와 147.5%를 나타내 대체적으로 높은 활성을 나타내었다. 이는 Shon 등이 보고한 연구 (Shon et al.
- 3은 고로쇠와 우산고로쇠 부위별 추출물의 간 해독 작용에 대한 결과를 나타낸 그래프이다. 모든 시료에서 농도의 증가에 따라 간 효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다.
- 1에 나타내었다. 모든 추출물이 대부분의 농도에서 BHA와 유사한 정도의 활성을 나타내며 높은 전자공여능을 나타내었는데, 특히 우산고로쇠 목부(AOW)는 1.0 ㎎/㎖의 농도에서 BHA의 96.5%에 비하여 높은 98.4%의 소거능을 나타내는 등 모든 농도에서 BHA보다 높은 활성을 나타내었고, 우산고로쇠 수피 (AOB)도 BHA와 유사한 정도의 활성을 나타내었다. 고로쇠목부 (AMW)와 수피 (AMB)는 BHA에 비해서는 낮은 활성을 나타내었다.
- 4 ㎖ 가하여 동일하게 행하였다. 아질산염 소거작용은 시료를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우의 아질산염 백분율로써 나타냈으며, 이 값이 큰 것일수록 아질산염 소거작용이 크다는 것을 의미한다.
- 이러한 항산화효소 활성을 살펴본 결과는 Table 1에 나타내었다. 우산고로쇠 목부 추출물이 1.0 ㎎/㎖의 농도에서 35.4%를 나타내며 모든 농도에서 BHA에 비해 높은 SOD 유사활성을 나타내었다. 우산고로쇠 수피 추출물은 0.
- 우산고로쇠 목부 추출물이 1.0 ㎎/㎖의 농도에서 가장 높은 178.2%의 활성을 나타내었고, 우산고로쇠 수피 추출물이 163.1%로 다음으로 높은 활성을 나타내었다. 고로쇠나무 목부와 수피 추출물도 1.
- 특히 이는 목본 및 초본식물 150여 종을 대상으로 실시한 Lee 등 (2003)의 연구에서 높은 활성을 나타내는 것으로 보고된 고로쇠 잎의 활성과 유사한 결과로 모두 α-tocopherol 보다 우수한 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 부위별로 차이는 보이나 고로쇠 추출물이 항산화 활성을 가지고 있으며 가격이 높아 사용이 용이하지 못한 tocopherol에 비해 천연 항산화제로서 활용이 기대됨을 확인하였다.
- 이상의 결과들을 통해 고로쇠나무와 우산고로쇠나무는 대체적으로 높은 간기능 개선 및 이로부터 나타나는 항산화 활성을 가지고 있으며, 고로쇠나무 보다는 우산고로쇠나무의 추출물이, 우산고로쇠의 수피 보다는 목부의 추출물이 높은 활성 을 나타냄으로써 우산고로쇠 목부의 추출물이 천연 항산화제로서 활용 가능성이 높음을 확인하였다.
- 0 이후 pH 증가에 따라 소거율이 크게 감소하는 경향을 보였다. 작물의 부위별 소거능은 DPPH 전자소거능과 마찬가지로 고로쇠나무에 비해 우산고로쇠나무 추출물의 활성이 대체로 높았고, 우산고로쇠 수피보다는 목부 추출물의 소거능이 높은 것으로 나타났다.
후속연구
- 이상의 결과로부터 고로쇠와 우산고로쇠 추출물이 체내에서 산성조건 생성을 통해 일어나는 조직손상 및 이를 통한 산화 효과에 효과적으로 작용할 수 있을 것으로 사료되나, 이는 항균 및 항암효과가 있다고 알려진 솔잎 추출물 연구 (Hong et al., 2004)에서 보고된 77.85%나 쑥 추출물 연구 (Park et al., 2002)의 37% 아질산염 소거능에는 미치지 못하는 수치로, 조건에 상관없이 높은 효과를 얻기 위해서는 시료로부터의 활 성물질 분리·동정 연구가 병행되어야 할 것으로 사료된다.
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