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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 저온고압 추출공정을 이용하여 전통적인 기존 추출공정과 비교함으로써 저온고압 추출공정에 따른 매자나무 수피의 항산화 및 항암활성 증진을 확인하고자 연구를 수행하였다.
- 본 연구에서는 저온고압 추출공정을 이용하여 전통적인 기존 추출공정과 비교함으로써 저온고압 추출공정에 의한 매자나무 수피의 항산화활성과 항암활성의 증진을 확인하고자 연구를 수행하였다. DPPH radical 소거 활성은 5분 저온고압 처리한 추출물이 93%로 가장 높은 활성을 나타내며 대조군인 ascorbic acid의 95%와 유사한 활성을 나타내었다.
제안 방법
- SRB assay는 세포 단백질을 염색하여 세포의 증식이나 독성을 측정하는 방법으로 실험 대상 세포인 HEK293, A549, AGS, MCF-7, Hep3B(in 10% FBS media)의 농도를 4-5×104 cell/mL으로 96 well plate의 각 well에 100 µL씩 첨가하여 24시간 동안 배양(37℃, 5% CO2)한 후, 각각의 시료를 최종농도 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mg/mL로 100 µL씩 첨가하여 48시간 배양하였다.
- 결합되지 않은 잔여 염색액의 제거를 위하여 SRB 염색액은 1% acetic acid로 4-5회 정도 세척, 건조시킨 후에 10 mM Tris buffer 100 µL를 첨가하여 염색액을 녹여낸 후 540 nm에서 microplate reader(THERMO max, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. Selectivity는 SRB assay를 이용하여 각각의 시료 농도에서 정상세포에 대한 세포독성 및 각 암 세포주에 대한 생육 억제 활성을 측정한 후 각 농도에서의 세포 독성에 대한 암세포 생육 억제 활성의 비로 계산하였다(13).
- 추출수율 증진 및 활성의 증진 효과를 나타내는 추출물의 특성을 알아보고자 각 추출공정 처리 후 매자나무 시료를 저진공 주사전자현미경(Low Vacuum-Scanning Electron Microscope, ×400)으로 구조와 모양을 관찰하였다. 각 매자나무 시료의 조직을 수직 및 수평으로 절단하여 고진공증착기(Polaron SC502 sputter coater)에서 gold coating한 후 저진공주사현미경(Hitachi Science Systems, S-3500N, Tokyo, Japan)을 이용하여 각각의 시료를 단면 확대하여 관찰하였다(20).
- 각 추출공정을 통해 매자나무 추출물의 성분차이를 알아보고자 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC; High-Performance Liquid Chromatography)를 이용하여 상호 비교 분석했다.
- 공정에 따른 매자나무 추출물의 성분분석을 위해 시료를 HPLC 분석용 water에 녹여 0.2 µm syringe filter로 여과하고 각각 1 mg/mL의 농도로 조제하여 Injection volume 20 µL로 측정하였다.
- 저온고압 추출이 끝난 매자나무 시료는 수직환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 각각 10배의 증류수를 사용하여 60℃에서12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 대조군으로 사용된 추출 방법은 통상적인 열수 추출공정으로 100 g의 매자나무 시료를 수직환류냉각기가 부착된 추출 flask에 각각 10배의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 얻어진 각각의 추출물을 감압여과한 후 여액을 회전증발기(rotary vaccum evaporator N-N series, Eyela, Tokyo, Japan)로 감압농축하고 다시 농축액을 동결건조하여 분말 상태의 추출물을 실험에 사용하였다.
- 대조군은 50 µM ascorbic acid를 사용하여 실험군과 비교하였다.
- 대조군은 allopurinal 30 µM을 이용하여 비교하였다.
- 매자나무 시료의 항산화 활성 측정을 위해 xanthine oxidase 저해활성(11)을 측정하였다. 1 mg/mL의 농도로 조절한 각 시료 1 mL에 40 mU의 xanthine oxidase 0.
- 매자나무 추출물의 정상세포에 대한 독성을 알아보기 위해 인간 신장세포인 HEK293를 사용하였고 항암활성을 알아보고자 인간 폐암세포인 A549, 인간 유방암세포인 MCF-7, 인간 위암세포인 AGS, 인간 간암세포인 Hep3B를 사용하였으며 sulforhodamine B(SRB) assay(12)방법을 이용하여 세포독성과 항암활성을 측정하였다. SRB assay는 세포 단백질을 염색하여 세포의 증식이나 독성을 측정하는 방법으로 실험 대상 세포인 HEK293, A549, AGS, MCF-7, Hep3B(in 10% FBS media)의 농도를 4-5×104 cell/mL으로 96 well plate의 각 well에 100 µL씩 첨가하여 24시간 동안 배양(37℃, 5% CO2)한 후, 각각의 시료를 최종농도 0.
- 배양이 완료 된 후에 상등액을 제거하고 차가운 10%(w/v) TCA(Trichloroacetic acid) 100 µL를 가하여 4℃에서 1시간 동안 방치한 후 증류수로 4-5회 세척하여 TCA를 제거하고 실온에서 plate를 건조한 뒤 각 well에 1%(v/v) acetic acid에 녹인 0.4%(w/v) SRB용액을 100 µL씩 첨가하고 상온에서 30분 동안 염색시켰다.
- 실험에 사용된 매자나무 시료들을 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mg/mL 농도로 조절하여 인간 정상 신장 세포인 HEK293에 대한 세포독성을 측정하여 Fig. 3에 나타내었다. 각각의 매자나무 추출물에서 농도 의존적으로 세포독성이 증가하였으며, 최고 농도인 1.
- 대조군으로 사용된 추출 방법은 통상적인 열수 추출공정으로 100 g의 매자나무 시료를 수직환류냉각기가 부착된 추출 flask에 각각 10배의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 얻어진 각각의 추출물을 감압여과한 후 여액을 회전증발기(rotary vaccum evaporator N-N series, Eyela, Tokyo, Japan)로 감압농축하고 다시 농축액을 동결건조하여 분말 상태의 추출물을 실험에 사용하였다.
- 저온고압 추출은 매자나무 시료 100 g을 진공포장한 후, 고압 추출장치(Ilshin autoclave, Yangju, Korea)를 이용하여 5,000 bar 압력으로 25℃에서 각각 5분과 15분간 저온고압 추출을 실행하였다. 저온고압 추출이 끝난 매자나무 시료는 수직환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 각각 10배의 증류수를 사용하여 60℃에서12시간 동안 2회 반복 추출하였다.
- 추출물의 전자공여작용(electron donationg abilities, EDA)은 각각의 추출물에 대한 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl)의 전자공여 효과(10)를 측정함으로써 각 시료의 환원력을 측정하였다. 1 mg/mL의 농도로 조절한 각 시료 10 µL와 에탄올 1 mL, 100 mM sodium acetate buffer(pH 5.
- 추출수율 증진 및 활성의 증진 효과를 나타내는 추출물의 특성을 알아보고자 각 추출공정 처리 후 매자나무 시료를 저진공 주사전자현미경(Low Vacuum-Scanning Electron Microscope, ×400)으로 구조와 모양을 관찰하였다.
대상 데이터
- HPLC 기기는 BIO-TEK instrument(Italy)사 HPLC 500 series의 BIO-TEK 522 controller Pump와 BIO-TEK HPLC 535 UV Detector(254 nm)를 사용하였고, column은 Alltech사의 Prevail C18(5 µm, 4.6×250 mm)을 사용하였다.
- 또한 저온고압 처리 시간이 길어짐에 따라 독성물질의 구조의 파괴 및 변형이 이루어져 독성저감 효과를 가져 온 것으로 사료된다. 매자나무의 항암효과를 알아보고자 인간 폐암세포인 A549, 인간 유방암세포인 MCF-7, 인간 위암세포인 AGS, 인간 간암세포인 Hep3B를 사용하여 측정하였다. Table 2는 인간 폐암세포 A549, 간암세포인 Hep3B에 대한 생육억제 활성 및 선택적 사멸 도를 나타낸 것이다.
- 본 실험에 사용한 매자나무는 경기도에 분포하는 한국 특산종인 Berberis koreana로써 2007년, 국립산림과학원 광릉시험림으로부터 묘목을 지원받아 사용하였다.
- 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640과 alpha minimum essential medium(α-MEM)은 Gibco(Carlsbad, CA, USA)사로부터 구입하였고, Hepes buffer는 Sigma사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다.
- 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640과 alpha minimum essential medium(α-MEM)은 Gibco사로부터 구입하였고, Hepes buffer는 Sigma사에서 구입하여 사용하였다.
- 혈청은 Gibco사의 fetal bovine serum(FBS)과 horse serum을 이용하였고 gentamycin sulfate, trysin-EDTA는 Sigma사의 것을 사용하였다. 세포염색을 위한 SRB(sulforthodamine B)는 Sigma사로부터 구입하여 실험에 사용하였다.
- 혈청은 Gibco사의 fetal bovine serum과 horse serum을 이용하였고 gentamycin sulfate와 trypsinEDTA는 Sigma사의 것을 사용하였다. 세포염색을 위한 sulforthodamine B(SRB)는 Sigma사로부터 구입하여 실험에 사용하였다.
- 실험에 이용한 세포주는 암세포주로 인간 폐암세포주인 A549(Lung carcinoma, Human), 인간 위암세포주인 AGS(Stomach adenocarcinoma, Human), 인간 유방암세포주인 MCF-7(Breast adenocarcinoma, Human), 간암세포주인 Hep3B(Hepatocellular carcinoma, Human)를 사용하였고, 시료 자체의 세포 독성을 알아보기 위한 정상세포는 인간 신장세포인 HEK293을 사용하였다. 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640과 alpha minimum essential medium(α-MEM)은 Gibco사로부터 구입하였고, Hepes buffer는 Sigma사에서 구입하여 사용하였다.
- Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 혈청은 Gibco사의 fetal bovine serum(FBS)과 horse serum을 이용하였고 gentamycin sulfate, trysin-EDTA는 Sigma사의 것을 사용하였다. 세포염색을 위한 SRB(sulforthodamine B)는 Sigma사로부터 구입하여 실험에 사용하였다.
- 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640과 alpha minimum essential medium(α-MEM)은 Gibco사로부터 구입하였고, Hepes buffer는 Sigma사에서 구입하여 사용하였다. 혈청은 Gibco사의 fetal bovine serum과 horse serum을 이용하였고 gentamycin sulfate와 trypsinEDTA는 Sigma사의 것을 사용하였다. 세포염색을 위한 sulforthodamine B(SRB)는 Sigma사로부터 구입하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
- SPSS program(ver. 12.0, SPSS Inc, Chicago, IL, USA)의 ttest로 검정하였으며 모든 data는 평균±표준편차로 나타내었다.
성능/효과
- 1에 나타내었다. 1 mg/ mL의 농도로 조절한 매자나무 각 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 일반 열수추출물, 저온고압 15분 처리한 추출물, 저온고압 5분 처리한 추출물의 순으로 증가되었으며 일반 열수추출물에 비교했을 때 저온고압 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 5% 이상 증가 되었으며 특히 5분 저온고압 처리한 추출물이 93%의 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 저온고압 추출공정을 통해 매자나무 세포 및 조직의 파괴로 인한 활성 물질의 용출이 증가되었으며 또한 15분 이상의 저온고압 처리가 활성 물질의 변성 및 파괴에 효과적으로 기여하는 것으로 사료된다.
- 8%로 가장 낮은 억제 활성을 나타냈다. 농도 1.0 mg/mL에서 매자나무 추출물 모두 2.5를 넘는 양호한 선택적 사멸도를 나타내었다.
- 본 연구에서는 저온고압 추출공정을 이용하여 전통적인 기존 추출공정과 비교함으로써 저온고압 추출공정에 의한 매자나무 수피의 항산화활성과 항암활성의 증진을 확인하고자 연구를 수행하였다. DPPH radical 소거 활성은 5분 저온고압 처리한 추출물이 93%로 가장 높은 활성을 나타내며 대조군인 ascorbic acid의 95%와 유사한 활성을 나타내었다. 저온고압 추출공정을 통한 매자나무 추출물이 일반 열수 추출물과 비교해 xanthine oxidase 저해활성이 높게 나타났으며 특히 5분 저온고압 처리한 추출물이 56.
- 8는 매자나무 각 시료를 HPLC를 사용하여 매자나무 유용 활성성분의 용출 경향을 비교한 결과를 나타낸 것이다. HPLC 결과를 분석해 보면 매자나무 모든 추출물이 5.0과 12.0분 사이에서 주요 peak를 나타낸 것으로 확인 할 수 있다. (A)에서 매자나무의 주요 활성성분인 berberine 성분이 7.
- 3에 나타내었다. 각각의 매자나무 추출물에서 농도 의존적으로 세포독성이 증가하였으며, 최고 농도인 1.0 mg/mL에서 5분 저온고압 처리한 추출물이 34.6%로 가장 높은 독성을 나타냈고, 15분 저온고압 처리한 추출물이 26.1%로 제일 낮은 세포독성을 나타냈다. 이는 5분 저온고압 처리할 때 매자나무의 활성물질의 용출이 증가되며 동시에 독성을 나타내는 물질 또한 용출되어 추출물의 독성이 상승된 것으로 사료된다.
- 7에 나타내었다. 결과를 통해 (a) 일반 100℃ 수피 시료의 조직이 아직 크게 남아 있는 반면 저온고압을 5분 처리한 수피 시료는 작은 절편으로 조각나 있음을 확인할 수 있다. 기존의 연구(18)에서 초고압 저온 추출을 통한 매자나무 수피의 표면이 손상 및 변형되어 매자나무 세포독성 저감 및 면역 활성 증진에 기여한 사례가 있는 바 본 매자나무 SEM 촬영 결과를 통해 저온고압 추출이 매자나무의 내부 조직까지 영향을 주어 세포벽이 깨어지면서 조직 및 구조가 변화한 것으로 이를 통해 수율 및 활성 성분의 용출 증가와 세포독성 저감 및 항암활성 증가가 이루어 진 것으로 사료된다.
- 2에 나타냈다. 결과에서 확인할 수 있듯이 1 mg/mL로 조절한 매자나무의 각 추출물의 Xanthine oxidase 저해 활성은 44%의 활성을 나타낸 일반 열수 추출물보다 저온고압 추출물에서 더 높은 활성을 나타내었으며 60℃에서 고압을 5분간 처리한 저온고압 추출물에서 56.68%의 가장 높은 활성을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 저온고압 추출이 활성성분의 용출 극대화로 인한 매자나무의 항산화 활성 증진에 기여를 하는 동시에 15분 이상의 저온 고압 처리가 항산화 활성 성분의 파괴 및 변성을 야기하여 활성 감소에 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
- 결과를 통해 (a) 일반 100℃ 수피 시료의 조직이 아직 크게 남아 있는 반면 저온고압을 5분 처리한 수피 시료는 작은 절편으로 조각나 있음을 확인할 수 있다. 기존의 연구(18)에서 초고압 저온 추출을 통한 매자나무 수피의 표면이 손상 및 변형되어 매자나무 세포독성 저감 및 면역 활성 증진에 기여한 사례가 있는 바 본 매자나무 SEM 촬영 결과를 통해 저온고압 추출이 매자나무의 내부 조직까지 영향을 주어 세포벽이 깨어지면서 조직 및 구조가 변화한 것으로 이를 통해 수율 및 활성 성분의 용출 증가와 세포독성 저감 및 항암활성 증가가 이루어 진 것으로 사료된다. 특히 저온고압 처리 후 초음파 공정을 병행한 (c)의 매자나무 시료는 완전히 분쇄되어 절편의 크기가 균일하고 망상 구조만 남아 있는 것을 확인할 수 있는데 이는 저온고압으로 잘라진 세포벽 및 식물 조직이 초음파의 진동으로 고르게 분쇄되고 기본 구조만을 유지한 상태로 생각되며 이를 통해 저온고압의 효율이 증진되는 것으로 사료된다.
- Table 2는 인간 폐암세포 A549, 간암세포인 Hep3B에 대한 생육억제 활성 및 선택적 사멸 도를 나타낸 것이다. 매자나무 모든 시료에서 A549, Hep3B세포에 대한 생육억제율이 농도 의존적으로 증가된 것으로 나타냈으며 최고 농도 1.0 mg/mL에서 5분 저온고압 추출물의 A549, Hep3B세포에 대한 생육 억제율이 각각 70.8, 58.8%로 가장 높았다. 이는 고압로 인해 매자나무 시료의 조직, 세포벽 및 세포벽의 파괴로 활성물질의 용출이 증가된 결과로 사료된다.
- 4는 인간 유방암세포인 MCF-7에 대한 생육억제 활성 및 선택적 사멸도를 나타낸 것이다. 모든 추출물에서 농도 의존적으로 암세포 생육 억제율이 증가하는 것으로 나타났으며 최고 농도 1.0 mg/mL에서 5분 저온고압 처리한 추출물의 암세포 억제율이 84.3%로 가장 높았다. 반면 저온고압 처리를 하지 않는 일반 열수 추출물은 75.
- 5는 인간 간암세포인 Hep3B에 대한 생육억제 활성 및 선택적 사멸도를 나타낸 것이다. 모든 추출물에서 농도 의존적으로 암세포 생육 억제율이 증가하는 것으로 나타났으며 최고 농도 1.0 mg/mL에서 5분 저온고압 처리한 추출물의 암세포 억제율이 일반 열수 추출물보다 7.6% 향상 되었다. 1.
- 04%를 나타내며 큰 차이를 나타내지 않았다. 상기 결과를 통해 저온고압 추출공정이 매자나무 추출 수율 증가에 기여하였으며 5분 공정이 가장 효율적이라 사료된다.
- 항암활성 측정 결과, 매자나무 수피 추출물의 높은 항암활성을 확인하였으며 5분 저온고압 처리한 추출물의 암세포 억제 활성이 가장 높게 나타남에 따라 저온고압 추출공정을 통해 항암활성의 증진이 가능함을 확인하였다. 세포독성 측정 결과 5분 저온 고압 추출물이 정상 세포에 대한 독성이 가장 높은데 반해 15분 저온고압 처리한 추출물의 세포독성이 제일 낮은 것으로 미루어 저온고압 추출물의 세포독성이 저온고압 추출시간의 영향을 받는 것으로 사료된다.
- 1 mg/ mL의 농도로 조절한 매자나무 각 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 일반 열수추출물, 저온고압 15분 처리한 추출물, 저온고압 5분 처리한 추출물의 순으로 증가되었으며 일반 열수추출물에 비교했을 때 저온고압 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 5% 이상 증가 되었으며 특히 5분 저온고압 처리한 추출물이 93%의 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 저온고압 추출공정을 통해 매자나무 세포 및 조직의 파괴로 인한 활성 물질의 용출이 증가되었으며 또한 15분 이상의 저온고압 처리가 활성 물질의 변성 및 파괴에 효과적으로 기여하는 것으로 사료된다.
- 7분, 또는 10분 근처에 생성된 성분이 매자나무 활성증진 효과를 나타내거나 또는 매자나무의 독성을 나타내는 활성 성분일 것으로 사료된다. 이러한 결과를 통해 저온고압 추출이 내부 조직에 영향을 주어 활성 성분의 용출을 용이하게 하였음을 알 수 있으며, 또한 상기의 15분 저온 고압 추출물이 가장 낮은 세포독성을 나타낸 결과와 5분과 15분 저온고압 처리물의 peak 분석결과를 미루어 보아 장시간의 저온 고압 추출이 매자나무 독성 물질의 파괴나 변성을 야기하여 독성 저감에도 영향을 주는 것으로 사료된다. 따라서 본 연구를 통해 저온고압 추출이 활성 증진 및 독성 저감에 효과가 있음을 확인하였으며 더 나아가 저온고압 추출 공정의 최적화를 통해 활성물질 추출 및 활성 증진의 극대화를 통한 매자나무의 기능성 소재화가 가능할 것이라 사료된다.
- 68%의 가장 높은 활성을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 저온고압 추출이 활성성분의 용출 극대화로 인한 매자나무의 항산화 활성 증진에 기여를 하는 동시에 15분 이상의 저온 고압 처리가 항산화 활성 성분의 파괴 및 변성을 야기하여 활성 감소에 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 또한 초고압 시스템의 적용에 관한 연구(21)에서는 통상적으로 약용작물들의 활성 성분 용출을 목적하기 위해 15분 이내의 초고압 추출 시간을 사용하는 것으로 보고되어 있다.
- DPPH radical 소거 활성은 5분 저온고압 처리한 추출물이 93%로 가장 높은 활성을 나타내며 대조군인 ascorbic acid의 95%와 유사한 활성을 나타내었다. 저온고압 추출공정을 통한 매자나무 추출물이 일반 열수 추출물과 비교해 xanthine oxidase 저해활성이 높게 나타났으며 특히 5분 저온고압 처리한 추출물이 56.68%의 높은 저해 활성을 나타냈다. 따라서 저온고압 추출공정을 통해 매자나무 추출물의 항산화 활성의 증진이 이루어졌음을 알수 있다.
- 9배까지 증가하였다고 보고되어 있는 바 이는 고압 공정을 통해 조직 및 세포벽의 변형 및 파괴로 조직과 세포내의 활성 성분이 대량으로 용출되며 기존의 추출 방법으로 용출이 어려웠던 성분의 용출이 가능해졌기 때문으로 사료 되며, 특히 본 논문에 해당하는 목질계 시료의 활성성분 용출에 걸림돌로 작용하였던 목질계의 단단한 조직을 느슨하게 함으로써 수율 증진에 기여하였음을 알 수 있다. 저온고압 추출물 중 5분 저온고압 처리 한 매자나무 추출수율이 11.41%로 가장 높은 수율을 나타내었으며 15분 저온고압 처리한 매자나무 추출수율도 11.04%를 나타내며 큰 차이를 나타내지 않았다. 상기 결과를 통해 저온고압 추출공정이 매자나무 추출 수율 증가에 기여하였으며 5분 공정이 가장 효율적이라 사료된다.
- 6은 매자나무 추출물의 동일 농도에서의 A549, MCF-7, AGS, Hep3B에 대한 억제율을 비교하여 나타낸 것이다. 전체적으로 저온고압 추출을 통한 추출물이 일반 열수 추출물에 비해 높은 항암활성을 나타내었으며, 인간 유래 암세포주인 A549, MCF7, AGS, Hep3B에 대해 5분 저온고압 추출을 통한 매자나무 추출물이 각각 70.8, 84.3, 86.2, 62.5%의 세포 생육 저해율을 나타내며 가장 높은 항암 활성을 나타내었다. 특히 매자나무 추출물이 인간 위암세포 AGS, 인간 유방암세포 MCF-7에 대한 높은 억제 활성을 나타내는 것으로 미루어 보아 향후 특정 암에 대한 기능성 식품 및 의약품 소재로서의 이용을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
- Table 1에 매자나무 수피 추출물의 추출조건별 수율을 나타냈다. 추출 수율 측정을 통해 저온고압 공정을 통한 매자나무 추출물이 일반 추출공정을 통한 추출물에 비해 약 1.3배 수율이 향상됨을 확인하였다(Fig. 7). 초고압 공정을 통한 복분자의 면역활성(19)에 관한 연구에서 추출 수율이 초고압 5분, 15분 처리 추출물의 수율이 일반 열수 추출에 비해 각각 약 1.
- 기존의 연구(18)에서 초고압 저온 추출을 통한 매자나무 수피의 표면이 손상 및 변형되어 매자나무 세포독성 저감 및 면역 활성 증진에 기여한 사례가 있는 바 본 매자나무 SEM 촬영 결과를 통해 저온고압 추출이 매자나무의 내부 조직까지 영향을 주어 세포벽이 깨어지면서 조직 및 구조가 변화한 것으로 이를 통해 수율 및 활성 성분의 용출 증가와 세포독성 저감 및 항암활성 증가가 이루어 진 것으로 사료된다. 특히 저온고압 처리 후 초음파 공정을 병행한 (c)의 매자나무 시료는 완전히 분쇄되어 절편의 크기가 균일하고 망상 구조만 남아 있는 것을 확인할 수 있는데 이는 저온고압으로 잘라진 세포벽 및 식물 조직이 초음파의 진동으로 고르게 분쇄되고 기본 구조만을 유지한 상태로 생각되며 이를 통해 저온고압의 효율이 증진되는 것으로 사료된다.
- 항암활성 측정 결과, 매자나무 수피 추출물의 높은 항암활성을 확인하였으며 5분 저온고압 처리한 추출물의 암세포 억제 활성이 가장 높게 나타남에 따라 저온고압 추출공정을 통해 항암활성의 증진이 가능함을 확인하였다. 세포독성 측정 결과 5분 저온 고압 추출물이 정상 세포에 대한 독성이 가장 높은데 반해 15분 저온고압 처리한 추출물의 세포독성이 제일 낮은 것으로 미루어 저온고압 추출물의 세포독성이 저온고압 추출시간의 영향을 받는 것으로 사료된다.
후속연구
- 따라서 매자나무 수피의 생체적용이 가능한 기능성 소재로서의 이용 가능성을 확인할 수 있으며 저온 고압 추출공정의 최적화를 통한 활성물질의 추출 극대화를 통해 높은 경제적 가치를 부여해 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 이러한 결과를 통해 저온고압 추출이 내부 조직에 영향을 주어 활성 성분의 용출을 용이하게 하였음을 알 수 있으며, 또한 상기의 15분 저온 고압 추출물이 가장 낮은 세포독성을 나타낸 결과와 5분과 15분 저온고압 처리물의 peak 분석결과를 미루어 보아 장시간의 저온 고압 추출이 매자나무 독성 물질의 파괴나 변성을 야기하여 독성 저감에도 영향을 주는 것으로 사료된다. 따라서 본 연구를 통해 저온고압 추출이 활성 증진 및 독성 저감에 효과가 있음을 확인하였으며 더 나아가 저온고압 추출 공정의 최적화를 통해 활성물질 추출 및 활성 증진의 극대화를 통한 매자나무의 기능성 소재화가 가능할 것이라 사료된다.
- 상기 연구 결과와 같이 매자나무의 높은 항산화 활성이 암 유발 원인으로 알려진 산화적 스트레스의 감소에 기여함으로써 향후 매자나무의 기능성 식품, 약품, 및 향장 소재로서의 활용을 기대할 수 있다.
- 5%의 세포 생육 저해율을 나타내며 가장 높은 항암 활성을 나타내었다. 특히 매자나무 추출물이 인간 위암세포 AGS, 인간 유방암세포 MCF-7에 대한 높은 억제 활성을 나타내는 것으로 미루어 보아 향후 특정 암에 대한 기능성 식품 및 의약품 소재로서의 이용을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
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