녹차에 관한 최근까지의 연구결과에서, 녹차는 생리활성의 촉진작용뿐아니라 항암, 항산화, 고혈압 억제효과, 체중 조절 등 다방면의 약리효과를 보이는 것으로 보고되고 있다. 아울러, 녹차의 항균 및 항진균 작용에 관한 연구결과도 발표되고 있으며, 본 연구팀에 의해서도 녹차추출물의 항균작용을 확인한 바 있어, 본 연구에서는 탁월한 항균작용을 소유하고 있는 녹차분획물질을 분리하여 그 분자구조를 동정하는데 목적이 있다. 따라서, 녹차추출물에서 탁월한 항균력을 가지는 항균활성물질을 HPLC 분리방법 및 NMR분석법으로 분리 동정한 결과, 각각 (-)-epicatechin gallate 및 (-)-epigallocatechin gallate로 확인되었다.
녹차에 관한 최근까지의 연구결과에서, 녹차는 생리활성의 촉진작용뿐아니라 항암, 항산화, 고혈압 억제효과, 체중 조절 등 다방면의 약리효과를 보이는 것으로 보고되고 있다. 아울러, 녹차의 항균 및 항진균 작용에 관한 연구결과도 발표되고 있으며, 본 연구팀에 의해서도 녹차추출물의 항균작용을 확인한 바 있어, 본 연구에서는 탁월한 항균작용을 소유하고 있는 녹차분획물질을 분리하여 그 분자구조를 동정하는데 목적이 있다. 따라서, 녹차추출물에서 탁월한 항균력을 가지는 항균활성물질을 HPLC 분리방법 및 NMR 분석법으로 분리 동정한 결과, 각각 (-)-epicatechin gallate 및 (-)-epigallocatechin gallate로 확인되었다.
Green tea has been shown to have multifunctional health-promoting properties including cholesterol level control an antidiabetic effect and anticancer, antioxidant, and antimicrobial properties, inboth in vivo and in vitro experiments.We earlier reported antifungal and antibacterial effects of green...
Green tea has been shown to have multifunctional health-promoting properties including cholesterol level control an antidiabetic effect and anticancer, antioxidant, and antimicrobial properties, inboth in vivo and in vitro experiments.We earlier reported antifungal and antibacterial effects of green tea extract by investigating cell membrane functions. The purpose of the present study was to purify and identify antimicrobial substances from green tea extract. Such materials were extracted from green tea (Camellia sinensis. var. sinensis) and purified by high-performance liquid chromatography. The antimicrobial substances in the extract were identified as epicatechin gallate and epigallocatechin gallate by nuclear magnetic resonance spectrophotometry.
Green tea has been shown to have multifunctional health-promoting properties including cholesterol level control an antidiabetic effect and anticancer, antioxidant, and antimicrobial properties, inboth in vivo and in vitro experiments.We earlier reported antifungal and antibacterial effects of green tea extract by investigating cell membrane functions. The purpose of the present study was to purify and identify antimicrobial substances from green tea extract. Such materials were extracted from green tea (Camellia sinensis. var. sinensis) and purified by high-performance liquid chromatography. The antimicrobial substances in the extract were identified as epicatechin gallate and epigallocatechin gallate by nuclear magnetic resonance spectrophotometry.
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문제 정의
그러나, 대부분의 녹차추출물의 항균효과나 항균성분이 항균기작에 기초를 둔 분자구조적인 연구는 거의 이루어져 있지 않다. 따라서, 본 실험에서는 전보(19)에서 항균작용이 구명된 경남 하동산 녹차의 항균물질을 분리하고 그 성분들의 구조를 동정하여, 녹차추출물의 기능성 구명을 위한 기초자료를 획득하였기에 보고하고자 한다.
녹차에 관한 최근까지의 연구결과에서, 녹차는 생리활성의 촉진작용뿐아니라 항암, 항산화, 고혈압 억제효과, 체중 조절 등 다방면의 약리효과를 보이는 것으로 보고되고 있다. 아울러, 녹차의 항균 및 항진균 작용에 관한 연구결과도 발표되고 있으며, 본 연구팀에 의해서도 녹차추출물의 항균작용을 확인한 바 있어, 본 연구에서는 탁월한 항균작용을 소유하고 있는 녹차분획물질을 분리하여 그 분자구조를 동정하는데 목적이 있다. 따라서, 녹차추출물에서 탁월한 항균력을 가지는 항균활성물질을 HPLC 분리방법 및 NMR 분석법으로 분리·동정한 결과, 각각 (-)-epicatechin gallate 및 (-)-epigallocatechin gallate로 확인되었다.
제안 방법
C-NMR 스펙트럼을 실온에서 측정하였다. 먼저, Compound A 분획물의 경우, Fig. 2 및 Fig. 3에서 보는 바와 같이, Compound A의 1H-NMR 및 13C-NMR 스펙트럼으로부터 모든 특성 공명선의 해석이 다음과 같이 가능하여, 본 시료가 epicatechin gallate(ECG, Fig. 4)임을 규명하였다. 먼저, Fig.
75% BHIA 10 mL에 첨가하여 petri dish에 고르게 부었다. 잘 굳힌 후 표면에 paper disk(thick, 지름 10 mm)를 얹고, 무처리한 대조구와 함께 나머지 paper disk에 녹차추출물의 추출용매별 항균성이 높은 일정농도(250 mg/disk)의 High performance liquid chromatography(HPLC) 분획물을 각각 첨가한 후, 30℃에서 48 시간동안 배양한 후, disk 주위의 생육저해의 직경을 측정하여 항균성을 비교하였다.
전술한 결과에서와 같이, HPLC에서 분리한 각 항균분획물질(Compound A 및 Compound B)의 구조분석을 위해 1H- 및 13C-NMR 스펙트럼을 실온에서 측정하였다. 먼저, Compound A 분획물의 경우, Fig.
항균력이 탁월한 녹차추출물로부터 항균활성물질을 HPLC를 이용하여 순수하게 분리하고, nuclear magnetic resonance(NMR) spectrophtometer 측정기에 의하여 항균활성물질의 화학구조를 동정하였다. 즉, 먼저 녹차에 함유된 catechin을 HPLC(Shimadzu, Kyoto, Japan)로 분리·정량하였다.
대상 데이터
본 실험에서 녹차추출물의 항균력 검색용 균주는 식품원료 및 가공식품의 변질에 관여하는 부패미생물을 대상으로, 경상대학교 식품공학과에 보관중인 미생물을 계대배양하여 실험에 사용하였다. 항균력 검색용 공시균주는 brain heart infusion agar(BHIA) 등의 사면배지에 계대배양하여 4℃에 보관하면서 사용하였다.
위와 같은 HPLC 방법에 의하여 획득한 fraction중, 항균성이 있는 부분을 수거하여 동결건조하여 1H-NMR 및 13C-NMR 분석용 시료로 사용하였다. 본 실험에서는 NMR분석기기(Bruker DRX500 500 MHz, Germany)를 사용하였으며 TMS(Trimethyl silane: Cambridge isotope laboratory, Inc., U.S.A.)를 기준물질로 사용하였다.
즉, 먼저 녹차에 함유된 catechin을 HPLC(Shimadzu, Kyoto, Japan)로 분리·정량하였다. 본 연구에서 이용된 HPLC는 CTO 10AVP column oven, LC-6AD pump, SIL-10ADVP auto sample injector 및 SAP-10AVP UV/VIS detector로 구성되었으며, 210 nm에서 흡광도를 측정하였다(23). 사용된 column은 Shim-pack CLC guard column(10x4 mm)이 결합된 Shimadzu Shim-VP ODS column 5 µm(250x4.
사용된 column은 Shim-pack CLC guard column(10x4 mm)이 결합된 Shimadzu Shim-VP ODS column 5 µm(250x4.6 mm)이었으며, column 온도는 40℃로 고정하였다.
0 mL/min이었고, 용매구배는 0∼5분 B용매 40%, 5∼12분 B용매 40∼50%, 12∼27분 B용매 50%로 유지, 27∼30분 B용매 50∼20% 및 30∼35분 B용매 20∼0%로 하였다. 위와 같은 HPLC 방법에 의하여 획득한 fraction중, 항균성이 있는 부분을 수거하여 동결건조하여 1H-NMR 및 13C-NMR 분석용 시료로 사용하였다. 본 실험에서는 NMR분석기기(Bruker DRX500 500 MHz, Germany)를 사용하였으며 TMS(Trimethyl silane: Cambridge isotope laboratory, Inc.
6 mm)이었으며, column 온도는 40℃로 고정하였다. 이동상의 용매는 A는 0.1% orthophosphoric acid(v/v, in water)이며, B는 0.1% orthophosphoric acid(v/v, in methanol)를 사용하였다. 이동상의 유속은 1.
잎녹차는 경남 하동군 악양면에서 재배 중인 재래종(Camellia sinensis. var. sinensis) 품종을 2007년 6월 채취하여 전통식 방법으로 덖음차로 제조한 것을 구입하여, 분쇄기를 이용하여 분쇄후 100 mesh체를 통해 거른 후, 4℃냉풍건조를 통해 수분활성도를 0.23으로 맞추어 20℃ 데시케이트에 보관하면서 시료로 사용하였다. 녹차추출물(Green tea extract : 이하 GTE로 칭함)은 분쇄한 덖음차를 100℃의 water bath에서 3시간동안 추출하여 1차 여과포를 이용하여 여과하였다.
이론/모형
항균력 시험은 녹차추출물 분획물로 포화시킨 paper disk 를 배지상에 접촉시켜, 앞에서 기술한 부패균주를 공시균주로 하여, 공시균주의 증식도를 비교하여 생육저해정도를 측정하는 paper disk 확산법(22)을 이용하였다. 즉, 각 공시 균주의 한 백금이를 따서, 10 mL nutrient rich 액체 배지에서 24시간 배양한 후, 이중 0.
성능/효과
따라서, 녹차추출물에서 탁월한 항균력을 가지는 항균활성물질을 HPLC 분리방법 및 NMR 분석법으로 분리·동정한 결과, 각각 (-)-epicatechin gallate 및 (-)-epigallocatechin gallate로 확인되었다.
4)임을 규명하였다. 먼저, Fig. 2에서 보는 바와 같이, (-)-epicatechin gallate의 세 방향족 고리의 7개의 수소 (a, b, c, d, e, f, g)가 5.96에서 6.93 ppm에서 나타남을 확인하였다. a와 b의 수소는 6.
7)임을 규명하였다. 먼저, Fig. 5에서 보는 바와같이, compound B의 1H-NMR스펙트럼으로부터 모든 특성공명선의 해석이 다음과 같이 가능하여 본 물질이 (-)-epigallocatechin gallate임을 확인할 수 있었다. (-)-epigallocatechin gallate의 세 방향족 고리의 6개의 수소 (a, b, c, d, e, f)가 5.
07 ppm에서 단일선으로 나타났다. 아울러, Fig. 3에서 보는 바와 같이, compound A의 모든 탄소 공명선은 잘 해석이 가능해 1H-NMR의 해석 결과와 동일하게 (-)-epicatechin gallate으로 규명되었다. 산소를 포함하는 지방족 고리의 3개의 1, 2, 3 탄소가 25.
99 ppm에서 단일선으로 나타났다. 아울러, Fig. 6에서 보는 바와 같이, compound B의 모든 탄소 공명선은 잘 해석이 가능해 1H-NMR의 해석 결과와 동일하게 (-)-epigallocatechin gallate으로 규명되었다. 산소를 포함하는 지방족 고리의 3개의 1, 2, 3 탄소가 25.
이상과 같은 기기분석결과, 녹차추출물에 함유된 항균활성물질은 (-)-epicatechin gallate 및 (-)-epigallocatechin gallate로 구명되었다. 이는 Oh(24) 및 Cho(25) 등도 다양한 식품 유해균에 대한 녹차추출물의 항균활성이 좋았다고 보고한 내용과 일치하며, 일반적으로 catechin 류 중, gallate 기가 결합된 (-)-ECG나 (-)-EGCG가 강한 항균작용을 나타내는 것으로 판단되었다.
1과 같다. 이와같이 분리된 catechin 분획물질중, 세균 및 효모에 대한 항균력을 보이는 분획물(Compund A 및 Compound B)을 BHIA plate상에 위치한 paper disk상에 분주하고, 공시균주의 증식도를 비교하여 생육저해정도를 측정하는 paper disk확산법을 실시한 결과, Table 1에서 보는 바와 같이, Compound A 및 Compound B에서 모두 뚜렷한 생육저해환을 나타내고 있어 강력한 항균작용을 소유한 물질을 함유한 분획임을 확인할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹차추출물의 항균 활성 물질에는 무엇이 가장 강한 암세포 성장억제 및 항균작용을 가지고 있는가?
아울러, 본 연구진은 녹차추출물 처리전후의 전자현미경촬영사진 결과 및 β-galactosidase 효소활성변화를 통하여 녹차추출물이 미생물의 생육과 물질의 수송을 조절하는 세포막의 생화학적 기능에 미치는 영향을 검토하여 녹차추출물의 항균작용을 구명한 바 있다(19). 현재까지, 녹차추출물의 항균활성물질로는 (-)epigallocatechin gallate가 가장 강한 암세포 성장억제 및 항균작용이 있는 것으로 보고(20)되어 있으며, 녹차의 정유 성분인 benzene, bonyl acetate, campene, α,β,γ-pinnene 등이 미생물에 대한 항균효과가 있는 것으로 발표되었다(21). 그러나, 대부분의 녹차추출물의 항균효과나 항균성분이 항균기작에 기초를 둔 분자구조적인 연구는 거의 이루어져 있지 않다.
녹차 제품의 저장환경별 유용물질들의 생리학적 기능 및 활성물질의 변화에 대하여 연구 결과를 보고한 바 있는 연구진들은 녹차 추출물의 항균작용을 어떻게 구명하였는가?
아울러, 본 연구진은 녹차추출물 처리전후의 전자현미경촬영사진 결과 및 β-galactosidase 효소활성변화를 통하여 녹차추출물이 미생물의 생육과 물질의 수송을 조절하는 세포막의 생화학적 기능에 미치는 영향을 검토하여 녹차추출물의 항균작용을 구명한 바 있다(19). 현재까지, 녹차추출물의 항균활성물질로는 (-)epigallocatechin gallate가 가장 강한 암세포 성장억제 및 항균작용이 있는 것으로 보고(20)되어 있으며, 녹차의 정유 성분인 benzene, bonyl acetate, campene, α,β,γ-pinnene 등이 미생물에 대한 항균효과가 있는 것으로 발표되었다(21). 그러나, 대부분의 녹차추출물의 항균효과나 항균성분이 항균기작에 기초를 둔 분자구조적인 연구는 거의 이루어져 있지 않다.
녹차는 무슨 약리효과를 가지고 있는가?
현재까지 녹차 유래 유용물질들의 생리학적 기능 및 그 화학적 구조에 대해서는 국내외적으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 녹차에 관한 최근까지의 연구결과에서, 녹차는 건강한 생리활성 촉진작용(1-3)뿐아니라, 콜레스테롤 저해 효과(4), 항당뇨(5), 항암(6,7), 항산화(8-11), 항균(11-14) 등 다방면의 약리효과를 보이는 것으로 보고되고 있다. 본 연구진에서도 녹차 제품의 저장환경별 유용물질들의 생리학적 기능 및 활성물질의 변화(15-18)에 대하여 연구결과를 보고한 바 있다.
참고문헌 (25)
Cespy, V. and Williamson, G. (1994) A review of the health effects of green tea catechins in in vivo animal models. J. Nutr., 134, 3431-3440
Choi, S.I., Lee, J.H. and Lee, S.R. (1994) Effect of green tea beverage on the removal of cadmium and lead by animal experiments. Korean J. Food Sci. Technol., 26, 740-744
Muramatsu, K., Fukuro, M. and Hara, Y. (1986) Effect of green tea catechins of plasma cholesterol level in cholesterol-fed rats. J. Nutr. Sci. Vitaminol., 32, 613-615
Sabu, M.C., Smitha, K., and Ramadasan, K. (2002) Anti-diabetic activity of green tea polyphenols and their role in reducing oxidative stress in experimental diabetes. J. Ethanopharmacol., 83, 109-116
Morre, D.M. and Morre, D.J. (2006) Anticancer activity of grape and grape skin extracts alone and combined with green tea infusions. Cancer Lett., 238, 202-209
Kang, S.T., Yoo, U.H., Nam, K.H., Kang, J.Y. and Oh, K.S. (2007) Antioxidative effects of green tea extract on the oxidation of anchovy oil. J. Agric. Life Sci., 41, 47-53
Lee, K.J. (2008) Antioxidant activity analysis of catechin compounds in Korean green tea using HPLC on-line ABTS ^+ antioxidant screening system. Korean J. Biotechnol. Bioeng. 23, 96-100
Pilar Almajano, M., Rosa Carbo, Angel Lopez Jim \acute{e} nez J., Gordon, M.H. (2008) Antioxidant and antimicrobial activities of tea infusions. Food Chem., 108, 55-63
Park, C.S. and Cha, M.S. (2000) Comparison of antibacterial activities of green tea extracts and preservatives to the pasthogenic bacteria. Korean J. Food Nutr., 13, 36-44
Cho, Y.S., Kim, H.S., Kim, S.K., Kwon, O.C., Jeong, S.J., and Lee, Y.M. (1997) Antibacterial and bactericidal activity of green tea extracts. J. Korean. Tea Soc., 3, 89-103
Chung, S.H. and Yoon, K.H. (2008) Antimicrobial activity of extracts and fractions of green tea used for coarse tea. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 37, 1382-1388
Kim, Y.I., Park, J.Y., Choi, S.J., Kim, J.K., Jeong, C.H., Choi, S.G., Lee, S.C., Cho, S.H., and Heo, H.J. (2008) Protective effect of green tea extract on amyloid $\beta$ peptide-induced neurotoxicity. Korean J. Food Preserv., 15, 743-748
Lee, J.M., Lim, S.W., Cho, S.H., Choi, S.G., Heo, H.J., and Lee, S.C. (2009) Effect of relative humidity and storage temperature on the quality of green tea powder. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 38, 83-88
Jeong, C.H., Kanf, S.T., Joo, O.S., Lee, S.C., Shin, Y.H., Shim, K.H., Cho, S.H., Choi, S.G., and Heo, H.J. (2009)Phenolic content, antioxidant effect and acetylcholinesterase inhibitory activity of Korean commercial green, puer,oolong and black teas. Korean J. Food Preserv., 16, 230-237
Choi, G.N., Joeng, C.H., Kim, J.H., Kwak, J.H., Shin, Y.H., Lee, S.H., Cho, S.H., Choi, S.G., and Heo, H.J. (2009) Effect of storage temperature and water activity on antioxidant activities of powdered green tea extracts. Korean J. Food Preserv., 16, 333-341
Shin, Y.H., Oh, B.T., Choi, S.G., Heo, H.J., Lee, S.C.,and Cho, S.H. (2009) Antimicrobial activity of an aqueous extract of green tea against food putrefactive microorganisms. Korean J. Food Preserv., 16, 392-399
Ahmad, A., Feyes, D.K., Nieminen, A.L., Agarwal, R.,and Mukhtar, H. (1997) Green tea constituent epigallocatechin-3-gallate and induction of apoptosis and cell cycle arrest in human carcimona cell. J. Natl. Cancer Inst., 89, 1886-1889
Sung, K.C. (2005) Characteristics and analysis on the refined oil component of green tea. J. Korean Oil Chemists' Soc., 22, 241-249
Piddock, L.J.V. (1990) Techniques used for the determination of animicrobial resistance and sensitivity in bacteria. J. Appl. Bacteriol., 68, 307-310
Wang, H., Provan, G.J. and Helliwell, K. (2003) HPLC determination of catechins in tea leaves and tea extracts using relative response factors. Food Chem., 81, 307-312
Oh, D.H., Lee, M.K., Park, B.K. (1999) Antimicrobial activities of commercially available tea on the harmful foodbone organisms. J. Korean Soc. Food Nutr. 28, 100-106
Cho, S.Y., Choi, J.H., Ham, S.S. and Oh, D.H. (2005)Antimicrobial activities of green tea extract and fractions on the Escherichia coli O157:H7. J. Food Hyg. Safety, 20, 48-52
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