본 연구는 천연소재용 이용하여 식품 저장성과 안전성 향상을 위한 식품첨가제나 보존제등의 개발 가능성을 알아보고자 민간에서 사용되어 온 노박덩굴 분획물에 대한 항산화 효과 및 항균활성을 측정하였다. DPPH free radical 소거활성을 측정하여 항산화 활성효과를 알아 본 결과 COMB층이 $39.75{\mu}g/ml$에서 50%의 DPPH free radical의 소거활성을 보여 가장 높은 항산화 효과를 나타내었다. ROS 제거활성 측정결과에서도 COMB층이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었으며 $4.73{\mu}g/ml$에서 50%의 ROS 제거 활성을 나타내어 positive control로 사용한 trolox와 거의 유사한 제거활성을 보였다. 그리고 $ONOO^-$ 제거활성 역시 COMB층이 가장 높게 나타났으며, 특히 positive control인 penicillamine 의 IC50값인 $4.34{\mu}g/ml$과 비교하였을 때 더 높은 제거 활성 효과를 나타내어 높은 항산화 효과를 확인할 수 있었다. 또한 paper disc method를 이용한 항균효과 실험 결과, 사용한 모든 균주에서 COMH층을 제외한 COMM, COMB 및 COMA층이 항균활성을 나타내었다. 특히 bacillus subtilis에서는 COMH층을 제외한 모든 층에서 농도에 비례하여 항균력이 점차 증가하였으며, 전반적으로 COMM층과 COMB층에서 높은 항균활성을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 종합해보면 항산화효과는 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층에서 가장 높았으며 그 다음으로 COMM 순이었다. 항균 효과는 사용한 모든 균주에서 methanol 분획층인 COMM 층이 전반적으로 높은 항균활성이 나타났으며 COMB층이 다음으로 높은 항균활성을 나타내었다. 이 상의 결과로 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층과 methanol 분획층인 COMM 중에서 항산화 활성과 항균력을 나타내는 효과적인 생리 활성물질이 함유되어 있을 것으로 사료되어 지며, 앞으로 더욱 심도 있는 연구용 통하여 천연 항산화제, 천연식품보조제 및 천연 항균제등의 기능성 식품으로서의 활용가능성을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구는 천연소재용 이용하여 식품 저장성과 안전성 향상을 위한 식품첨가제나 보존제등의 개발 가능성을 알아보고자 민간에서 사용되어 온 노박덩굴 분획물에 대한 항산화 효과 및 항균활성을 측정하였다. DPPH free radical 소거활성을 측정하여 항산화 활성효과를 알아 본 결과 COMB층이 $39.75{\mu}g/ml$에서 50%의 DPPH free radical의 소거활성을 보여 가장 높은 항산화 효과를 나타내었다. ROS 제거활성 측정결과에서도 COMB층이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었으며 $4.73{\mu}g/ml$에서 50%의 ROS 제거 활성을 나타내어 positive control로 사용한 trolox와 거의 유사한 제거활성을 보였다. 그리고 $ONOO^-$ 제거활성 역시 COMB층이 가장 높게 나타났으며, 특히 positive control인 penicillamine 의 IC50값인 $4.34{\mu}g/ml$과 비교하였을 때 더 높은 제거 활성 효과를 나타내어 높은 항산화 효과를 확인할 수 있었다. 또한 paper disc method를 이용한 항균효과 실험 결과, 사용한 모든 균주에서 COMH층을 제외한 COMM, COMB 및 COMA층이 항균활성을 나타내었다. 특히 bacillus subtilis에서는 COMH층을 제외한 모든 층에서 농도에 비례하여 항균력이 점차 증가하였으며, 전반적으로 COMM층과 COMB층에서 높은 항균활성을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 종합해보면 항산화효과는 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층에서 가장 높았으며 그 다음으로 COMM 순이었다. 항균 효과는 사용한 모든 균주에서 methanol 분획층인 COMM 층이 전반적으로 높은 항균활성이 나타났으며 COMB층이 다음으로 높은 항균활성을 나타내었다. 이 상의 결과로 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층과 methanol 분획층인 COMM 중에서 항산화 활성과 항균력을 나타내는 효과적인 생리 활성물질이 함유되어 있을 것으로 사료되어 지며, 앞으로 더욱 심도 있는 연구용 통하여 천연 항산화제, 천연식품보조제 및 천연 항균제등의 기능성 식품으로서의 활용가능성을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
This study was carried out to investigate the antioxidative and antimicrobial activities of Celastrus orbiculatus (CO). CO was extracted with methanol and then further fractionated with n-hexane (COMH), butanol (COMB), methanol (COMM) or aqueous (COMA) to get active fractions. The antioxidative acti...
This study was carried out to investigate the antioxidative and antimicrobial activities of Celastrus orbiculatus (CO). CO was extracted with methanol and then further fractionated with n-hexane (COMH), butanol (COMB), methanol (COMM) or aqueous (COMA) to get active fractions. The antioxidative activity of fractions from CO was investigated by measuring the scavenging activities of CO against DPPH radical, peroxynitrite ($ONOO^-$) and reactive oxygen speicies (ROS). Among the various solvent fractions, the COMB showed a marked scavenging effect against DPPH radical, peroxynitrite ($ONOO^-$) and reactive oxygen species(ROS). The antimicrobial activity was increased in proportion to its concentration by the paper disk method. Among the various solvent fractions, the COMM and COMB fractions of CO showed strong antimicrobial activities. The results suggest that The CO may be suitable for development as a food preservative and alternative antioxidant.
This study was carried out to investigate the antioxidative and antimicrobial activities of Celastrus orbiculatus (CO). CO was extracted with methanol and then further fractionated with n-hexane (COMH), butanol (COMB), methanol (COMM) or aqueous (COMA) to get active fractions. The antioxidative activity of fractions from CO was investigated by measuring the scavenging activities of CO against DPPH radical, peroxynitrite ($ONOO^-$) and reactive oxygen speicies (ROS). Among the various solvent fractions, the COMB showed a marked scavenging effect against DPPH radical, peroxynitrite ($ONOO^-$) and reactive oxygen species(ROS). The antimicrobial activity was increased in proportion to its concentration by the paper disk method. Among the various solvent fractions, the COMM and COMB fractions of CO showed strong antimicrobial activities. The results suggest that The CO may be suitable for development as a food preservative and alternative antioxidant.
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문제 정의
본 연구는 천연소재를 이용하여 식품 저장성과 안전성 향상을 위한 식품첨가제나 보존제등의 개발 가능성을 알아보고자 민간에서 사용되어 온 노박덩굴 분획물에 대한 항산화 효과 및 항균활성을 측정하였다.
본 연구에서는 노박덩굴(CO)로부터 메탄올 추출물 및 순차적 용매 분획물을 얻은 후 이 식물이 가진 항산화성 및 항균효과를 검색함으로써 노박덩굴의 생리활성효과와 식품 보존제 및 천연항균제등의 기능성 소재로서의 개발 가능성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
)를 직접 사용하거나 SIN-1 에의해 생성되는 .O2와 NO의 반응으로 발생하는 ONOb의제거 활성능을 검토하였다.
항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 20 ml씩 분주하여 응고시키고 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기층용 배지위에 다시 10 ml씩 분주하여 이중의 평판배지를 만들었다. 각 용매 분획별 추출물의 농도를 500 ~2,000 μg/ml로 하여 멸균된 disc(직경 8 mm, Toyo Roshi Kaisha , LTD. Japan) 에 흡수, 건조시켜 균주가 도말된 plate 표면에 올려놓은 후 37℃ incubator에서 24시간 배 양하여 disc 주위에 생성된 dear zone의 직경(mm)으로부터 각 분획물의 항균활성을 측정하였으며 실험을 5회 반복하여 평균치를 나타내었다.
4)를 가한다. 그리고 10 μM ONOO-첨가한 후 형광 광도를 이용하여 excitation (500 nm)과 emission (536 nm)을 측정 하였고 모든 실험은 3회 반복 측정하였다. ONOO- 생성 원으로는 시판되는(Cayman Chemical Co.
시료를 10 μ1를 넣은 후 HQ:를 190 μ1씩 넣고 반응시키고, DCFDA에 esterase를 넣어 만든 DCFH를 50 μ1 첨가하여 25분간 생성된 형광의 변화를 관찰하였고 모든 실험은 3회 반복 측정하였다.
지용성의 DCFDA는 esterase 또는 산화적 가수분해를 받아 비 형광성인 DCFH로 탈아세틸화되며, DCFH는 활성산소에 의해 산화되어 강한 형광을 나타내는 2z, 7z-dichlorofluorescein (DCF)0] 되므로 excitation wavelength 485 nm 및 emission wavelength 530 nm 에서 multi-detection microplate reader로 측정하였다.
사용하였다[7]. 항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 20 ml씩 분주하여 응고시키고 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기층용 배지위에 다시 10 ml씩 분주하여 이중의 평판배지를 만들었다. 각 용매 분획별 추출물의 농도를 500 ~2,000 μg/ml로 하여 멸균된 disc(직경 8 mm, Toyo Roshi Kaisha , LTD.
흡광도를 측정할 때 웰에 분주되는 각 시료에 의한 흡광도의 차이는 ethanol만의 흡광도를 측정하여 보정해 주었고, 이때 전자 공여능은 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 구하였으며, 추출물의 EDA (%)값을 50% 감소시키는 IC50 (Inhibition Concentration)을 구하였고 모든 실험은 3회 반복 측정하였다.
대상 데이터
2', 7'-dichlorodihydofluorescein diacetate (DCFDA), pen- idllainine , trolox 및 DPPH (l, l-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 둥의 시약들은 Sigma Chemical Co. (USA)로부터, dihydrorhodamine 123 (DHR123)은 Molecular Probes (USA)로부터, ONOb는 Cayman Chemical Co. (USA)로부터 구입하여 사용하였으며, 추출용매 및 그 외 시약은 일급 또는 특급 시약을 사용하였다.
본 실험에 사용한 균주는 단백질 부패 원인균인 Proteus in-atilis (ATCC 25933), Senatia marcescens (ATCC 14756) 및 Proteus mi-abilis (ATCC 13315)의 3종의 균과 쌀과 빵등의 부패균인 Badllus subtilis (ATCC 6633) 둥 4가지 균주를 사용하였으며, 각 균의 생육 및 보존을 위한 배지는 Nutrient agar (Difco), Yeast extract, Malt extract를 사용하였다.
본 실험에 사용한 노박덩굴(CO)은 2006년 5월 강원도 인제군 북면에 위치한 민속 약초 연구회에서 제공받았다. 열매 부분을 따로 분리하였고, 이를 세척하고 충분히 건조하여 마쇄한 후 -75℃에서 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
본 실험에 대한 실험결과는 3번 반복 실험하여 얻어진 평균치 및 표준편차를 나타내었다.
이론/모형
Crow의 방법 [6]에 의해 ONOO- 제거능을 측정하였다. 96-well plate에 sample을 농도별로 취하고, 90 mM NaQ, 5 mM KQ 및 100 μ M diethylenetriaminepenta acetic acid 와 10 μM DHR 123을 함유하는 sodium phosphate buffer (pH 7.
ROS 제거능을 측정하기 위해 DCFDA 측정방법[28]을 사용하여 측정하였다. 99.
노박덩굴 분획물의 전자 공여능(electron donating ability, EDA) 측정은 Blois의 방법[3]에 준하여 각 분획층의 DPPH (l, l-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. 일정농도의 시료와 대조군으로 vitamin C를 사용하여 96-well plate 에 160 μ1를 넣고 0.
분획된 노박덩굴 추출물의 항균력 검색은 paper disc meth- od를 사용하였다[7]. 항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 20 ml씩 분주하여 응고시키고 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기층용 배지위에 다시 10 ml씩 분주하여 이중의 평판배지를 만들었다.
성능/효과
노박덩굴 분획물의 ROS 제거 활성을 측정한 결과는 Table 3과 같다. Butanol 분획층인 COMB 층은 4.73 μg/ml에서 50%의 ROS 제거활성을 나타내었으며, COMA층은 8.09 μg/ml 그리고 COMM층은 19.09 μg/ml에서 50%의 ROS 제거활성을 나타내었다. 그 결과 여러 분획물중 COMB층이 가장 높은 ROS 제거활성을 보였으며, 특히 IGo값이 3.
나타내었다. COMH 층을 제외하고 모든 층에서 항균활성을 나타내었으며 COMM, COMB 및 COMA 층 순서로 각각 활성을 보였으며, 특히 COMM 층의 경우는 최저 농도인 500 μg/ml에서 이미 8.00 mm의 항균 효과를 보였고 1,000, 1,500 및 2,000 μg/ml 농도에서는 각각 8.30, 8.70 및 9.40 mm의 농도 의존적인 항균 활성을 나타내었다. 그 다음으로 활성을 보인 COMB 층의 경우는 최저농도인 500 μg/ml 농도에서 6.
DPPH free radical 소거활성을 측정하여 항산화 활성효과를 알아 본 결과 COMB층이 39.75 μg/ml에서 50%의 DPPH free radical의 소거활성을 보여 가장 높은 항산화 효과를 나타내었다. ROS 제거활성 측정결과에서도 COMB층이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었으며 4.
75 μg/ml에서 50%의 DPPH free radical의 소거활성을 보여 가장 높은 항산화 효과를 나타내었다. ROS 제거활성 측정결과에서도 COMB층이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었으며 4.73 μg/ml에서 50%의 ROS 제거 활성을 나타내어 positive control로 사용한 trolox와 거의 유사한 제거활성을 보였다. 그리고 ONOO' 제거활성 역시 COMB층이 가장 높게 나타났으며, 특히 positive control인 penicillaminee] IC50값인 4.
나타내었던 COMM층과 COMB 층에서 항균효과가 나타났으며, 특히 COMM 층의 경우는 500 μg/ml 의 농도 처리 시 7.50 mm의 항균활성을 나타내었고, 그 값이 농도 의존적으로 점차 증가하다 최종농도인 2,000 μg/ml에서 9.00의 높은 항균 활성을 볼 수 있었다. 그러나 COMB 층에서는 500, 100 및 1,500 μg /ml에서 항균활성 효과가 거의 나타나지 않았으나 최종농도인 2,000 μg/ml 농도에서만 8.
09 μg/ml에서 50%의 ROS 제거활성을 나타내었다. 그 결과 여러 분획물중 COMB층이 가장 높은 ROS 제거활성을 보였으며, 특히 IGo값이 3.42 μg/mT인 trolox와 유사한 제거활성을 나타내었다.
73 μg/ml에서 50%의 ROS 제거 활성을 나타내어 positive control로 사용한 trolox와 거의 유사한 제거활성을 보였다. 그리고 ONOO' 제거활성 역시 COMB층이 가장 높게 나타났으며, 특히 positive control인 penicillaminee] IC50값인 4.34 μg/ml과 비교하였을 때 더 높은 제거 활성 효과를 나타내어 높은 항산화 효과를 확인할 수 있었다.
노박덩굴 분획물의 ONOb 의 제거활성은 COMB> COMM>COMA 순으로 나타났으며 각각 3.71 μ g/ml, 7.04 μg /ml, 및 39.31 μg/ml에서 50%의 제거활성을 나타내었다. 여러 분획물 중 COMB층이 가장 높은 ONOO- 제거활성을 보였으며 특히 positive control인 penicillamine의 ICso값 4.
또한 paper disc method를 이용한 항균효과 실험 결과, 사용한 모든 균주에서 COMH층을 제외한 COMM, COMB 및 COMA층이 항균활성을 나타내었다. 특히 bacillus subtilis 에서는 COMH층을 제외한 모든 층에서 농도에 비례하여 항균력이 점차 증가하였으며, 전반적으로 COMM층과 COMB 층에서 높은 항균활성을 나타냄을 알 수 있었다.
본 연구결과를 종합해보면 항산화효과는 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층에서 가장 높았으며 그 다음으로 COMM 순이었다. 항균 효과는 사용한 모든 균주에서 methanol 분획층인 COMM층이 전반적으로 높은 항균활성이 나타났으며 COMB층이 다음으로 높은 항균활성을 나타내었다.
31 μg/ml에서 50%의 제거활성을 나타내었다. 여러 분획물 중 COMB층이 가장 높은 ONOO- 제거활성을 보였으며 특히 positive control인 penicillamine의 ICso값 4.34 μg/ml과 비교하였을 때 더 높은 제거활성효과를 나타내어 높은 항산화 활성효과를 알 수 있었다.
여러 분획물 중 COMB층에서 가장 높은 DPPH free radical 소거 활성을 나타내 었고 다른 분획층에서는 DPPH free radi- cal의 소거활성이 낮게 나타났다. 즉 COMB층은 39.75 μg/ml 에서 50%의 DPPH free radical의 소거활성을 보였고, positive control인 ascorbic acid와 비교하였을 때 비교적 높은 소거활성을 나타내었다. 이러한 결과는 예로부터 식용 또는 약용식물로 사용된 자생식물 중 쇠비름[22]과 엉겅퀴 잎[23]이 butanol 분획층에서 가장 높은 DPPH radical 소거활성을 나타낸 결과와 유사하였다.
항균활성을 나타내었다. 특히 bacillus subtilis 에서는 COMH층을 제외한 모든 층에서 농도에 비례하여 항균력이 점차 증가하였으며, 전반적으로 COMM층과 COMB 층에서 높은 항균활성을 나타냄을 알 수 있었다.
순이었다. 항균 효과는 사용한 모든 균주에서 methanol 분획층인 COMM층이 전반적으로 높은 항균활성이 나타났으며 COMB층이 다음으로 높은 항균활성을 나타내었다. 이상의 결과로 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층과 methanol 분획층인 COMM층에서 항산화 활성과 항균력을 나타내는 효과적인 생리 활성물질이 함유되어 있을 것으로 사료되어지며, 앞으로 더욱 심도 있는 연구를 통하여 천연 항산화제, 천연식품보조제 및 천연 항균제등의 기능성 식품으로서의 활용 가능성을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
후속연구
항균 효과는 사용한 모든 균주에서 methanol 분획층인 COMM층이 전반적으로 높은 항균활성이 나타났으며 COMB층이 다음으로 높은 항균활성을 나타내었다. 이상의 결과로 노박덩굴의 butanol 분획층인 COMB층과 methanol 분획층인 COMM층에서 항산화 활성과 항균력을 나타내는 효과적인 생리 활성물질이 함유되어 있을 것으로 사료되어지며, 앞으로 더욱 심도 있는 연구를 통하여 천연 항산화제, 천연식품보조제 및 천연 항균제등의 기능성 식품으로서의 활용 가능성을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
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