This study was carried out to determine the biological activity of Acanthopanax sessiliflorum fruit extracts. The phenolic compound contents of the extracts were 21.4 and 15.8 mg/g in hot water and 60% ethanol extracts. The total anti-oxidant activities of the water and the 60% ethanol extracts at a...
This study was carried out to determine the biological activity of Acanthopanax sessiliflorum fruit extracts. The phenolic compound contents of the extracts were 21.4 and 15.8 mg/g in hot water and 60% ethanol extracts. The total anti-oxidant activities of the water and the 60% ethanol extracts at a 200 ${\mu}g/mL$ phenolic concent ration were at $92.4{\pm}0.8$ and $89.2{\pm}1.1%$ in terms of the DPPH radical scavenging activity, $98.3{\pm}1.1$ and $96.5{\pm}3.5%$ in terms of the ABTS radical decolorization, $2.0{\pm}0.6$ and $1.2{\pm}2.8$ PF in terms of the anti-oxidant protection factor, and $66.3{\pm}0.8$ and $61.4{\pm}2.3%$ in terms of the TBARs inhibitory activity. The activities that inhibited the angiotensin-converting enzyme and xanthin oxidase were at $85.1{\pm}3.2$ and 0% in the water extracts and $59.3{\pm}1.5$ and $9.5{\pm}0.8%$ in the 60% ethanol extracts at the 200 ${\mu}g/mL$ phenolic concentration. The tyrosinase and elastase inhibitory activities were at $56.6{\pm}1.8$ and $53.1{\pm}1.1%$ in the water extracts and $33.7{\pm}2.2$ and $22.4{\pm}3.1%$ in the 60% ethanol extracts. The astringent effect of the water and the 60% ethanol extracts were at $50.5{\pm}0.9$ and $11.5{\pm}4.1%$.
This study was carried out to determine the biological activity of Acanthopanax sessiliflorum fruit extracts. The phenolic compound contents of the extracts were 21.4 and 15.8 mg/g in hot water and 60% ethanol extracts. The total anti-oxidant activities of the water and the 60% ethanol extracts at a 200 ${\mu}g/mL$ phenolic concent ration were at $92.4{\pm}0.8$ and $89.2{\pm}1.1%$ in terms of the DPPH radical scavenging activity, $98.3{\pm}1.1$ and $96.5{\pm}3.5%$ in terms of the ABTS radical decolorization, $2.0{\pm}0.6$ and $1.2{\pm}2.8$ PF in terms of the anti-oxidant protection factor, and $66.3{\pm}0.8$ and $61.4{\pm}2.3%$ in terms of the TBARs inhibitory activity. The activities that inhibited the angiotensin-converting enzyme and xanthin oxidase were at $85.1{\pm}3.2$ and 0% in the water extracts and $59.3{\pm}1.5$ and $9.5{\pm}0.8%$ in the 60% ethanol extracts at the 200 ${\mu}g/mL$ phenolic concentration. The tyrosinase and elastase inhibitory activities were at $56.6{\pm}1.8$ and $53.1{\pm}1.1%$ in the water extracts and $33.7{\pm}2.2$ and $22.4{\pm}3.1%$ in the 60% ethanol extracts. The astringent effect of the water and the 60% ethanol extracts were at $50.5{\pm}0.9$ and $11.5{\pm}4.1%$.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전통한약재로 사용되는 오가피열매의 성인병 예방 등 생리활성을 검토하여 기능성 소재로 이용하기 위하여 추출물의 항산화효과 및 고혈압, 당뇨, 관절염 억제 등의 기능성 식품활성과 미백, 주름개선, 항염증 등의 기능성 미용식품활성 등을 살펴보았다.
제안 방법
DPPH radical에 대한 소거활성은 Blios(12)의 방법을 변형하여 측정하였으며, 전자공여능(%)은 1-(반응구의 흡광도/대조구의 흡광도)×100으로 나타내었다.
S. mutans 배양에는 brain heart medium을 H. pylori의 배양에는 최적배지(special pepton 0.5 g, agar 0.75 g, NaCl 0.25 g, yeast extract 0.25 g, beef extract 0.2 g 및 pyruvic acid 0.025 g/50 mL)를 사용하여 미호기성 조건을 유지시켜주기 위해서 10% CO2 incubator를 이용하였으며, incubator의 습도는 항상 95% 이상으로 유지하였고, agar plate상에서 배양은 37℃로 48∼72시간 동안 실시한 후 생성되는 clear zone (mm)을 측정하여 항균효과의 유무를 판단하였다(17).
오가피열매 추출물의 다양한 생리활성을 측정하였다. 오가피열매 추출물의 페놀성물질 함량은 열수 추출물과 60% ethanol 추출물에서 각각 21.
오가피열매 추출액은 오가피열매 1 g을 물과 ethanol (0∼100%)을 추출용매로 사용하여 시료 1 g에 추출용매 100 mL를 첨가하여 shaking incubator (SI-600R, Lab Companion, Korea)에서 24시간 동안 상온에서 150 rpm으로 추출을 시행하였으며, 추출 후 추출액은 10,000 rpm에서 15분간 원심분리(Himac CR-21E, Hitachi, Japan)하고 Whatman No 1 filter paper로 여과하여 여액을 시료로 사용하였다.
페놀성 화합물은 다양한 구조와 분자량을 가지며, phenolic hydroxyl기를 가지기 때문에 단백질 및 기타 거대분자들과 결합하는 성질을 가지며, 항산화작용을 포함한 다양한 생리활성기능을 가지는 것으로 알려져 있어(21), 추출물에 함유된 페놀성 화합물의 함량을 측정하였다. 오가피열매를 물과 에탄올을 이용하여 추출물을 조제하고 물과 에탄올 추출물의 페놀성 화합물의 함량을 측정하였다. 그 결과 Fig.
페놀성 화합물은 다양한 구조와 분자량을 가지며, phenolic hydroxyl기를 가지기 때문에 단백질 및 기타 거대분자들과 결합하는 성질을 가지며, 항산화작용을 포함한 다양한 생리활성기능을 가지는 것으로 알려져 있어(21), 추출물에 함유된 페놀성 화합물의 함량을 측정하였다. 오가피열매를 물과 에탄올을 이용하여 추출물을 조제하고 물과 에탄올 추출물의 페놀성 화합물의 함량을 측정하였다.
대상 데이터
오가피열매는 대구약령시 소재 한약방에서 구입하였으며, 100 mesh로 분쇄하여 실험재료로 사용하였다.
항균활성 측정실험에 사용한 균주는 Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus mutans, Helicobacter pylori를 사용하였다. S.
이론/모형
ABTS radical cation decolorization (ABTS)의 측정은 Pellegrin 등의 방법(13)에 의해 측정하였고, 저해율(%)는 1-(반응구의 흡광도/대조구의 흡광도)×100으로 나타내었다.
ACE 저해효과 측정은 Cushman 등의 방법(16)에 의하여 행하였다. 즉, 반응구는 0.
Angiotensin converting enzyme (ACE)과 xanthine oxidase (XOase) 저해능은 200 μg/mL 농도의 페놀성 화합물이 첨가되었을 때 열수 추출물에서 ACE가 59.3±1.5%의 저해능을 나타내었고, 에탄올 추출물에서 ACE가 85.1±3.2%, XOase가 9.52±0.8%의 저해능을 가지는 것으로 확인되었다.
Astringent 효과는 열수 추출물에서 50.5±0.9%, 60% ethanol 추출물에서 11.5±4.1%의 효과를 가지는 것으로 확인되었다.
오가피열매를 물과 에탄올을 이용하여 추출물을 조제하고 물과 에탄올 추출물의 페놀성 화합물의 함량을 측정하였다. 그 결과 Fig. 1과 같이 물 추출물의 페놀성 물질의 용출량이 알콜 추출물보다 높게 나타났으며, 알콜을 추출용매로 사용하였을 때는 60% 에탄올의 용출율이 가장 높게 나타났다. 용출시간은 Fig.
따라서 연구에서 오가피열매 추출물의 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과 Table 5에서와 같이, 열수 추출물에서 200 μg/mL 농도의 페놀성 화합물이 첨가되었을 때 33.7%의 tyrosinase 억제효과가 관찰되었으며, 알콜추출물의 경우 동일한 농도에서 58.8±1.8% tyrosinase 억제효과를 나타내어 미백효과를 활용하기 위해서는 알콜 추출물이 더 효과적이라고 판단되었다.
7%의 저해율을 나타낸다고 보고한 것과 비교하면, 오가피열매 추출물의 elastase 저해활성이 매우 높은 것을 알 수 있었다. 따라서 오가피열매 추출물은 외용화장품에 적용함으로써 피부의 엘라스틴 분해를 억제하여 진피 내 피부탄력을 유지하는 역할을 수행함으로서 피부탄력을 유지할 수 있어, 피부탄력유지 및 주름개선용 화장품의 소재로서 개발이 가능할 것으로 판단하였다.
또한, 오가피열매에 의한 지질과산화 억제 효과를 측정하는 지표로서 TBARs 생성의 감소 정도를 측정한 결과 Table 2에 나타내어진 것처럼 열수 추출물에서 200 μg/mL 페놀성 화합물의 첨가농도에서 66.3±0.8% 억제율을 나타내었고, 60% ethanol 추출물에서는 200 μg/mL 페놀성 화합물의 첨가농도에서 61.4±2.3%의 억제율을 나타내었다.
본 연구에서는 오가피열매 추출물들이 고혈압의 발생기작에서 ACE저해 작용을 통한 고혈압억제 활성을 측정한 결과, Table 3에서와 같이 열수 추출물이 200 μg/mL 페놀성 화합물의 첨가농도에서 59.5±3.2%의 저해율을 나타내었고, 60% ethanol 추출물에서는 200 μg/mL 페놀성 화합물의 첨가농도에서 85.1±1.5% 저해율을 나타내어 에탄올 추출물이 열수 추출물에 비해 상대적으로 높은 고혈압 발생효소인 ACE억제율을 나타내었다.
오가피열매 추출물들의 astringent 효과를 측정한 결과, Table 7에서와 같이 200 μg/mL 농도의 페놀성 화합물이 첨가되었을 때 오가피열매 열수 추출물은 56.5±0.9%, 60% ethanol 추출물에서는 11.5±4.1%의 효과를 보여 물 추출물에서의 astringent 효과가 더 우수함을 확인할 수 있었다.
오가피열매 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과, Table 2와 같이 열수 추출물에서 첨가되는 페놀성 화합물의 농도가 50∼200 μg/mL로 높아질수록 43.8±2.4∼92.4±0.1%로 농도 의존적으로 항산화 효과가 증가하였으며, 60% ethanol 추출물에서도 농도 의존적으로 32.5±4.4∼89.2±1.1%로 높은 항산화 효과를 나타내었으나, 열수 추출물에 비해서 상대적으로 다소 낮은 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다.
오가피열매 추출물의 elastase저해 효과를 측정결과 Table 6과 같이 200 μg/mL 농도의 페놀성 화합물이 첨가되었을 때 열수 추출물에서 53.1±1.1%의 저해능을, 60% ethanol 추출물에서는 22.4±3.1%의 저해능을 보여 주름 개선을 위하여서는 물추출물이 알콜 추출물보다 더 효과적이라는 것을 알 수 있었다.
1%였다고 보고한 것과 비교하면 오가피 보다 오가피열매가 더 높은 tyrosinase 저해 활성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 오가피열매 추출물의 미백활성도 역시 농도 의존적인 저해 양상을 나타내고 있었으며 첨가되는 phenolic compound의 양에 따라 저해효과는 결정될 것으로 판단하였다. Lee 등(32)은 제주산 식물을 이용한 tyrosinase 억제 활성을 측정한 결과 1,000 ppm의 농도에서 10.
오가피열매 추출물의 항균효과를 측정하기 위하여 피부 상재균인 S. epidermidis와 식중독균인 S. aureus, E. coli, 충치균인 S. mutans, 위염 위궤양 및 위암과 관련 있다고 알려진 H. pylori를 사용하여 생육억제 효과를 측정한 결과 Table 4에서와 같이 물 추출물에서는 페놀성 물질의 농도와 균의 종류에 상관없이 항균활성이 나타나지 않았으며, 알콜 추출물의 경우 피부상재균인 S. epidermidis의 경우에서만 200 μg/100 μL의 농도에서 매우 약한 저해를 나타내었을 뿐 저 농도에서는 항균효과를 관찰할 수 없었으며, 충치균인 S. mutans와 위염, 위궤양 원인균인 H. pylori의 경우, 농도에 관계없이 항균효과가 검출되지 않았다.
오가피열매의 항산화력을 측정하기 위해 aqueous phase와 organic phase 모두에 적용이 가능하며, potassium persulfate와의 반응에 의해 생성된 ABTS+ free radical이 추출물속의 항산화 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용하여 ABTS radical cation decolorization을 측정한 결과, Table 2와 같이 열수 추출물에서 200 μg/mL 페놀성 화합물의 첨가농도에서 98.3±1.1%로 대단히 우수한 항산화력을 나타내었으며, 60% ethanol 추출물에서도 200 μg/mL의 페놀성 물질 첨가에 의해 98.3±1.1%의 대단히 우수한 항산화력을 나타내어 친수성 및 lipophilic 물질에 적용 가능한 항산화제로의 활용이 매우 기대되는 바이다.
지용성 물질에 대한 항산화력을 측정하기 위하여 지질 산화과정에서 생성되는 peroxy radical과 반응하여 불활성물질(inactive products)을 형성하고 그로 인해 free radical에 의해 연쇄 반응을 중단시킨다는 β-carotene linoleate system을 이용하여 antioxidant protention factor (PF)를 측정한 결과, Table 2와 같이 열수 추출물에서는 2.0±0.6 PF, 60% ethanol 추출물에서는 1.2±2.8 PF 값으로 지용성물질에 대한 항산화력도 우수한 것으로 확인되었다.
2와 같이 물과 알콜 추출물 모두 12시간 안에 대부분의 페놀성 물질들이 용출되는 것으로 나타났다. 추출물의 페놀성물질의 함량은 Table 1과 같이 열수추출물에서 페놀성 물질의 함량이 21.4 mg/g으로, 60% ethanol을 용매로 제조한 추출물의 15.8 mg/g보다 높은 함량을 나타내었다. 가시 오가피의 경우 줄기와 잎의 열수추출물에서 각각 16 mg/g, 4.
후속연구
위의 연구결과에서와 같이, 오가피열매에서도 다양한 생리활성 물질이 함유되어 있는 것으로 판단되며, 기능성 식품이나 기능성 화장품의 원료 등 다양한 제품의 천연 물질로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.
활성산소를 조절하는 항산화제에는 합성항산화제와 천연항산화제로 구분되며, 합성 항산화제의 경우, 뛰어난 항산화 효과를 보이는 반면 다량 섭취 시 여러 가지 독성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있어 안전한 천연항산화제 연구에 대한 관심이 높아지고 있다(25). 특히 인간이 오랫동안 섭취해 온 약용식물 중 본 연구에 이용된 오가피열매는 안전한 천연물로 본 연구의 결과와 같이 오가피열매 안에 존재하는 phenolic compound들이 항산화 시스템 구축에 있어서 체내 활성산소를 감소시키며, 인체에 안전하고 항산화 효과가 높은 것으로 판단되어, 부작용이 없는 천연항산화제로의 개발이 가능하리라 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가시오가피 성분에는 어떤 것들이 있는가?
시베리아 인삼이라고 불리는 가시오가피는 강장제로서 기관지 천식 치료, 체력 증진, 근골격 증진, 항암, 항노화, 피로회복, 신진대사 작용(adaptogenic activity)이 있는 귀중한 약용식물자원으로 사용되어 오고 있다(8). 오가피 성분에 관한 연구는 Ovodov(9)가 오가피의 근피 추출물에서 eleutheroside A, B, B-1, C, D, E, G, I, K, M 등의 saponin을 분리하여 보고한 이후로, lignan, coumarin, diterpene, triterpenoid, phenolic compound 등의 천연물질들이 잎 또는 열매에 풍부하게 함유되어 주목받고 있는 약재이다(10). 특히 열매(오가자)는 뿌리나 줄기의 유효성분인 eleutheroside E와 B, sterol, chiisanoside 등의 존재가 확인되어 있으나(9), 오가피 열매에 대한 생리적 효능에 대한 연구가 별반 이루어지지 않은 상태이다.
가시오가피 꽃의 색상은?
가시오가피(Eleutherococcus senticosus)는 낙엽관목으로서 잎은 장상복엽이며 꽃은 자획색이며, 열매는 둥글며 털이 없고 10월에 익는다(7). 시베리아 인삼이라고 불리는 가시오가피는 강장제로서 기관지 천식 치료, 체력 증진, 근골격 증진, 항암, 항노화, 피로회복, 신진대사 작용(adaptogenic activity)이 있는 귀중한 약용식물자원으로 사용되어 오고 있다(8).
가시오가피의 이명은?
가시오가피(Eleutherococcus senticosus)는 낙엽관목으로서 잎은 장상복엽이며 꽃은 자획색이며, 열매는 둥글며 털이 없고 10월에 익는다(7). 시베리아 인삼이라고 불리는 가시오가피는 강장제로서 기관지 천식 치료, 체력 증진, 근골격 증진, 항암, 항노화, 피로회복, 신진대사 작용(adaptogenic activity)이 있는 귀중한 약용식물자원으로 사용되어 오고 있다(8). 오가피 성분에 관한 연구는 Ovodov(9)가 오가피의 근피 추출물에서 eleutheroside A, B, B-1, C, D, E, G, I, K, M 등의 saponin을 분리하여 보고한 이후로, lignan, coumarin, diterpene, triterpenoid, phenolic compound 등의 천연물질들이 잎 또는 열매에 풍부하게 함유되어 주목받고 있는 약재이다(10).
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