기능성식품 소재를 개발하기 위한 연구의 일환으로 야생 산채류인 우산나물의 지상부와 뿌리 추출물에 대한 플라보노이드와 폴리페놀 화합물 함량 그리고 생리활성 효과를 측정하였다. 플라보노이드는 지상부 에탄올 추출물이 31.72 mg/g으로 가장 많았으며, 폴리페놀은 뿌리의 에탄올 추출물에서 68.11 mg/g으로 가장 높았다. Xanthine oxidase에 대한 저해 효과를 측정한 결과 1.0 mg/mL의 농도에서 지상부 물 추출물과 뿌리의 에탄올 추출물 모두 98% 이상의 저해율을 보였으며, tyrosinase 저해는 뿌리 에탄올 추출물에서만 9.33%의 저해효과를 나타내었다. 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물은 pH 1.2의 조건에서 70.89%의 아질산염 소거능을 보였으며, SOD 유사활성능도 13.06%의 활성을 나타내었다. 또한 전자공여능에서도 뿌리 에탄올 추출물이 98.58%로 천연항산화제인 ascorbic acid보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 가장 높았고, tyrosinase 저해, 아질산염 소거, SOD 유사활성 및 전자공여능이 가장 우수하였다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 에탄올 추출물보다는 활성이 낮았으나 우산나물 지상부 추출물보다 높게 분석되었으며, xanthine oxidase 저해율이 가장 높았다. 본 실험결과 우산나물은 우수한 항산화 활성을 지닌 기능성식품 소재임을 확인할 수 있었으며, 식용으로 사용하고 있는 어린순 이외에 뿌리에도 다량의 폴리페놀을 함유하며, 우수한 생리활성 효과를 나타내므로 이를 항산화 활성을 지닌 기능성 건강식품 등의 재료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
기능성식품 소재를 개발하기 위한 연구의 일환으로 야생 산채류인 우산나물의 지상부와 뿌리 추출물에 대한 플라보노이드와 폴리페놀 화합물 함량 그리고 생리활성 효과를 측정하였다. 플라보노이드는 지상부 에탄올 추출물이 31.72 mg/g으로 가장 많았으며, 폴리페놀은 뿌리의 에탄올 추출물에서 68.11 mg/g으로 가장 높았다. Xanthine oxidase에 대한 저해 효과를 측정한 결과 1.0 mg/mL의 농도에서 지상부 물 추출물과 뿌리의 에탄올 추출물 모두 98% 이상의 저해율을 보였으며, tyrosinase 저해는 뿌리 에탄올 추출물에서만 9.33%의 저해효과를 나타내었다. 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물은 pH 1.2의 조건에서 70.89%의 아질산염 소거능을 보였으며, SOD 유사활성능도 13.06%의 활성을 나타내었다. 또한 전자공여능에서도 뿌리 에탄올 추출물이 98.58%로 천연항산화제인 ascorbic acid보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 가장 높았고, tyrosinase 저해, 아질산염 소거, SOD 유사활성 및 전자공여능이 가장 우수하였다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 에탄올 추출물보다는 활성이 낮았으나 우산나물 지상부 추출물보다 높게 분석되었으며, xanthine oxidase 저해율이 가장 높았다. 본 실험결과 우산나물은 우수한 항산화 활성을 지닌 기능성식품 소재임을 확인할 수 있었으며, 식용으로 사용하고 있는 어린순 이외에 뿌리에도 다량의 폴리페놀을 함유하며, 우수한 생리활성 효과를 나타내므로 이를 항산화 활성을 지닌 기능성 건강식품 등의 재료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
This study was conducted to examine the antioxidant activities of the extracts from aerial parts and roots of Syneilesis palmata. The ethanol extract of aerial parts showed the highest content of flavonoid compounds (31.72 mg/g), and the ethanol extract of roots has the highest content of total poly...
This study was conducted to examine the antioxidant activities of the extracts from aerial parts and roots of Syneilesis palmata. The ethanol extract of aerial parts showed the highest content of flavonoid compounds (31.72 mg/g), and the ethanol extract of roots has the highest content of total polyphenol compounds (68.11 mg/g). The water extract of S. palmata roots showed the highest xanthine oxidase inhibition of 99.29% and the ethanol extract of aerial parts showed 98.48% at 1.0 mg/mL. The ethanol extract of roots showed the highest value of nitrite scavenging ability of 70.89% at pH 1.2, SOD-like activity of 13.06% and electron donating ability of 98.58% at 1.0 mg/mL concentration. The effect of tyrosinase inhibition was found at only the ethanol extracts of roots (9.33%). We found that root extracts contain abundance polyphenol compounds and their antioxidant activities were greater than those of the extracts of aerial part.
This study was conducted to examine the antioxidant activities of the extracts from aerial parts and roots of Syneilesis palmata. The ethanol extract of aerial parts showed the highest content of flavonoid compounds (31.72 mg/g), and the ethanol extract of roots has the highest content of total polyphenol compounds (68.11 mg/g). The water extract of S. palmata roots showed the highest xanthine oxidase inhibition of 99.29% and the ethanol extract of aerial parts showed 98.48% at 1.0 mg/mL. The ethanol extract of roots showed the highest value of nitrite scavenging ability of 70.89% at pH 1.2, SOD-like activity of 13.06% and electron donating ability of 98.58% at 1.0 mg/mL concentration. The effect of tyrosinase inhibition was found at only the ethanol extracts of roots (9.33%). We found that root extracts contain abundance polyphenol compounds and their antioxidant activities were greater than those of the extracts of aerial part.
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문제 정의
기능성식품 소재를 개발하기 위한 연구의 일환으로 야생산채류인 우산나물의 지상부와 뿌리 추출물에 대한 플라보노이드와 폴리페놀 화합물 함량 그리고 생리활성 효과를 측정하였다. 플라보노이드는 지상부 에탄올 추출물이 31.
이에 본 연구에서는 우산나물 지상부와 뿌리 추출물로부터 총 플라보노이드 화합물과 폴리페놀 화합물의 함량 그리고 다양한 생리활성의 탐색을 통하여 우산나물의 이용 가치를 규명하고 민간이나 한방에서 알려진 효능을 과학적으로 증명하여 고부가가치의 기능성 제품을 개발하기 위한 기초연구 자료를 제공하고자 실시하였다.
가설 설정
1)The values of flavonoid and polyphenol compound are mea±SD of triplicate determinations.
제안 방법
우산나물 지상부와 뿌리 시료의 추출은 환류냉각관을 부착시킨 둥근 플라스크에 건조된 시료 10 g에 5배에 해당되는 증류수와 70% 에탄올을 넣고 80oC와 60oC의 수욕 상에서 3시간씩 3회 반복 실시하였다. 각 추출물을 여과한 다음 rotatory vacuum evaporator(400 series, Eyela, Tokyo, Japan) 로 감압농축한 후에 동결 건조하여 분말로 제조하였다.
3회 반복 실시하였다. 각 추출물을 여과한 다음 rotatory vacuum evaporator(400 series, Eyela, Tokyo, Japan) 로 감압농축한 후에 동결 건조하여 분말로 제조하였다. 우산나물의 분말화 된 추출물들은 각각의 무게를 측정하였으며 이를 %로 나타내어 추출물의 수율로 표시하였다.
우산나물의 분말화 된 추출물들은 각각의 무게를 측정하였으며 이를 %로 나타내어 추출물의 수율로 표시하였다. 또한 우산나물의 지상부와 뿌리의 물과 에탄올 추출물은 일정 농도로 희석하여 폴리페놀 및 생리활성 측정을 위한 시료로 사용하였으며, 대조구는 우산나물의 각 추출물 대신 천연항산화제인 ascorbic acid(Sigma-Aldrich Co., Sanghai, China) 를 추출물과 동일한 농도로 첨가하여 생리활성 효과를 비교하였다.
우산나물 지상부와 뿌리의 각 추출물에 함유된 플라보노이드 함유량은 동결건조 하여 분말화 된 시료를 1% 농도로 80% ethan이에 희석한 다음 Nieva Moreno 등(21)의 방법을 변형하여 추출액 0.1 mL에 80% ethanol 0.4 mL를 첨가하여 혼합하였다. 여기에 10% aluminum nitrate 0.
3 mL를 가하여 25oC에서 40분간 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 정량은 quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 최종농도가 0, 10, 25, 50, 100, 250, 500 ug/mL가 되도록 취하여 위와 동일한 방법으로 측정한 검량 선으로부터 산출하여 우산나물 각 추출물에 대한 플라보노이드 함량을 구하였다.
4 mL 가하여 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 화합물의 정 량은 tannic acid를 이용하여 최종농도가 0, 25, 50, 100, 250, 500 ug/mL가 되도록 취하여 위와 동일한 방법으로 흡광도를 측정한 표준곡선으로부터 우산나물 지상부와 뿌리 추출물의 폴리페놀 화합물 함량을 산출하였다.
4 mL 첨가하여 다시 실온에서 15분간 2차 반응시킨 후 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 Griess reagent 대신 증류수 0.4 mL를 가하여 상기와 동일한 방법으로 측정하여 우산나물 추출물의 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
1 mL를 가하여 반응을 정지시킨 후 반응용액에서 산화된 pyrogall이의 양을 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 우산나물 추출물의 첨가 구와 무첨가구의 흡광도의 차이를 백분율(%)로 표시하여 SOD 유사활성능을 나타내었다.
2 mM의 농도로 DPPH를 absolute ethan이에 희석한 용액 1 mL 가하여 혼합하였다. 이것을 37oC에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 시료 첨가 전과 후의 흡광도 차이를 백분율(%)로 표시하여 전자공여능으로 나타내었다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 국내산 우산나물은 2007년 6월 ~7월경에 경북 팔공산 일대에서 채집, 동정하여 지상부와 뿌리를 따로 분리하고 흐르는 물에 세척하여 흙과 이물질을 제거한 후 40oC 의 열풍건조기에서 12~24시간 동안 충분히 건조시킨 뒤 본 실험을 위한 추출 시료로 사용하였다.
데이터처리
모든 측정값은 독립적으로 3회 이상 반복 실시하였으며 이를 평균士표준편차로 표시하였다. 각 실험군에 대한 통계 학적 분석 은 SPSS 17.
평균士표준편차로 표시하였다. 각 실험군에 대한 통계 학적 분석 은 SPSS 17.0 for windows program을 이용하였으며, 각 군 간의 측정치 비교는 one-way analysis of variance(ANOVA)를 시행하여 유의성이 있는 경우, 신뢰구간 p<0.05에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
2)Values with different superscripts within the row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
2)Values with different superscripts within the row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
2)Values eith different superscripts within the row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple rage test.
2)Valuse with different superscripts within the row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
2)Vlaues with different superscripts within the row are significantly defferent at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
이론/모형
각 우산나물 추출물에 함유된 폴리페놀 화합물의 함량은 Folin-Denis(22)법으로 측정하였다. 일정 농도로 희석된 시료 0.
일정 농도로 희석한 우산나물 각각의 추출물에 대한 xanthine oxidase 저 해활성 측정은 Stirpe와 Corte(23)의 방법에 따라 실시하였다. 희석된 시료 0.
우산나물 지상부와 뿌리 추출물의 tyrosinase 저해 활성은 Yagi 등 (24) 의 방법에 따라 측정하였다. 0.
아질산염 (NaNOD 소거능은 Kato 등(25)의 방법에 따라 측정하였다. 일정 농도로 희석된 우산나물의 각 추출물 1 mL에 1 mM의 NaNOz 용액 2 mL를 첨가하고, 여기에 0.
우산나물의 지상부와 뿌리의 물과 에탄올 추출물의 SOD 유사활성은 Marklund 와 Marklund(26) 의 방법에 따라 hydrogen peroxide 로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성 량을 측정하여 SOD 유사활성으로 나타내었다. 일정 농도로 희석한 우산나물 각 시료 0.
DPPH(1, 1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 에 대한 수소 공여 효과로 측정하는 Blois 법(27)에 따라 우산나물 각 추출물에 대한 전자공여 효과를 측정하였다. 일정 농도로 희석된 우산나물의 부위 별 추출물 시료 2 mL에 0.
성능/효과
11 mg/g으로 가장 높았다. Xanthine oxidase에 대한 저해 효과를 측정한 결과 1.0 mg/mL의 농도에서 지상부 물 추출물과 뿌리의 에탄올 추출물 모두 98% 이상의 저해율을 보였으며, tyrosinase 저해는 뿌리 에탄올 추출물에서만 9.33%의 저해효과를 나타내었다. 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물은 pH 1.
06%의 활성을 나타내었다. 또한 전자공여능에서도 뿌리 에탄올 추출물이 98.58% 로 천연항산화제인 ascorbic acid보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 가장 높았고, tyrosinase 저해, 아질산염 소거, SOD 유사 활성 및 전자공여능이 가장 우수하였다.
58% 로 천연항산화제인 ascorbic acid보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 가장 높았고, tyrosinase 저해, 아질산염 소거, SOD 유사 활성 및 전자공여능이 가장 우수하였다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 에탄올 추출물보다는 활성이 낮았으나 우산나물 지상부 추출물보다 높게 분석되었으며, xanthine oxidase 저해율이 가장 높았다.
이상의 결과 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량이 가장 높았고, tyrosinase 저해, 아질산염 소거, SOD 유사 활성 및 전자공여능이 가장 우수하였다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 에탄올 추출물보다는 활성이 낮았으나 우산나물 지상부 추출물보다 높게 분석되었으며, xanthine oxidase 저해율이 가장 높았다. 본 실험결과 우산나물은 우수한 항산화 활성을 지닌 기능성식품 소재임을 확인할 수 있었으며, 식용으로 사용하고 있는 어린순 이외에 뿌리에도 다량의 폴리페놀을 함유하며, 우수한 생리활성 효과를 나타내므로 이를 항산화 활성을 지닌 기능성 건강식품 등의 재료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
우산나물 지상부와 뿌리의 물과 에탄올에 의한 추출 수율은 우산나물 뿌리 물 추출물(27.46%)> 지상부 물 추출물(24.83%)> 뿌리 에탄올 추출물(21.29%)> 지상부 에탄올 추출물(18.64%)의 순으로 나타났다(Table 1). 수율은 우산나물의 지상부보다는 뿌리 추출물의 수율이 더 높았으며, 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높은 것으로 분석되었다.
64%)의 순으로 나타났다(Table 1). 수율은 우산나물의 지상부보다는 뿌리 추출물의 수율이 더 높았으며, 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높은 것으로 분석되었다. 이는 국내산 자화지정의 부위별 추출물의 수율을 측정한 결과 자화 지정의 잎보다는 뿌리에서, 에탄올보다는 물을 용매로 추출한 경우가 더 높았다는 Choi 등(28)의 결과와 유사하였다.
나타내었다. 플라보노이드 함량은 지상부 에탄올 추출물이 31.72 mg/g 으로 가장 많았고, 다음으로 뿌리 에탄올 추출물(10.47 mg/g), 뿌리 물 추출물(7.2 mg/g) 및 지상부 물 추출물(2.61 mg/g) 의 순으로 물보다 에탄올을 용매로 사용한 추출물이 더 많은 플라보노이드를 함유하였다. 특히 우산나물 지상부에서 물 추출물보다 에탄올 추출물이 약 12배 이상 더 많이 함유하고 있었고, 지상부의 에탄올 추출물은 뿌리보다 약 3배 이상 많은 플라보노이드 함량을 나타내었다.
61 mg/g) 의 순으로 물보다 에탄올을 용매로 사용한 추출물이 더 많은 플라보노이드를 함유하였다. 특히 우산나물 지상부에서 물 추출물보다 에탄올 추출물이 약 12배 이상 더 많이 함유하고 있었고, 지상부의 에탄올 추출물은 뿌리보다 약 3배 이상 많은 플라보노이드 함량을 나타내었다.
폴리페놀 화합물 함량을 측정한 결과에서는 뿌리 에탄올 추출물 68.11 mg/g> 뿌리 물 추출물 63.22 mg/g> 지상부 물 추출물 38.79 mg/g> 지상부 에탄올 추출물 33.50 mg/g으로 지상부보다 뿌리에 약 1.6~2.0배 많은 폴리페놀 화합물이 함유되어 있었다.
우산나물의 부위 별 추출물에 대한 농도별 xanthine oxi-dase(XO) 저 해 활성을 측정한 결과 1.0 mg/mL의 농도에서 84.35~99.29%로 뿌리의 물 추출물이 가장 높은 XO 저해 효과를 나타내었으며, 지상부의 에탄올 추출물에서도 98.48%의 저해율을 나타내어 대조군인 ascorbic acid(98.55%)와 유사하거나 더 높은 XO 저해효과를 나타내었다(Table 2). 지상부와 뿌리 추출물 모두 0.
55%)와 유사하거나 더 높은 XO 저해효과를 나타내었다(Table 2). 지상부와 뿌리 추출물 모두 0.3 mg/mL의 농도에서 55% 이상의 저해 활성을 보였으며, 특히 우산나물의 뿌리 물 추출물은 0.5 mg/mL에서 93% 이상의 매우 우수한 XO 저해율을 나타내었다.
우산나물 추출물에 대한 tyrosinase 저해 효과를 0.1~1.0 mg/mL 의 농도에서 측정한 결과 지상부와 뿌리의 물 추출물에서는 저해 활성이 없었으며, 뿌리의 에탄올 추출물에서만 3.00~9.33%의 tyrosinase 저해효과를 나타내었다. 1.
33%의 tyrosinase 저해효과를 나타내었다. 1.0 mg/ mL의 농도에서 지모 4%, 택사 5%, 두충 17%이며, 인삼에서는 27%의 저해율을 나타내었다는 Choi 등(34)의 결과와 곰취와 참취 등과 같은 산채류에서 25~39%의 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다는 Kim 등(35)의 결과를 우산나물의 저해 효과와 비교하면 지모, 택사는 유사한 저해율을 보였으나 인삼이나 곰취 등과 같은 산채류보다는 매우 낮은 tyrosinase 저해활성을 나타내었다.
91% 로서 저농도에서는 아질산염 소거효과가 거의 없었다. 모든 pH 조건에서 뿌리 에탄올 추출물>뿌리 물 추출물>지상부물 추출물>지상부 에탄올 추출물 순으로 효과가 나타났으며, pH가 낮을수록 아질산염 소거능이 높았다. 모든 조건에서 우산나물의 뿌리 추출물은 잎보다 높은 아질산염 소거율을 나타내어 추출물의 폴리페놀 화합물의 함량이 높을수록 아질산염 소거능이 우수한 것으로 분석되었다.
모든 pH 조건에서 뿌리 에탄올 추출물>뿌리 물 추출물>지상부물 추출물>지상부 에탄올 추출물 순으로 효과가 나타났으며, pH가 낮을수록 아질산염 소거능이 높았다. 모든 조건에서 우산나물의 뿌리 추출물은 잎보다 높은 아질산염 소거율을 나타내어 추출물의 폴리페놀 화합물의 함량이 높을수록 아질산염 소거능이 우수한 것으로 분석되었다. 이는 flavonoid 화합물은 아질산염 소거 효과가 낮으나 polyphenol 화합물은 아질산염을 효과적으로 분해하여 nitrosamine의 생성을 효과적으로 억제한다는 Takashi 등(36)의 보고와 일치하였다.
0 mg/mL의 농도에서 측정한 결과는 Table 4와 같다. 지상부는 1.49~11.27%, 뿌리는 2.24~13.06%로 1.0 mg/mL의 농도에서 뿌리의 에탄올 추출물이 가장 높은 SOD 유사 활성 효과를 나타내었으며, 모든 추출물은 농도가 증가함에 따라 SOD 유사활성능도 증가하였다. 0.
우산나물의 실험결과를 82종의 약용식물에 대한 SOD 유사 활성을 측정한 Lim 등(39)의 소엽(3.67%), 시호(4.97%), 익모초(7.53%), 사삼(3.90%), 생강(9.03%), 갈근(17.13%), 감초(35.63%) 등의 보고와 비교하면 1.0 mg/mL의 농도에서 우산나물 뿌리 추출물의 SOD 유사활성이 갈근과 감초보다는 낮았으나 다른 약용식물보다는 높은 결과를 보였다.
우산나물 지상부와 뿌리 추출물의 농도에 따른 전자공여 능을 측정한 결과 지상부의 물 추출물은 47.42~79.21%였으며, 에탄올 추출물은 45.58~90.26%로서, 지상부 추출물이 0.3 mg/mL의 농도에서 가장 우수한 전자공여 효과를 나타내었다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 75.
3 mg/mL의 농도에서 가장 우수한 전자공여 효과를 나타내었다. 우산나물 뿌리의 물 추출물은 75.00~92.31%였으며, 에탄올 추출물은 84.82~98.58%로 뿌리 추출물은 0.3 mg/mL 이상의 농도에서 90% 이상의 전자공여능을 나타내었다. 특히 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물은 1.
3 mg/mL 이상의 농도에서 90% 이상의 전자공여능을 나타내었다. 특히 우산나물 뿌리의 에탄올 추출물은 1.0 mg/mL 이상의 농도에서 대조군으로 사용한 천연 항산화제인 ascorbic acid 보다 높은 전자공여능을 나타내었다.
후속연구
우산나물 뿌리의 물 추출물은 에탄올 추출물보다는 활성이 낮았으나 우산나물 지상부 추출물보다 높게 분석되었으며, xanthine oxidase 저해율이 가장 높았다. 본 실험결과 우산나물은 우수한 항산화 활성을 지닌 기능성식품 소재임을 확인할 수 있었으며, 식용으로 사용하고 있는 어린순 이외에 뿌리에도 다량의 폴리페놀을 함유하며, 우수한 생리활성 효과를 나타내므로 이를 항산화 활성을 지닌 기능성 건강식품 등의 재료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
5 mg/g의 폴리페놀을 함유한다는 Miliauskas 등(31)의 결과와 비교하여도 우산나물지상부와 뿌리 추출물에 함유된 생리활성 물질의 함량은 매우 높은 것으로 밝혀졌다. 이처럼 우산나물이 높은 생리활성물질을 함유하는 것은 건강보조식품 등의 재료로 활용 가능성을 보여 준다고 할 수 있다.
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