[논문]한국산 대나무의 추출방법에 따른 항균 및 항산화 특성

최환석; 김귀철; 신현재

doi:10.7841/ksbbj.2012.27.2.131

한국산 대나무의 추출방법에 따른 항균 및 항산화 특성
Comparison of Antimicrobial and Antioxidant Activities by Different Extraction Methods in Korean Bamboos 원문보기

KSBB Journal, v.27 no.2, 2012년, pp.131 - 135

최환석 (조선대학교 생명화학공학과) , 김귀철 (전남나노바이오연구센터) , 신현재 (조선대학교 생명화학공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

To develop potential cosmetic ingredients with antimicrobial and antioxidant activities of 4 Korean bamboo species (P. bambusoides, P. nigra var. henonis, P. pubescens and Sasa coreana) using three different extraction methods-water, ethanol and supercritical fluid extraction. Antimicrobial activities and DPPH assay have been examined. Among the antimicrobial activities against two test strains, Escherichia coli and Staphylococcus aureus, ethanol extracts of 3 bamboo trees, P. bambusoides, P. nigra var. henonis, and P. pubescens, showed stronger than those of supercritical extracts. However, 4 bamboo supercritical extracts showed dose-dependent increase in antioxidant activity by DPPH assay. These results suggest that water fraction of bamboo extracts may be useful for the cosmetic ingredient with low cytotoxicity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내에서 자생하는 대나무 4종의 향후 미용향장소재로서의 기능성을 파악하기 위하여 초임계 추출방법을 적용한 대나무 초임계 추출물의 생물학적 특성을 확인하고자 하였다. 대나무 추출물의 항균성은 전반적으로 ethanol 추출물이 두 공시균주에 대하여 열수 및 초임계 추출물과 비교하여 우수한 항균력을 보이는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 향후 미용향장소재로서의 기능성을 파악하기 위하여 국내 자생 대나무 4종에 대한 초임계 추출방법을 적용한 대나무 초임계 추출물의 항균 및 항산화 특성을 확인하고 이를 추후에 화장품 원료물질로 이용하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

4종의 대나무 종류에 대한 추출방법별 비교 연구를 위하여 용매추출은 ethanol (94%) 4 L에 자연 건조시킨 대나무 1.0 kg의 비율로 12시간 동안 상온 추출하고 rotary evaporator (EYELA, Japan)를 이용하여 농축한 시료를 사용하였다. 열수 추출물은 자연 건조시킨 대나무 잎과 줄기를 2차 증류수 4 L에 1.
, Korea)를 이용하여 추출을 진행하였다. 대나무 4종에 대한 초임계유체 추출은 추출물질을 추출바스켓에 넣고 압력을 서서히 올리면서 목표압력인 400 bar와 목표 온도 50℃로 올려 추출 조건을 만족 시킨 후 실행하였다.
대나무의 초임계 유체 추출물의 획득은 유용성분의 추출을 위해 전남나노바이오연구센터 (JNBC)가 보유한 초임계 이산화탄소 추출장비 (Ilshin autoclave Co., Ltd., Korea)를 이용하여 추출을 진행하였다. 대나무 4종에 대한 초임계유체 추출은 추출물질을 추출바스켓에 넣고 압력을 서서히 올리면서 목표압력인 400 bar와 목표 온도 50℃로 올려 추출 조건을 만족 시킨 후 실행하였다.
멸균된 생리식염수 (0.85% NaCl)에 O.D. = 0.1로 희석된 균액을 평판배지에 도말하고 각각의 추출물 시료를 10-1, 10-2 및 10-3으로 희석하여 paper disc에 50 μL씩 흡수 건조시킨 후 24시간 배양하여 disc 주위에 형성된 clear zone의 크기 (mm)를 항균활성으로 측정하였다.

대상 데이터

실험에 사용된 대나무는 전남 담양군 담양읍 및 용면 일대에 자생하는 담양산 대나무를 사용하였으며, 채취한 대나무는 왕대 (Phyllostachys bambusoides), 솜대 (P. nigra var. henonis), 맹종죽 (P. pubescens) 및 신이대 (Sasa coreana) 등 4종을 대상으로 하였으며, 채취한 대나무는 깨끗한 물로 수세한 후 잎과 줄기 부분을 분리하여 7일간 자연 건조하여 대나무 파쇄기 (SUIN, Korea)를 이용하여 50 mm이하의 크기로 분쇄하여 추출에 사용하였다.
전남 담양산 대나무 4종 (왕대, 솜대, 맹종죽, 신이대)의 초임계 유체 추출물의 항균활성측정은 paper disc (8 mm, Toyo Roshi Kaisha, Japan)를 이용한 disc 확산법으로 측정하였다. 한국생명공학연구원으로 분양받은 공시균주들을 액체배지 20 mL에 접종한 후 적정 온도에서 24시간 배양하였다. 멸균된 생리식염수 (0.

데이터처리

대나무 초임계 추출물의 항산화적 특성은 Perez 등 [26]의 방법에 따라 96 well plate에 ethanol에 녹인 100 μM DPPH 용액 180 μL와 대나무 추출액을 최종 농도가 2, 6, 12, 20, 60, 120, 200, 1200 μg/mL 농도로 각각 20 μL씩 가하고 차광 상태에서 37℃에서 20분간 배양한 후 UV-VIS Spectrophotometer (UV-1240, Shimadzu, Japan)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 추출물의 저해율은 3회 반복 실험을 통하여 얻은 값의 평균값으로 측정하였다.

이론/모형

대나무 초임계 추출물의 항산화적 특성은 Perez 등 [26]의 방법에 따라 96 well plate에 ethanol에 녹인 100 μM DPPH 용액 180 μL와 대나무 추출액을 최종 농도가 2, 6, 12, 20, 60, 120, 200, 1200 μg/mL 농도로 각각 20 μL씩 가하고 차광 상태에서 37℃에서 20분간 배양한 후 UV-VIS Spectrophotometer (UV-1240, Shimadzu, Japan)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
전남 담양산 대나무 4종 (왕대, 솜대, 맹종죽, 신이대)의 초임계 유체 추출물의 항균활성측정은 paper disc (8 mm, Toyo Roshi Kaisha, Japan)를 이용한 disc 확산법으로 측정하였다. 한국생명공학연구원으로 분양받은 공시균주들을 액체배지 20 mL에 접종한 후 적정 온도에서 24시간 배양하였다.

성능/효과

DPPH를 이용한 유리 라디칼 소거 반응으로 대나무 추출액의 항산화 작용을 측정한 결과, 1~1000 μg/mL의 농도에서 농도 의존적인 항산화 작용을 보였다.
대나무 추출물의 항균성은 전반적으로 ethanol 추출물이 두 공시균주에 대하여 열수 및 초임계 추출물과 비교하여 우수한 항균력을 보이는 것으로 나타났다. 그람 음성균 E. coli에 대한 항균력에서 3종의 대나무 (맹종죽, 솜대, 왕대)에서 용매추출물이 강한 항균력을 보인 반면에, 신이대의 경우는 초임계 추출물이 다른 추출물에 비하여 가장 강한 항균력을 나타내어 대나무 종류에 따른 차이를 나타내었다. DPPH를 이용한 유리 라디칼 소거 반응으로 대나무 추출액의 항산화 작용을 측정한 결과, 1~1000 μg/mL의 농도에서 농도 의존적인 항산화 작용을 보였다.
2와 같다. 대나무 추출물의 항균성은 전반적으로 ethanol 추출물이 두 공시균주에 대하여 열수 및 초임계 추출물과 비교하여 우수한 항균력을 보이는 것으로 나타났다. 그람 음성균 E.
맹종죽의 경우 저농도 (600 μL/mL 이하)의 농도에서는 용매추출물의 항산화능이 가장 높은 양상을 보였으며, 고농도 (1,000 μL/mL 이상)에서는 초임계 추출물의 항산화력이 지속적으로 증가하였다.
coli에서와 같이 유사한 경향을 나타내었다. 이러한 특성은 대나무 종류에 따라 적절한 추출방법을 적용하여 고유한 기능성 소재를 확보하는데 효과적일 것으로 판단되었다. Huang [13]과 Chung 등 [16]은 대나무 잎 추출물이 식품미생물 Vibrio parahaemolyticus, Pseudomnas aeruginosa, Salmonella typhimurium 등에서 항균력을 나타내었다고 보고하였으며, 또한, 왕대, 솜대 및 맹종죽 잎과 줄기의 열수추출물이 S.
맹종죽의 경우 저농도 (600 μL/mL 이하)의 농도에서는 용매추출물의 항산화능이 가장 높은 양상을 보였으며, 고농도 (1,000 μL/mL 이상)에서는 초임계 추출물의 항산화력이 지속적으로 증가하였다. 이상의 결과로 미루어 볼 때, 국내에서 자생하는 대나무를 이용하여 미용향장소재로 활용하기 위해서는 초임계 추출방법이 항산화 관련 소재 개발에 유용한 추출방법이라고 판단된다.

후속연구

왕대의 경우 초임계 추출물이 300 μL/mL 농도 이후에 항산화력이 급격하게 증가하는 경향을 나타내어, 다른 죽종의 초임계 추출물과 다른 경향을 나타내어 이에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 사료되었다 (Fig. 2).
이러한 결과는 대나무 잎으로부터 추출한 폴리페놀류 유도체들이 DPPH를 이용한 항산화 실험에서 유의한 항산화 작용이 있다는 것이 보고와 유사한 경향을 나타내었다 [25,26]. 향후 대나무 초임계 추출물 활용 항산화 소재의 개발은 왕대에서 개발할 수 있는 기초적인 연구 결과로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대나무의 분포지역은?	대나무는 대나무는 벼과 (Gramineae)에 속하는 식물로 한국, 일본, 중국 등 동남아시아에 주로 분포한다. 벼과 중 가장 키가 큰 식물로 높이 30 m, 지름 30 cm 내외에 달한다.
	대나무 잎의 성분과 어디에 사용되는지 설명하시오	대나무 추출물은 flavone glycosides, phenolic acids, coumarin lactones, anthraquinones, amino acids 등을 함유한다 [7-10]. 대나무 잎에는 플라보노이드 성분이 많이 함유되어 있어 항산화, 항노화 및 항균 활성을 나타냄에 따라, 약제 보조제, 미용향장소재 및 식품 첨가물 등으로 사용되고 있다 [11-14]. 현재까지 대나무 추출물의 생리활성에 관한 연구는 대나무 잎이 활성산소 제거 효소의 활성을 증대시켜 항암 효과를 나타낸다는 연구 [17]를 비롯하여 국내 자생 왕대, 솜대, 맹종죽 및 조릿대 또는 오죽의 항산화 효과 [18], 조릿대 잎 추출물에 의한 비만 및 대사증후군 억제 효과 [19,20] 등에 대한 연구가 이루어져 왔다.
	대나무의 외관상 특징은?	대나무는 대나무는 벼과 (Gramineae)에 속하는 식물로 한국, 일본, 중국 등 동남아시아에 주로 분포한다. 벼과 중 가장 키가 큰 식물로 높이 30 m, 지름 30 cm 내외에 달한다. 줄기는 땅속을 옆으로 뻗어가는 근경으로부터 직립하며, 둥글며 속이 비어있다. 대나무 열수 및 용매추출법에 의한 추출물의 생리활성 물질과 다양한 약리작용에 대한 보고가 있다 [4-6].

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저자의 다른 논문 :

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].

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