천연물들은 현재까지 합성 항산화제들을 대체하기 위하여 많은 연구가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 천연 항산화제로서 화장품과 바이오산업에 적용하기 위해 정금나무 열매 70% 아세톤 추출물의 항산화능을 측정하였다. 정금나무 열매의 항산화능을 확인하기 위하여 폴리페놀의 함량을 측정, 전자공여능, $ABTS{\cdot}^+$, nitric oxide, hydrogen peroxide들의 소거 측정을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 폴리페놀의 총 함량은 55.972 mg TAE/g로 정량 되었다. 전자공여능 실험에서는 농도 의존적으로 DPPH radical 소거능이 증가 하였으며 500 ${\mu}g/ml$에서 98% 이상의 활성을 나타내어 양성 대조군인 BHA의 활성을 초과하는 것을 알 수 있었다. $ABTS{\cdot}^+$에 대한 소거활성은 500 ${\mu}g/ml$에서 66.7%의 결과로 나타났고, nitric oxide radical 소거능은 100 ${\mu}g/ml$에서 57%의 활성을 나타내었다. 또한 정금나무 열매 70% 아세톤 추출물의 hydrogen peroxide의 소거활성은 50 ${\mu}g/ml$에서 정금나무 열매 추출물은 70% 이상의 활성을 나타났으며, BHA 보다 높은 활성을 나타내었다. 천연물의 산업화 가능성에 있어 가장 중요한 것은 재료의 영속적인 수급과 적은 농도를 첨가하여도 높은 효과를 나타내는지의 여부이다. 매년 수확이 가능한 정금나무 열매를 이용한 본 연구의 결과에서 열매의 항산화능 확인 및 화장품 등 바이오산업에 천연항산화제 원료로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
천연물들은 현재까지 합성 항산화제들을 대체하기 위하여 많은 연구가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 천연 항산화제로서 화장품과 바이오산업에 적용하기 위해 정금나무 열매 70% 아세톤 추출물의 항산화능을 측정하였다. 정금나무 열매의 항산화능을 확인하기 위하여 폴리페놀의 함량을 측정, 전자공여능, $ABTS{\cdot}^+$, nitric oxide, hydrogen peroxide들의 소거 측정을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 폴리페놀의 총 함량은 55.972 mg TAE/g로 정량 되었다. 전자공여능 실험에서는 농도 의존적으로 DPPH radical 소거능이 증가 하였으며 500 ${\mu}g/ml$에서 98% 이상의 활성을 나타내어 양성 대조군인 BHA의 활성을 초과하는 것을 알 수 있었다. $ABTS{\cdot}^+$에 대한 소거활성은 500 ${\mu}g/ml$에서 66.7%의 결과로 나타났고, nitric oxide radical 소거능은 100 ${\mu}g/ml$에서 57%의 활성을 나타내었다. 또한 정금나무 열매 70% 아세톤 추출물의 hydrogen peroxide의 소거활성은 50 ${\mu}g/ml$에서 정금나무 열매 추출물은 70% 이상의 활성을 나타났으며, BHA 보다 높은 활성을 나타내었다. 천연물의 산업화 가능성에 있어 가장 중요한 것은 재료의 영속적인 수급과 적은 농도를 첨가하여도 높은 효과를 나타내는지의 여부이다. 매년 수확이 가능한 정금나무 열매를 이용한 본 연구의 결과에서 열매의 항산화능 확인 및 화장품 등 바이오산업에 천연항산화제 원료로서의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
Natural compounds have been studied to substitute synthetic antioxidants. In this study, the anti-oxidant activity of 70% acetone extracts from the Vaccinium oldhami fruit was investigated for utilization as ingredients for the cosmetic and bio-industries. Anti-oxidant activity was determined by det...
Natural compounds have been studied to substitute synthetic antioxidants. In this study, the anti-oxidant activity of 70% acetone extracts from the Vaccinium oldhami fruit was investigated for utilization as ingredients for the cosmetic and bio-industries. Anti-oxidant activity was determined by determining total polyphenolic content, electron donating ability, nitric oxide (NO) radical scavenging activity, $ABTS{\cdot}^+$ cation radical scavenging activity and hydrogen peroxide scavenging activity. The polyphenolic content of 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit was 55.972 mg TAE/g. In electron donating activity, 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit showed an effect of 93.9%, which was similar to BHA effect at a concentration of 500 ${\mu}g/ml$. In the NO radical scavenging ability, 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit showed 60% at 500 ${\mu}g/ml$. $ABTS{\cdot}^+$ cation radical scavenging activity of the Vaccinium oldhami fruit at a concentration of 1000 ${\mu}g/ml$ was 75.7%. Also, hydrogen peroxide scavenging activity of 70% acetone extracts showed 80.8% at 100 ${\mu}g/ml$, whichwas higher than BHA. In the natural compound market, the most important factors are the ability to obtain high effects of a material in low concentrations and a long-lasting supply. The Vaccinium oldhami fruit can be harvested every year - this fulfills one of the requirements. From these results, we can confirm that the Vaccinium oldhami fruit has anti-oxidant abilities and has potential as a natural anti-oxidant agent to be utilized in the cosmeceutical and bio-industries.
Natural compounds have been studied to substitute synthetic antioxidants. In this study, the anti-oxidant activity of 70% acetone extracts from the Vaccinium oldhami fruit was investigated for utilization as ingredients for the cosmetic and bio-industries. Anti-oxidant activity was determined by determining total polyphenolic content, electron donating ability, nitric oxide (NO) radical scavenging activity, $ABTS{\cdot}^+$ cation radical scavenging activity and hydrogen peroxide scavenging activity. The polyphenolic content of 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit was 55.972 mg TAE/g. In electron donating activity, 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit showed an effect of 93.9%, which was similar to BHA effect at a concentration of 500 ${\mu}g/ml$. In the NO radical scavenging ability, 70% acetone extracts of the Vaccinium oldhami fruit showed 60% at 500 ${\mu}g/ml$. $ABTS{\cdot}^+$ cation radical scavenging activity of the Vaccinium oldhami fruit at a concentration of 1000 ${\mu}g/ml$ was 75.7%. Also, hydrogen peroxide scavenging activity of 70% acetone extracts showed 80.8% at 100 ${\mu}g/ml$, whichwas higher than BHA. In the natural compound market, the most important factors are the ability to obtain high effects of a material in low concentrations and a long-lasting supply. The Vaccinium oldhami fruit can be harvested every year - this fulfills one of the requirements. From these results, we can confirm that the Vaccinium oldhami fruit has anti-oxidant abilities and has potential as a natural anti-oxidant agent to be utilized in the cosmeceutical and bio-industries.
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문제 정의
그리고 정금나무 열매를 시료로 한 성분 분석이나 항산화 활성을 알아보기 위한 연구는 지금까지 사례가 없으므로, 반드시 필요한 연구라고 사료된다. 이에 본 연구에서는 향후 정금나무 열매의 식품, 화장품 및 바이오산업 등으로 응용을 위하여 항산화활성을 검증하였다.
제안 방법
Nitric oxide (NO) radical 소거 실험은 Marcocci 등의 방법[15]을 변형하여 다음과 같이 측정하였다. 20 mM phosphate buffer pH 7.
2 mM의 DPPH 50 μl를 넣고 교반한 후 암소에 30분 반응 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군에 대한 흡광도 감소치를 DPPH 라디칼 소거활성으로 하여 항산화 활성도를 나타내었다. 이때 상대 활성의 비교를 위하여 양성대조군으로 BHA를 사용하였다.
이 반응액에 griess reagent 100 μl를 넣고 15분 후 542 nm에서 흡광도를 측정하여 nitrite 소거활성을 확인하였다.
대조군에 대한 흡광도 감소치를 DPPH 라디칼 소거활성으로 하여 항산화 활성도를 나타내었다. 이때 상대 활성의 비교를 위하여 양성대조군으로 BHA를 사용하였다.
즉 70% ethanol을 용매로 한 10, 50, 100, 500, 1,000 μg/ml의 농도별 시료액 100 μl와 99.9% ethanol에 용해 한 0.2 mM의 DPPH 50 μl를 넣고 교반한 후 암소에 30분 반응 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
즉, 농도별 시료용액 1,500 μl에 1N-Folin-Ciocalteu phenol reagent 시약을 500 μl 가하고 3분간 반응 후 10%의 포화 Na2CO3 용액 500 μl를 가하였다.
4)에 녹인 40 mM hydrogen peroxide solution 2,000 μl를 37℃에서 10분간 반응시킨 후 반응액 중에 저해된 hydrogen peroxide의 양을 230 nm에서 흡광도를 측정하였다. 합성 항산화 물질인 BHA와 활성을 비교해 보았다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 정금나무의 열매는 2009년 10월 12일에 충청남도 태안군 안면읍 일원에서 채취하였다. 시료에 아세톤과 물을 7:3(volume/volume)의 비율로 넣은 다음 3일 동안 추출한 후 여과하여 회전 농축기로 감압 농축하여 동결 건조 후 사용하였다.
또한 국민 생활소득의 향상으로 국민들의 기능성 화장품과 기능성 식품의 수요는 증가하고 있고, 기능성 제품들의 효능 증대를 위하여 천연물들을 사용하여 화장품, 식품, 의약품 산업에 응용되고 있다. 본 연구의 재료인 정금나무 또한 현재 널리 이용되지 않고 있으나 주 자생지인 전라북도, 충청남도 및 경기남부에서는 결실기인 10월 초에 결실량이 풍부하며, 조류에 의한 피해가 거의 발생하지 않고 주민들이 열매를 채취하여 술이나 음료의 재료로 사용되고 있다.
데이터처리
실험 결과는 3회 반복 측정 후 평균±SD로 나타내었다. 통계분석은 SAS program (SAS Institue, Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석한 후 Duncan의 다중검정을 실시하였으며, 상관관계를 분석하였다.
이론/모형
ABTS·+ radical을 이용한 항산화력 측정은 ABTS·+ Cation Decolorization Assay방법[19]에 의하여 측정하였다.
Hydrogen peroxide 저해활성은 Jayaprakasha등의 방법[9]에 의해 측정하였다. 농도 별 시료용액 1,000 μl와 phosphate-buffer saline (PBS at pH 7.
Tyrosinase 저해활성 측정은 Yagi 등의 방법[23]에 따라 측정하였다. 농도별 시료액 100 μl와 500 μl의0.
전자공여능은 Blois 방법[1]을 변형한 1.1-diphenyl-2- picrylhydrazyl (DPPH) free radical 소거법으로 측정하였다. DPPH 는 자신이 가지고 있는 홀수의 전자 때문에 517 nm에서 강한 흡수 스펙드럼을 보이나 페놀성 화합물과 같이 수소 전자를 제공해 주는 전자공여체와 반응하게 되면 전자를 제공하는 hydrogen radical을 받아 phenoxy radical을 생성하게 되며 흡수 band도 사라지게 되고 안정한 분자가 된다[2,14].
총 폴리페놀 함량은 phosphomolybdic acid가 페놀성 물질과 반응하여 청색으로 발색되는 것을 이용한 Folin-Denis 법[22]을 통해 측정하였다. 즉, 농도별 시료용액 1,500 μl에 1N-Folin-Ciocalteu phenol reagent 시약을 500 μl 가하고 3분간 반응 후 10%의 포화 Na2CO3 용액 500 μl를 가하였다.
성능/효과
Fig. 1은 정금나무 열매 추출물의 10, 50, 100, 500, 1,000 μg/ml 농도의 DPPH radical의 소거 결과로써, 농도 의존적으로 DPPH radical 소거능이 증가를 확인 할 수 있었고, 500 μg/ml에서 98%이상의 소거 활성을 나타내었다.
Fig. 4는 정금나무 열매 추출물의 hydrogen peroxide의 소거활성 결과로서 농도 의존적으로 증가 추이를 나타내었으며, 50 μg/ml에서 70%, 100 μg/ml에서 80.8%의 활성을 나타내어 낮은 농도에서도 높은 radical 소거능을 나타내며, 대조군인 BHA보다 활성이 높게 나타남으로 인하여 정금나무의 높은 hydrogen peroxides 소거능을 확인 할 수 있었다.
실험 결과는 3회 반복 측정 후 평균±SD로 나타내었다.
이는 500 μg/ml농도부터 합성항산화제의 지표물질인 BHA의 DPPH radical 소거 활성보다 높은 수치를 나타내어 정금나무의 높은 항산화 효과를 확인할 수 있었다.
이는 농도 의존적으로 소거능이 증가함을 보였고 500 μg/ml에서 66.7%로 50%가 넘는 활성을 띠었지만, 대조군인 BHA 보다는 낮은 소거활성을 확인하였다.
정금나무 열매의 추출물의 Tyrosinase 저해능은 5,000 μg/ml에서 68%의 효과를 나타내었으며 농도 의존적으로 증가하는 경향을 확인하였다.
총 폴리페놀 함량을 tannic acid를 기준 물질로 하여 정금나무 열매 추출물에 포함되어있는 페놀 함량을 측정한 결과 55.972 mg TAE/g (TAE: Tannic Acid Equivalents)으로 함유되어 있었다(Table 1). 국내산 식품의 총 폴리페놀 함량 분석을 보고한 결과를 보면[12] 밤 속껍질(Chestnut's inner skin)과 감잎(Persimmon leaf)이 가장 높은 수치를 나타내었고, mg/g으로 환산하였을 때 둘 다 57.
후속연구
반면 열매의 경우, 결실량이 풍부하고 과육이 자주색을 띄고 있어 향후 제품생산 단계에서 별도의 화학색소 첨가가 필요치 않을 것으로 사료되며 생육 특징 또한 기존 교목층 아래에서 생육 또는 재배가 가능하므로, 대단위 면적에서 연중 일정한 수량을 영속적으로 생산할 수 있는 장점이 있다. 그리고 정금나무 열매를 시료로 한 성분 분석이나 항산화 활성을 알아보기 위한 연구는 지금까지 사례가 없으므로, 반드시 필요한 연구라고 사료된다. 이에 본 연구에서는 향후 정금나무 열매의 식품, 화장품 및 바이오산업 등으로 응용을 위하여 항산화활성을 검증하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
정금나무란 무엇인가?
정금나무(Vaccinium oldhami)는 진달래과에 속하며, 한국의 남부, 충남, 충북, 황해도 등지의 산 중턱, 산등성이에 나는 낙엽관목으로 수고는 2-3 m 정도이며, 가지의 굵기 또한 지름 2 cm 미만이다. 현재까지의 정금나무에 대한 인체 유효성분 분석은 잎[17]과 가지[20]를 원재료로 하는 연구는 진행되어 왔으나, 정금나무의 생장특징과 향후 활용 및 산업화적인 측면에서 검토해 보았을 때 잎 또는 가지를 원재료로 할 경우 영속적인 대량생산과 재료목의 보전이 불가능한 단점이 있다.
정금나무 열매의 추출물의 Tyrosinase 저해능은 얼마인가?
5는 정금나무 열매 추출물의 Tyrosinase 저해능을 나타내었다. 정금나무 열매의 추출물의 Tyrosinase 저해능은 5,000 μg/ml에서 68%의 효과를 나타내었으며 농도 의존적으로 증가하는 경향을 확인하였다.
정금나무 열매가 다른 부위에 비해 산업적 활용 측면에서 유리한 이유는 무엇인가?
현재까지의 정금나무에 대한 인체 유효성분 분석은 잎[17]과 가지[20]를 원재료로 하는 연구는 진행되어 왔으나, 정금나무의 생장특징과 향후 활용 및 산업화적인 측면에서 검토해 보았을 때 잎 또는 가지를 원재료로 할 경우 영속적인 대량생산과 재료목의 보전이 불가능한 단점이 있다. 반면 열매의 경우, 결실량이 풍부하고 과육이 자주색을 띄고 있어 향후 제품생산 단계에서 별도의 화학색소 첨가가 필요치 않을 것으로 사료되며 생육 특징 또한 기존 교목층 아래에서 생육 또는 재배가 가능하므로, 대단위 면적에서 연중 일정한 수량을 영속적으로 생산할 수 있는 장점이 있다. 그리고 정금나무 열매를 시료로 한 성분 분석이나 항산화 활성을 알아보기 위한 연구는 지금까지 사례가 없으므로, 반드시 필요한 연구라고 사료된다.
참고문헌 (23)
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