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문제 정의
- 기능성 식품 및 기능성 화장품으로 활용 가능한 소재를 개발하기 위한 목적으로 자외선 차단 효과, 항산화 효과, 미백 효과 등을 측정한 결과는 다음과 같다.
- 본 연구는 두충, 단삼, 진피 및 천궁의 에탄올 추출물의 자외선 차단 효과, 항산화 효과 및 미백 효과를 측정하여 기능성 식품과 기능성 화장품 소재로서 활용 가능성을 검토하였다.
- 본 연구에서는 심혈관계 질환에 활용되고 있는 한약 재료 중 두층나무과의 수피를 건조한 두층(Eucommiae wrZex) 과꿀풀과에 속하는 다년생 초목인 단삼(S%/* miltiorrhizae radix), 운향과에 속한 상록 소교목인 귤의 성숙한 과실의 과피를 건조한 진피(刀wranZzV nobilis pericarpium) 및 산형과에 속하는 다년생 초본인 천궁(Cnidii rhizoma)의 뿌리 줄기를 건조한 것을 이용하여 식품 및 화장품 원료로 활용 가능성을 연구 검토하고자 한다.
제안 방법
- ,iae miltiorrhizae radix), 진피 (AwnftY nobilis pericarpium) 및 천궁(Cnidii rhizomd)은 금산 인삼 센터의 A약업사에서 2007년 11월에 구입하여 물로 세척하고 음건하여 사용하였으며, 1, 1 -diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), pyrogallol, xanthine, xanthine oxidase, mushroom tyrosinase등은 Sigma제를 그 외 추출 용매 및 완충 용액에 사용되는 시 약은 Aldrich사 및 국산 시약을 사용하였다. 실험에 사용된 시료처리는 두충, 단삼, 진피 및 천궁 20 으에 80% ethanol 200 mL를 가한 후 60 ℃ 항온 수조(Samheung, SH-GWB 22)에서 24시간 동안 가열 추출한 후 감압 증류 장치 (Eyela, Rotary evaporator N-1000) 에서 4배 농축하고, 3, 000 rpm으로 10분간 원심분리한 후 Whatman No.l 여과지로 여과하여 실험에 사용하였다.
- 자외선 차단 효과 측정은 농축한 시료의 흡광도가 너무 높아 농축 원액을 두충과 단삼은 10배, 진피와 천궁은 5배 묽힌 후 UV-Visible Spectrophotometer(Shimadzu, UV-1601) 를 사용하여 자외선 영역(400~200 nm)에서 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 건조한 두층(Eucommiae cortex)과 단삼 (Sal.,iae miltiorrhizae radix), 진피 (AwnftY nobilis pericarpium) 및 천궁(Cnidii rhizomd)은 금산 인삼 센터의 A약업사에서 2007년 11월에 구입하여 물로 세척하고 음건하여 사용하였으며, 1, 1 -diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), pyrogallol, xanthine, xanthine oxidase, mushroom tyrosinase등은 Sigma제를 그 외 추출 용매 및 완충 용액에 사용되는 시 약은 Aldrich사 및 국산 시약을 사용하였다. 실험에 사용된 시료처리는 두충, 단삼, 진피 및 천궁 20 으에 80% ethanol 200 mL를 가한 후 60 ℃ 항온 수조(Samheung, SH-GWB 22)에서 24시간 동안 가열 추출한 후 감압 증류 장치 (Eyela, Rotary evaporator N-1000) 에서 4배 농축하고, 3, 000 rpm으로 10분간 원심분리한 후 Whatman No.
데이터처리
- 각 시료에 따른 실험은 5회 반복 실시하여 유의성 이 부족한 2개의 data는 버리고 3회의 실험값을 평균하여 계산한 값을 사용하였다.
이론/모형
- Xanthine oxidase 활성 저해 측정은 Stripe의 방법 (Stirpe & Della 1969)에 따라 시료용액 0.1 mL와 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.5) 0.6 mL에 xanthine(2 mM)을 녹인 기질액 0.2 mL를 가하고 xanthine oxidase(0.2 U/mL) 0.1 "를가하고 10초간 vortex mix후 37℃에서 15분간 반응시킨 후 1 M HC1 1 mL를 가하여 반응을 정지시킨 후 생성된 uric acid 의 양을 292 때에서 흡광도로 측정하였다. Xanthine oxidase 활성 저해율은 시료용액 첨가군과 무첨가군의 흡광도 감소율로 나타내었다.
- SOD 유사 활성은 Marklund 등의 방법 (Markhind & Marklund 1974, Kim et al 1995)에 따라 시료 용액 0.2 mL에 Tris- HC1 완충 용액(pH = 8.5) 3 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL 를 가하고 10초간 vortex mix후 25“C에서 10분간 반응시킨 후 1 M HC1 1 mL를 가하여 반응을 정지시키고 420 빠에서흡광도로 산화된 pyrogallol 양을 측정하였다. SOD 유사 활성은 시료 첨가군과 무 첨가군의 흡광도 차이로 나타내었다.
- Tyrosinase 저해 활성 측정은 Yagi 등(Yagi K 1987, Duckworth & Coleman 1970)의 방법에 따라 측정하였다. 반응은 sodium phosphate buffer (pH 6.
- 전자 공여능(electron donating ability)은 Blois의 방법을 이용하였다(Blois MS 1958). 시료 용액 2 mL에 0.
성능/효과
- 1. 자외선 차단 효과는 두충 추출물은 280-210 nm에서 단삼은 270-220 파에서 나타내는 것으로 보아 자외선 차단용 화장품 원료로 사용 시 UV-C영역의 자외선을 흡수하는 목적으로 사용할 수 있을 것이며, 진피는 400- 210 nm에서 천궁은 380~220nm의 거의 자외선 파장의 전 영역에서 흡수를 나타내었다.
- 2. DPPH 라디칼에 대한 소거능은 천궁 추출물은 79.0%, 두충 추출물은 74.2%, 진피 추출물은 40.4%, 단삼 추출물은 19.4%의 저해율 순서로 천궁 추출물이 가장 높은 전자공여 능을 나타내었다.
- 3. Superoxide dismutase(SOD) 유사활성율은 단삼 추출물은 21.9%, 진피 추출물은 18.3%, 두충 추출물은 11.7% 순으로 나타내었으나, 천궁 추출물은 반응 과정에서 부유물이 생성되어 정확한 값을 측정할 수 없었다.
- 4. Xanthine oxidase 저해 활성을 측정한 결과, 단삼 추출물은 79.3%, 천궁 추출물은 71.9%, 두충 추출물은 57.5% 순으로 xanthine oxidase 저해 활성도가 매우 높은 것으로 나타났다.
- 5. Tyrosinase 저해 활성도는 천궁 추출물은 59.5%, 단삼추출물은 22.8%, 진피 추출물은 27.5%, 두충 추출물은 12.4% 순으로 나타내었다.
- 두충 추출물은 11.7%, 단삼 추출물은 21.9%, 진피 추출물은 18.3%를 나타내었으나, 천궁 추출물은 반응과정에서 부유물이 생성되어 정확한 값을 측정할 수 없었다.
- 5 에 나타내었다. 두충 추출물은 12.4%, 단삼 추출물은 22.8%, 진피 추출물은 27.5%를 천궁 추출물은 59.5%를 나타내었다. 다른 연구의 결과와 비교하여 보면, 진달래꽃의 열수 추출물이 24.
- 4에 나타내었다. 두충 추출물은 57.5%, 단삼 추출물은 79.3%, 천궁 추출물은 71.9%를 나타내었으나 진피 추출물의 경우에는 음(-)값을 나타내었는데, 이는 진피 추출물과 효소나 기질이 반응하여 292 nm에서 흡광도가 큰 다른 물질이 생성되기 때문으로 사료된다. 다른 xanthine oxidase 저해 활성을 측정한 연구결과를 보면 미역(10.
- 두충 추출물은 74.2%, 단삼 추출물은 19, 4%, 진피 추출물은 40.4%, 천궁 추출물은 79.0% 의 저해율을 나타내었다. Lee 등은 느릅나무와 시무나무의 근, 수피의 80% 에탄올 추출물의 전자공여능 91.
- 0%)의 저해 능이 있는 것으로 보고되어 있다(Kim et al 1996). 이들 결과와 본 실험의 결과를 비교해 볼 때 xanthine oxidase 저해 활성도가 매우 높음을 알 수 있다.
- 9%의 효과를 나타내는 것으로 보고하였다(Lee et al 2005). 이들 결과와 비교하여볼 때 본 실험에 사용된 추출물들도 어느 정도 SOD 유사 활성도가 있음을 알 수 있다.
- 0%를 나타내는 것으로 보고되어 있으며(Aq et al 2005), 토사자, 숙지황 등은 30% 미만으로 보고되어 있다(Jung et al 1995). 이러한 결과를 비교하여 볼 때 두층, 단삼, 진피 추출물들은 다른 연구 결과물들과 유사한 tyrosinase 저해 활성을 가지지만 천궁 추출물은 높은 저해 활성을 나타내므로 미백 화장품의 기능성 재료로 활용 가능성이 높음을 알 수 있다.
- 이상의 결과를 보면 자외선 차단 효과는 진피와 천궁 추출물이 좋은 자외선 차단용 원료로 사용할 수 있을 것이며, 항산화 효과는 네 가지 주줄물의 특성을 고려하여 적당히 혼합한 혼합물, 미백 효과는 천궁 추출물을 사용하면 좋은 기능성 식품 및 기능성 화장품 원료로 사용 가능한 것으로 사료된다.
후속연구
- 물론 합성 항산화제들 중에서 BHA, BHT 등은 가격도 저렴하고 우수한 항산화 효과도 나타내고 있지만 과잉 섭취시 다른 질병을 유발하는 등 안전성상의 문제점들이 있는 것으로 보고되어 있어(Waldrop M 1980) 사용량을 규제 하고 있는 실정이다. 그러한 차원에서 볼 때 앞으로 더욱더 천연물을 이용한 항산화 효과의 검증을 통한 물질 개발 분야는 지속적인 연구가 필요하리 라 사료된다. 또한 최근에는 식품과 화장품의 경계를 넘어 먹는 화장품에 대한 연구가 시작되고 있다.
- 농축한 추출물 원액으로 측정한 값은 흡광도 값이 너무 크기 때문에 묽힌 용액으로 측정하였으며, 자외선을 일반적으로 UV-A(400~320 nm), UV-B(320~290 nm), UV-C(290~200 nm) 나누어 볼 수 있다. 두충추출물의 경우에는 280~210nm 에서 흡수 피크를, 단삼은 270-220 프에서 나타내는 것으로 보아 자외선 차단용 화장품 원료로 사용 시 UV-C 영 역의 자외선을 흡수하는 목적으로 사용할 수 있을 것이며, 진피는 400-210 —에서 천궁은 380~220 뜨의 거의 자외선 파장의 전 영역에서 흡수를 나타내어 좋은 자외선 차단용 원료로 사용할 수 있을 것이다. 일반적으로 광범위하게 사용되고 있는 자외선 차단용 화장품은 멜라닌 세포를 활성화 시키는 UV-B 영역의 자외선을 차단하는 물질들이 화장품 원료로 많이 사용되고 있다.
- 70%를 나타낸다고 보고하였다 (Koh et al 2005). 이와 비교하여 볼 때 본 실험에 사용한 두충이나 천궁 추출물은 전자공여 능이 우수하여 항산화제로 활용이 가능할 것으로 여겨진다.
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