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문제 정의
- 따라서 본 실험의 결과를 토대로 보았을 때 6년근 황기 추출물이 α-glucosidase에 경쟁적으로 결합하여 효소 활성을 억제함으로 항당뇨 활성을 나타내며, 이와 같은 결과로 인해 혈당강하 효과가 있음을 제시하는 바이다.
- 이에 본 연구에서는 황기의 다양한 생리활성의 기능을 측정하여 유용한 생물 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 20,21) 각각의 시료 1 mg/mL로 조제한 추출물 1 mL에 Folin-Denis 시액 2 mL을 가한 후, 35%의 탄산나트륨 (Na2CO3) 용액을 2 mL을 넣은 다음 잘 혼합하여 실온에서 30 분간 반응 후, 분광도계 (EL×800TM, BioTek, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 이들은 phenolic hydroxyl기를 가지므로 단백질 및 거대분자들과 쉽게 결합하며, 항당뇨 및 항산화 활성과 같은 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있다.22,23) 따라서 본 실험에서는 황기의 항산화 및 항당뇨 활성을 알아보고자 각 연근별 황기 에탄올 추출물의 총페놀성 함량 및 총 플라보노이드 화합물 함량을 측정하였으며 그 결과를 Table 2에 나타내었다. 각 연근별 황기 추출물의 총 페놀성 화합물의 함량은 6년근이 탄닌 26.
- 연근별 황기 (1년근, 3년근, 6년근) 에탄올 추출물을 대상으로 항산화 및 항당뇨 활성을 측정하였다. 항산화 활성에 있어 DPPH 라디칼 및 ·OH에 대한 각 연근별 황기 에탄올 추출물의 소거능은 6년근일 때 각각 IC50 값이 749.
- 5 M NaOH) 발색시약 200 µL를 넣고 100sC에서 5 분간 끓여 발색을 시킨 후 충분히 냉각시킨다. 이 반응액에 10 배량의 증류수를 가하고 잘 교반한 후 540 nm 에서 흡광도를 측정하고 저해율을 계산하였다.
- 총 플라보노이드 화합물 함량 − 1 mg/mL의 농도로 추출물울 제조하여, 20 mg/mL의 aluminum trichloride을 함유하는 100% 에탄올 용액을 잘 혼합하여 40분 동안 실온에서 반응시킨 후 UV/VIS 분광도계 (Optizen 2120UV, Mecasys, Korea)를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때총 플라보노이드 함량은 퀘르세틴 (quercetin, Que)과 루틴(rutin, Rut)을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.21)
- 전자공여능 측정 −전자공여능은 1,1-diphenyl-2-pycrylhydrazyl (DPPH)을 사용하여 측정하였다.
- 총 플라보노이드 화합물 함량 − 1 mg/mL의 농도로 추출물울 제조하여, 20 mg/mL의 aluminum trichloride을 함유하는 100% 에탄올 용액을 잘 혼합하여 40분 동안 실온에서 반응시킨 후 UV/VIS 분광도계 (Optizen 2120UV, Mecasys, Korea)를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 각각 건조시킨 황기를 분말화 하여 100 g씩 에탄올 (ethanol, EtOH)로 실온에서 3일 동안 추출하였다. 추출된 시료를 여과지 (100 mm; Whatman, Maidstone, UK)로 여과한 후 감압 농축기 (CCA-1110; EYELA, Tokyo, Japan)를 사용하여 농축하여 에탄올 추출물을 얻었다.
- 20,21) 각각의 시료 1 mg/mL로 조제한 추출물 1 mL에 Folin-Denis 시액 2 mL을 가한 후, 35%의 탄산나트륨 (Na2CO3) 용액을 2 mL을 넣은 다음 잘 혼합하여 실온에서 30 분간 반응 후, 분광도계 (EL×800TM, BioTek, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도는 탄닌산 (tannic acid, Tan) 과 카테킨 (catechin, Cat)을 이용하여 작성된 표준곡선을 이용하여 검량선을 작성하여 총 페놀성 화합물의 함량을 계산하였다.
- 환원력 측정 − 각각의 농도별로 조제한 시료 0.1 mL에 0.2 M 인산 완충액 (pH 6.8) 0.25 mL을 넣은 다음, 50℃에서 20 분간 반응 후, 0.25 mL의 10% trichloroacetic acid를 첨가하고 1000 rpm에서 10 분간의 원심분리를 통하여 얻어진 상등액에 0.1% FeCl3 0.05 mL을 넣어서 발색반응을 유도시킨 다음, multiplate spectrophotometer (EL×800TM, BioTek, USA)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
- 실험재료 − 본 실험에 사용된 각 연도별 황기 뿌리 (1년근, 3년근 그리고 6년근)는 2007년 강원도 정선군에서 구입하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 통계분석 − 모든 실험은 3번 반복실험 한 후 평균값과 표준편차를 계산하여 제시하였다.
이론/모형
- Hydroxyl radical ( · OH) 소거능 측정 − · OH 소거능 측정은 Fenton 반응으로 생성된 · OH에 의해 핵산의 구성당인 deoxyribose가 분해되는 정도를 TBA 발색법을 이용하여 측정한다.
- 총 페놀성 화합물의 함량 − 총페놀성 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색으로 발색되는 것을 이용한 Folin-Denis방법에 따라 분석하였다.
성능/효과
- DPPH, ·OH 및 총페놀 화합물 함량과 같이 6년근에서 가장 뛰어난 환원력을 보였다.
- 각 연근별 황기 추출물의 총 페놀성 화합물의 함량은 6년근이 탄닌 26.13±0.79 µg/mg, 카테친 24.03±0.74 µg/mg으로 다른 1년근과 3년근에 비해 함량이 높았다.
- 연도별 황기 추출물의 DPPH 라디칼 및 ·OH 소거 효과 − 각 연도별 (1년근, 3년근 그리고 6년근) 황기 에탄올 추출물의 추출 수율은 Table 1에 나타내었다. 각 연도별 추출물 수율을 비교해 보면 3년근 황기가 13.98%로 가장 추출 수율이 좋았으며, 그 다음으로 6년근 (12.37%), 1년근(12.23%) 순이었다. 연도별 DPPH 라디칼 및 ·OH 소거능 측정 결과는 다음과 같다 (Table 1).
- 그럼으로 각 연도별 황기 추출물을 이용하여 α-glucosidase에 대한 저해 활성을 검토한 결과 6년근 황기 1000 µg/mL의 농도에서 49.71±1.01%, 500 µg/mL의 농도에서 14.62±2.68%, 100 µg/mL의 농도에서 7.60±5.64% 저해 활성을 보여 다른 연근별 황기에 비해 뛰어난 활성을보였다.
- 그리하여 각 연도별 황기 에탄올 추출물을 이용하여 pancreatin α-amylase에 대한 저해 활성을 검토한 결과 6년근 황기 1000 µg/mL의 농도에서 33.33±0.55%, 500 µg/mL의 농도에서 24.59±1.09%, 100 µg/mL의 농도에서 13.30±24.60% 저해 활성을 보여 다른 연근별 황기에 비해 뛰어난 활성을 보였다.
- 64% 저해 활성을 보여 다른 연근별 황기에 비해 뛰어난 활성을보였다. 따라서 6년근 황기가 다른 연근의 황기에 비해 뛰어난 항당뇨 활성을 보이는 것으로 평가 되었다. Koo27)등의 연구에 따르면, 혈당강화 실험에 있어 상엽이나 누에에서 추출한 활성물질의 혈당 강하작용은 인슐린의 분비 자극에 의한 것이 아니라 소장의 융모막에서 다당류가 단당류로 분해되는 과정에 관여하는 효소인 α-glucosidase에 경쟁적으로 결합하여 효소 활성을 억제함으로서 장내에서 당질의 소화와 흡수를 지연시켜 식후 급격한 혈당의 상승과 이에 따른 불필요한 인슐린의 분비를 억제해 주는 기전에 의한 것이라고 하였다.
- 또한 총 페놀성 화합물의 함량과 환원력 평가에 있어서도 6년근이 가장 높았으나, 총플라보노이드 화합물의 함량은 1년근일 때 퀘르세틴 44.93±1.35 µg/mg, 루틴 70.32±2.03 µg/mg으로 3년근과 6년근에 비해 함량이 가장 높았다.
- 항당뇨 활성을 평가하는 α-amylase 저해 활성 및 α-glucosidase 저해 활성에 있어서도 6년근 황기 에탄올 추출물이 가장 뛰어난 활성을 보였다.
- 항산화 활성에 있어 DPPH 라디칼 및 ·OH에 대한 각 연근별 황기 에탄올 추출물의 소거능은 6년근일 때 각각 IC50 값이 749.25 µg/mL, 10.55 µg/mL로 가장 높게 나타났다.
후속연구
- 항당뇨 활성을 평가하는 α-amylase 저해 활성 및 α-glucosidase 저해 활성에 있어서도 6년근 황기 에탄올 추출물이 가장 뛰어난 활성을 보였다. 이로서 황기는 오래 숙성될수록 항산화 및 항당뇨 활성이 뛰어나다는 것을 확인하였으며, 이를 통해 기능성 식품 및 의약품 소재로 개발할 수 있는 연구가 계속되어야 할 것이다.
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