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문제 정의
- 또한 이들 성분들의 생리활성은 추출방법이나 조건에 따라 다른 결과를 보이고 있어 이에 대한 체계적인 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 동일조건에서 80% 메탄올로 추출한 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 총 플라보노이드 및 총 페놀함량, 전자공여능, 아질산염 소거능, 항균활성 등을 측정하여 이들의 전반적인 생리적 활성의 차이를 상대적으로 비교, 검토하고자 하였다.
- 본 연구에서는 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 생리활성을 비교, 분석하고자 하였다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출수율은 각각 0.
제안 방법
- 같은 방법으로 3회 반복 추출하여 수집한 80% 메탄올층을 40℃에서 감압농축 하여(Rotary evaporator N-1000, EYELA) 용매를 완전히 제거한 후, -75℃의 급속동결기에서 48시간 동결시킨 후 동결건조기(Freez dryer, FD, TD-5075R, Korea)를 이용하여 각각의 80% 메탄올 추출물을 제조하였다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물들의 항균효과 검색은 paper disc법(18)으로 측정하였다. 각 시험균주를 해당 액체 배지에 24시간 전배양하였고, 평판배지의 조제는 각각의 생육배지로 멸균된 1.5% agar를 petridish에 20 mL 씩 분주하여 응고시킨 후 각 시험균액을 0.1 mL씩 첨가하여 멸균된 유리봉으로 배지위에 고르게 펴지도록 도포하여 사용하였다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물은 에탄올에 일정농도로 주입한 paper disc(8 mm, Toyo Roshi Kaicha, Ltd.
- , Japan)를 평판배지 위에 흡착시켜 멸균수 30 μL를 주입 후 37℃에서 24시간 배양하여 paper disc 주변의 inhibition clear zone의 직경(mm)을 측정하였다. 대조구는 시료추출물이 들어있지 않은 에탄올을 실험군과 동일한 방법으로 흡착시켜 측정하였다. 항균성 실험에 사용된 균주 및 배지는 Table 1과 같았다.
- 2로 조정한 다음 총량을 10 mL로 하였다. 이 용액을 37℃에서 1시간 반응시킨 후 각 반응액을 1 mL씩 취하여 2% 초산용액 5 mL, Griess 시약(30% acetic acid로 조제한 1% sulfanilic acid와 1% naphthylamine을 1:1 비율로 혼합한 것, 사용직전에 조제) 0.4 mL 가하여 잘 혼합시킨 다음 실온에서 15분간 방치시킨 후 UV-spectrophotometer를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산량을 구하였다. 공시험은 Griess 시약 대신 증류수를 0.
- 전자공여능은 각 시료의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical에 대한 소거효과를 이용하여 측정하였다(15). 즉, 흡광도 값이 0.
- 1과 같은 방법으로 행하였다. 즉, 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유를 각각 100 g씩 삼각플라스크에 분취한 후, n-hexane 100 mL과 80% methanol 200 mL를 넣고 1시간 동안 진탕한 후 분액 깔대기로 옮겨 2시간 방치한 후, 분리된 두 층을 각각 삼각 플라스크에 옮겼다. 같은 방법으로 3회 반복 추출하여 수집한 80% 메탄올층을 40℃에서 감압농축 하여(Rotary evaporator N-1000, EYELA) 용매를 완전히 제거한 후, -75℃의 급속동결기에서 48시간 동결시킨 후 동결건조기(Freez dryer, FD, TD-5075R, Korea)를 이용하여 각각의 80% 메탄올 추출물을 제조하였다.
- 총 페놀 함량은 Folin-Dennis법(14)에 따라 행하였다. 즉, 캡튜브에 증류수 7 mL씩 넣고 시료를 1 mL 넣은 후 Folin-Dennis 시약을 0.5 mL를 첨가 후 정확히 3분 후에 sodium carbonate anhydrous 포화용액 1 mL를 가하고, 증류수 0.5 mL를 넣은 후 UV-spectrophotometer 725 nm에서 흡광도를 측정하여 총 페놀 함량을 구하였다. 표준물질로는 tannic acid(Sigma, USA)를 사용하였다.
- 전자공여능은 각 시료의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical에 대한 소거효과를 이용하여 측정하였다(15). 즉, 흡광도 값이 0.95～0.99의 DPPH solution 3 mL과 시료 0.15 mL를 혼합하여 실온에서 30분간 방치한 후, 516 nm에서 UV/Vis spectrophotometer(TU-1800, USA)로 흡광도를 측정하여 전자공여능을 다음 식에 의하여 구하였다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물들에 대한 효소계 시스템에서의 라디칼 소거능을 측정하고자 SOD 유사활성 검색하였다. Superoxide 라디칼( · O2-) 소거활성은 Iio 등(16)의 방법에 따라 xanthine-xanthine oxidase cytochrome C 환원법으로 측정하였다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물은 80% 메탄올을 사용하여 Fig. 1과 같은 방법으로 행하였다. 즉, 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유를 각각 100 g씩 삼각플라스크에 분취한 후, n-hexane 100 mL과 80% methanol 200 mL를 넣고 1시간 동안 진탕한 후 분액 깔대기로 옮겨 2시간 방치한 후, 분리된 두 층을 각각 삼각 플라스크에 옮겼다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물은 에탄올에 일정농도로 주입한 paper disc(8 mm, Toyo Roshi Kaicha, Ltd., Japan)를 평판배지 위에 흡착시켜 멸균수 30 μL를 주입 후 37℃에서 24시간 배양하여 paper disc 주변의 inhibition clear zone의 직경(mm)을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 참기름, 흑참기름 및 들기름은 국내산 참깨, 흑참깨 및 들깨종자를 구입(안성)하여 시중에서 볶은 후 짜서 시료로 사용하였고, 올리브유는 국내 B(원산지: Spain)사 제품을 구입하여 사용하였다.
- 표준물질로는 tannic acid(Sigma, USA)를 사용하였다.
데이터처리
- 실험결과는 SAS package(release 8.01)를 이용하여 평균 ± 표준편차로 표시하였고, 평균값의 통계적 유의성은 p< 0.05 수준에서 Duncan's multiple range test(19)에 의해 검정하였다.
이론/모형
- Superoxide 라디칼( · O2-) 소거활성은 Iio 등(16)의 방법에 따라 xanthine-xanthine oxidase cytochrome C 환원법으로 측정하였다.
- 아질산염 소거작용은 Gray와 Dugan의 방법(17)에 의하여 측정하였다. 즉, 1 mM NaNO2 용액 1 mL에 일정 농도의 시료 1 mL를 가하고 0.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물들의 항균효과 검색은 paper disc법(18)으로 측정하였다. 각 시험균주를 해당 액체 배지에 24시간 전배양하였고, 평판배지의 조제는 각각의 생육배지로 멸균된 1.
- 총 페놀 함량은 Folin-Dennis법(14)에 따라 행하였다. 즉, 캡튜브에 증류수 7 mL씩 넣고 시료를 1 mL 넣은 후 Folin-Dennis 시약을 0.
성능/효과
- DPPH radical 소거능은 참기름> 올리브유> 들기름> 흑참기름 추출물의 순으로, 참기름 추출물이 가장 강한 효과를 보였다.
- 7%이었다. 들기름 추출물의 SOD 유사활성이 유의적으로 가장 높았다.
- 2에서 비교적 높은 수치를 보였으며, 이는 위장내의 낮은 pH 조건에서 니트로사민 형성을 보다 효과적으로 억제할 수 있다고 보고하였다. 따라서 본 실험에서, pH 1.2 조건하에서 측정한 참기름 추출물의 아질산염 소거능은 낮은 pH 조건에서도 비교적 안정하게 나타나, 위장 내에서의 니트로사민 형성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료된다.
- Oleuropein에 존재하는 elenolic acid와 hydroxytyrosol이 결합되어있지 않은 상태로 각각 독립적으로 존재할 때 hydroxytyrosol은 강한 항산화효과를, elenolic acid는 강한 항균효과를 갖는다고 보고되고 있다(33,35). 따라서 올리브유 추출물은 참기름, 흑참기름, 들기름에 비해 강한 항균효과를 나타내, 이러한 올리브추출물의 강한 항균효과는 oleuropein 내의 elenolic acid에 의한 기인되는 것으로 사료된다.
- 9%이었고, Chung과 Lee(29)는 불포화도가 높은 들기름 군에서 SOD 활성이 매우 크게 나타났다고 보고하여 본 연구 결과와 유사한 경향을 보였다. 따라서 자연의 항산화 효소 중의 하나인 SOD는 세포에 해로운 환원된 산소를 과산화수소로 전환시키는 반응을 촉매하는 효소로서, superoxide anion의 활성을 억제시킬 수 있는 물질로서, 들기름에도 SOD 유사활성 물질이 함유되어 있음을 알 수 있었다. Kim 등(30)은 녹차 열수추출물의 SOD 유사활성은 85.
- 반면, 흑참기름 추출물의 경우, Gram 양성균인 Micrococcus luteus에서는 고농도인 2,000 μg/disc에서 약한 항균효과를 보였으나, Gram 음성균인 Escherichia coli에서는 1,000 μg/disc 이상의 농도에서만 항균효과를 보였다.
- 아질산염 소거능은 참기름> 흑참기름> 들기름> 올리브유 추출물의 순으로 나타났다(p<0.05).
- 아질산염 소거능은 참기름> 흑참기름> 들기름> 올리브유 추출물의 순으로, 참기름 추출물이 가장 강했다. 올리브유 추출물의 경우 B. cereus, M. luteus, E. coli, S. Enteritidis 모두에서 강한 항균효과를 보인 반면, 흑참기름 추출물의 경우는 M. luteus와 E. coli에서만 약한 항균효과를 보였다. 한편 참기름 및 들기름 추출물에서는 항균활성이 나타나지 않았다.
- 이들 결과에서, 전자공여능은 첨가농도에 관계없이 참기름> 올리브유> 들기름> 흑참기름의 순임을 알 수 있었다(p<0.05).
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물에 대한 항균활성을 비교한 결과(Table 3), 참기름 및 들기름 추출물에서는 예상과는 달리 100～2,000 μg/disc의 모든 농도 항균활성을 보이지 않았다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물에 함유된 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과(Fig. 2), 각각 2.7%, 1.9%, 3.0% 및 1.4%이었고, 총 페놀 함량은 각각 6.5%, 4.5%, 4.1% 및 10.1%이었다. 총 플라보노이드함량은 참기름과 들기름추출물에서 가장 높았으며, 총 페놀 함량은 올리브유 추출물에서 가장 높았다(p<0.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 아질산염 소거능을 측정한 결과(Fig. 5), 2,500 ppm에서 각각 33.5, 20.2, 7.2 및 4.6%이었으며, 5,000 ppm에서 각각 50.9, 31.5, 16.5 및 13.4%, 10,000 ppm에서 각각 68.3, 48.6, 28.7 및 23.6%이었다. 아질산염 소거능은 참기름> 흑참기름> 들기름> 올리브유 추출물의 순으로 나타났다(p<0.
- 이 전자공여능 측정은 대부분 DPPH 라디칼 소거법으로 측정하며, DPPH는 비교적 안정한 라디칼을 갖는 물질로 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 라디칼이 소거되어 탈색되는 점을 이용하여 항산화 활성을 검정한다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 전자공여능을 측정한 결과(Fig. 3), 2,500 ppm에서 각각 40.1%, 17.3%, 25.2% 및 35.1%이었으며, 5,000 ppm에서 각각 66.5%, 26.5%, 41.4% 및 57.9%이었다. 이들 결과에서, 전자공여능은 첨가농도에 관계없이 참기름> 올리브유> 들기름> 흑참기름의 순임을 알 수 있었다(p<0.
- 30%로 참기름의 경우, 추출수율이 가장 높았으며, 올리브유의 경우 가장 낮았다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 총 플라보노이드 함량은 각각 2.7%, 1.9%, 3.0% 및 1.4%이었고, 총 페놀 함량은 각각 6.5%, 4.5%, 4.1% 및 10.1%이었다. DPPH radical 소거능은 참기름> 올리브유> 들기름> 흑참기름 추출물의 순으로, 참기름 추출물이 가장 강한 효과를 보였다.
- 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 추출수율을 측정한 결과(Table 2), 각각 0.94%, 0.70%, 0.48% 및 0.30%로, 참기름의 경우 가장 높았으며, 올리브유의 경우 가장 낮은 것으로 나타났다
- 본 연구에서는 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 생리활성을 비교, 분석하고자 하였다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출수율은 각각 0.94%, 0.70%, 0.48% 및 0.30%로 참기름의 경우, 추출수율이 가장 높았으며, 올리브유의 경우 가장 낮았다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 총 플라보노이드 함량은 각각 2.
- 이러한 SOD와 똑같지는 않지만 유사활성 측정방법이 실험실에서 사용되고 있는데 superoxide anion의 활성을 억제시키는 물질, 즉 SOD 유사활성 측정방법이 널리 이용되고 있다. 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유의 SOD 유사활성을 측정한 결과(Fig. 4), 1,000 ppm일 때 0.1, 36.2, 34.5 및 31.0%, 5,000 ppm일 때 0.2, 67.2, 90.2 및 46.7%이었다. 들기름 추출물의 SOD 유사활성이 유의적으로 가장 높았다.
- 총 플라보노이드함량은 참기름과 들기름추출물에서 가장 높았으며, 총 페놀 함량은 올리브유 추출물에서 가장 높았다(p<0.05).
- 한편, 가장 강한 전자공여능을 나타낸 참기름 추출물은 시료구 중에서 가장 낮은 SOD 유사활성을 보여 상반되는 결과를 보였다. Calliste 등(31)은 효소계 시스템(SOD 유사 활성과 hydrogen peroxide 소거능)에서의 라디칼 소거능과 비효소계 시스템(hydroxyl radical과 전자공여능)에서의 라디칼 소거능이 차이를 보인다고 하였다.
- 한편, 올리브유 추출물의 경우 100～2,000 μg/disc의 농도 모두에서 Gram 양성균인 Bacillus cereus에서 강한 항균효과를 나타내었으며, Micrococcus luteus, Escherichia coli, Salmonella Enteritidis에서는 100 μg/disc의 농도에서는 약한 항균성을, 500 μg/disc의 농도에서는 강한 항균 효과를 보였다.
후속연구
- 이상과 같이, 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유에 각각 함유된 sesamol, tocopherol 및 oleuropein 등의 주요 페놀성 화합물의 기능성 및 주요성분에 대하여 다양하게 연구되고 있으나 대부분 개별적으로만 이루어졌을 뿐, 이들 식용유지들의 생리활성을 비교하고 분석한 기초 자료들은 거의 없는 실정이다. 또한 이들 성분들의 생리활성은 추출방법이나 조건에 따라 다른 결과를 보이고 있어 이에 대한 체계적인 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 동일조건에서 80% 메탄올로 추출한 참기름, 흑참기름, 들기름 및 올리브유 추출물의 총 플라보노이드 및 총 페놀함량, 전자공여능, 아질산염 소거능, 항균활성 등을 측정하여 이들의 전반적인 생리적 활성의 차이를 상대적으로 비교, 검토하고자 하였다.
- 3%로 팽이버섯, 마늘, 오미자, 솔잎 추출물의 SOD 유사활성에 비해 높다고 보고하였다. 이러한 결과와 비교해 볼 때, 들기름 및 흑참기름 추출물의 높은 SOD 유사활성은 superoxide anion 제거능에 있어서 높은 활성을 지닌 물질로 추천할 수 있을 것으로 사료된다.
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