[논문]초고압 및 초음파 추출공정을 이용한 매자나무 수피의 향장활성 증진

하지혜; 최운용; 서용창; 김지선; 김영옥; 차선우; 김진철; 이현용

doi:10.7783/kjmcs.2011.19.1.054

초고압 및 초음파 추출공정을 이용한 매자나무 수피의 향장활성 증진
Enhancement of Cosmeceutical Activities of Berberis koreana Bark by High Pressure and Ultrasonification Extraction Processes 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.19 no.1, 2011년, pp.54 - 65

(강원대학교 바이오산업공학부) , 하지혜 (강원대학교 바이오산업공학부) , 최운용 (의료바이오신소재융복합연구사업단 강원대학교 바이오산업공학부) , 서용창 (의료바이오신소재융복합연구사업단 강원대학교 바이오산업공학부) , 김지선 (의료바이오신소재융복합연구사업단 강원대학교 바이오산업공학부) , 김영옥 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 차선우 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 김진철 (강원대학교 바이오산업공학부) , 이현용 (강원대학교 바이오산업공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to investigate the enhancement of cosmeceutical activities of Berberis koreana bark by different extraction processes. The extracts are WE (water extract at $100^{\circ}C$, control), USE (ultrasonification for 1 hours at $60^{\circ}C$ with water), HPE (high pressure for 5 minutes at $60^{\circ}C$ with water) and USE + HPE (ultrasonification process for 1 hours after high pressure for 5 minutes at $60^{\circ}C$ with water), respectively. The cytotoxicity of the extracts was in the range of 24.02~26.94% at 1.0 mg/ml concentration. The USE + HPE showed the lowest cytotoxicity. Compared to the WE, total phenolic and flavonoid contents in the USE + HPE increased to 121.5% and 154.2%. The USE + HPE showed the highest activity at 1.0 mg/ml concentration in 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) radical scavenging, inhibition activity of xanthine oxidase and superoxide dismutase (SOD)-like test, respectively. Tyrosinase inhibition of WE, USE, HPE and USE + HPE at 1.0 mg/ml concentration was measured as 17.72, 19.62, 22.83 and 24.16%, respectively. Hyaluronidase inhibition activities of the USE + HPE were higher than 20.8%~29.5% of the WE. Our results suggested that the extracts from ultrasonification process after high pressure extraction has relatively high cosmeceutical activities, and that the bark of Berberis koreana could be considered as a candidate of new functional cosmetic agents.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 초고압 및 초음파 기술을 접목하여 기존의 추출법과 비교하면서 매자나무의 항산화, 미백 등 활성을 측정하여 매자나무의 향장 신소재로서의 응용 가능성을 검토하였다.

제안 방법

Hyaluronidase 저해 활성 측정은 sodium-hyaluronic acid로부터 형성된 N-acetylglucosamine을 glucoxazoline 유도체로 변형시킨 후 P-dimethyl-amino-benzaldehyde (DMAB)로 발색시켜 흡광도를 측정하여 효소활성을 측정하였다. 농도별로 조절한 매자나무 시료 20 ㎕와 0.
Nitrite의 표준물질로 sodium nitrite를 사용하였으며 농도는 32 µM에서 0.25 µM까지 단계 희석하여 얻은 표준곡선과 비교하여 계산하였다 (Lee and Cho, 2007).
0 ㎖/min로 흘려주었다. Phenolic acids의 표준물질인 vanillin, vanillic acid, p-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzaldehyde, trans-p-coumaric acid, trans-cinnamic acid, trans-ferulic acid를 10, 50, 100 ㎎/㎖으로 희석하여 검량선을 구하였다 (He et al., 2010).
SRB assay는 세포 단백질을 염색하여 세포의 증식이나 독성을 측정하는 방법으로 실험대상 세포인 CCD-986sk (in 10% FBS media)의 농도를 4~5 × 104 cell/㎖으로 96 well plate의 각 well에 100 ㎕ 씩 첨가하여 24시간 동안 배양 (37℃, 5% CO2)한 후 각각의 시료를 최종농도 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 ㎎/㎖로 100 ㎕ 씩 첨가하여 48시간 배양하였다.
Tyrosinase 저해 활성 측정은 Cho (2008)의 방법을 변형하여 실험을 실시하였다. 96 well plate에 먼저 0.
각 공정별로 추출한 매자나무 시료의 세포독성 변화를 확인하고자 인간 피부섬유아세포인 CCD-986sk를 이용하여 측정하였다. Fig.
6 ㎜ (inside diameter), 5 ㎛]을 사용하였다. 공정에 따른 매자나무 추출물들의 성분분석을 위해 시료를 HPLC 분석용 water에 녹여 0.2 ㎛ syringe filter로 여과하고 Injection volume 20 ㎕ 로 측정하였다. 이동상은 용액 A [1 mM trifluoroacetic acid (TFA)가 함유된 10% (V/V) acetonitrile], 용액 B [1 mM TFA가 함유된 40% (V/V) methanol과 40% (V/V) acetonitrile]를 사용하였고 용액의 비율은 시간에 따라 (0 min 90% A와 10% B; 0~10 min 90% A와 10% B;10~15 min 60% A와 40% B; 15~24 min 60% A와 40% B; 24~40 min 0% A와 100% B; 40~45 min 90% A와 10% B; 45~50 min 90% A와 10% B) 설정하였으며 유속은 1.
4 N potassiumtetraborate 100 ㎕ 및 NaOH 100 ㎕를 반응 혼합물에 첨가하여 3분간 100℃ 수욕 상에서 가열한 후 완전히 냉각시켰다. 냉각 시킨 반응물에 발색제로 DMAB 시약 3.28 ㎖를 가하여 37℃에서 20분간 배양한 다음 585 ㎚에서 흡광도를 측정하여 저해 활성을 산출하였다 (Park et al., 2008).
대식세포의 nitric oxide synthase (NOS)는 항상 존재하는 것이 아니라 interferon-γ, tumor necrosis factorγ (TNF-γ), tumor necrosis factor-α (TNF-α)와 같은 여러 가지 cytokine과 LPS (E. coli derived lipopoly-saccharide)와 같은 세균 내독소의 영향을 받아 NOS 유전자의 발현이 유도되기 때문에 (Kim et al., 2007) 본 연구에서는 매자나무 추출물을 LPS와 같이 투여하여 대식세포로부터 NO−생성능을 확인하였다.
초고압 및 초음파 병행추출은 상기 고압 추출이 끝난 후, 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다. 대조군으로 사용된 일반적인 추출 방법은 100 g의 매자나무 수피를 수직 환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 10배의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 얻어진 각각의 추출물을 감압 여과한 후 감압농축기 (rotary vaccum evaporator N-N series, Evela, Tokyo, Japan)를 이용하여 감압농축하고 다시 농축액을 동결건조하여 매자나무 분말을 제조하여 실험에 사용하였다.
이후 반응액을 750 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 동시에 gallic acid의 농도를 31.3, 62.5, 125, 250, 500 ㎍/㎖로 조절하여 표준 검량곡선을 작성하여 계산하였다.
마우스 유래 대식세포인 J774.1를 이용하여 매자나무 시료의 첨가를 통해 활성화된 대식세포 배양액에 축적되어 있는 nitrite의 양을 microplate assay를 이용하여 정량하여 측정하였다. 대식세포를 4~5 × 10⁴ cell/㎖의 농도로 조절하여 96 well plate에 분주하여 incubator (5% CO₂, 37℃)에서 24시간 전배양하였다.
매자나무 시료의 항산화 활성 측정을 위해 xanthine oxidase 저해활성을 측정하였다. 1.
0 ㎎/㎖로 100 ㎕ 씩 첨가하여 48시간 배양하였다. 배양이 완료된 후에 상등액을 제거하고 차가운 10% (w/v) trichloroacetic acid (TCA) 100 ㎕를 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) SRB 용액을 100 ㎕ 씩 첨가하고 상온에서 30분 동안 염색시켰다. 결합되지 않는 잔여 SRB 염색액의 제거를 위해 1% acetic acid로 4~5회 정도 세척, 건조시킨 후에 10 mM tris buffer 100 ㎕를 첨가하여 염색액을 녹여낸 후 540 ㎚ 에서 microplate reader (THERMO max, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
대조군으로 사용된 일반적인 추출 방법은 100 g의 매자나무 수피를 수직 환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 10배의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 얻어진 각각의 추출물을 감압 여과한 후 감압농축기 (rotary vaccum evaporator N-N series, Evela, Tokyo, Japan)를 이용하여 감압농축하고 다시 농축액을 동결건조하여 매자나무 분말을 제조하여 실험에 사용하였다.
이어 30% acetone을 시작으로 10% 씩 상승된 graded acetone series 탈수과정을 거치고, 탈수된 시료들을 isoamyl acetate에 3~4회 교체된 후 4℃에서 냉장 보관되었다. 이후 이들 시료는 Hitachi HCP-2 critical point dryer를 이용하여 liquid CO₂에 의한 임계점 건조과정(critical point drying, CPD)을 거쳐 Hitachi E-1030 putter 장치로 약 10 ㎚ 두께의 금속피막 (Au gold coating)을 입힌 후 저진공 주사전자현미경으로 관찰하여 수집된 image data는 file에 저장된 후 출력되어 각각의 조직 형태를 관찰하고 비교하였다 (Kim and Lee, 2005).
전자공여능의 측정에 사용된 DPPH는 분자 내에 라디칼을 함유하여 다른 free 라디칼들과 결합하여 안정한 complex를 만들고 있어 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 라디칼이 소거되며, 이때 DPPH의 고유의 청남색이 옅어지면서 흡광도가 감소하게 되는데 이런 비색정량, 흡광도 변화를 통해 전자공여능을 측정하였다 (Ju et al., 2009). 매자나무 각각의 추출물들을 1.
초고압 추출은 고압 추출장치 (FOOD CIP-70-350-80, Ilshin Autoclave, Daejeon, Korea)를 이용하여 5,000 bar 압력으로 상온에서 5분간 추출을 실행한 후 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 초고압 및 초음파 병행추출은 상기 고압 추출이 끝난 후, 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다. 대조군으로 사용된 일반적인 추출 방법은 100 g의 매자나무 수피를 수직 환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 10배의 증류수를 사용하여 100℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다.
초음파 추출은 수직환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출한 후 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다. 초고압 추출은 고압 추출장치 (FOOD CIP-70-350-80, Ilshin Autoclave, Daejeon, Korea)를 이용하여 5,000 bar 압력으로 상온에서 5분간 추출을 실행한 후 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다. 초고압 및 초음파 병행추출은 상기 고압 추출이 끝난 후, 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다.
본 실험에 사용된 매자나무는 한국 특산종으로써 서림종묘에서 채취한 것으로, 재료를 실온에서 음건시킨 후 사용하였다. 초음파 추출은 수직환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출한 후 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다. 초고압 추출은 고압 추출장치 (FOOD CIP-70-350-80, Ilshin Autoclave, Daejeon, Korea)를 이용하여 5,000 bar 압력으로 상온에서 5분간 추출을 실행한 후 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출하였다.
이는 생체에서도 유지 산패 억제, 이에 따른 변이원성 억제, 또한 미생물 생육을 억제하는 생리기능을 나타난다고 한다(Kwak and Lim, 2007). 추출공정에 따른 매자나무 수피에 함유된 phenolic acids를 정량분석하기 위하여 p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, p-hydroxybenzaldehyde, vanillin, trans-p-coumaric acid, trans-ferulic acid, trans-cinnamic acid 등 7가지 표준물질을 사용하였으며, HPLC를 이용하여 측정한 결과 각각 9.99분, 11.40분, 13.57분, 16.74분, 20.06분, 21.04분, 30.68분에 검출되었다 (Fig. 7).
추출공정에 따른 매자나무 수피의 조직형태 변화를 관찰하기 위하여 저진공 주사현미경을 이용하여 관찰하였다 (Fig. 8). A는 열수 추출물 제조 후의 매자나무 수피조직의 형태로서 표면조직이 대부분 파괴되지 않고 정상 상태를 유지하고 있는 한편 초음파, 초고압, 초고압 및 초음파 병행 추출한 B, C, D에서는 표면조직이 손상, 변형 또한 파괴되어 일반 추출물에 비해 현저한 차이가 나타났다.
추출공정에 따른 매자나무 추출물들의 조직 파괴의 형태를 관찰하기 위하여 저진공 주사전자현미경 (Low VacuumScanning Electron, × 100)을 이용하여 매자나무 수피의 구조와 형태를 관찰하였다.
추출공정에 따른 매자나무 추출물의 phenolic acids에 대한 정량분석을 알아보고자 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC; High-peroformance Liquid Chromatography)를 이용하여 비교 분석하였다.
추출물의 전자공여작용 (electron donating abilities, EDA)은 각각의 추출물에 대한 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH)의 전자공여 효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다. 1.

대상 데이터

HPLC 기기는 UV absorbance detector (280 ㎚, 0.05 AUFS)가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC, Waters M600E, Milfold, MA)를 사용하였으며, 유리 phenolic acids를 분리하기 위하여 Waters Spherisord ODS2 Column [250㎜ × 4.6 ㎜ (inside diameter), 5 ㎛]을 사용하였다.
본 실험에 사용된 매자나무는 한국 특산종으로써 서림종묘에서 채취한 것으로, 재료를 실온에서 음건시킨 후 사용하였다. 초음파 추출은 수직환류냉각기가 부착된 추출 플라스크에 매자나무 시료와 증류수를 1 : 10 비율로 60℃에서 12시간 동안 2회 반복 추출한 후 60 ㎑ 초음파를 가하여 1시간 동안 추출하였다.
본 실험에 사용된 세포주는 인간 피부섬유아세포인 CCD986sk (Skin fibroblast cell, human, ATCC, USA), 마우스 유래 macrophage (J774.1, ATCC, USA)를 사용하였고 RPMI medium 1640 배지에 10% fetal bovine serum (FBS)를 첨가하여 incubator (37℃, 5% CO₂)에서 배양하였다.
2 ㎛ syringe filter로 여과하고 Injection volume 20 ㎕ 로 측정하였다. 이동상은 용액 A [1 mM trifluoroacetic acid (TFA)가 함유된 10% (V/V) acetonitrile], 용액 B [1 mM TFA가 함유된 40% (V/V) methanol과 40% (V/V) acetonitrile]를 사용하였고 용액의 비율은 시간에 따라 (0 min 90% A와 10% B; 0~10 min 90% A와 10% B;10~15 min 60% A와 40% B; 15~24 min 60% A와 40% B; 24~40 min 0% A와 100% B; 40~45 min 90% A와 10% B; 45~50 min 90% A와 10% B) 설정하였으며 유속은 1.0 ㎖/min로 흘려주었다. Phenolic acids의 표준물질인 vanillin, vanillic acid, p-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzaldehyde, trans-p-coumaric acid, trans-cinnamic acid, trans-ferulic acid를 10, 50, 100 ㎎/㎖으로 희석하여 검량선을 구하였다 (He et al.

데이터처리

모든 실험 결과는 통계 프로그램이 SPSS 16.0을 사용하였으며, 유의차 검증은 분산분석 (ANOVA: analysis of variance)을 한 후α = 0.05 수준에서 Duncan의 다중 검증법 (DMRT: Duncan's multiple range test)에 따라 분석하였다.

이론/모형

Kwon 등 (2006)의 방법에 따라 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다. 농도별로 조절한 매자나무 시료 100 ㎕에 2% Na₂CO₃ 용액 2 ㎖를 첨가하여 3분간 방치한 후 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 ㎕를 가하여 30분 동안 반응시켰다.
매자나무 시료의 정상세포에 대한 독성을 알아보기 위해 인간 피부섬유아세포인 CCD-986sk를 사용하였으며 sulforhodamine B (SRB) assay (Kim et al., 2007)를 이용하여 세포독성을 측정하였다.

성능/효과

1.0 ㎎/㎖ 농도로 조절한 매자나무 각 추출물들의 SOD 유사활성은 WE (20.27%) < USE (26.63%) < HPE (27.78%) < USE + HPE (28.89%)의 순으로 증가 되었으며 일반 열수추출물에 비교했을 때 초고압 추출물, 초음파 추출물, 초고압 및 초음파 병행 추출물의 SOD 유사활성은 30% 이상으로 통계적으로 유의성 있게 증가 되었다(P < 0.05).
05). 82종의 약용식물을 대상으로 SOD활성을 측정한 결과에서 원지, 백편두, 백개자, 대황, 감초 등 5종의 약용식물은 매자나무 수피에 비해 30% 이상으로 활성이 높았지만 연자육, 지황 등 77종이 30% 미만으로 매자나무 수피와 유사하거나 적은 활성을 나타내었다 (Lim et al., 2004).
8). A는 열수 추출물 제조 후의 매자나무 수피조직의 형태로서 표면조직이 대부분 파괴되지 않고 정상 상태를 유지하고 있는 한편 초음파, 초고압, 초고압 및 초음파 병행 추출한 B, C, D에서는 표면조직이 손상, 변형 또한 파괴되어 일반 추출물에 비해 현저한 차이가 나타났다. 특히 초고압과 초음파 병행 추출한 D에서는 작고 균일한 절편으로 조각나 망상구조로 남아있음을 확인할 수 있는데, 이는 고압 처리시 생성된 압력으로 내부조직을 느슨하게 함으로써 이어서 초음파를 가하여 형성된 공동현상에 의해 느슨해진 조직을 가일층 변형, 파괴하여 더욱 많은 절편과 망상구조가 형성된 것을 확인할 수 있었다.
각 공정별로 추출한 매자나무 시료의 세포독성 변화를 확인하고자 인간 피부섬유아세포인 CCD-986sk를 이용하여 측정하였다. Fig. 2에서 보여 주는 바와 같이 각각의 매자나무 추출물에서 세포독성이 농도 의존적으로 상승하는 것을 관찰할 수 있었으며, 최고 농도인 1.0 ㎎/㎖에서 비교하였을 때 초고압 처리한 추출물인 HPE가 26.94%로 가장 높은 세포독성을 나타내었고 초고압 처리한 후 초음파 병행한 추출물인 USE + HPE가 24.02%로 가장 낮은 세포독성을 나타내었는데, 이는 WE의 25.79%에 비해 6.86% 독성저감 효과가 있었다. 한편 초음파 추출만 실시할 경우 세포독성이 다소 감소되었으나 초고압 및 초음파 병행 추출물의 독성저감 효과까지 도달하지 못했다.
결과를 통해 대식세포의 NO−생성능이 시료의 농도 의존적으로 증가되는 경향을 확인할 수 있었으며, 최고농도인 1.0 ㎎/㎖에서 매자나무 시료의 첨가군이 7.49~21.30 µM 로 아무처리도 하지 않은 대조군 (control)에 비해 4.5배 이상의 활성이 증진되었다.
결과에서 확인할 수 있듯이 기존의 열수추출물에 비해 초음파 혹은 초고압 추출공정을 이용한 시료들의 xanthine oxidase 저해활성이 약 1.2배 이상 유의적으로 증가되었으며 (P < 0.05), 그중에서 특히 초고압 처리한 후 초음파 병행한 추출물인 USE+HPE가 53.40%의 저해활성으로 가장 높았다.
25%)의 순으로 라디칼 소거활성이 증가되었다. 기존의 열수 추출물에 비해 초고압 혹은 초음파 추출공정을 거친 시료들이 8% 이상 활성 증가를 나타냈는데, 그중에서 초고압 및 초음파 병행 추출물이 73.25%로 가장 높은 라디칼 소거활성을 나타내었다 (Table 1). 이는 Jung 등 (2004)이 발표한 약용식물에 대한 전자공여 활성을 측정한 결과 1.
, 2009). 매자나무 각각의 추출물들을 1.0 ㎎/㎖ 농도로 조절하여 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과, WE (58.06%), USE (62.45%), HPE (70.78%), USE + HPE (73.25%)의 순으로 라디칼 소거활성이 증가되었다. 기존의 열수 추출물에 비해 초고압 혹은 초음파 추출공정을 거친 시료들이 8% 이상 활성 증가를 나타냈는데, 그중에서 초고압 및 초음파 병행 추출물이 73.
4과 같다. 모든 추출물에서 시료의 농도가 증가함에 따라 tyrosinase 저해율도 증가하였으며, 최고 농도인 1.0 ㎎/㎖에서 USE + HPE가 24.16%로 가장 높았고, HPE는 22.83%, USE는 19.62%, WE는 17.72%의 tyrosinase 저해활성을 나타내었다. 이는 Jung 등 (1995)의 약용식물류 및 초본류의 tyrosinase 활성 저해활성 탐색에서 오매, 계피, 상백피, 토사자 등 30%이상의 저해활성을 나타내었다는 결과보다 낮은 저해율을 보였으나 오가피, 박하, 감초 등 일부 약용식물 22% 이하의 저해율과 비교하면 추출공정에 따른 매자나무 수피가 tyrosinase에 대한 저해활성이 유사하거나 높게 나타내었다.
5에 나타내었다. 모든 추출물은 농도 의존적으로 hyaluronidase에 대한 저해율도 증가하였으며 0.2~1.0 ㎎/㎖ 농도로 조절한 각각의 추출물에서 WE는 28.69%~49.03%, USE는 28.92%~53.72%, HPE는 32.38%~55.21%, USE + HPE는 34.65%~63.36%의 저해활성을 나타내었다. 최고 농도인 1.
1은 매자나무 수피의 추출공정별 수율을 나타낸 것이다. 모든 추출조건에서 초고압 처리 후 초음파 병행한 추출물이 8.26%로 가장 높은 수율을 나타내었으며, 일반 열수추출물이 5.21%로 가장 낮은 수율을 나타내었다. 일반 열수추출물에 비교했을 때 초음파 추출물, 초고압 추출물, 초고압 처리한 후 초음파 병행 추출물의 수율이 각각 30%, 39%, 59%로 증진된 것을 확인할 수 있다.
상기 결과로부터 보면 매자나무 수피는 대식세포의 NO−생성능을 증진시킴으로써 면역 활성이 있었으며, LPS 등 내독소와 함께 상승작용을 나타내었음을 확인할 수 있다.
상기 연구한 결과로부터 초고압 및 초음파 추출공정이 매자 나무 수피의 항산화 활성성분의 용출 및 항산화 활성 증진에 기여하였음을 확인할 수 있다. 그중에서도 특히 초고압 처리한 후 초음파 병행 추출공정의 효과가 가장 뚜렷하였다.
상기의 결과를 살펴보면 단순히 초고압 추출만 실시할 경우에는 일반 열수추출물에 비해 세포독성이 증가되는 경향을 나타내었는데, 이는 초고압 처리를 통해 기존의 활성성분이 용출되는 동시에 독성을 나타내는 물질도 용출되어 추출물의 독성이 상승된 것으로 사료된다. 그러나 매자나무의 초음파 추출물, 초고압과 초음파 병행 추출물의 독성이 감소되는 경향을 나타냈다.
상기의 결과를 통해 초고압 또는 초음파 추출공정이 매자나무 수피의 내부 조직에 영향을 주어 phenolic acids의 용출을 용이하게 하였음을 알 수 있었으며, 초고압 추출물과 초고압 및 초음파 병행 추출물에서 vanillin을 검출하지 못한 결과를 미루어 보아 vanillin 성분이 고압에 견디지 못하여 구조가 쉽게 변형되거나 파괴된 것으로 사료된다.
21%로 가장 낮은 수율을 나타내었다. 일반 열수추출물에 비교했을 때 초음파 추출물, 초고압 추출물, 초고압 처리한 후 초음파 병행 추출물의 수율이 각각 30%, 39%, 59%로 증진된 것을 확인할 수 있다. 기존의 열수 추출물에 비해 초음파 추출물의 수율이 높게 나타나는 것은 초음파 조사 시 형성된 공동현상 (cavitation)에 의한 높은 압력으로 세포 내부조직이 파괴되어 추출물의 이동거리가 짧아지고 확산이 용이하게 일어나기 때문이며, 또한 고분자 등은 원자 간의 결합이 끊어지게 되어 기존의 추출방법으로 용출이 어려웠던 성분의 용출도 가능해졌기 때문이다 (Kim et al.
Table 2는 추출공정에 따른 매자나무의 phenolic acids 함량을 HPLC로 분석한 결과이다. 전체적으로 보면 초고압 혹은 초음파 추출을 이용한 매자나무 시료의 phenolic acids 함량이 일반 열수추출물에 비해 높게 나타내었으며, 또한 매자나무 추출물에 함유한 phenolic acids 중에서 vanillic acid 함량이 13.71~63.48 ㎎/100 g로 가장 높게 나타낸 한편, 반대로 phydroxybenzaldehyde와 trans-cinnamic acid는 매자나무에서 검출되지 못했다. P-hydroxybenzoic acid 경우 USE의 함량이 17.
총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량은 서로 밀접한 상호 관계가 있다고 보고된 바 있는데 (Jeong et al., 2007) 본 연구에서 매자나무 수피의 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량을 회귀 분석으로 분석한 결과 결정계수 R2는 0.87로 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량의 연관성이 높게 나타내었다 (P< 0.05).
3에 나타내었다. 총 폴리페놀 함량은 농도 의존적으로 증가되는 경향을 관찰할 수 있었으며, 최고 농도인 1.0 ㎎/㎖에서 초고압 처리한 후 초음파 병행한 추출물인 USE + HPE가 38.75 ㎍/㎖으로 가장 높았고, 초고압 추출물인 HPE가 36.38 ㎍/㎖, 초음파 추출물인 USE가 33.05 ㎍/㎖, 일반 열수추출물인 WE가 31.88 ㎍/㎖ 순으로 함량을 나타내었다. 한편 플라보노이드의 함량은 총 폴리페놀 함량과 비슷한 경향을 보였으나 함량 면에서 다소 적게 나타내었으며, 1.
최고 농도인 1.0㎎/㎖에서 초고압 추출물, 초고압 및 초음파 병행 추출물이 일반 열수추출물에 비해 hyaluronidase에 대한 저해활성이 18% 이상 유의적으로 증가되었는데 (P < 0.05), 이는 초고압 및 초음파 추출로 인해 매자나무의 활성성분의 용출이 증가된 결과로 사료된다.
A는 열수 추출물 제조 후의 매자나무 수피조직의 형태로서 표면조직이 대부분 파괴되지 않고 정상 상태를 유지하고 있는 한편 초음파, 초고압, 초고압 및 초음파 병행 추출한 B, C, D에서는 표면조직이 손상, 변형 또한 파괴되어 일반 추출물에 비해 현저한 차이가 나타났다. 특히 초고압과 초음파 병행 추출한 D에서는 작고 균일한 절편으로 조각나 망상구조로 남아있음을 확인할 수 있는데, 이는 고압 처리시 생성된 압력으로 내부조직을 느슨하게 함으로써 이어서 초음파를 가하여 형성된 공동현상에 의해 느슨해진 조직을 가일층 변형, 파괴하여 더욱 많은 절편과 망상구조가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 앞의 활성측정 실험에서 일반 열수 추출물에 비해 초고압 또는 초음파 추출공정을 통한 추출물의 활성이 더 높은 것으로 볼 때, 초고압 및 초음파 공정을 통해 추출물의 조직이 파괴되어 망상구조로 형성하여 매자나무 수피속의 활성물질이 용매에 따라 쉽게 흘러나오거나, 극한공정을 통해 생성된 높은 압력과 에너지로 신규물질의 용출도 가능해짐으로써 활성이 증진된 것으로 사료된다.
하지만, 매자나무 추출물과 LPS를 동시에 처리한 결과에서 NO−생성능이 13.60~37.87 µM로 큰 폭으로 증가되었는데, 이는 매자나무 시료의 첨가를 통해 LPS 등 세균 내독소와 함께 상증 작용을 나타내어 NO−생성능을 증진시킴으로써 면역체계에 활성 증진 효과를 나타냄을 확인할 수 있는 결과로 사료된다.
88 ㎍/㎖ 순으로 함량을 나타내었다. 한편 플라보노이드의 함량은 총 폴리페놀 함량과 비슷한 경향을 보였으나 함량 면에서 다소 적게 나타내었으며, 1.0 ㎎/㎖ 농도에서 USE + HPE, HPE, USE, WE 는 각각 8.02 ㎍/㎖, 7.60 ㎍/㎖, 6.80 ㎍/㎖, 5.20 ㎍/㎖ 이 측정되었다. 이는 Boo 등 (2009) 보고한 총 폴리페놀 함량이 가장 높은 한국 재래종인 여주의 품종별 ethanol 추출물이 1.

후속연구

, 2008), 초고압 및 초음파 병행 추출시에는 고압으로 인하여 매자나무 수피의 내부조직이 느슨해진 상태에서 초음파를 가하여 초음파의 에너지가 내부조직에 더욱 쉽게 들어가 독성성분을 변성 또는 파괴하여 독성이 감소된 것으로 사료된다. 따라서 매자나무와 같은 수목자원들의 목질부 조직이 단단하여 유용활성 물질 용출 추출 면에서의 한계점을 나타내는 것과, 또한 천연물로서 자체가 독성을 갖고 있는 등 단점을 감안했을 때 초고압과 초음파 추출공정을 도입하면 효율적으로 생리활성 물질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 독성저감 효과도 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
또한 초음파 에너지로 인해 매자나무의 berberine과 같은 독성성분이 변성되거나 파괴되어 독성 저감 효과가 나타난 것으로 사료된다. 따라서 본 연구를 통해 초고압과 초음파 병행 추출공정이 활성증진 및 독성저감 효과가 있음을 확인할 수 있었는데, 향후 활성 증진의 원인을 찾기 위해 유효성분에 대한 연구도 수반되어야 한 것으로 사료된다.
, 2005). 따라서 초고압 추출공정과 초음파 추출공정을 이용하여 상기 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대한다.
초고압 추출물의 수율이 높게 나타난 것은 초고압 처리를 통해 조직 및 세포벽의 변형 및 파괴로 조직과 세포내의 활성성분이 대량으로 용출되며, 특히 매자나무와 같은 표면이 단단한 시료인 경우에는 활성성분의 용출에 걸림돌로 작용하였던 목질계의 단단한 조직을 느슨하게 함으로써 용매와의 접촉 면적을 증가시켜 유효성분의 확산 및 용출이 용이하게 되어 수율이 높게 나타난 것으로 사료된다. 상기결과를 통해 초음파 및 초고압 추출공정이 매자나무 추출수율 증가에 기여하였음을 확인할 수 있었으며, 또한 초음파 및 초고압 추출공정을 통한 추출물에 보다 많은 유효성분이 함유되어 추출물의 생리활성에도 영향을 끼칠 것으로 기대되어 이후의 실험을 진행하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	초고압 추출로 기존 추출법보다 짧은 시간 안에 높은 순도의 성분을 얻을 수 있는 이유는 무엇으로 추정되는가?	초고압 추출은 약용식물의 중요 구성성분의 추출이 단시간 내에 가능하며, 높은 순도의 단일 성분을 쉽게 얻을 수 있다. 그것은 초고압 하에서 세포막이 파괴되어 물질의 이동이 용이하게 되어 용매가 세포 안으로 들어가 보다 많은 성분이 세포 밖으로 쉽게 용출되어 나오는 것으로 추정하고 있다. 또한 고압 추출을 통하여 에너지 수준이 제한된 수 소결합, 이온결합, 반데르발스 결합과 같은 약한 결합들에 의한 결합은 분리되어 신물질의 용출이 가능한 것으로 보인다(Zhang et al.
	매자나무는 무엇인가?	매자나무 (Berberis koreana)는 미나리아재비목 매자나무과의 낙엽관목으로 약효를 가지는 한국 특산종 수목중의 하나로서 주로 경기도 이북에 분포되어 있다 (Jin et al., 2008).
	한방에서는 매자나무의 어떤 효능이 알려져 있는가?	, 2008). 한방에서 사용하고 있는 매자나무는 소염, 진통, 항염증, 항균, 항결핵, 항암, 유아설사 등에 효과가 있다고 알려져 있다(Kim and Kwak, 1998). 특히 매자나무의 활성 성분중의 하나인 berberine는 건위, 정장, 설사 방지, 항고혈압, 소염, 지혈 및 항균 등 작용이 있다고 알려져 있으며 (Yoo et al.

참고문헌 (37)

An BJ, Park JM, Bae HJ, Pyun JR and Song MA. (2006). Antioxidant and antibacterial effects of korean Isodon japonicus H. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry. 49:129-134.
Boo HO, Lee HH, Lee JW, Hwang SJ and Park SU. (2009). Different of total phenolics and flavonoids, radical scavenging activities and nitrite scavenging effects of Momordica charantia L. according to cultivars. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 17:15-20.

원문보기 상세보기
Cho SH and Kim CI. (1974). Effects of Berberis koreana palibin on sleep duration and rectal temperature in mouse. Korean Journal of Pharmacology. 10:61-65.
Cho YH. (2008). Inhibitory effect of Enteromorpha linza on the melanogenesis in B16 melanoma cells. Korean Journal of Pharmacognosy. 39:174-178.

원문보기 상세보기
Chung KW, Kim WI, Hong IK and Park KA. (2000). Ultrasonic energy effects on squalene extraction from amaranth seed. Applied Chemistry. 4:149-152.
Deliza R, Rosenthal A, Abadio FBD, Silva CHO and Castillo C. (2005). Application of high pressure technology in the fruit juice processing: benefits perceived by consumers. Journal of Food Engineering. 67:241-246.

상세보기
He X, Kim SS, Park SJ, Seong DH, Yoon WB, Lee HY, Park DS and Ahn J. (2010). Combined effects of probiotic fermentation and high-pressure extraction on the antioxidant, antimicrobial, and antimutagenic activities of Deodeok (Codonopsis lanceolata). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 58:1719-1725.

상세보기
Hyun MS, Woo WH, Hur JM, Kim D and Mun YJ. (2008). The role of ROS and p38 MAP kinase in berberine-induced apoptosis on human hepatoma HepG2 cells. Journal of the Korean Society Applied Biological Chemistry. 51:129-135.
Hyun SH, Lee JS, Lee KB and Lee JS. (2007). Antioxidative activity of Gynostemma pentaphyllum makino extracts. Korean Journal Food Science and Technology. 39:447-451.
Jeong JA, Kwon SH, Kim YJ, Shin CS and Lee CH. (2007). Investigation of antioxidative and tyrosinase inhibitory activities of the seed extracts. Korean Journal of Plant Resources. 20:177-184.

원문보기 상세보기
Jin L, Han JG, Ha JH, Jeong HS, Kwon MC, Ahn J, Kim JC, Choi GP, Chung EK and Lee HY. (2008). Effect of immune activity on Berberis koreana palibin by ultra high pressure low temperature process. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 16:439-445.

원문보기 상세보기
Ju MJ, Do JR, Kwon JH and Kim HK. (2009). Physiological activities of mistletoe extracts from Viscum album L. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition. 38:529-534.

원문보기 상세보기
Jung SJ, Lee JH, Song HN, Seong NS, Lee SE and Baek NI. (2004). Screening for antioxidant activity of plant medicinal extracts. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry. 47:135-140.
Jung SW, Lee NK, Kim SJ and Han D. (1995). Screening of tyrosinase inhibitor from plants. Korean Journal Food Science and Technology. 27:891-896.
Kim CH, Kwon MC, Kim HS, Bae GJ, Ahn JH, Chio GP, Choi YB, Ko JR and Lee HY. (2007). Enhancement of immune activities of Kadsura Japonica dunal. through conventional fermentation process. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 15:162-169.

원문보기 상세보기
Kim HT, Kim JW, Lim MK, Jin TW, Yeo SG, Jang KH, Oh TH and Lee KW. (2007). Cytotoxic effect of Artemisia capillaris extracts on the cancer cells on in vitro. Journal of Veterinary Clinics. 24:367-371.

원문보기 상세보기
Kim IS and Lee SH. (2005). Trichome type and development in leaves of Althaea rosea. Korean Journal of Electron Microscopy. 35:97-104.

원문보기 상세보기
Kim JH, Kim DH, You JH, Kim CH, Kwon MC, Seong NS, Lee SE and Lee HY. (2005). Immuno-regulatory activities of various fractions from Ehpedrae sinica STAPF, Rubus coreanus Miq. and Angelica gigas Nakai extracts with ultrasonification. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 13:161-170.

원문보기 상세보기
Kim TH. (2008). Antioxidative and biological activities of Santalum album extracts by extracting methods. Korean Journal of Food Preservation. 15:456-460.

원문보기 상세보기
Kim WI, Chung KW, Lee SB, Hong IK and Park KA. (2001). Ultrasound energy effect on solvent extraction of amaranth seed oil. Journal of the Korean Industrial Engineering Chemistry. 12:307-311.
Kim YK and Kwak BM. (1998). Analysis of cytotoxic constituent of Berberis koreana palibin. Mokchae Konhak. 26:100-106.
Kim YS. (1986). The central action of Maja (Berberis koreana palibin) and its constituents. The Journal of Soonchunhyang University. 9:323-334.
Kim YS and Choi JM. (2009). Physiochemical properties and dyeability of safflower colorants extracted by ultrasonic treatment. Journal of the Korean Society Clothing Industry. 11:337-343.
Koo SY, Cha KH and Lee DU. (2007). Effects of high hydrostatic pressure on foods and biological system. Food Science and Industry. 40:23-30.

원문보기 상세보기
Kwak EJ and Lim SI. (2007). Effect of phenolic acids on inhibition of browning of maillard reaction model solutions. Korean Journal of Food Science and Technology. 39:20-24

원문보기 상세보기
Kwon MC, Han JG, Ahn JH, Lee DH, Syed Abdul Q and Lee HY. (2008). Enhancement of immuno-potentiation of Cichorium endivia L. by ultrasonification extraction process. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 16:9-15.

원문보기 상세보기
Kwon MC, Qadir SA, Kim HS, Ahn JH, Cho NH and Lee HY. (2008). UV protection and whitening effects of collagen isolated from outer layer of the squid Todarodes pacificus. Journal of the Korean Fisheries Society. 41:7-12.

원문보기 상세보기
Kwon OC, Woo KS, Kim TM, Kim DJ, Hong JT and Jeong HS. (2006). Physicochemical characteristics of garlic (Allium sativum L.) on the high temperature and pressure treatment. Korean Journal of Food Science and Technology. 38:331-336.

원문보기 상세보기
Lee HH and Lee SY. (2008). Cytotoxic and antioxidant effects of Taraxacum coreanum Nakai. and T. officinale WEB. extracts. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 16:79-85.

원문보기 상세보기
Lee YG and Cho JY. (2007). Inhibitory effect of curcumin on nitric oxide production in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 cells and its suppressive mechanism. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 15:451-456.

원문보기 상세보기
Lim JA, Yun BW and Baek SH. (2007). Antioxidative activity and nitrite scavenging ability of methanol extract from Salvia plebeia R. Br. Korean Jounal of Medicinal Crop Science. 15:183-188.
Lim JD, Yu CY, Kim MJ, Yun SJ, Lee SJ, Kim NY and Chung IM. (2004). Comparision of SOD activity and phenolic compound contents in various korean medicinal plants. Korean Journal of Medicinal Crop Science. 12:191-202.

원문보기 상세보기
Lim SW, Ryoo HC and Lee SH. (2002). Understanding of skin aging and its prevention and care. The Journal of Skin Barrier Research. 4:71-80.
Park JM, Lee JY, Park TS, Hyun SJ, Kim HH, Cho YJ, Kwon OJ, Son AR, Kim DS and An BJ. (2008). A study on the cosmeceutical activities of Prunus sargentii R. Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry. 51:70-78.
Song JW, Min KJ and Cha CG. (2008). Antioxidative and antitumor activity of extracts from Saussurea lappa. Journal of Environmental Health Science. 34:55-61.
Yoo SJ, Lee KB and Kwak JH. (1986). Studies on the seasonal variation of berberine contents in Berberis koreana. Korean Journal of Pharmacognosy. 17:123-128.

원문보기 상세보기
Zhang S, Zhu J and Wang C. (2004). Novel high pressure extraction technology. International Journal of Pharmaceutics. 278:471-474.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증