본 연구는 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)의 생리효능을 체계적으로 밝히기 위한 기초 자료를 얻고자 in vitro 에서 80% 에탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 항산화 효과를 검증하였다. 섬초롱 에탄올 추출물의 추출 수율은 35.18%였으며, 이에 대하여 용매별로 분획한 수율은 water 분획물이 74.53%로 가장 높았으며, n-butanol, n-hexane, ethyl acetate, chloroform 순이었다. 섬초롱 추출물 및 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 분획물에서 276.26 mg/g으로 가장 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, 섬초롱 ethyl acetate 분획물에서 $IC_{50}$ 값이 0.13 mg/mL로 높은 활성을 나타내었다. 0.5 mg/mL 농도에서의 ABTS 라디칼 소거활성은 ethyl acetate 분획물에서 98% 이상의 활성을 보였으며, 이는 항산화 대조군인 ascorbic acid의 활성과 비교 시 높은 활성을 갖는 것으로 나타났다. 환원력은 분획물 모두 1 mg/mL 농도에서 ethyl acetate 분획물이 유의적으로 높은 흡광도 수치를 나타내었다. SOD 유사활성은 1 mg/mL의 농도로 측정한 결과, 섬초롱은 n-butanol 분획물 70.56%, ethyl acetate 분획물 62.27%로 나타났다. Tyrosinase 저해 활성은 5 mg/mL의 농도에서 n-butanol 분획물 34.77%, ethyl acetate 분획물 30.85% 순으로 나타났다. 이상의 결과로부터 섬초롱의 추출물 및 분획물 중 ethyl acetate와 n-butanol 분획물의 경우 높은 항산화 활성을 나타내어, 천연물소재로서 식품 첨가물 및 화장품 원료로의 가능성이 있는 것으로 사료된다.
본 연구는 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)의 생리효능을 체계적으로 밝히기 위한 기초 자료를 얻고자 in vitro 에서 80% 에탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 항산화 효과를 검증하였다. 섬초롱 에탄올 추출물의 추출 수율은 35.18%였으며, 이에 대하여 용매별로 분획한 수율은 water 분획물이 74.53%로 가장 높았으며, n-butanol, n-hexane, ethyl acetate, chloroform 순이었다. 섬초롱 추출물 및 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 분획물에서 276.26 mg/g으로 가장 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, 섬초롱 ethyl acetate 분획물에서 $IC_{50}$ 값이 0.13 mg/mL로 높은 활성을 나타내었다. 0.5 mg/mL 농도에서의 ABTS 라디칼 소거활성은 ethyl acetate 분획물에서 98% 이상의 활성을 보였으며, 이는 항산화 대조군인 ascorbic acid의 활성과 비교 시 높은 활성을 갖는 것으로 나타났다. 환원력은 분획물 모두 1 mg/mL 농도에서 ethyl acetate 분획물이 유의적으로 높은 흡광도 수치를 나타내었다. SOD 유사활성은 1 mg/mL의 농도로 측정한 결과, 섬초롱은 n-butanol 분획물 70.56%, ethyl acetate 분획물 62.27%로 나타났다. Tyrosinase 저해 활성은 5 mg/mL의 농도에서 n-butanol 분획물 34.77%, ethyl acetate 분획물 30.85% 순으로 나타났다. 이상의 결과로부터 섬초롱의 추출물 및 분획물 중 ethyl acetate와 n-butanol 분획물의 경우 높은 항산화 활성을 나타내어, 천연물소재로서 식품 첨가물 및 화장품 원료로의 가능성이 있는 것으로 사료된다.
The study analyzed the total polyphenolic contents, DPPH radical scavenging activities, ABTS radical scavenging activities, reducing power levels, SOD-like activities, and tyrosinase inhibition activities of fractions from Campanula takesimana Nakai extract. Total polyphenolic content of the ethyl a...
The study analyzed the total polyphenolic contents, DPPH radical scavenging activities, ABTS radical scavenging activities, reducing power levels, SOD-like activities, and tyrosinase inhibition activities of fractions from Campanula takesimana Nakai extract. Total polyphenolic content of the ethyl acetate fraction from Campanula takesimana Nakai extract was the highest. The ethyl acetate fraction of Campanula takesimana Nakai extract showed the lowest $IC_{50}$ value (0.13 mg/mL) as well as greater than 98% ABTS radical scavenging activity, which was similar to ascorbic acid. Further, reducing power was significantly higher in the ethyl acetate fraction. The SOD-like activity of edible plant was 70.56% (n-butanol fraction) and 62.27% (ethyl acetate fraction) at 1 mg/mL. Tyrosinase inhibition activity of Campanula takesimana Nakai extract was reduced to 34.77% in the n-butanol fraction and 30.85% in the ethyl acetate fraction at 5 mg/mL. These results suggest that the ethyl acetate and n-butanol fractions of Campanula takesimana Nakai extract could be applicable as food additives or cosmeceutical ingredients.
The study analyzed the total polyphenolic contents, DPPH radical scavenging activities, ABTS radical scavenging activities, reducing power levels, SOD-like activities, and tyrosinase inhibition activities of fractions from Campanula takesimana Nakai extract. Total polyphenolic content of the ethyl acetate fraction from Campanula takesimana Nakai extract was the highest. The ethyl acetate fraction of Campanula takesimana Nakai extract showed the lowest $IC_{50}$ value (0.13 mg/mL) as well as greater than 98% ABTS radical scavenging activity, which was similar to ascorbic acid. Further, reducing power was significantly higher in the ethyl acetate fraction. The SOD-like activity of edible plant was 70.56% (n-butanol fraction) and 62.27% (ethyl acetate fraction) at 1 mg/mL. Tyrosinase inhibition activity of Campanula takesimana Nakai extract was reduced to 34.77% in the n-butanol fraction and 30.85% in the ethyl acetate fraction at 5 mg/mL. These results suggest that the ethyl acetate and n-butanol fractions of Campanula takesimana Nakai extract could be applicable as food additives or cosmeceutical ingredients.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 산채류 가운데 섬초롱의 생리 효능을 체계적으로 밝히기 위한 기초 자료를 얻고자 in vitro에서 80% 에탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 항산화 효과를 검증하고 천연물소재로서 기능성 식품, 화장품 개발을 위한 기초자료로 제공하고자 연구를 수행하였다.
본 연구는 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)의 생리효능을 체계적으로 밝히기 위한 기초 자료를 얻고자 in vitro에서 80% 에탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 항산화 효과를 검증하였다. 섬초롱 에탄올 추출물의 추출 수율은 35.
가설 설정
1)Amount required for 50% reduction of hydrogen donating activity.
2)Values with different letters within a same column (a-f) differ significant (p<0.05).
3)Values with different letters within a same column (a-f) differ significant (p<0.05).
3)Values with different letters within a same column (a-g) differ significant (p<0.05).
제안 방법
80% 에탄올 추출물을 Fig. 1과 같이 separating funnel에 의한 용매별 분획으로 n-hexane, chloroform, ethyl acetate 및 n-butanol로 연속 추출한 후 각 분획물을 rotary vacuum evaporator로 감압·농축한 다음 동결 건조시켜 수율을 계산하였다.
2 mL를 첨가하여 혼합한 후 3분간 실온에서 반응시킨 뒤, 10% sodium carbonate(Na2CO3) 용액 3 mL를 가하여 암실에서 1시간 동안 방치하여 상등액을 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid(Sigma)를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 이 검량곡선으로부터 시료중의 총 폴리페놀 함량을 구하였다.
항산화활성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH, Sigma)를 이용하여 시료의 라디칼 소거효과(radical scavenging effect)를 측정하는 Blois법(28)을 활용하였다. 각 분획물을 농도별(0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0 mg/mL)로 제조한 시료 0.2 mL에 0.2 mM DPPH 0.6 mL를 가하고 vortex mixing 후 실온에서 15분간 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하여 DPPH의 환원에 의한 흡광도 감소를 조사하였다. 무처리구와 처리구의 값을 비교하여 free radical 소거활성을 결정하였다.
25 mL, Sigma)를 혼합시켰다. 그리고 혼합물을 50℃에서 20분 동안 incubation 시킨 후 tricholoroacetic acid(0.25 mL, 10%, w/v)를 첨가시킨 후 10분 동안 3000 rpm으로 원심분리를 시켜 상징액(0.5 mL)에 탈이온수(0.5 mL)와 1% ferric chloride(0.1 mL, Sigma)를 첨가시켰고, UV/Visible spectrophotometer(Shimadzu UV-1800, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.
6 mL를 가하고 vortex mixing 후 실온에서 15분간 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하여 DPPH의 환원에 의한 흡광도 감소를 조사하였다. 무처리구와 처리구의 값을 비교하여 free radical 소거활성을 결정하였다. 이때 IC50(mg/mL)은 추출물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50% 감소시키는 추출물의 농도를 나타냈으며, 기존의 항산화제인 ascorbic acid를 대조구로 사용하여 비교하였다.
산화방지는 물론 노화억제와도 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있는 SOD 유사활성은 pyrogallol에 대한 자동산화 반응을 이용하여 측정하였다(Table 4). 섬초롱 추출물의 분획물을 1 mg/mL의 농도로 측정한 결과 섬초롱은 80% 에탄올 추출물이 16.
섬초롱 추출물의 분획물을 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0 mg/mL의 농도에서 Fe+3이온에서 Fe+2이온으로의 환원력을 측정하였으며, 이를 700 nm에서의 흡광도 값으로 나타내었다. 환원력이 클수록 녹색에 가깝게 발색되므로 항산화 활성이 큰 물질일수록 높은 흡광도 값을 나타낸다.
무처리구와 처리구의 값을 비교하여 free radical 소거활성을 결정하였다. 이때 IC50(mg/mL)은 추출물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50% 감소시키는 추출물의 농도를 나타냈으며, 기존의 항산화제인 ascorbic acid를 대조구로 사용하여 비교하였다.
대상 데이터
실험에 사용된 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)은 6월에 강원도농업기술원 특화작물시험장으로부터 제공받아, 일주일간 음건하였고 마쇄하여 분말로 만든 후 각종 항산화 및 생리활성 관련 분석을 실시하였다.
즉, 7 mM ABTS와 140 mM K2S2O8을 5 mL:88 μL로 섞어 어두운 곳에 14∼16시간 방치시킨 후, 이를 absolute ethanol과 1:88 비율로 섞어 734 nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.7±0.002가 되도록 조절한 ABTS solution을 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 이상 반복 실시하였으며, 얻어진 결과들은 SPSS 14.0(Statistical Package for Social, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software를 이용하여 유의적 차이가 있는 항목에 대해서 Duncan's multiple range test로 p<0.05 수준에서 유의차 검정을 실시하였다.
이론/모형
ABTS radical scavenging activity의 측정은 Pellegrin 등(29)의 방법에 의해 측정하였다. 즉, 7 mM ABTS와 140 mM K2S2O8을 5 mL:88 μL로 섞어 어두운 곳에 14∼16시간 방치시킨 후, 이를 absolute ethanol과 1:88 비율로 섞어 734 nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.
Marklund와 Marklund(31)의 방법의 변법을 이용하여 시료의 SOD 유사활성을 측정하였다. 즉, 시료 0.
Reducing power는 Oyaizu(30)의 방법에 따라 측정하였다. 농도를 각각 달리하여(0, 50, 200, 300, 400 μg/mL) 첨가한 추출물 1 mL에 sodium phosphate buffer(0.
섬초롱 추출물의 tyrosinase 저해 활성은 Yagi 등(32)의 방법에 따라 측정하였다. 0.
폴리페놀 화합물 함량은 페놀성 물질인 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 원리를 이용한 Folin-Denis 방법(27)을 이용하여 측정하였다. 1 mg/mL 농도로 methanol에 용해시킨 시료액 0.
항산화활성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH, Sigma)를 이용하여 시료의 라디칼 소거효과(radical scavenging effect)를 측정하는 Blois법(28)을 활용하였다. 각 분획물을 농도별(0.
성능/효과
13 mg/mL로 높은 활성을 나타내었다. 0.5 mg/mL 농도에서의 ABTS 라디칼 소거활성은 ethyl acetate 분획물에서 98% 이상의 활성을 보였으며, 이는 항산화 대조군인 ascorbic acid의 활성과 비교 시 높은 활성을 갖는 것으로 나타났다. 환원력은 분획물 모두 1 mg/mL 농도에서 ethyl acetate 분획물이 유의적으로 높은 흡광도 수치를 나타내었다.
26 mg/g으로 가장 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, 섬초롱 ethyl acetate 분획물에서 IC50 값이 0.13 mg/mL로 높은 활성을 나타내었다. 0.
환원력은 분획물 모두 1 mg/mL 농도에서 ethyl acetate 분획물이 유의적으로 높은 흡광도 수치를 나타내었다. SOD 유사활성은 1 mg/mL의 농도로 측정한 결과, 섬초롱은 n-butanol 분획물 70.56%, ethyl acetate 분획물 62.27%로 나타났다. Tyrosinase 저해 활성은 5 mg/mL의 농도에서 n-butanol 분획물 34.
101의 흡광도 수치를 나타내었다 보고하였다. 따라서 섬초롱 추출물의 분획물 중 ethyl acetate 분획물이 눈개승마의 ethyl acetate 분획물보다는 낮은 흡광도 수치를 나타내었지만 제비꽃 추출물에 비해서는 비교적 높은 환원력을 나타내었다.
0 mg/g이라고 보고하였다. 따라서 위의 연구 결과들과 비교할 때, 본 연구의 섬초롱은 많은 폴리페놀 함량을 가지는 것으로 나타났다.
82%로 나타났다. 분획물중 n-butanol 분획물에서 가장 높은 SOD 유사활성 효과를 나태었으나, 대조군인 ascorbic acid의 활성에 비해 낮았고, 80% 에탄올 추출물과 water 분획물간의 활성에는 유의차가 나타나지 않았다.
섬초롱 80% 에탄올 추출물과 그 분획물의 tyrosinase 저해 활성 측정은 0.1, 0.5, 1, 5 mg/mL의 농도로 측정하였으며, 산채류 추출물과 분획물 모두 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 증가하였다. Fig.
섬초롱 80% 에탄올 추출물의 용매별 분획물의 추출 수율은 water(74.53%)> n-butanol(12.73%)> n-hexane(10.82%)> ethyl acetate(1.26%)> chloroform(0.65%)으로 water 분획물에서 가장 높은 수율을 나타내었고, chloroform 분획물에서 가장 낮은 수율을 나타내었다.
본 연구는 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)의 생리효능을 체계적으로 밝히기 위한 기초 자료를 얻고자 in vitro에서 80% 에탄올 추출물과 순차적 분획물에 대하여 항산화 효과를 검증하였다. 섬초롱 에탄올 추출물의 추출 수율은 35.18%였으며, 이에 대하여 용매별로 분획한 수율은 water 분획물이 74.53%로 가장 높았으며, n-butanol, n-hexane, ethyl acetate, chloroform 순이었다. 섬초롱 추출물 및 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 분획물에서 276.
53%로 가장 높았으며, n-butanol, n-hexane, ethyl acetate, chloroform 순이었다. 섬초롱 추출물 및 분획물의 총 폴리페놀 함량은 ethyl acetate 분획물에서 276.26 mg/g으로 가장 높게 나타났다. DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, 섬초롱 ethyl acetate 분획물에서 IC50 값이 0.
산화방지는 물론 노화억제와도 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있는 SOD 유사활성은 pyrogallol에 대한 자동산화 반응을 이용하여 측정하였다(Table 4). 섬초롱 추출물의 분획물을 1 mg/mL의 농도로 측정한 결과 섬초롱은 80% 에탄올 추출물이 16.75%, n-hexane 38.42%, chloroform 57.88%, ethyl acetate 62.27%, n-butanol 70.56%, water 15.82%로 나타났다. 분획물중 n-butanol 분획물에서 가장 높은 SOD 유사활성 효과를 나태었으나, 대조군인 ascorbic acid의 활성에 비해 낮았고, 80% 에탄올 추출물과 water 분획물간의 활성에는 유의차가 나타나지 않았다.
섬초롱 추출물의 분획별 0.5 mg/mL 농도의 ABTS 라디칼 소거 활성을 평가한 결과, Table 3에 나타낸 바와 같이 섬초롱의 ABTS 라디칼 소거 활성은 ethyl acetate> n-butanol> chloroform> 80% ethanol> n-hexane> water 순으로, ethyl acetate 분획물에서 98.96%로 가장 높은 활성을 보여 항산화 대조군인 ascorbic acid(99.42%) 활성과 비교 시 본 시료의 ethyl acetate 분획물 활성이 뒤떨어지지 않음을 알 수 있었다.
DPPH radical 소거활성은 검체 농도에 따른 항산화 활성 변화 곡선으로부터 산화를 50% 억제시키는 농도인 IC50으로 나타내었다. 섬초롱의 DPPH radical 소거활성은 분획물 중에서 ethyl acetate 분획물이 높은 활성을 나타내었고, 양성 대조군인 ascorbic acid와는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. n-butanol과 chloroform 분획물, n-hexane과 80% 에탄올 분획물에서도 유의차가 나타나지 않았으며 water 분획물은 산채류의 분획물중 가장 낮은 활성을 나타내었다.
섬초롱의 총 폴리페놀 함량은 80% 에탄올 추출물에서 129.27, n-hexane 130.98, chloroform 156.79, ethyl acetate 276.26, n-butanol 158.45, water 107.34 mg/g으로 ethyl acetate> n-butanol≃chloroform> n-hexane> 80% ethanol> water 분획물 순으로 나타나 페놀화합물이 주로 ethyl acetate 분획물에 다량 존재함을 확인할 수 있었다.
환원력이 클수록 녹색에 가깝게 발색되므로 항산화 활성이 큰 물질일수록 높은 흡광도 값을 나타낸다. 섬초롱의 환원력은 모든 용매 분획물 모두 농도가 증가함에 따라 흡광도 수치가 유의적으로 증가함을 나타내었다(Fig. 2). 섬초롱 추출물의 분획물 중 ethyl acetate 분획물이 2.
85% 순으로 나타났다. 이상의 결과로부터 섬초롱의 추출물 및 분획물 중 ethyl acetate와 n-butanol 분획물의 경우 높은 항산화 활성을 나타내어, 천연물소재로서 식품 첨가물 및 화장품 원료로의 가능성이 있는 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
섬초롱은 무엇인가?
일부 잘 알려지지 않은 산채류들은 소규모의 5일장이나 시골의 매일장에서 판매가 이루어지고 있는데, 이 산채류들 중의 하나인 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)은 우리나라 울릉도에서 자생하는 숙근초로서 한국, 중국, 일본 등지에서 널리 자생하는 초롱꽃에 비해 털이 적고 전체적으로 소형이며, 연한 자주색을 띠는 것이 특징이다(23). 섬초롱은 다화성으로 개화기간이 길고 화형이 아름답기 때문에 절화 및 분화용으로 개발가치가 높음에 따라 화훼화하기 위한 다양한 연구가 이루어져 왔다(24,25).
섬초롱은 한국, 중국, 일본 등지에서 널리 자생하는 초롱꽃에 비해 어떤 특징이 있는가?
일부 잘 알려지지 않은 산채류들은 소규모의 5일장이나 시골의 매일장에서 판매가 이루어지고 있는데, 이 산채류들 중의 하나인 섬초롱(Campanula takesimana Nakai)은 우리나라 울릉도에서 자생하는 숙근초로서 한국, 중국, 일본 등지에서 널리 자생하는 초롱꽃에 비해 털이 적고 전체적으로 소형이며, 연한 자주색을 띠는 것이 특징이다(23). 섬초롱은 다화성으로 개화기간이 길고 화형이 아름답기 때문에 절화 및 분화용으로 개발가치가 높음에 따라 화훼화하기 위한 다양한 연구가 이루어져 왔다(24,25).
산채류 중 하나인 섬초롱꽃은 화훼 외에 어떻게 사용되고 있는가?
섬초롱은 다화성으로 개화기간이 길고 화형이 아름답기 때문에 절화 및 분화용으로 개발가치가 높음에 따라 화훼화하기 위한 다양한 연구가 이루어져 왔다(24,25). 섬초롱꽃은 화훼 외에 한방과 민간에서는 뿌리를 천식, 보익, 경풍, 한열, 편도선염, 인후염 등의 치료약재로도 사용하며(23), 어린 순과 잎은 나물용 및 쌈용으로 이용된다(26). 그러나 섬초롱의 재배학적인 면에 관한 연구는 일부 수행되어 있으나, 생리학적 기능이나 활성성분에 대한 연구들은 전무한 실정이다.
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