[논문]건조 도라지 추출물 및 분획물의 총 페놀계 화합물 함량 및 인체 암세포 증식 억제효과

황성연; 최향미; 임선영

doi:10.9721/kjfst.2013.45.1.84

건조 도라지 추출물 및 분획물의 총 페놀계 화합물 함량 및 인체 암세포 증식 억제효과
Total Phenolics of Dried Platycodon grandiflorum and Its Effect on Growth of Human Cancer Cell Lines 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.45 no.1, 2013년, pp.84 - 89

황성연 (한국해양대학교 해양환경생명과학부) , 최향미 (한국해양대학교 해양환경생명과학부) , 임선영 (한국해양대학교 해양환경생명과학부)

초록
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본 연구에서는 도라지를 건조한 후 분말화하여 유기용매로 추출하여 도라지 추출물 및 분획물의 총 페놀계 화합물 함량 및 인체 암세포에 대한 증식 억제효과에 대해 검토하였다. 건조 도라지의 총 페놀계 화합물 함량 측정 실험에서 A+M 추출물과 MeOH분획물은 각각 4.53 및 27.22 TAE mg/100 g의 페놀계 화합물 함량을 나타내었으며, 건조 도라지 분획물들 중 n-BuOH 분획물은 14.82 TAE mg/100 g로 가장 높은 페놀계 화합물 함량을 나타내었다. n-BuOH 분획물을 다시 RP flash column chromatography로 분획하여 얻은 분획물들(rfc 1-5) 중 rfc 1은 다른 분획물들보다 유의적으로 높은 페놀계 화합물 함량을(1.27 TAE mg/100 g) 나타냈다. 건조 도라지 추출물의 인체 암세포들(HT-29 및 AGS)에 대한 증식 억제효과 실험에서 A+M 추출물 및 MeOH 분획물은 인체 암세포 증식을 유의적으로 억제하였으며(p<0.05) 두 암세포에 대한 증식 억제효과에는 차이가 없었다. 건조 도라지 분획물들을 농도별로 처리하였을 때에도 n-BuOH 분획물의 $IC_{50}$이 0.06 mg/mL로 가장 활성이 높았고 n-BuOH 분획물의 rfc 1-5를 암세포에 0.001-0.05 mg/mL의 농도로 처리했을 때 rfc 1-3의 경우, 0.005 mg/mL 이상의 농도에서 높은 암세포 증식 억제효과를 나타내었다. 이상의 연구결과로부터 건조 도라지의 n-BuOH 분획물에 의한 강력한 암세포 증식 억제효과는 높은 함량의 페놀계 화합물에 기인한 것으로 여겨지며 향후 분획물의 분리 정제를 통한 새로운 기능성 물질의 개발이 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the effects of extracts from dried Platycodon grandiflorum on total phenolic content and growth of cancer cell lines (HT-29 and AGS). Total phenolic contents of acetone/methylene chloride (A+M) extract and methanol (MeOH) fraction were 4.53 and 27.22 TAE mg/100 g, respectively. Among the fractions, n-butanol (n-BuOH) fraction contained the highest phenolic content. Treatments of crude extracts and fractions significantly inhibited the growth of HT-29 and AGS cancer cell lines (p<0.05). Among the fractions, n-BuOH fraction exhibited the highest inhibitory effect and was then sub-fractionated by reverse phase flash column chromatography (rfc). The rfc 1-3 exhibited a higher inhibitory effect on proliferation of both cancer cells. The rfc 1 contained the highest phenol content. Our results showed that n-BuOH fraction possessed a potent inhibitory effect on proliferation of human cancer cells. We suggested that this anticancer activity was partially related to the content of phenolic compounds.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

현재 도라지는 분말, 청, 즙, 환의 가공식품형태로 시중에 유통, 판매되고 있으며 분말 형태가 활용도가 높고, 소비자들이 많이 찾는 경향이 있어 도라지 분말을 이용하여 실험하였다. 본 연구에서 저온진공건조기술(15)을 도입하여 건조과정 중 산소가 거의 차단되어 건조과정 중에 일어 날 수 있는 부패와 변질을 최소화하여 도라지를 건조하였고 분말한 후 유기용매로 추출하여 도라지 추출물과 분획물들의 총 페놀계 화합물 함량 및 인체 암세포에 대한 증식 억제효과에 대해 검토하였다.

제안 방법

건조 도라지 추출물 및 분획물의 인체 암세포 증식 억제효과를 조사하기 위해 MTT assay를 행하였다. Fig.
건조 도라지의 n-BuOH 분획에 대해 MeOH와 water의 혼합용매를 사용하여 reverse phase(RP) flash column chromatography를 실시하였으며, 50%(rfc 1), 60%(rfc 2), 70%(rfc 3), 80%(rfc 4), 90% aq. MeOH(rfc 5) 용매 분획을 얻었다. 실험에는 각각의 분획물을 DMSO에 녹여 세포배지로 필요한 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.
A+M 용매로 추출되지 않은 성분을 methanol(MeOH)로 추출하고자 남은 잔사에 A+M와 동량의 MeOH로 위와 동일한 방법으로 2회 반복한 후 농축하여 MeOH 분획물을 얻었다. 두 용매로부터 최대로 수득한 추출물을 혼합하여 다시 용매 극성에 따라 순차적으로 분획하여 n-hexane, 85% aqueous MeOH(85% aq. MeOH), n-butanol(n-BuOH), water 분획물을 얻었다. 실험에는 각각의 추출물들을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 녹여 세포배지로 필요한 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 도라지(Platycodon grandiflorum)는 부산 엄궁 농산물 시장에서 구입하여 저온진공건조기(STVD-50, SANYA, Busan, Korea)를 이용하여 상당포화온도 15-25^oC, 절대압력 15-40mmHg에서 24시간 건조시켜 도라지 분말(60 mesh)을 제조하였다.

데이터처리

실험결과는 Mean±SEM(Standard Error of Mean)으로 나타내었고 분석된 실험 데이터는 대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 자료로부터 t-test를 실시하여 유의성을 검증하였고 총 페놀 함량의 경우 one-way ANOVA를 실시하여 유의성이 있을 경우에 posthoc test로 Duncan’s multiple range test를 실시하여 95% 수준에서 유의성을 검증하였다. 총 페놀 함량과 암세포 증식 억제 효과간의 상관관계을 알아보기 위하여 각 항목 양자 간의 상관계수를 도출하여 비교하였다.
실험결과는 Mean±SEM(Standard Error of Mean)으로 나타내었고 분석된 실험 데이터는 대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 자료로부터 t-test를 실시하여 유의성을 검증하였고 총 페놀 함량의 경우 one-way ANOVA를 실시하여 유의성이 있을 경우에 posthoc test로 Duncan’s multiple range test를 실시하여 95% 수준에서 유의성을 검증하였다. 총 페놀 함량과 암세포 증식 억제 효과간의 상관관계을 알아보기 위하여 각 항목 양자 간의 상관계수를 도출하여 비교하였다.

성능/효과

3), 농도 의존적으로 암세포의 증식을 억제하였고, 특히 n-BuOH 분획물에 의한 저해 활성이 가장 높았다. n-BuOH 분획물의 경우 0.1 mg/mL 이상의 농도 에서 90% 이상의 높은 암세포 증식 억제효과를 나타내었으며 (p<0.05) (Fig. 3C), IC50은 0.04 mg/mL이었다. n-Hexane과 85% aq.
4는 AGS 암세포에 대한 저해효과로 건조 도라지 분획물들을 농도별로 처리하였을 때 HT29 세포와 유사하게 n-BuOH 분획물에 의한 저해 활성이 높았다. n-BuOH 분획물의 경우 0.5 mg/mL 이상의 농도에서 90% 이상의 높은 암세포 증식 억제효과를 나타내었으며(p<0.05) (Fig. 4C), IC₅₀은 0.06 mg/mL이었다. n-Hexane 및 85% aq.
26 mg/mL로 각 추출물들은 HT-29 세포의 결과와 유사하였다. 건조 도라지의 분획물들을 농도별로 HT-29 암세포에 처리하였을 때(Fig. 3), 농도 의존적으로 암세포의 증식을 억제하였고, 특히 n-BuOH 분획물에 의한 저해 활성이 가장 높았다. n-BuOH 분획물의 경우 0.

후속연구

4156의 상관관계를 나타내었다. 따라 서 이상의 결과로부터 도라지의 항산화 및 암세포 증식 억제효과는 페놀계 화합물들 및 페놀 화합물들 중 특정 성분과 관련이 있는 것으로 추정되며 n-BuOH 분획물의 rfc 1-3 분획물들이 암 세포 성장 억제효과를 나타내는 활성물질을 함유하는 것으로 여 겨지며 분리 정제를 통하여 손쉽게 접할 수 있는 도라지를 이용한 기능성 식품 개발이 필요할 것으로 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도라지란?	도라지(Platycondon grandiflorum)는 초롱꽃과(Companulaceae)의 다년생초본의 뿌리로서 한국을 위시하여 중국 및 일본 등지에서 널리 자생하며 일반식용뿐만 아니라 다양한 약리작용으로 한방에서 약재로 사용되는 산채식품이다(10). 특히 한방에서는 도라지가 거담, 배농, 진해약, 편도염 등에 효과가 있으며 감기, 천식, 폐결핵에 거담제로 유용하며 늑막염에도 효과가 있는 것으로 알려졌다.
	산화스트레스를 막기 위한 대표적인 합성항산화제인 butylated hydroxy anisole은 어떤 부작용이 있는가?	인간의 암 발생이나 노화현상은 생체 내에서 산화되는 생리기능에 스트레스를 가하는 현상인 산화스트레스(oxidative stress)를 유발하는 자유기(free radical)에서 기인하는 것으로 알려져 있으며(4), 산화스트레스를 막기 위해 천연항산화제와 합성항산화제가 사용되고 있다. 그러나 대표적인 합성항산화제인 butylated hydroxy anisole (BHA)는 여러 연구 결과 실험동물의 간에서 microsomal enzyme activity를 증가시킨다는 것이 알려지면서, 이들 합성항산화제의 안전성에 대하여 논란이 제기되어 현재는 그 사용량이 법적으로 규제되어 있다(5,6). 따라서 최근에는 일상적으로 섭취하고 있는 식용식물에서 천연 항산화제를 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재 알려진 천연 항산화 영양성분으로는 β-carotene, 비타민 E, 비타민 C 등의 비타민과 Se 같은 미량무기질 및 페놀계 화합물들로 이들의 항암효과 또한 항산화 능력에 기인한다고 보고되었다(7,8).
	도라지는 어떤 가공식품 형태로 판매되고 있는가?	Nagao 등(14)은 도라지 추출물은 고형암 및 복수암에 대한 강력한 항종양 효능을 나타내었다고 보고하였다. 현재 도라지는 분말, 청, 즙, 환의 가공식품형태로 시중에 유통, 판매되고 있으며 분말 형태가 활용도가 높고, 소비자들이 많이 찾는 경향이 있어 도라지 분말을 이용하여 실험하였다. 본 연구에서 저온진공건조기술(15)을 도입하여 건조과정 중 산소가 거의 차단되어 건조과정 중에 일어 날 수 있는 부패와 변질을 최소화하여 도라지를 건조하였고 분말한 후 유기용매로 추출하여 도라지 추출물과 분획물들의 총 페놀계 화합물 함량 및 인체 암세포에 대한 증식 억제효과에 대해 검토하였다.

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동의어: Packet Collision Rate

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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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