[논문]토우슬과 회우슬의 에탄올 추출물의 성분 및 생리활성 비교

이예슬; 김미선; 김덕진; 손호용

doi:10.4014/kjmb.1307.07001

토우슬과 회우슬의 에탄올 추출물의 성분 및 생리활성 비교
A Comparison of the Components and Biological Activities of the Ethanol Extracts of Achyranthes japonica Nakai and Achyranthes bidentata Blume 원문보기

한국미생물·생명공학회지 = Korean journal of microbiology and biotechnology, v.41 no.4, 2013년, pp.416 - 424

이예슬 (안동대학교 식품영양학과) , 김미선 (안동대학교 식품영양학과) , 김덕진 (안동대학교 식품영양학과) , 손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 우슬을 이용한 고부가가치 식품개발 연구의 일환으로, 우슬의 기원식물별 성분과 생리활성의 차이를 확인하기 위해 국내산 토우슬과 중국산 회우슬의 ethanol 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 각각의 유용성분을 분석하고, 이들의 in-vitro 항균활성, 항산화 및 항당뇨 활성을 비교하였다. 국내 대한약전에서 토우슬 및 회우슬 2종 모두를 우슬로 규정하고 있으며, 구분없이 사용되고 있는 실정이나, 분석 결과 토우슬은 회우슬물보다 지용성 물질을 많이 포함하며, 회우슬의 경우 상대적으로 수용성 당류를 많이 포함하고 있었다. 또한 토우슬 및 회우슬 모두 다양한 종류의 폴리페놀들을 함유하고 있으나, 회우슬이 토우슬 보다 상대적으로 많은 총플라보노이드 및 총폴리페놀 함량을 나타내었다. 항균활성 및 ${\alpha}$-glucosidase 활성 평가 결과 토우슬의 분획물이 회우슬의 분획물보다 활성이 우수하였으며, 항산화능(DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력)의 경우 토우슬보다 회우슬이 더욱 우수함을 확인하였다. 본 연구결과는, 국내에서 동일 약재로 사용되고 있는 토우슬과 회우슬은 추출물의 경우 성분 및 효능에서 매우 유사하나, 분획물의 경우 성분 및 활성의 차이가 나타남을 의미하며, 특히 우슬 추출물의 분획물을 이용한 기능성식품 및 천연물 신약 개발시에는 국내산 토우슬과 중국산 회우슬을 구분하여 사용하여야 함을 제시하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the course of a study for the development of functional foods utilizing Woosul (Achyranthis radix), the components and various biological activities of Korean Woosul (AJN: Achyranthes japonica Nakai) and Chinese Woosul (ABB: Achyranthes bidentata Blume) were compared. Woosul in Korea, including AJN and ABB, are regulated and part of the Korean Pharmacopoeia. From AJN and ABB, ethanol extracts and their subsequent organic solvent fractions were prepared and their in-vitro antimicrobial, antioxidant and anti-diabetes activities were evaluated. Although AJN and ABB have no clear distinction in terms of usage in Korea, our results suggest that AJN has higher quantities of lipid-soluble components and lower amounts of water-soluble sugars than does ABB. ABB also appears to possess greater amounts of flavonoid and polyphenol substances than AJN. Analyses of biological activities showed that the fractions of AJN were more active as antibacterial agents, and possessed more pronounced ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities than those of the ABB fractions. However, the antioxidant activities of the ABB fractions, as determined by DPPH anion-, ABTS cation-, nitrite-scavenging activity and reducing power, were higher than those of the AJN fractions. Our results suggest that the components and bioactivity of the extracts and subsequent fractions of AJN and ABB are different. Therefore, usage of either AJN or ABB should be carefully considered, as regards their individual properties, when the active fractions of Woosul are employed in the development of functional foods or novel plant-derived medicines.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

현재까지 토우슬과 회우슬의 비교연구는 주로 형태분류에 집중되어 있으며, 생리활성 비교연구로는 최근 토우슬과 회우슬의 메탄올 추출물의DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 음이온 소거활성과 간암세포 및 자궁경부암 세포에 대한 항암활성 검정이 보고되어 있을 뿐이다[30]. 따라서 본 연구에서는 우슬을 이용한 고부가가치 식품개발 연구의 일환으로, 우슬의 기원 식물별 성분과 생리활성의 차이를 확인하기 위해 국내산 토우슬과 중국산 회우슬의 ethanol 추출물 및 이의 순차적 유기용매 분획물을 조제하여 각각의 유용성분을 분석하고, 추출물의 in-vitro 항균활성, 항산화, 및 항당뇨 활성을 비교하여 보고하는 바이다.

제안 방법

우슬 추출물 및 이의 분획물의 항산화 활성은 DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) anion scavenging activity [DSA], ABTS [2,2-azobis(3-ethylbenzothiazoline-6- sulfonate)] cation scavenging activity [ASA], nitrite scavenging activity [NSA] 및 환원력 측정으로 평가하였다[26]. 먼저 DSA 측정의 경우, 다양한 농도로 희석한 시료 20 µl에 99.
항당뇨 활성은 in-vitro α-amylase 저해 활성과 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 나타내었다. 먼저 α-amylase 저해활성은 Lim 등[21]의 방법을 수정하여 사용하였으며, 우슬 시료 2.

대상 데이터

1). 국내산 토우슬은 2011년 경북 영천에서 가을에서 수확, 건조한 제품이며, 중국산 회우슬은 2011년 중국 하남성에서 가을에 수확, 건조한 제품이었다. 각각의 우슬은 추출에 적합하도록 세절한 후 95% ethanol (Daejung Chemicals & Metals Co.

데이터처리

실험 결과는 SPSS 20.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 군간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며, Duncan 다중비교 검증법으로 통계적 유의성 검정을 조사하였다. 유의수준은 p < 0.

이론/모형

조제된 우슬의 ethanol 추출물 및 이의 분획물의 항균 활성은 기존의 보고된 방법과 동일하게 평가하였다[11]. 항세균 활성평가를 위한 그람 양성세균으로는 Staphylococcus aureus KCTC 1916, Listeria monocytogenes KACC 10550, Bacillus subtilis KCTC 1924를 사용하였으며, 그람 음성세균으로 Escherichia coli KCTC 1682, Proteus vulgaris KCTC 2433, Salmonella typhimurium KCTC 1926, 항진균 활성 평가를 위해서는 Candida albicans KCTC 1940 및 Saccharomyces cerevisiae IF0 0233를 사용하였다.
표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총당 정량의 경우에는 phenol-sulfuric acid 법을, 환원당 정량의 경우에는 DNS 변법을 이용하였다[26]. 각각의 분석결과는 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 나타내었다.
한편 추출물의 총 flavonoid의 함량 측정은 기존의 보고한 방법[25]에 따라 측정하였으며, 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고 여과한 추출검액 400 µl에 90% diethylene glycol 4 ml를 첨가하고 다시 1 N NaOH 40 µl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다.

성능/효과

따라서 in-vitro 항당뇨 활성의 αglucosidase 저해활성의 경우 회우슬의 분획물보다 토우슬의 분획물이 다소 우수한 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합할 때, 국내에서 동일 약재로 사용되고 있는 토우슬과회우슬은 추출물의 경우 성분 및 효능에서 매우 유사하나, 분획물의 경우 성분 및 활성의 차이가 나타남을 확인하였으며, 특히 우슬 추출물의 분획물을 이용한 기능성식품 및 천연물 신약 개발시에는 국내산 토우슬과 중국산 회우슬을 구분하여 사용하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구결과는 우슬을 이용한 고부가가치 식품 개발 기본자료로 활용될 것이다.
05 mg/g)을 나타내어 성분상의 차이가 나타났다. 특히 회우슬이 ethylacetate 분획은 토우슬의 ethylacetate 분획에 비해 당 함량이 25% 정도로 매우 낮은 특징을 나타내었다. 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 토우슬에서는 모든 분획물에서 2.38-4.66 mg/g의 분포를, 회우슬의 분획물에서는 4.91-8.32 mg/g의 분포를 나타내어, 토우슬 및 회우슬 모두 다양한 종류의 폴리페놀류들을 함유하고 있으며, 회우슬이 토우슬보다 상대적으로 많은 총플라보노이드 및 총폴리페놀 함량을 나타냄을 확인하였다.

후속연구

상기의 결과를 종합할 때, 국내에서 동일 약재로 사용되고 있는 토우슬과회우슬은 추출물의 경우 성분 및 효능에서 매우 유사하나, 분획물의 경우 성분 및 활성의 차이가 나타남을 확인하였으며, 특히 우슬 추출물의 분획물을 이용한 기능성식품 및 천연물 신약 개발시에는 국내산 토우슬과 중국산 회우슬을 구분하여 사용하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구결과는 우슬을 이용한 고부가가치 식품 개발 기본자료로 활용될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우슬이란 무엇인가?	우슬은 비름과(Amaranthaceae)에 속하는 다년생 식물로 한국, 중국, 일본 등에 분포하며, 민간에서는 쇠무릎이라 불릴 만큼 관절염에 효과가 있다고 알려져 있다[8, 12, 14, 20]. 한방에서의 우슬은 성미가 평하며, 쓴맛과 신맛을 가지고, 신장과 간장에 작용하여 어혈을 제거하며, 혈액순환을 촉진하고, 혈액을 생성하는 효능과 열을 떨어뜨리는 효능이 알려져 있다[16, 23].
	우슬의 주요 약리성분의 종류는 무엇인가?	한방에서의 우슬은 성미가 평하며, 쓴맛과 신맛을 가지고, 신장과 간장에 작용하여 어혈을 제거하며, 혈액순환을 촉진하고, 혈액을 생성하는 효능과 열을 떨어뜨리는 효능이 알려져 있다[16, 23]. 우슬의 주요 약리성분으로는 oleanolic acid, inocosterone, ecdysterone, beta-sitosterol, stigmasterol, feruloyl tyramine glycoside 등이 알려져 있으며[28], 최근에는 우슬의 지표물질 검정 및 효율적인 분석연구도 진행되고 있으나[29], 아직까지 국내에서는 우슬의 지표성분 함량이 설정되어 있지 않은 상태이다. 우슬에 대한 연구는, 과거 다량 증식을 위한 기내배양 연구[15]에서 우슬의 효율적인 이용을 위한 유용생리활성 탐색으로 전환되고 있으며, 현재 보고된 생리활성으로는 항산화 활성[5, 23], 항균[3, 6] 및 항말라리아 활성[31], 항염증 활성[2, 17], 중금속 제거 및 해독효과[7, 9], 관절염 완화 및 경조직 재생효과[8, 19], 파골세포 분화억제효과[4, 10], 허혈성 뇌손상에 대한 보호효과[22], 혈류개선 [27] 및 간 독성보호[13] 등이 알려져 있으며 최근에는 우슬 분말의 저장안전성 및 독성에 대한 연구[18]가 진행된 바 있다.
	에탄올 추출물의 총당 및 환원당 함량은 회우슬 추출물이 토우슬 추출물 보다 높은 함량을 나타내었는데, 이는 무엇을 의미하는 가?	44배 높은 함량을 나타내었다. 이러한 결과는 비록 토우슬과 회우슬의 에탄올 추출물 효율은 유사하나, 토우슬 추출물이 회우슬 추출물보다 지용성 물질을 많이 포함하며, 회우슬의 경우 상대적으로 수용성 당류를 많이 포함하고 있음을 의미한다. 한편 총플라 보노이드 함량 분석결과, 토우슬에서는 n-hexane 분획에서 가장 높은 함량(2.

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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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