[국내논문]함초 씨앗의 화학적 특성과 아질산염 소거능 및 아세틸콜린에스터레이스 저해 효과 Chemical Properties and Nitrite Scavenging and Acetylcholinesterase Inhibitory Activities from Salicornia herbaciea Seed원문보기
This study was to investigate the chemical properties and nitrite scavenging and acetylcholinesterase inhibitory activities from Salicornia herbaciea seed. The lactic acid content of seed was about 2.0 fold higher than that of stem. Among various free sugars, the maximum fructose of seed, glucose of...
This study was to investigate the chemical properties and nitrite scavenging and acetylcholinesterase inhibitory activities from Salicornia herbaciea seed. The lactic acid content of seed was about 2.0 fold higher than that of stem. Among various free sugars, the maximum fructose of seed, glucose of stem, and mannose contents of root were obtained, 176.3, 125.6, and 112.8 mg/100g, respectively. The maximum leucine content of seed among the essential amino acid was obtained, 853.7 mg/100g, which was about 3.0 or 6.0 folds higher than that of root or stem. In the case of glutamic acid of seed, it was 2,388.7 mg/100g, which was 5.6 or 9.8 folds higher han that of root or stem. The ratio of essential amino acid and total amino acid of seed was 30.14%. The ${\gamma}$-aminobutyric acid contents of seed, stem, and root were 43.87, 23.88, and 27.8 mg/100g, respectively. The catechin content of seed was an order of epigallocatechin (723.2 mg/100g) > epigallocatechingallate (654.3 mg/100g) > epicatechin (443.5 mg/100g) > gallocatechin (314.1 mg/100g). Especially, the non-gallated catechins content was about 2.0 folds higher than that of gallated catechins content. The nitrite scavenging activity of seed increased from 38.7 to 65.9% when the hot-water extract content of seed at pH 1.2 increased from 1.0 to 5.0 mg/mL. However, it was decreased to 25.7% at pH 6. The acetylcholinesterase inhibitory activity of seed was increased from 13.2 to 44.6% when the extract content increased from 20 to 100 mg/mL. These results show that S. herbaciea seed has a good potential to be used as a source of material or additive in cosmetics, food, and drug compositions.
This study was to investigate the chemical properties and nitrite scavenging and acetylcholinesterase inhibitory activities from Salicornia herbaciea seed. The lactic acid content of seed was about 2.0 fold higher than that of stem. Among various free sugars, the maximum fructose of seed, glucose of stem, and mannose contents of root were obtained, 176.3, 125.6, and 112.8 mg/100g, respectively. The maximum leucine content of seed among the essential amino acid was obtained, 853.7 mg/100g, which was about 3.0 or 6.0 folds higher than that of root or stem. In the case of glutamic acid of seed, it was 2,388.7 mg/100g, which was 5.6 or 9.8 folds higher han that of root or stem. The ratio of essential amino acid and total amino acid of seed was 30.14%. The ${\gamma}$-aminobutyric acid contents of seed, stem, and root were 43.87, 23.88, and 27.8 mg/100g, respectively. The catechin content of seed was an order of epigallocatechin (723.2 mg/100g) > epigallocatechingallate (654.3 mg/100g) > epicatechin (443.5 mg/100g) > gallocatechin (314.1 mg/100g). Especially, the non-gallated catechins content was about 2.0 folds higher than that of gallated catechins content. The nitrite scavenging activity of seed increased from 38.7 to 65.9% when the hot-water extract content of seed at pH 1.2 increased from 1.0 to 5.0 mg/mL. However, it was decreased to 25.7% at pH 6. The acetylcholinesterase inhibitory activity of seed was increased from 13.2 to 44.6% when the extract content increased from 20 to 100 mg/mL. These results show that S. herbaciea seed has a good potential to be used as a source of material or additive in cosmetics, food, and drug compositions.
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문제 정의
따라서 본 연구는 함초 씨앗의 화학적 특성을 검토하기 위해 유기산, 미네랄, 유리당, 음이온, 아미노산 조성, 카테킨 및 카페인 함량을 분석하였고, 또한 함초씨앗의 열수추출물을 이용하여 아질산염 소거능 및 acetylcholinesterase저해 활성을 검토했다.
특히 치매의 50% 이상을 차지하는 Alzheimer disease (AD) 환자의 경우 ChAT가 감소하는 경향을 나타내고 있으며 또한 AD환자의 치료에 있어 AChE를 억제해 체내의 ACh의 농도를 증가시키는 방법이 이용되고 있다[32]. 따라서 본 연구에서는 함초씨앗의 AChE의 저해활성에 미치는 영향을 조사하였으며. 결과는 Fig.
시료 1g과 증류수 50 mL를 삼각플라스크에 첨가하여 80℃ 수조에서 4시간 가열한 다음 Whatman filter paper (No.2)로 여과하고, 여액을 rotary vacuum evaporater로 감압 농축한 후 증류수로 10 mL로 정용하여 HPLC (Dionex 600 Ion chromatography)로 분석하였으며, 분석 조건은 다음과 같다. 컬럼은 IonPac ICE-AS6 analytical, 이동상은 0.
2)로 여과하고, 여액을 rotary vacuum evaporater로 감압 농축한 후 증류수로 10 mL로 정용하여 HPLC (Dionex 600 Ion chromatography)로 분석하였으며, 분석 조건은 다음과 같다. 컬럼은 IonPac ICE-AS6 analytical, 이동상은 0.4 mM heptafluorobutyric acid, 검출기는ED50 intergrated amperometry으로 분석 하였다.
5 M) 50 mL로 정용하였다. 분석항목별 표준용액을 혼합하고 다른 vial에 8 mL씩을 취하여 표준용액으로 하였고, 대조 구로 HNO3 (0.5 M)을 사용하여 atomic absorption spectrophotometer로 분석하였다.
시료 1g과 에탄올 (80%) 50 mL를 삼각 플라스크에 첨가하여 75℃에서 5시간 가열한 다음 Whatman filter paper (No. 2)로 여과하고 여액을 rotary vacuum evaporator에서 감압 농축한후 10 mL로 정용하여 HPLC (Dionex 600 Ion chromatography) 로 분석하였으며 분석 조건은 다음과 같다. 컬럼은 Carbo PacTM- PA10 analytical, 이동상은 NaOH (200 mM) 와 NaOH (18 mM), 검출기는 ED50 intergrated amperometry로 분석하였다.
2)로 여과하고 여액을 rotary vacuum evaporator에서 감압 농축한후 10 mL로 정용하여 HPLC (Dionex 600 Ion chromatography) 로 분석하였으며 분석 조건은 다음과 같다. 컬럼은 Carbo PacTM- PA10 analytical, 이동상은 NaOH (200 mM) 와 NaOH (18 mM), 검출기는 ED50 intergrated amperometry로 분석하였다.
여과 후 용액을 rotary vacuum evaporator로 감압 농축하여 sodium phosphate buffer (pH 7.0) 10 mL로 정용한 후 1 mL를 취하고 membrane filter (0.2 µM)로 여과한 다음 아미노산자동분석기 (Biochrom 20 (Pharmacia Biotech))로 분석하였으며 분석 조건은 다음과 같다.
검출기는 DAD로 280 nm, 컬럼은 ODS (25 mm × 4.9 mm, 5 µm), 이동상은 methanol:acetic acid:acetonitrile:H2O (20:5:113:862 = v/v/v/v)로 분석하였다.
이 추출물을 감압농축 후 시약{sodium phosphate buffer (0.2 M, pH 3):methanol:D.W = 2:3:15, v/v} 10 mL에 완전히 용해시킨 후 membranefilter (0.45 µm) 로 여과하여 HPLC (Agilent 1100 series, USA)를 이용하여 측정하였다.
2 µM)로 여과한 다음 아미노산자동분석기 (Biochrom 20 (Pharmacia Biotech))로 분석하였으며 분석 조건은 다음과 같다. Buffer solution와 reagent은 각각 sodium phosphate buffer (pH 7.0)와 ninhydrin으로 분석하였다.
함초 씨앗의 화학적 특성, 아질산염 소거능 및 acetylcholinesterase 저해 활성을 검토했다. 씨앗의 유기산 주성분은 lactic acid, oxalic acid, acetic acid이고 특히 lactic acid 함량은 줄기부분에 비해 약 2.
대상 데이터
시료는 2011년 전남 해남 갯벌에서 채집한 함초의 줄기, 뿌리, 씨앗을 건조하여 시료로 사용하였다.
이론/모형
Acetylcholinesterase (AChE) 저해 활성 측정은 acetylcholine iodide를 기질로 사용하는 Lee 등 [15]의 방법으로 측정하였다. 10배로 희석한 시료 30 µL에 phosphate buffer (100 mM, pH 8.
성능/효과
분석한 결과 17종의 아미노산을 함유하고 있으며, 씨앗에서는 필수아미노산중에서 leucine이 853.7 mg/100g으로 가장 높았고, lysine (624.4 mg/g) > valine (596.3 mg/100 g) > phenylalanine (539.4 mg/100g) > threonine (485.3 mg/100 g) > isoleucine (482.0 mg/100g) > methionine (148.2 mg/100 g) > tryptophan (85.3 mg/100g) 순으로 나타났다.
비필수 아미노산 중에서는 씨앗에서 glutamic acid 농도가 2,388.7 mg/100g으로 가장 높았고 그 다음으로 arginine (1,658.4 mg/100g) > aspatic acid (1,116.5 mg/100g) > glycine (797.3 mg/100g) > serine (734.1 mg/100g) > alanine (588.5 mg/100g) > histidine (520.3 mg/100g) > proline (451.3 mg/100g) > tyrosine (312.7 mg/100g) > cystine (83.5 mg/100g) 순으로 나타났다.
여러 카테킨 중에서 epigallocatechin (EGC)이 723.2 mg/100g으로 가장 높았고, 그 다음으로 epigallocatechingallate (EGCG) (654.3 mg/100g) > epicatechin (EC) (443.5 mg/100g) > gallocatechin (GC) (314.1 mg/100g) > epicatechingallate (ECG) (82.7 mg/100g) > gallocatechingallate (GCG) (24.6 mg/100g) > catechingallate (CG) (12.5 mg/100g) 순으로 나타났다.
6 mg/100g) 순으로 나타났다. 총 아미노산 함량의 경우 씨앗은 12,373.4 mg/100g, 줄기 1,979.4 mg/100g 및 뿌리 3,526.7 mg/100g으로 나타났다. 또한 씨앗, 줄기 및 뿌리의 총 아미노산에 대한 필수 아미노산 비율은 각각 30.
7 mg/100g으로 나타났다. 또한 씨앗, 줄기 및 뿌리의 총 아미노산에 대한 필수 아미노산 비율은 각각 30.14%, 39.08%, 39.19%으로 각각 나타났다.
특히 연골의 혈관 중추에 작용하여 우수한 혈압강하작용을 하는 것으로 알려졌다 [17]. 이상과 같이 함초에는 다양한 유리아미노산이 함유되어 있었으며, 함초의 부위에 따라 유리아미노산의 조성과 함량의 차이가 나타났다. 따라서 함초의 꾸준한 섭취는 높은 GABA의 함량에 의한 고혈압을 예방할 수 있는 방법이 될 수 있으며, 나아가 함초씨앗의 항고혈압활성에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이라고 사료된다.
필수 아미노산 중에서 leucine 함량의 가장 높았고, 비필수 아미노산 중에서는 glutamic acid가 가장 높았다. 씨앗, 줄기 및 뿌리의 총 아미노산에 대한 필수 아미노산 비율은 각각 30.14%, 39.08%, 39.19%으로 나타났다. γ-aminobutyric acid 함량은 씨앗, 줄기, 및 뿌리 부분에서 각각 43.
6 mg/100g으로 나타났다. 쓰고 떫은맛의 정도를 나타내는 지표인 gallate형 카테킨과 non-gallate형 카테킨에 대해 gallate 형 카테킨은 EGCG, ECG, GCG의 합으로 그리고 non-gallate 형 카테킨은 EGC, EC, GC 및 C의 합으로 나타냈으며, Fig. 7에 나타낸 바와 같이 non-gallate형 카테킨 함량이 1647.7 mg/100g으로 gallate형 카테킨 함량에 비해 약 2배 이상 증가한 수치였다. 그러나 일반적인 녹차의 경우는 gallate형 카테킨 함량이 non-gallate형 카테킨 함량에 비해 약 2배 이상 증가했다고 보고되었다 [22].
8은 pH 변화에 따른 함초씨앗 열수 추출물의 아질산염소거능의 결과이다. 아질산염 소거능은 pH 1.2에서 추출물 농도에 의존적으로 크게 증가하였고, 특히 농도가 1mg/mL 에서 5 mg/mL로 증가할 경우 38.7%에서 65.9%로 증가하였다. 또한 pH 3의 조건에서는 추출물 농도가 1 mg/mL에서 5 mg/mL로 증가 경우 아질산염 소거능이 30.
9에 나타내었다. 열수출물의 농도가 증가함에 따라 AChE에 대한 저해활성이 비례적으로 증가하는 경향을 보였으며, 특히 추출물 농도가 20 mg/mL에서 100 mg/mL로 증가할 경우 AChE의 저해활성은 13.2%에서 44.6%로 증가하였다. 그러나 120 mg/mL 이상의 농도의 경우 그 활성이 증가하지 않았다.
함초 씨앗의 화학적 특성, 아질산염 소거능 및 acetylcholinesterase 저해 활성을 검토했다. 씨앗의 유기산 주성분은 lactic acid, oxalic acid, acetic acid이고 특히 lactic acid 함량은 줄기부분에 비해 약 2.0배 증가하였다. 미네랄 주성분은 함초의 부위에 관계없이 Na, K, Ca 순이였다.
미네랄 주성분은 함초의 부위에 관계없이 Na, K, Ca 순이였다. 유리당 함량은 씨앗에서 fructose 농도가 176.3 mg/100g으로 가장 높았고 줄기의 경우는 glucose 농도가 125.6 mg/100g, 뿌리에서는 mannose가 112.8 mg/100g으로 가장 높았다. 필수 아미노산 중에서 leucine 함량의 가장 높았고, 비필수 아미노산 중에서는 glutamic acid가 가장 높았다.
8 mg/100g으로 가장 높았다. 필수 아미노산 중에서 leucine 함량의 가장 높았고, 비필수 아미노산 중에서는 glutamic acid가 가장 높았다. 씨앗, 줄기 및 뿌리의 총 아미노산에 대한 필수 아미노산 비율은 각각 30.
특히 non-gallate형 카테킨 함량이 gallate형 카테킨 함량에 비해 약 2배 이상 증가한 수치였다. 함초 씨앗의 열수추출물의 아질산염 소거능이 pH 1.2에서 추출물 농도가 1 mg/mL에서 5 mg/m로 증가할 경우 38.7%에서 65.9%로 증가하였다. 그러나 추출물이 pH 6에서는 아질산염 제거능은 15.
6%만 증가하였다. 열수출물의 AChE에 대한 저해활성은 추출물농도가 증가함에 따라 비례 적으로 증가하였고, 특히 추출물 농도가 20 mg/mL에서 100 mg/mL로 증가할 경우 AChE의 저해활성은 13.2%에서 44.6%로 증가하였다. 이상의 결과로 함초의 씨앗은 식의약품 및 화장품 등 기능성소재로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
이상과 같이 함초에는 다양한 유리아미노산이 함유되어 있었으며, 함초의 부위에 따라 유리아미노산의 조성과 함량의 차이가 나타났다. 따라서 함초의 꾸준한 섭취는 높은 GABA의 함량에 의한 고혈압을 예방할 수 있는 방법이 될 수 있으며, 나아가 함초씨앗의 항고혈압활성에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이라고 사료된다.
2%의 AChE 저해 활성을 나타났다고 보고하였다. 이상의 결과는 새로운 acetylcholine성 약물 (cholinergic drug) 후보물질을 탐색하고 이들 효소 저해제의 치매 치료제로서의 가능성을 확인하기 위한 작용 기전 연구는 항치매 천연소재 개발에 중요한 자료가 될 것이라 사료된다.
6%로 증가하였다. 이상의 결과로 함초의 씨앗은 식의약품 및 화장품 등 기능성소재로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
함초란 무엇인가?
함초 (鹹鹹)는 명주아과 (chenopodiaceae)의 일년생 식물로 학명은 Salicornia europea이며, 영식으로는 Jointed glasswort, 우리말로는 퉁퉁하고 마디마다 튀어나온 풀이라 하여 ‘퉁퉁마디’라고 불린다. 바닷가와 염분이 있는 내륙 및 호수와 암염이 있는 지대에서 자라는 염생식물 (halophyte)로 우리나라에서는 서해안이나 남해안·제주도·울릉도·백령도 같은 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌, 염전 주위에 무리지어 자생한다 [1].
우리나라에서 함초는 어디에 자생하는가?
함초 (鹹鹹)는 명주아과 (chenopodiaceae)의 일년생 식물로 학명은 Salicornia europea이며, 영식으로는 Jointed glasswort, 우리말로는 퉁퉁하고 마디마다 튀어나온 풀이라 하여 ‘퉁퉁마디’라고 불린다. 바닷가와 염분이 있는 내륙 및 호수와 암염이 있는 지대에서 자라는 염생식물 (halophyte)로 우리나라에서는 서해안이나 남해안·제주도·울릉도·백령도 같은 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌, 염전 주위에 무리지어 자생한다 [1]. 중국 의서인 ‘신농초본경’에서는 맛이 몹시 짜다고 해서 염초 (鹽鹹) 또는 함초 (鹹鹹)라 하였고 몹시 희귀하고 신령스러운 풀로 여겨 신초 (神鹹)라고도 하였으며, 일본의 의서인 ‘대화본초’에서도 염초, 복초 및 삼지 등의 이름으로 불로 장수하게 하는 풀이라고 적혀있다.
일본의 의서인 ‘대화본초’에서 함초는 어떻게 적혀있는가?
바닷가와 염분이 있는 내륙 및 호수와 암염이 있는 지대에서 자라는 염생식물 (halophyte)로 우리나라에서는 서해안이나 남해안·제주도·울릉도·백령도 같은 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌, 염전 주위에 무리지어 자생한다 [1]. 중국 의서인 ‘신농초본경’에서는 맛이 몹시 짜다고 해서 염초 (鹽鹹) 또는 함초 (鹹鹹)라 하였고 몹시 희귀하고 신령스러운 풀로 여겨 신초 (神鹹)라고도 하였으며, 일본의 의서인 ‘대화본초’에서도 염초, 복초 및 삼지 등의 이름으로 불로 장수하게 하는 풀이라고 적혀있다. 최근까지 세계적으로 약 1560여종이나 알려져 있고 짠맛 등을 이용한 음식의 재료로 사용되거나 의약품, 섬유, 맥주제조, 화학 산업에 널리 이용되어 중요한 경제적 가치를 지닌 식물로 주목 받고 있다 [2].
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