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문제 정의
- 국내산 양앵두의 유용 생리활성 검토를 목적으로 양앵두 열수 추출물 및 순차적 유기용매 분획물을 조제하였다. 양앵두 추출물의 약 40%는 당류 성분이었으며, 이의 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 분획물 및 물 잔류물의 분획효율은 각각 0.
- 본 연구에서는 국내산 양앵두의 유용 생리활성 연구의 일환으로 국내에서 재배된 나폴레옹 양앵두의 열수 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 이들의 항세균, 항캔디다 활성을 평가하였으며, 아울러 DPPH 소거활성, 환원력 평가, superoxide 제거능을 평가하여 양앵두 분획물의 항산화 활성을 평가하였다. 그 결과 양앵두 추출물의 헥산 분획물에서 우수한 항캔디다 활성을, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획에서 우수한 항세균 활성을 확인하였으며, 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항산화 활성을 확인하였다.
제안 방법
- 5. 1.0, 및 1.5 mg/mL 농도의 시료들을 처리하여 24~48시간 배양한 후 생육억제를 육안 판정하여 측정하였다[23].
- 대조구로는 항세균제인 ampicillin과 항진균제인 miconazole 및 amphotericin B(Sigma Co., USA)를 각각 1 µg/disc 농도로 사용하였으며, 육안으로 생육저지환의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다[9].
- 먼저 DPPH 소거능의 경우, 다양한 농도로 희석한 시료 20 µL에 99.5% 에탄올에 용해시킨 2×10-4 M DPPH 용액 380 µL를 넣고 혼합하여 37℃에서 30분 동안 반응시키면서, microplate reader(Asys Hitech, Expert96, Asys Co., Austria, 516 nm)를 사용하여 5분 간격으로 흡광도를 측정하였다.
- 먼저 양앵두 열수 추출물 및 이의 분획물의 항균력을 500µg/disc 농도에서 평가하였다.
- 양앵두 열수 추출물 및 이의 분획물의 항산화 활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) radical 소거능, Superoxide제거능 및 환원력 측정에 의해 평가하였다. 먼저 DPPH 소거능의 경우, 다양한 농도로 희석한 시료 20 µL에 99.
- 시판 양앵두의 경우 수입산이 대부분이며, 국내산 판매품의 경우에도 다양한 종류가 혼재하여 판매되므로 동일 품종의 양앵두 시료 확보를 위해 양앵두 농가에서 직접 수확, 구입하였다. 양앵두는 수세한 후 건조하여 물기를 제거하고 열수 추출물 조제에 사용하였으며, 양앵두 5 Kg을 흐르는 물에 수세 후 정제수 1.2리터를 첨가하여 2시간 동안 100℃에서 추출하여 최종적으로 열수 추출액 1리터를 조제하였다. 이후 열수 추출물은 헥산(nhexane), 에틸아세테이트(ethylacetate), 부탄올(butanol)을 이용하여 순차적으로 분획하고 물 잔류물을 회수하였으며, filter paper(Whatsman No.
- 양앵두의 열수 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물을 조제하고, 이들의 성분을 분석하였다(Table 2). 먼저 열수 추출물의 경우 고형분 함량이 약 38±2.
- 2)로 거른 후 감압 건조하여 분말화 하였다. 열수 추출물과 물 분획물은 증류수에 녹였으며, 기타 분획물들은 DMSO(dimethylsulfoxide)에 녹인 후 적당한 농도로 희석하여 항균 활성 및 항산화 활성 평가에 이용하였다.
- 2리터를 첨가하여 2시간 동안 100℃에서 추출하여 최종적으로 열수 추출액 1리터를 조제하였다. 이후 열수 추출물은 헥산(nhexane), 에틸아세테이트(ethylacetate), 부탄올(butanol)을 이용하여 순차적으로 분획하고 물 잔류물을 회수하였으며, filter paper(Whatsman No. 2)로 거른 후 감압 건조하여 분말화 하였다. 열수 추출물과 물 분획물은 증류수에 녹였으며, 기타 분획물들은 DMSO(dimethylsulfoxide)에 녹인 후 적당한 농도로 희석하여 항균 활성 및 항산화 활성 평가에 이용하였다.
- , USA)를 각각 1 µg/disc 농도로 사용하였으며, 육안으로 생육저지환의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다[9]. 항균 활성이 인정되는 경우, 시료의 최소생육억제농도 (MIC: minimal inhibitory concentration)를 측정하였으며, 0. 0.
- 항세균 및 항진균 활성 평가는 기존의 보고한 방법과 동일하게 이용하였으며, 각각 Nutrient agar (Difco Co., USA) 및 Sabouraud dextrose(Difco Co. USA) 배지상에서 다양한 시료 5 µL를 멸균 disc-paper(지름 6.5 mm)에 가한 후 세균의 경우 24시간, 진균의 경우 48시간 배양 후, 생육저지환의 크기를 측정하여 평가하였다[15, 16, 23].
- 5 mL를 첨가하여 반응을 종료하고 4000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 회수하였다 . 회수한 상등액은 증류수로 2배 희석한 후, 신선하게 조제된 0.1% ferric chloride 용액과 5:1(v/v) 비율로 혼합하고 700 nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였으며, 대조구로는 BHT 와 vitamin C를 사용하였다. Superoxide제거능 평가 및 환원력 평가결과는 3회 반복실험 후 평균과 편차로 나타내었다.
대상 데이터
- , Austria, 516 nm)를 사용하여 5분 간격으로 흡광도를 측정하였다. 대조구로는 butyl hydroxytoluene(BHT) 및 vitamin C(Sigma Co., USA)를 사용하였다. DPPH free radical 소거능은 시료 첨가구와 비 첨가구의 백분율로 표시하였으며, IC50는 50% 소거능을 나타내는 농도로 나타내었다[17].
- 본 실험에 사용한 양앵두는 2009년도 경주지역에서 재배한 양앵두(나폴레옹 종) 이다. 시판 양앵두의 경우 수입산이 대부분이며, 국내산 판매품의 경우에도 다양한 종류가 혼재하여 판매되므로 동일 품종의 양앵두 시료 확보를 위해 양앵두 농가에서 직접 수확, 구입하였다.
- 본 실험에 사용한 양앵두는 2009년도 경주지역에서 재배한 양앵두(나폴레옹 종) 이다. 시판 양앵두의 경우 수입산이 대부분이며, 국내산 판매품의 경우에도 다양한 종류가 혼재하여 판매되므로 동일 품종의 양앵두 시료 확보를 위해 양앵두 농가에서 직접 수확, 구입하였다. 양앵두는 수세한 후 건조하여 물기를 제거하고 열수 추출물 조제에 사용하였으며, 양앵두 5 Kg을 흐르는 물에 수세 후 정제수 1.
- 열수 추출물 및 각각의 분획물의 항균 활성을 평가하기 위해 사용한 세균 및 캔디다 진균들은 한국미생물보존센터(KCTC), 일본 Institute for Fermentation, Osaka(IFO) 및 한국농용미생물보존센터(KACC)에서 분양 받아 사용하였다(Table 1). 한편 Candida albicans CCARM 14020 및 14021 균주는 한국 항생제 내성균주은행(CCARM)에서 분양받아 사용하였으며, 특히 14020 균주는 amphotericin B (≤0.
- 총 polyphenol 함량은 Singleton 등의 방법[21]에 따라 추출검액 400 µL에 50 µL의 Folin-ciocalteau, 100 µL의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한후 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총당 정량의 경우에는 phenol-sulfuric acid법을 이용하였다[15].
- 한편 Candida albicans CCARM 14020 및 14021 균주는 한국 항생제 내성균주은행(CCARM)에서 분양받아 사용하였으며, 특히 14020 균주는 amphotericin B (≤0.5 µg/mL), flucytosine(≤0.5 µg/mL), fluconazole(≤1 µg/mL) 및 itraconazole(≤0.125 µg/mL) 에 대한 다제내성 균주로 알려져 있다.
데이터처리
- 1% ferric chloride 용액과 5:1(v/v) 비율로 혼합하고 700 nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였으며, 대조구로는 BHT 와 vitamin C를 사용하였다. Superoxide제거능 평가 및 환원력 평가결과는 3회 반복실험 후 평균과 편차로 나타내었다.
이론/모형
- DPPH free radical 소거능은 시료 첨가구와 비 첨가구의 백분율로 표시하였으며, IC50는 50% 소거능을 나타내는 농도로 나타내었다[17]. Superoxide제거능 평가는 superoxide와 반응하여 갈변물질을 만드는 pyrogallol 자동산화 측정방법[13]에 준해 측정하였다. 즉 시료용액 0.
- 총 flavonoid의 함량 측정은 Davis 방법의 변법[9]에 따라 측정하였으며, 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고 여과한 추출검액 400 µL에 90% diethylene glycol 4 mL를 첨가하고 다시 1 N NaOH 40 µL를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 polyphenol 함량은 Singleton 등의 방법[21]에 따라 추출검액 400 µL에 50 µL의 Folin-ciocalteau, 100 µL의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한후 725 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총당 정량의 경우에는 phenol-sulfuric acid법을 이용하였다[15].
성능/효과
- 본 연구에서는 국내산 양앵두의 유용 생리활성 연구의 일환으로 국내에서 재배된 나폴레옹 양앵두의 열수 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 이들의 항세균, 항캔디다 활성을 평가하였으며, 아울러 DPPH 소거활성, 환원력 평가, superoxide 제거능을 평가하여 양앵두 분획물의 항산화 활성을 평가하였다. 그 결과 양앵두 추출물의 헥산 분획물에서 우수한 항캔디다 활성을, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획에서 우수한 항세균 활성을 확인하였으며, 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항산화 활성을 확인하였다. 이러한 결과는 양앵두를 이용한 천연항균제 및 건강기능성 식품 소재 개발 연구의 기초자료로 활용될 것이다.
- albicans KCTC 1940, KACC 30003에 대해서는 강한 항균력을 나타내었다. 그러나 양앵두의 헥산 분획에서는 실험에 사용한 C. albicans 모든 균에서 강력한 항균력이 나타났으며, 특히 항생제 내성균주인 C. albicans CCARM 14020 및 14021 균주에서도 강력한 항균활성이 나타났다(Table 3). 이러한 결과는 항생제 내성 Candida sp.
- 대조구로 사용된 vitamin E의 경우 사용농도 및 반응시간 의존적 소거능 증대가 뚜렷하였으며, 50 µg/mL 농도에서 최대 80% 소거능을 나타내었다.
- 또한 다양한 시료들을 대상으로 환원력 평가 결과, 250 µg/mL 농도에서 에틸아세테이트 분획, 열수 추출물, 물 잔류물, 부탄올 분획물의 순으로 환원력이 강하게 나타나, 양앵두의 에틸아세테이트 분획의 항산화능을 확인할 수 있었다(Fig. 2).
- 사용시료의 농도(0~500 µg/mL)가 높을수록 DPPH 소거능이 증대되었으며, 반응시간 연장에 따라 소거능이 증대되는 패턴을 나타내었다.
- 한편 각 분획물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드의 함량을 분석한 결과, 폴리페놀 함량의 경우 에틸아세 테이트 분획, 물 잔류물, 부탄올 분획, 헥산 분획 순으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량의 경우에는 에틸아세테이트 분획, 헥산 분획, 부탄올 분획 순으로 나타났다. 양앵두 열수 추출물의 대부분을 차지하는 물 잔류물의 경우 플라보노이드는 검출되지 않았으며, 총당 함량은 약 34%로 확인되었다. 이는 양앵두 대부분의 성분이 glucose, fructose, sucrose 및 sorbitol 등의 당류라는 보고[20, 24]와 일치하는 결과이다.
- 국내산 양앵두의 유용 생리활성 검토를 목적으로 양앵두 열수 추출물 및 순차적 유기용매 분획물을 조제하였다. 양앵두 추출물의 약 40%는 당류 성분이었으며, 이의 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 분획물 및 물 잔류물의 분획효율은 각각 0.01%, 3.45%, 16.30% 및 80.24%로 나타나 양앵두 열수 추출물의 대부분이 부탄올 분획 및 물 잔류물로 이행되었다. 에틸아세테이트 분획물은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량이 가장 높았으며, 물 잔류물은 34%의 총당을 함유하였다.
- 24%로 나타나 양앵두 열수 추출물의 대부분이 부탄올 분획 및 물 잔류물로 이행되었다. 에틸아세테이트 분획물은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량이 가장 높았으며, 물 잔류물은 34%의 총당을 함유하였다. 조제된 열수 추출물과 분획물의 항세균 활성을 평가한 결과 에틸아세테이트 및 부탄올 분획에서 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, 및 Salmonella typhimurium에 대해 우수한 항세균 활성이 확인되었으며 (MIC, 0.
- 열수 추출물 및 헥산 분획물에서는 500 µg/mL 농도에서 31% 정도의 소거능을, 부탄올 분획 및 물 분획물에서는 20% 이하의 소거능을 나타낸 반면, 에틸아세테이트 분획은 68% 소거능을 나타내어 우수한 항산화능을 확인하였다.
- 열수 추출물의 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 분획물 및 물 잔류물의 분획효율은 각각 0.01%, 3.45%, 16.30% 및 80.24%로 나타나 양앵두 열수 추출물의 대부분이 부탄올 분획 및 물 잔류물로 이행되었으며 지용성 성분은 상대적으로 적음을 알 수 있었다(Table 2).
- 에틸아세테이트 분획물은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량이 가장 높았으며, 물 잔류물은 34%의 총당을 함유하였다. 조제된 열수 추출물과 분획물의 항세균 활성을 평가한 결과 에틸아세테이트 및 부탄올 분획에서 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, 및 Salmonella typhimurium에 대해 우수한 항세균 활성이 확인되었으며 (MIC, 0.5~1.0 mg/mL), Pseudomonas aeruginosa에는 항균 활성이 나타나지 않았다. 항Candida 활성은 헥산 분획에서만 확인되었으며, 항생제 내성균에 대해서도 우수한 항균활성을 나타내었다(MIC, 0.
- 한편 Superoxide제거능 평가 결과, 양앵두의 열수 추출물 및 분획물은 1,000 µg/mL 농도까지는 활성을 나타내지 않았다(Fig. 3).
- 24%로 나타나 양앵두 열수 추출물의 대부분이 부탄올 분획 및 물 잔류물로 이행되었으며 지용성 성분은 상대적으로 적음을 알 수 있었다(Table 2). 한편 각 분획물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드의 함량을 분석한 결과, 폴리페놀 함량의 경우 에틸아세 테이트 분획, 물 잔류물, 부탄올 분획, 헥산 분획 순으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량의 경우에는 에틸아세테이트 분획, 헥산 분획, 부탄올 분획 순으로 나타났다. 양앵두 열수 추출물의 대부분을 차지하는 물 잔류물의 경우 플라보노이드는 검출되지 않았으며, 총당 함량은 약 34%로 확인되었다.
- 한편 항진균 활성 평가 결과 miconazole(1 µg/disc)은 항생제 내성균 주인 C. albicans CCARM 14020 및 14021 에 대해서는 항균력을 나타내지 못하였으나 C. albicans KCTC 1940, KACC 30003에 대해서는 강한 항균력을 나타내었다.
- 0 mg/mL), Pseudomonas aeruginosa에는 항균 활성이 나타나지 않았다. 항Candida 활성은 헥산 분획에서만 확인되었으며, 항생제 내성균에 대해서도 우수한 항균활성을 나타내었다(MIC, 0.5~1.0 mg/mL). 항산화능 평가의 경우 에틸아세테이트 분획에서 우수한 DPPH 소거능(IC50:195.
후속연구
- 5 µg/mL) 및 환원력을 나타내었다. 본 연구결과는, 양앵두가 우수한 항균 활성과 항산화 활성을 가진 유용한 과일자원으로 이용될 수 있음을 제시하고 있다.
- 3). 이러한 결과는 양앵두 및 양앵두 활성분획의 건강 기능성 식품으로의 활용 및 식품보존제로의 개발 가능성을 제시하고 있으며, 향후 각 분획의 활성성분 정제와 특성 규명이 필요하다.
- 그 결과 양앵두 추출물의 헥산 분획물에서 우수한 항캔디다 활성을, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획에서 우수한 항세균 활성을 확인하였으며, 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항산화 활성을 확인하였다. 이러한 결과는 양앵두를 이용한 천연항균제 및 건강기능성 식품 소재 개발 연구의 기초자료로 활용될 것이다.
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