This study was conducted to gather basic data on the physiological activities of flower extracts from 4 cultivars of white lotus to promote the increase of public consumption. Four cultivars of white lotus: c.v. 'Garam', 'Choeue', 'Baekhwageonryeon', and 'Seungdal' were harvested on 14, August, 2007...
This study was conducted to gather basic data on the physiological activities of flower extracts from 4 cultivars of white lotus to promote the increase of public consumption. Four cultivars of white lotus: c.v. 'Garam', 'Choeue', 'Baekhwageonryeon', and 'Seungdal' were harvested on 14, August, 2007, and the physiological activities of flower extracts obtained by hot water extraction and ethanol extraction were examined. Total phenol content was highest in the 'Garam' flower hot water extracts, $144.2{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$, and lowest in the 'Seungdal' flower ethanol extracts, $63.4{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$. DPPH radical scavenging activity was highest at 2,000ppm flower extract of 'Garam' obtained by hot water extraction and ethanol extraction of 90.9% and 83.0%, respectively. Total flavonoid content in the flower extracts of 'Garam' obtained by hot water extraction and ethanol extraction showed the highest levels at $34.1{\mu}g{\cdot}mL^{-1}\;and\;33.9^{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$, respectively. Nitrite scavenging activity at 1,000ppm flower extract was highest in 'Garam'. Extracts obtain by hot water and ethanol showed 91.3% and 80.4% activity, respectively. No significant difference in tyrosinase inhibition activity was observed among the cultivars or as a result of extraction method. Overall anti-microbial activity of the flower extracts was slightly higher in 'Garam' than in the other cultivars.
This study was conducted to gather basic data on the physiological activities of flower extracts from 4 cultivars of white lotus to promote the increase of public consumption. Four cultivars of white lotus: c.v. 'Garam', 'Choeue', 'Baekhwageonryeon', and 'Seungdal' were harvested on 14, August, 2007, and the physiological activities of flower extracts obtained by hot water extraction and ethanol extraction were examined. Total phenol content was highest in the 'Garam' flower hot water extracts, $144.2{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$, and lowest in the 'Seungdal' flower ethanol extracts, $63.4{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$. DPPH radical scavenging activity was highest at 2,000ppm flower extract of 'Garam' obtained by hot water extraction and ethanol extraction of 90.9% and 83.0%, respectively. Total flavonoid content in the flower extracts of 'Garam' obtained by hot water extraction and ethanol extraction showed the highest levels at $34.1{\mu}g{\cdot}mL^{-1}\;and\;33.9^{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$, respectively. Nitrite scavenging activity at 1,000ppm flower extract was highest in 'Garam'. Extracts obtain by hot water and ethanol showed 91.3% and 80.4% activity, respectively. No significant difference in tyrosinase inhibition activity was observed among the cultivars or as a result of extraction method. Overall anti-microbial activity of the flower extracts was slightly higher in 'Garam' than in the other cultivars.
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문제 정의
따라서 본 연구는 백련 꽃의 소비확대를 위한 기능성 구명차원에서 백련 4종류 꽃의 열수와 에탄올 추출물의 생리활성 효과를 조사하였다.
제안 방법
측정하였다. 1x10-4M DPPH와 농도별 추출물을 각각 100μ1씩 취하여 혼합하고, 30분간 암상태에서 방치한 후 ELISA Reader(Bio-RAD, USA) 를 이용하여 517nm에서 잔존 라디칼 농도를 측정하였다. 시료의 환원력의 크기는 라디칼 소거활성 (Scavenging activity)으로 표시하였고, RC50은 DPPH 농도가 1/2로 감소하는데 필요한 시료의 양(μg)으로 나타내었으며 항산화 물질로 잘 알려진 BHT (butylated hydroxytoluene)오+ 비교하였다.
시료를 lmg - mLl 농도로 조제한 후, 이 시료액 ImL에 증류수 3mL를 첨가하고, folin-ciocalteau's phenol reagent ImL를 첨가한 후 27℃ 진탕수조에서 혼합하였다. 5분 후 NaCO3 포화용액 ImL를 넣어 혼합하여 실온에서 1시간 방치한 후 640nm에서 흡수 분광광도계 (UV-1650PC, Shimadzu)로 흡광도를 측정하였다. 페놀화합물 함량은 표준물질 ferulic acid 의 농도를 이용하여 검량선을 작성한 다음 정량하였다.
lmL를 잘 혼합시켜 3 7℃의 water bath에서 1시간 동안 반응시킨 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험은 시료 용액 대신 50% methanol 용액을 동일하게 처리하였으며, 표준곡선은 Naringin(Sigma Co., USA)을이용하여 작성하고 이로부터 총 플라보노이드 함량을 구하였다.
백련 꽃의 소비확대를 위한 기초자료 확보 측면에서 2007년 8월 14일에, 가람, , , 초의, , , 백화건련' 및 '승달'의 꽃을 수확하여 열수와 에탄올 추출물의 생리활성 효과를 조사하였다.
시료의 추출은 백련 꽃을 채취한 후 2시간 이내에 실시하였는데, 열수 추출은 증류수 3L에 잘게 조제 한 연꽃 500g을 넣은 다음 log 에서 30 분간 추출하였다. 에탄올 추출은 잘게 조제한 시료 500g에 95% 에탄올을 3L를 첨가하여 상온에서 24시간 동안 추출하였다.
1x10-4M DPPH와 농도별 추출물을 각각 100μ1씩 취하여 혼합하고, 30분간 암상태에서 방치한 후 ELISA Reader(Bio-RAD, USA) 를 이용하여 517nm에서 잔존 라디칼 농도를 측정하였다. 시료의 환원력의 크기는 라디칼 소거활성 (Scavenging activity)으로 표시하였고, RC50은 DPPH 농도가 1/2로 감소하는데 필요한 시료의 양(μg)으로 나타내었으며 항산화 물질로 잘 알려진 BHT (butylated hydroxytoluene)오+ 비교하였다.
2)을 140pl 사용하여 부피를 200W로 맞추었다. 이 반응액을 3TC 항온수조에서 1시간 반웅시킨 후 2% acetic acid 1000 nl, Griess 시약 (30% acetic acid로 조제한 1% sulfanilic acid와 1% naphthylamine 을 1:1 비율로 혼합한 것, 사용직전에 조제) 80W 를 가하여 잘 혼합시켜 빛을 차단한 상온에서 15 분간 반응시킨 후 520nm에서 홉광도를 측정하여 아래와 같이 아질산염 소거능을 구하였다.
05mL(100units) 를 첨가하여 37Y 에서 10분간 반응시킨 후 신속하게 ice에서 5분간 방치하여 반응을 중단시킨다. 이 반응액을 475nm에서 흡수분광광도계를 이용하여 흡광도를 측정한 후 tyrosinase 효소활성 저해율을 구하였다. 효소활성 저해율은 시험시료가 포함되지 않은 반응액을 대조군으로 하였다.
전자공여 능 측정 은 DPPH( a, a -diphenyl- £-picryl -hydrazyl)법을 이용하여 시료의 라디칼(radical) 소거효과를 측정하는 Blois(1958)의 방법을 약간 변형하여 측정하였다. 1x10-4M DPPH와 농도별 추출물을 각각 100μ1씩 취하여 혼합하고, 30분간 암상태에서 방치한 후 ELISA Reader(Bio-RAD, USA) 를 이용하여 517nm에서 잔존 라디칼 농도를 측정하였다.
항균활성 측정은 시료 추출물을 여과지(Whatman No.2)로 여과한 후 측정하였다. 균주는 그람양성 세균인 Bacillus subtiIis(KCTC 1022), Bacilus cereus (KCTC 1012), Listeria monocytogenes (KCTC 3569), Streptococcus mutans (KCTC 5125) 및 Staphylococcus aureus (KCTC 1927) 5종과 그람음성세균인 Pseudomonas aeruginosa (KCTC 1636), Escherichia coli (KCTC 2441), Salmonella enteritidis (KCTC 1240) 3종을 사용하였으며, 균의 배양은 공시 균주의 활성화를 위하여 nutrient broth (NB)에 1 백금이씩 접 종한 후 35C 에서 24시간 배 양하였다.
항균활성은 균액을 4~5mm 두께가 되도록 분주한 nutrient agar(NA) 평판배지에 O.lmL씩 주입하여 균일하게 도말하고, 멸균 paper disk (08mm, Toyo Roshi Kaisha)에 추출액을 l, 000ppm액이 되도록 만든 용액을 50W/disk를 흡수시킨 다음 35℃ 에서 24시간 동안 배양한 후 paper disk 주위의 clear zone 의 전체 직경 (mm) - paper disk (08mm) 을 측정하였다.
이 반응액을 475nm에서 흡수분광광도계를 이용하여 흡광도를 측정한 후 tyrosinase 효소활성 저해율을 구하였다. 효소활성 저해율은 시험시료가 포함되지 않은 반응액을 대조군으로 하였다.
대상 데이터
2)로 여과한 후 측정하였다. 균주는 그람양성 세균인 Bacillus subtiIis(KCTC 1022), Bacilus cereus (KCTC 1012), Listeria monocytogenes (KCTC 3569), Streptococcus mutans (KCTC 5125) 및 Staphylococcus aureus (KCTC 1927) 5종과 그람음성세균인 Pseudomonas aeruginosa (KCTC 1636), Escherichia coli (KCTC 2441), Salmonella enteritidis (KCTC 1240) 3종을 사용하였으며, 균의 배양은 공시 균주의 활성화를 위하여 nutrient broth (NB)에 1 백금이씩 접 종한 후 35C 에서 24시간 배 양하였다.
본 연구에 사용한 시료는 전남 무안군 청계면 월선리 백련 시험포장에서 재배중인 백련으로, 가람, , , 초의, , , 백화건련, 및, 승달의 꽃을 2007년 8월 14일 아침 만개 직전에 채취하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
zMean separation within rows by Duncan's multiple range test at 5% level.
각각의 조사 분석은 3반복 이상 실시하였으며, 통계처리는 SAS 프로그램 중에서 분산분석(ANOVA) 을 실시하여 Duncan's multiple test로 시료간의 유의성을 검정하였다.
이론/모형
아질산염소거 효과는 Gray 등(1975)의 방법을 준하여 다음과 같이 측정하였다. ImM NaNO2 20 E 에 시료의 추출액 40μ1와 0.
총 페놀 화합물 함량은 Folin-Denis 방법 (Dewanto et al. 2002)에 따라 분석하였다. 시료를 lmg - mLl 농도로 조제한 후, 이 시료액 ImL에 증류수 3mL를 첨가하고, folin-ciocalteau's phenol reagent ImL를 첨가한 후 27℃ 진탕수조에서 혼합하였다.
성능/효과
멜라닌 색소의 주된 생성과정의 생합성 경로는 tyrosine을 출발물질로 하여 tyrosinase의 효소작용에 의해서 생성되는 dopaquinone 등의 유도체를 경유하여 아미노산 및 단백질과의 중합반응으로 생성된다(Lerner & Fitzpatrick 1950; Pawelek & Komer 1982). 그러므로 멜라닌 생성의 효소인 tyrcsinase 효소 자체를 억제하면 미백효과를 기대할 수 있는데, 본 연구결과는 Table 5에서와 같이 tyrosinase 활성의 저해율이 1.20% 미만을 나타내어 백련 4종류 꽃 추출물에서 tyrosinase 활성의 저해효과를 기대하기는 어려울 것으로 생각된다.
1986). 그러므로 본 연구결과 꽃의 열수 추출물 2, 000ppm에서 95.8%의 아질산염 소거 작용을 나타낸 '가람백련, 이나 93.0%를 나타낸, 백화건련, 등을 차로 가공하여 음용하면 아질산염 소거 효과에 도움이 될 것으로 생각된다.
백련 4종류 꽃 추출물의 아질산염소거 효과를 분석한 결과 l, 000ppm일 때 열수로 추출한 것은 , 승달' 백련은 7.3%에 불과했으나 나머지 3종류는 70.7% 이상을 나타냈으며, 에탄올로 추출한 것은 모두 67.1% 이상을 나타냈다(Table 4). 연꽃의 종류별로는 '가람' 백련 꽃 추출물의 아질산염 소거 효과가 높아 2,000ppm일 때 열수 추출물은 95.
백련 4종류 꽃 추출물의 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과 '가람' 백련에서 가장 많게 나타나 열수 주줄물에서는 34.1 pg - mL'1, 에탄올 주출물에서는 33.9ug - ml/'를 나타냈다(Table 3). 플라보노이드류는 담황색 또는 노란색을 띠는 색소 화합물로서 식물 중에는 대부분 당과 결합된 배당체 형태로 존재하며, 하루 한 사람 섭취량이 23 ~l, 000mg 정도이고 특이한 부작용이 없는 것으로 알려져 있다(Miyake et al.
백련 4종류 꽃 추출물의 항균활성을 조사한 결과 백련의 종류별로는 '가람, 백련에서 상대적으로 높아 균에 대한 저해환 직경이 8.9~15mm 를 나타냈으며, '초의' 백련은 열수 추출물의 그람 양성균에 대한 항균 활성 등 일부 균에 대해 항균 활성을 나타내지 않았다(Table 6). 용매별 항균 활성 반응은 전반적으로 에탄올 추출물에서 높은 경향을 나타냈지만 Radius subtiZis에 대한, 가람' 백련 주줄물, Pseudomonas aeruginosae 대한 , 초의, 백련의 추출물, Escherichia coli에 대한, 승 달' 백련 추출물의 항균활성에서는 열수 추출물에서 높게 나타났다.
백련 4종류 꽃 추출물이 멜라닌 색소의 중요한 단계를 촉매하는 효소인 tyrosinase 활성의 저해 효과를 조사한 결과 백련 종류나 추출용매 및 농도에 관계없이 1.20%미만을 나타냈다(Table 5). 멜라닌 색소의 주된 생성과정의 생합성 경로는 tyrosine을 출발물질로 하여 tyrosinase의 효소작용에 의해서 생성되는 dopaquinone 등의 유도체를 경유하여 아미노산 및 단백질과의 중합반응으로 생성된다(Lerner & Fitzpatrick 1950; Pawelek & Komer 1982).
백련 4종류의 꽃 추출물에 대하여 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 가람, 백련의 열수 및 에탄올 추출물에서 높은 전자공여능을 보였다 (Table 2). 용매에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성은 에탄올 추출물에서 확연하게 높게 나타나 1,000 ppm 이상의 농도에서는 연꽃의 종류에 관계없이 67.
9 Mg ' ml;'를 나타냈다. 아질산염 소거는 '추출물의 농도가 l, 000ppm일 때, 가람, 의 열수 추출물 및 에탄올 추출물에서 각각 91.3%와 82.4%로 가장 높았다. Tyrosinase 활성 저해 효과는 백련의 종류 및 용매에 관계없이 거의 나타나지 않았다.
9~15mm 를 나타냈으며, '초의' 백련은 열수 추출물의 그람 양성균에 대한 항균 활성 등 일부 균에 대해 항균 활성을 나타내지 않았다(Table 6). 용매별 항균 활성 반응은 전반적으로 에탄올 추출물에서 높은 경향을 나타냈지만 Radius subtiZis에 대한, 가람' 백련 주줄물, Pseudomonas aeruginosae 대한 , 초의, 백련의 추출물, Escherichia coli에 대한, 승 달' 백련 추출물의 항균활성에서는 열수 추출물에서 높게 나타났다. Kawaguchi 등(1997)은 플라보노이드 함량이 높을수록 항균 효과가 높다고 하였으며, Park(2005)은 페놀함량이 높을수록 항균효과가 높다고 하였는데, '가람' 백련 추출물의 경우 총 페놀물질과 플라보노이드 함량이 높게 나타난 점 (Table 1과 3)을 고려 해 볼 때 항균 활성이 다소 높게 나타난 것은 이들 물질의 영향이 큰 것으로 추정된다.
7%를 나타냈다. 용매별로는 '승달, 백련을 제외한 3종류 모두 2, 000ppm의 농도에서는 열수 추출물에서 아질산염 소거효과가 높았는데, 연꽃은 열수에 우려서 마신다는 점을 감안할 때 매우 의미 있는 결과를 보였다.
2). 용매에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성은 에탄올 추출물에서 확연하게 높게 나타나 1,000 ppm 이상의 농도에서는 연꽃의 종류에 관계없이 67.8% 이상을 나타냈다. 반면에 열수 추출물은, 가람, 백련 추출물 1,000 ppm에서만 90.
이상의 결과를 고려해 볼 때 기능성을 목적으로 백련 꽃을 차로 이용할 때는 총 페놀 함량과 플라보노이드 함량이 많고, 전자공여능과 아질산염 제거효과 및 항균활성이 상대적으로 높게 나타난 '가람' 백련 꽃이 좋을 것으로 생각된다.
Tyrosinase 활성 저해 효과는 백련의 종류 및 용매에 관계없이 거의 나타나지 않았다. 항균활성은 전반적으로, 가람, 의 추출물 및 에탄올 추출물에서 다소 높게 나타났다.
후속연구
이 때문에 최근 활성산소의 산화적 손상을 제거하는 방법의 하나로 식물에서 항산화효과가 뛰어난 약리활성물질을 추출하거나 이용하려는 경향이 커지고 있다. 따라서 열수 추출시 다른 종류에 비해 상대적으로 DPPH 라디칼 소거능이 높게 나타난, 가람' 백련 꽃 추출물을 차로 음용 하면 항산화 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
한편, Ra 등(1977)은 총 페놀함량 및 항산화 효과와 tyrosinase 활성의 저해는 상관관계가 있다고 하였는데, , 가람, 백련의 경우 Table 1 및 2에서와 같이 나머지 3종류에 비해 총 페놀함량과 전자공여 능이 높게 나타났음에도 불구하고 tyrosinase 활성은 유의적으로 차이가 없는 것으로 나타나 그 원인에 대한 추가적인 연구 필요성이 제기되었다.
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