제주도에 자생하는 피자식물의 항산화활성과 ${\\alpha}$-amylase 저해활성 검색 Screening of Antioxidative Activity and ${\\alpha}$-Amylase Inhibitory Activity in Angiosperm Plants Native to Jeju Island원문보기
제주도에 자생하는 피자식물 289종 454점을 대상으로 항산화활성과 ${\alpha}$-amylase 저해활성을 검색하였다. DPPH radical에 대한 전자공여능으로 측정한 항산화활성은 붉나무의 오배자, 굴피나무의 열매, 참죽나무의 줄기 메탄올 조추출물에서 높은 활성을 보였다. 특히, 붉나무의 오배자의 항산화활성은 94.2${\pm}$0.8%로 본 실험에 동일 농도의 대조구로 사용된 BHA(61.7${\pm}$0.6%)와 ascorbic acid(53.6${\pm}$0.7%) 보다도 활성이 높았다. 그리고 붉나무, 굴피나무, 참죽나무 이외의 나머지 52점의 식물들도 차나무 잎의 활성보다 높았다. ${\alpha}$-Amylase 저해활성은 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎과 소지, 정금나무의 잎 등 9종 11점에서 80% 이상의 높은 활성을 보였다. 앞으로 식품 소재 또는 생약으로의 개발 가능성을 모색하기 위해서 활성성분의 분리 및 동정 그리고 이들 물질을 이용한 임상실험 등 보다 심도있는 연구가 요구된다.
제주도에 자생하는 피자식물 289종 454점을 대상으로 항산화활성과 ${\alpha}$-amylase 저해활성을 검색하였다. DPPH radical에 대한 전자공여능으로 측정한 항산화활성은 붉나무의 오배자, 굴피나무의 열매, 참죽나무의 줄기 메탄올 조추출물에서 높은 활성을 보였다. 특히, 붉나무의 오배자의 항산화활성은 94.2${\pm}$0.8%로 본 실험에 동일 농도의 대조구로 사용된 BHA(61.7${\pm}$0.6%)와 ascorbic acid(53.6${\pm}$0.7%) 보다도 활성이 높았다. 그리고 붉나무, 굴피나무, 참죽나무 이외의 나머지 52점의 식물들도 차나무 잎의 활성보다 높았다. ${\alpha}$-Amylase 저해활성은 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎과 소지, 정금나무의 잎 등 9종 11점에서 80% 이상의 높은 활성을 보였다. 앞으로 식품 소재 또는 생약으로의 개발 가능성을 모색하기 위해서 활성성분의 분리 및 동정 그리고 이들 물질을 이용한 임상실험 등 보다 심도있는 연구가 요구된다.
Antioxidative activity and ${\alpha}$-amylase inhibitory activity were investigated in the methanol extracts of 289 species of angiosperm plants native to Jeju Island in order to select the plant species containing bioactive materials for functional foods or medicines. The antioxidative a...
Antioxidative activity and ${\alpha}$-amylase inhibitory activity were investigated in the methanol extracts of 289 species of angiosperm plants native to Jeju Island in order to select the plant species containing bioactive materials for functional foods or medicines. The antioxidative activity, estimated by the DPPH radical scavenging capacity, was high in the galla of Rhus chinensis, the fruit of Platycarya strobilacea, and the stem of Cedrela sinensis. Particularly, the antioxidative activity of Rhus chinensis galla (94.2${\pm}$0.8%) was very high even though compared to those of BHA (61.7${\pm}$0.6%) and ascorbic acid (53.6${\pm}$0.7%). The ${\alpha}$-amylase inhibitory activity was 80% or above in 9 species including Cornus macrophylla (stem, leaf), Distylium racemosum (leaf) and Vaccinium oldhami (leaf). These results suggest that these plants could be potentially utilizable to develop bioactive materials for functional foods or medicines.
Antioxidative activity and ${\alpha}$-amylase inhibitory activity were investigated in the methanol extracts of 289 species of angiosperm plants native to Jeju Island in order to select the plant species containing bioactive materials for functional foods or medicines. The antioxidative activity, estimated by the DPPH radical scavenging capacity, was high in the galla of Rhus chinensis, the fruit of Platycarya strobilacea, and the stem of Cedrela sinensis. Particularly, the antioxidative activity of Rhus chinensis galla (94.2${\pm}$0.8%) was very high even though compared to those of BHA (61.7${\pm}$0.6%) and ascorbic acid (53.6${\pm}$0.7%). The ${\alpha}$-amylase inhibitory activity was 80% or above in 9 species including Cornus macrophylla (stem, leaf), Distylium racemosum (leaf) and Vaccinium oldhami (leaf). These results suggest that these plants could be potentially utilizable to develop bioactive materials for functional foods or medicines.
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문제 정의
또한 본 실험에 사용된 메탄올 조추출물에는 다양한 생리활성 물질들이 혼재되어 있을 것으로 사료되는 바, 각 활성물질의 분리, 정제 및 생리학적 활성의 검정 등 다양한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 따라서, 본 실험의 연구자들은 앞으로 붉나무, 굴피나무, 참죽나무, 곰의말채, 조록나무 등의 식물을 대상으로 여러 가지 생리활성물질의 추출조건 확립, 유효성분의 분석과 열과 pH 변화에 대한 안정성 등을 검토하고자 한다.
본 연구는 식물자원으로부터 새로운 기능성 소재로의 활용가능성을 검토하고자, 제주도에 자생하는 피자식물 289종 454점을 대상으로 노화방지, 성인병 예방 등의 기능을 갖는 항산화활성과 비만과 당뇨병의 예방에 관여하는 α-amylase 저해활성을 조사하였다.
본 연구에서 제주도에 자라는 피자식물 289종 454점(쌍자엽식물 244종 397점, 단자엽식물 45종 57점)을 대상으로 DPPH에 대한 전자공여능을 조사하였다. 그 결과, 피자식물의 DPPH에 대한 전자공여능은 전체 43종 50점이 항산화활성이 높은 것으로 알려진 차나무 잎의 전자공여능(30.
제안 방법
α-Amylase 저해활성은 Satoyama 등(1998)의 방법을 다소 변형하여 측정하였다.
0 mM DPPH 용액 40 ㎕를 차례로 넣고 균일하게 혼합한 다음 암상태의 실온에서 30분간 방치한 후, microplate reader로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조시험으로는 일상생활에서 차로 음용하며 항산화물질을 다량 함유하고 있는 것으로 확인된 차나무 잎 추출물과 그리고 상용 항산화제인 L-ascorbic acid, BHA, BHT를 0.01 mg/㎖로 조제하여 사용하였다. 전자공여능은 시료 첨가구(A)와 무첨가구(B)의 흡광도를 이용하여 아래 수식에 따라 산출하였고, 반응용액 1 ㎖ 당 시료 건량 0.
이어서 microplate의각 well에 10 unit/㎖ α-amylase 25 ㎕와 시료 25 ㎕을 각각 첨가하고 37℃에서 120분간 반응시킨 후, 655 nm에서 흡광도를 측정하여 다음의 식에 의해 산출하였으며, 3회 반복 실험하여 얻은 결과를 평균치로 나타내었다.
01 mg/㎖로 조제하여 사용하였다. 전자공여능은 시료 첨가구(A)와 무첨가구(B)의 흡광도를 이용하여 아래 수식에 따라 산출하였고, 반응용액 1 ㎖ 당 시료 건량 0.01 mg의 전자공여능으로 나타내었으며, 3회 반복실험하여 얻은 결과를 평균치로 나타내었다.
항산화활성은 DPPH radical에 대한 전자공여능(electron donating ability; EDA)을 측정하였으며 Blois(1958)의 방법을 변형하여 사용하였다. 즉, microplate에 50% 메탄올 용액 140 ㎕, 시료용액 20 ㎕, 1.
대상 데이터
, Korea)로 감압농축하여 동결건조한 후 4℃하에서 보관하였다. 분양받은 시료는 최종농도가 0.01 mg/㎖가 되도록 메탄올로 조제하여 본 실험에 사용하였다.
제주도에 자생하는 피자식물 289종 454점을 대상으로 항산화활성과 α-amylase 저해활성을 검색하였다.
제주도에 자생하는 피자식물을 대상으로 289종 454점(쌍자엽식물 244종 397점, 단자엽식물 45종 57점)을 선정하였으며(이, 1996),｢한국식물추출물은행｣으로부터 분양받아 사용하였다. 추출물의 제조과정을 보면, 우선 분쇄된 분말시료 30～40 g에 메탄올 200 ㎖를 첨가하여 고압용매추출장치(Dionex Co.
성능/효과
α-Amylase 저해활성은 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎과 소지, 정금나무의 잎 등 9종 11점에서 80% 이상의 높은 활성을 보였다.
제주도에 자생하는 피자식물 289종 454점을 대상으로 항산화활성과 α-amylase 저해활성을 검색하였다. DPPH radical에 대한 전자공여능으로 측정한 항산화활성은 붉나무의 오배자, 굴피나무의 열매, 참죽나무의 줄기 메탄올 조추출물에서 높은 활성을 보였다. 특히, 붉나무의 오배자의 항산화활성은 94.
본 연구에서 제주도에 자라는 피자식물 289종 454점(쌍자엽식물 244종 397점, 단자엽식물 45종 57점)을 대상으로 DPPH에 대한 전자공여능을 조사하였다. 그 결과, 피자식물의 DPPH에 대한 전자공여능은 전체 43종 50점이 항산화활성이 높은 것으로 알려진 차나무 잎의 전자공여능(30.9%) 보다도 더 높은 것으로 조사되었다(Table 1). 이중 쌍자엽식물은 42종 49점이고, 단자엽식물은 송이고랭이 1종 1점만이 포함된다.
본 연구에서 제주도에 자라는 피자식물 289종 454점을 대상으로 α-amylase 저해제의 분포를 검색한 결과, 전체 40종 47점이 50% 이상의 저해활성을 가지는 것으로 조사되었으며, 이 중 쌍자엽식물은 37종 43점이고, 단자엽식물은 3종 4점이 포함되어 전체적으로 쌍자엽식물에서 α-amylase저해활성이 높은 것으로 조사되었다(Table 2). 그 중에서도 곰의말채의 줄기(95.7%)와 잎(95.5%), 조록나무의 잎(89.0%)과 소지(80.0%), 정금나무의 잎(88.3%), 까마귀머루의 전초(86.1%), 이질풀의 전초(85.2%), 이삭여뀌의 전초(84.1%), 붉나무의 잎(83.0%), 상동나무의 잎과 줄기(81.7%), 산호수의 전초(81.6%) 등 9종 11점은 80% 이상의 높은 저해효과를 나타내었다.
7%) 보다도 활성이 높았다. 그리고 붉나무, 굴피나무, 참죽나무 이외의 나머지 52점의 식물들도 차나무 잎의 활성보다 높았다. α-Amylase 저해활성은 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎과 소지, 정금나무의 잎 등 9종 11점에서 80% 이상의 높은 활성을 보였다.
그리고, 같은 Cornus속의 산수유 열매(62.0%), 층층나무 잎(50.0%)에서도 α-amylase 저해활성이 높았다.
이중 쌍자엽식물은 42종 49점이고, 단자엽식물은 송이고랭이 1종 1점만이 포함된다. 그중에서도 붉나무의 오배자(94.2%), 굴피나무의 열매(63.2%)와 줄기(57.2%), 참죽나무의 줄기(60.3%), 검양옻나무의 잎(56.9%)과 줄기(54.6%), 보리밥나무의 줄기(55.6%), 여우구슬의 전초(53.9%), 후박나무의 줄기(52.6%), 채진목의 줄기(50.5%) 등 8종 10점은 50% 이상의 전자공여능을 보였다.
본 연구에서 제주도에 자라는 피자식물 289종 454점을 대상으로 α-amylase 저해제의 분포를 검색한 결과, 전체 40종 47점이 50% 이상의 저해활성을 가지는 것으로 조사되었으며, 이 중 쌍자엽식물은 37종 43점이고, 단자엽식물은 3종 4점이 포함되어 전체적으로 쌍자엽식물에서 α-amylase저해활성이 높은 것으로 조사되었다(Table 2).
이상의 결과를 종합해보았을 때, 제주도에 자생하는 식물자원들의 상당수가 항산화활성 및 α-amylase 저해활성이 있음을 알 수 있었다.
특히, 붉나무(Rhus chinensis) 오배자의 항산화활성은 본 실험에 동일 농도의 대조구로 사용된 BHA(61.7%)와 ascorbic acid(53.6%) 보다도 활성이 높았다. 오배자는 붉나무의 잎에 오배자 진딧물(Melaphis chinensis Bell)의 산란에 의해 생긴 벌레집으로서, 예로부터 수렴지사제, 외상출혈 치료 등에 사용되었으며, 오배자 메탄올 추출물에서 항암효과, 장내세균에 대한 억제효과, 항당뇨효과, 항산화효과 등이 보고된 바 있다(권, 1994; 정, 1996; 차 등, 2000).
특히, 붉나무의 오배자의 항산화활성은 94.2±0.8%로 본 실험에 동일 농도의 대조구로 사용된 BHA(61.7±0.6%)와 ascorbic acid(53.6±0.7%) 보다도 활성이 높았다.
후속연구
그리고, 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎, 정금나무의 줄기 등 9종 11점은 80% 이상의 α-amylase 저해활성을 보여 비만과 당뇨병의 예방을 위한 생리활성물질을 가지고 있는 것으로 판단되는 바, 앞으로 식품 소재 또는 생약으로의 개발 가능성을 모색하기 위해서는 활성성분의 분리 및 동정 그리고 이들 물질을 이용한 임상실험 등 보다 구체적인 연구가 심도있게 이루어질 필요가 있다고 사료된다.
더군다나, 이질풀(전초), 붉나무(줄기), 호장근(종자), 좀고채목(잎), 소귀나무(수피), 산수유(열매), 애기달맞이꽃(전초), 산호수(전초), 이삭여뀌(전초), 까마귀머루(전초), 곰의말채(잎), 예덕나무(수피), 조록나무(잎), 비목나무(잎, 열매) 등 14종 14점의 식물은 항산화활성이 높을 뿐만 아니라 α-amylase 저해활성도 높은 수종으로 우선적으로 연구를 수행할 필요가 있을 것으로 보인다(Table 1과 2).
따라서 본 연구결과에서 얻은 항산화활성과 α-amylase 저해활성 결과는 앞으로 노화방지, 성인병 예방, 비만과 당뇨병 등의 예방에 유용한 활성물질 개발의 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
그중에 이질풀, 붉나무, 호장근, 산수유 등 이들 식물들 대부분은 예로부터 민간에서 약재로 사용되고 있는 바, 안전성에 있어서도 크게 염려할 필요가 없을 것으로 보인다. 또한 본 실험에 사용된 메탄올 조추출물에는 다양한 생리활성 물질들이 혼재되어 있을 것으로 사료되는 바, 각 활성물질의 분리, 정제 및 생리학적 활성의 검정 등 다양한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 따라서, 본 실험의 연구자들은 앞으로 붉나무, 굴피나무, 참죽나무, 곰의말채, 조록나무 등의 식물을 대상으로 여러 가지 생리활성물질의 추출조건 확립, 유효성분의 분석과 열과 pH 변화에 대한 안정성 등을 검토하고자 한다.
α-Amylase 저해활성은 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎과 소지, 정금나무의 잎 등 9종 11점에서 80% 이상의 높은 활성을 보였다. 앞으로 식품 소재 또는 생약으로의 개발 가능성을 모색하기 위해서 활성성분의 분리 및 동정 그리고 이들 물질을 이용한 임상실험 등 보다 심도있는 연구가 요구된다.
산화활성과 α-amylase 저해활성 결과는 앞으로 노화방지, 성인병 예방, 비만과 당뇨병 등의 예방에 유용한 활성물질 개발의 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 붉나무의 오배자, 굴피나무의 열매, 참죽나무의 줄기는 다른 쌍자엽식물에 비해 항산화활성이 높고, 안정성에 있어서 문제가 되고 있는 BHA보다도 높아 합성 항산화제를 대치할 수 있는 천연 항산화제로의 사용 가능성을 모색할 필요가 있을 것으로 보인다. 그리고, 곰의말채의 줄기와 잎, 조록나무의 잎, 정금나무의 줄기 등 9종 11점은 80% 이상의 α-amylase 저해활성을 보여 비만과 당뇨병의 예방을 위한 생리활성물질을 가지고 있는 것으로 판단되는 바, 앞으로 식품 소재 또는 생약으로의 개발 가능성을 모색하기 위해서는 활성성분의 분리 및 동정 그리고 이들 물질을 이용한 임상실험 등 보다 구체적인 연구가 심도있게 이루어질 필요가 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소란 무엇을 말하는가?
이들 기능성 물질들은 적은 양으로 현저한 활성을 나타내는 고부가가치 물질로서 현재 많은 종류가 유용하게 이용되고 있다. 활성산소는 인체에 해가 되는 superoxide anion radical
(O2-․), 과산화수소(H2O2), singlet oxygen(1O2)과 같은 산소화합물을 총칭하는 것으로 자외선, 방사선, 화학반응 뿐만 아니라 체내에서 일상적인 대사과정을 통하여 생성된다. 이들 활성산소는 지질을 과산화시켜 생체막을 변질시키고 효소의 불활성화, 세포노화를 야기하여 동맥경화, 당뇨병, 뇌졸중, 암 등의 질병을 유발하기도 한다(Ames and Saul, 1987).
활성산소는 어떠한 질병을 유발하기도 하는가?
(O2-․), 과산화수소(H2O2), singlet oxygen(1O2)과 같은 산소화합물을 총칭하는 것으로 자외선, 방사선, 화학반응 뿐만 아니라 체내에서 일상적인 대사과정을 통하여 생성된다. 이들 활성산소는 지질을 과산화시켜 생체막을 변질시키고 효소의 불활성화, 세포노화를 야기하여 동맥경화, 당뇨병, 뇌졸중, 암 등의 질병을 유발하기도 한다(Ames and Saul, 1987). 그러나 이들 성인병을 치료하는 데에는 여러 가지 한계가 있으며, 항산화효과가 높은 식품을 섭취함으로써 이들 질병의 원인이 되는 체내의 활성산소를 효과적으로 제거함으로써 예방이 가능한 것으로 생각되고 있다.
소장의 α-amylase와 α-glucosidase를 저해함으로써 포도당의 흡수를 지연시켜 당뇨병 환자의 식후 고혈당을 예방하는 것을 목적으로 어떠한 식품을 대상으로 연구가 이루어지고 있는가?
따라서 소장의 α-amylase와 α-glucosidase를 저해함으로써 포도당의 흡수를 지연시켜 당뇨병 환자의 식후 고혈당을 예방할 수 있다(Toeller, 1994). 이러한 목적으로 밀, 보리, 두류식물 등의 식품이나 한약재와 미생물을 대상으로 연구가 이루어지고 있다(심 등, 1994).
참고문헌 (27)
Ames, B.N. and R.L. Saul. 1987. Oxidative DNA damage, cancer and aging. Oxygen and human disease. Ann. Inter. Med. 107:536-539
Blois, M.S. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature 181:1199-1200
Lee, D.H., S.H. Kang, S.H. Lee, J. Ro, K. Lee and A.D. Kinghorn. 2000. Phenolic compounds from the leaves of Cornus controversa. Phytochemistry 53:305-407
Park, Y, W.Y. Lee, J.K. Ahn, H.J. Lee, H.S. Chin and Y.J. Kwon. 2003. Antioxidant compounds from Distylium racemosum leaves. J. Wood Sci. Technol. 31:67-72
Puls, W and U. Keup. 1997. Influoence of an α-amylase inhibitor (Bay d7791) on blood glucose, serum insulin and NEFF in starch loading tests in rats, dogs and man. Diabetologia 9:97-101
Rhinehart, B.L., K.M. Robinson, P.S. Liu, A.J. Payne, M.E. Wheatley and S.R. Wanger. 1987. Inhibition of intestinal disaccharidase and suppression of blood glocose by a new $\alpha$ -glucohydrolase inhibitor-MDL 25. J. Pham. Exp. Ther. 241:915-920
Satoyama, T., T. Hara, M. Murata and Y. Fujio. 1998. A simple assay method for α-amylase using microplates. Nippon Nogeikagaku Kaishi, 72:933-936
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