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문제 정의
- , 2010). 본 연구에서는 자원식물로서 활용가치가 높은 구실잣밤나무의 잎을 이용하여 에탄올 추출물 및 순차적 용매분획물의 항산화성 및 항균효과를 검색하고, 식품 저장성이나 안전성을 향상하기 위한 식품첨가제나 보존제로서의 개발 가능성을 알아보고자 하였다.
- 본 연구는 구실잣밤나무를 식품 저장성이나 안전성을 향상하기 위한 식품 보존제로서의 개발 가능성을 알아보고자 하였다. 구실잣밤나무의 잎을 에탄올로 추출하고 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적으로 용매분획 하였다.
제안 방법
- 구실잣밤나무 잎 분말은 80% 에탄올 침출시켜 추출물을 제작하였고, 확보된 추출물은 물과 분획용 헥산(n-hexane), 디클로로메탄(CH2Cl2), 에틸아세테이트(EtOAc), 부탄올(BuOH)을 동량 사용하여 순차적으로 분획하였다. 침출 또는 분획된 시료는 감압 농축하여 동결건조기로 건조시켰다.
- 5 mM NBT를 첨가하여 37℃에서 20분간 반응시켰다. Xanthine oxidase 억제 및 superoxide 소거 활성은 흡광도가 50% 감소할 때 나타나는 시료의 농도(IC50)로 표 시하였으며, 각 시료는 3회 반복하여 실험을 실시하여 평균값을 구하였다.
- 항균력 측정은 Disc diffusion assay 방법을 사용하였다 (Hayes and Markovic, 2002; Mothana and Lindequist, 2005). 각 균주는 10 mL의 액체배지에 접종하고 37℃에서 18시간씩 3회 계대 배양하여 항균활성 시험균주로 사용하였 으며, 각각의 시험균 농도를 0.5 McFarland으로 106-108 CFU/mL 되게 한 후 pour-plate 방법에 균접종 평판배지를 만들어 사용하였다. 각각의 시료는 50 mg/ml 농도로 조제하여 농도별로 paper disc(Whatman No.
- 5, 8 mm)에 천천히 흡수 시킨 후, 용매를 완전히 증발시킨다. 시험용 평판배지 표면에 disc를 밀착시키고 37℃에서 24시간 배양 한 후 disc 주변에 생성된 생육저해환(clear zone, mm)의 크기를 측정하여 항균활성을 비교하였다.
- 생육저해율은 위와 같은 방법으로 각각의 시료를 1 mg/mL 농도로 처리하여 배양하였다. 균의 정지기인 24시간에서 흡광도 값을 측정하고 다음과 같은 식을 이용하여 생육저해율을 구하였다.
- , 2006). 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물과 순차적 분 획물의 총 폴리페놀화합물과 플라보노이드의 함량을 측정하였다(Table 2). 총 폴리페놀 함량은 에탄올 추출물에서 404.
- 또한 superoxide radical는 세포에 유해한 산소유리기로 Xanthine oxidase 와 마찬가지로 세포의 손상을 일으키므로 이로써 이를 소거하는 항산화 활성을 가진 물질은 매우 중요하다(Ak and Gülçin, 2008). Xanthine oxidase 저해 활성과 superoxideradical 소거활성을 xanthine/xanthine oxidase system으로 측정하였다. 그 결과, xanthine oxidase 저해 활성은 에탄올 추출물, 에틸아세테이트와 부탄올 분획물에서 IC50값이 373.
- 5 μg/mL로 가장 낮은 농도에서 생육이 저해되었다(Table 5). 또한 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물과 순차적 분획물의 농도를 1 mg/mL으로 미생물에 대한 생육저해율을 측정하였다(Fig. 1). 그 결과 디클로로메탄과 에틸아세테이트 분획물이 6종의 균에 대해서 높은 생육저해율을 나타내었다.
- 본 연구는 구실잣밤나무를 식품 저장성이나 안전성을 향상하기 위한 식품 보존제로서의 개발 가능성을 알아보고자 하였다. 구실잣밤나무의 잎을 에탄올로 추출하고 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적으로 용매분획 하였다. 먼저, 항산화활성으로 DPPH 소거활성, superoxide radical 소거 활성 그리고 xanthine oxidase 억제 활성을 측정하였다.
- 구실잣밤나무의 잎을 에탄올로 추출하고 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적으로 용매분획 하였다. 먼저, 항산화활성으로 DPPH 소거활성, superoxide radical 소거 활성 그리고 xanthine oxidase 억제 활성을 측정하였다. 그 결과, 에틸아세테이트 분획물에서 농도의존적으로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 구실잣밤나무(Castanopsis cuspidata var. sieboldii Nakai) 잎은 한라산 해발 200 m지점의 수림 내에서 2007년 11월경에 채집하고 대한식물도감을 이용하여 제주테크노파크 생물종다양성연구소 송관필 박사가 동정하였다(Lee, 1979). 채집된 식물의 일부는 식물표본(표본번호: JBRI-20071102001)을 제작하여 제주테크노 파크 생물종다양성연구소의 표본관에 보관하였다.
- 본 실험에 사용한 균주는 그람양성균 3종, 그람음성균 3종 등 총 6종을 선정하여 사용하였고(Table 1), 배지는 Tryptic soy agar(TSA), Brain heart infusion(BHI)는 Difco(USA)사에서 구입하여 사용하였다. 또한, DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), NBT(nitroblue tetrazolium), xanthine oxidase 등 그 밖의 시약들은 Sigma Chemical Co.
- Xanthine/xanthine oxidase(Valentová K, 2005)에 의한 uric acid 생성은 290 nm에서 증가된 흡광도를 측정 하였고, 대조군으로는 allopurinol(Sigma)를 사용하였다.
- DPPH radical을 소거능은 시료 첨가군와 비첨가군를 비교 하여 IC50는 50% 소거능을 나타내는 농도로 나타내었다. 대조군으로는 Sigma사의 butylated hydroxy anisole(BHA), ascorbic acid, trolox를 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 이상 반복으로 이루어졌으며, 실험결과는 각 항목에 따라 평균치 ± 표준편차를 구하여 신뢰수준 95%(p<0.05)에서 통계적 유의차를 평가하였다.
이론/모형
- Phenolic compound 함량은 페놀성 물질인 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리를 이용한 Folin-Denis 방법을 이용하였다(Singleton et al., 1999). 각 시료에 Folin-ciocalteu’s phenol reagent(Sigma, USA) 를 혼합하여 3분간 반응시켰다.
- Total Flavonoid 화합물의 함량은 발색 방법을 이용하여 측정하였다(Choi et al., 2006). 각 시료에 5% NaNO2 를 혼합하여 5분간 실온에서 반응시킨 후, 10% AlCl3를 첨 가하여 혼합하고 실온에서 5분간 반응시켰다.
- Xanthine/xanthine oxidase(Valentová K, 2005)에 의한 uric acid 생성은 290 nm에서 증가된 흡광도를 측정 하였고, 대조군으로는 allopurinol(Sigma)를 사용하였다. Superoxide의 양은 nitroblue tetrazolium(NBT) 환원방 법으로 560 nm의 흡광도로 측정하였다(Silva et al., 2007). 반응액은 각 시료와 0.
- 항균력 측정은 Disc diffusion assay 방법을 사용하였다 (Hayes and Markovic, 2002; Mothana and Lindequist, 2005). 각 균주는 10 mL의 액체배지에 접종하고 37℃에서 18시간씩 3회 계대 배양하여 항균활성 시험균주로 사용하였 으며, 각각의 시험균 농도를 0.
- 최소저해농도(MIC)는 Micro-well dilution assay 방법 (Amster, 1996; Al-Bayati, 2009)에 따라 측정하였다. 각각의 균 농도를 0.
성능/효과
- 09 g의 분획물을 얻었다. 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물 수율은 약 25.69%이고, 에탄올 추출물에 대한 각 순차분획물 중 헥산 6.28%, 디클로로메탄 6.44%, 에틸아세테이트 20.2%, 부탄올 23.33% 그리고 수용성 분획물이 33.78%로 가장 높은 수율을 보였다.
- 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물과 순차적 분 획물의 총 폴리페놀화합물과 플라보노이드의 함량을 측정하였다(Table 2). 총 폴리페놀 함량은 에탄올 추출물에서 404.07 mg/g, 헥산에서 79.43 mg/g, 디클로로메탄에서 307.29 mg/g, 에틸아세테이트에서 925.14 mg/g, 부탄올에서 344.79 mg/g, 그리고 수용성 분획물에서 95.86 mg/g로 에틸아세테이트 분획물이 함량이 가장 높다. 구실잣밤나무의 열매의 총폴리테놀 함량에 비해 상대적으로 매우 높았으며, 특히 에틸아세테이트 분획물은 에탄올 추출물에 비해 약 2.
- , 2010). 플라보노이드는 페놀성 화합물의 일종이므로 각 시료의 총 플라보노이드 함량은 총 페놀성 화합물과 동일한 경향을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 에탄올 추출물에 서 68.
- 플라보노이드는 페놀성 화합물의 일종이므로 각 시료의 총 플라보노이드 함량은 총 페놀성 화합물과 동일한 경향을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 에탄올 추출물에 서 68.65 mg/g, 헥산에서 85.37 mg/g, 디클로로메탄에서 87.04 mg/g, 에틸아세테이트에서 148.89 mg/g, 부탄올에서 70.88 mg/g, 그리고 수용성 분획물에서 7.91 mg/g로 나타내었다.
- 그 결과, xanthine oxidase 저해 활성은 에탄올 추출물, 에틸아세테이트와 부탄올 분획물에서 IC50값이 373.31 μg/mL, 152.47 μg/mL과 399.20 μg/mL을 나타내었고 그 외 나머지 분획물에서는 활성을 띠지 않았다.
- 순차적 분획물 중에서 항균력이 가장 높게 나타난 에틸아세테이트 분획물의 최소저해농도을 측정한 결과를 B.subtilis, S. aureus와 S. typhimurium에서 62.5 μg/mL로 가장 낮은 농도에서 생육이 저해되었다(Table 5).
- 에탄올 추출물과 순차적 분획물 중에서 에탄올 추출물, 디클로로메탄과 에틸아세테이트 분획물은 처리농도가 증가할수록 항균활 성을 나타내는 생육저해환 크기가 비례적으로 크게 증가하였다. 그람 양성균인 B. subtilis와 그람음성균인 E. coli, P. aeruginosa에서 생육저해환이 각각 18 mm와 16 mm 의 clear zone으로 항균 활성이 높게 나타나었다. 순차적 분획물 중에서 항균력이 가장 높게 나타난 에틸아세테이트 분획물의 최소저해농도을 측정한 결과를 B.
- 1). 그 결과 디클로로메탄과 에틸아세테이트 분획물이 6종의 균에 대해서 높은 생육저해율을 나타내었다. 그 중 디클로로메탄 분획물은 B.
- 그 결과 디클로로메탄과 에틸아세테이트 분획물이 6종의 균에 대해서 높은 생육저해율을 나타내었다. 그 중 디클로로메탄 분획물은 B. subtilis, L. monocytogenes과 S. typhimurium 에 대해 80% 정도로 높은 저해율을 나타내었고, 에틸아세테이트 분획물에서는 L. monocytogenes에 98%의 가장 높은 생육저해율을 나타내었다. 즉, 구실잣밤나무 에탄올 추출물과 분획물의 항균활성은 그람양성균과 그람음성균 모두에 활성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
- monocytogenes에 98%의 가장 높은 생육저해율을 나타내었다. 즉, 구실잣밤나무 에탄올 추출물과 분획물의 항균활성은 그람양성균과 그람음성균 모두에 활성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
- 이상의 결과를 볼 때, 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물과 분획물은 항산화와 항균활성이 비례함을 볼 수 있으며, 에틸아세테이트 분획물에서는 항산화와 항균 활성의 결과가 모두 우수하게 나타났다. 그리고 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량에 따른 항산화 활성 및 항균활성의 차이가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다.
- 이상의 결과를 볼 때, 구실잣밤나무 잎의 에탄올 추출물과 분획물은 항산화와 항균활성이 비례함을 볼 수 있으며, 에틸아세테이트 분획물에서는 항산화와 항균 활성의 결과가 모두 우수하게 나타났다. 그리고 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량에 따른 항산화 활성 및 항균활성의 차이가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 이로써 구실잣밤나무는 식품 저장성이나 안전성을 향상하기 위한 식품첨가제나 보존제로서의 개발 가능성을 있다고 사료 된다.
- 먼저, 항산화활성으로 DPPH 소거활성, superoxide radical 소거 활성 그리고 xanthine oxidase 억제 활성을 측정하였다. 그 결과, 에틸아세테이트 분획물에서 농도의존적으로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 항균활성은 에탄올 추출물과 용매분획물을 농도별로 조사한 결과 다른 분획물에 비해 Bacillus sublitis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteritidis 그리고 Salmonella typhimurium에서 에틸아 세테이트 분획물에 높은 활성을 띠었다.
- 그 결과, 에틸아세테이트 분획물에서 농도의존적으로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 항균활성은 에탄올 추출물과 용매분획물을 농도별로 조사한 결과 다른 분획물에 비해 Bacillus sublitis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteritidis 그리고 Salmonella typhimurium에서 에틸아 세테이트 분획물에 높은 활성을 띠었다. 이상의 결과를 볼 때, 구실잣밤나무 잎 추출물은 식품 보존제의 개발에 적합할 수 있다고 사료 된다.
- 항균활성은 에탄올 추출물과 용매분획물을 농도별로 조사한 결과 다른 분획물에 비해 Bacillus sublitis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteritidis 그리고 Salmonella typhimurium에서 에틸아 세테이트 분획물에 높은 활성을 띠었다. 이상의 결과를 볼 때, 구실잣밤나무 잎 추출물은 식품 보존제의 개발에 적합할 수 있다고 사료 된다.
후속연구
- 80 μg/mL로 대조군로 사용 한 Allopurinol과 같은 수준의 superoxide radical 소거 활성을 나타내었다. 따라서 구실잣밤나무의 잎은 우수한 항산화 소재로 개발 할 수 있을 것으로 사료된다.
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