익모초 가공을 위한 기본 추출조건을 확립하기 위하여 3가지 조건으로 익모초 물추출물(열수추출물(I), 고온고압-열수추출물(II), 습식분쇄-열수추출물(III))을 제조하고 이들의 생리적 특성을 비교하였다. 각 추출조건에 대한 수율은 13.02~15.90%로 유의적인 차이가 없었고, 총 폴리페놀 함량은 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다. 전자 공여능에 대한 $IC_{50}$은 추출물(II)에서 가장 낮았고 그 뒤로 추출물(III) < 추출물(I)순으로 유의적인 차이를 나타내었으며, ABTS 라디칼 소거활성은 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다. 아질산염 소거능은 추출조건간 유의적인 차이가 없었으며, ACE저해 활성은 고농도(5 mg/mL)의 추출물에 대해 추출물(I)보다 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다.
익모초 가공을 위한 기본 추출조건을 확립하기 위하여 3가지 조건으로 익모초 물추출물(열수추출물(I), 고온고압-열수추출물(II), 습식분쇄-열수추출물(III))을 제조하고 이들의 생리적 특성을 비교하였다. 각 추출조건에 대한 수율은 13.02~15.90%로 유의적인 차이가 없었고, 총 폴리페놀 함량은 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다. 전자 공여능에 대한 $IC_{50}$은 추출물(II)에서 가장 낮았고 그 뒤로 추출물(III) < 추출물(I)순으로 유의적인 차이를 나타내었으며, ABTS 라디칼 소거활성은 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다. 아질산염 소거능은 추출조건간 유의적인 차이가 없었으며, ACE저해 활성은 고농도(5 mg/mL)의 추출물에 대해 추출물(I)보다 추출물(II)와 (III)에서 유의적으로 높았다.
To stabilize the basal extraction conditions of Leonuri herbal products, three kinds of Leonurus sibiricus water extracts were prepared with different extraction conditions (boiling extraction (I), high thermal process & boiling extraction (II), and wet grinding & boiling extraction (III)), and thei...
To stabilize the basal extraction conditions of Leonuri herbal products, three kinds of Leonurus sibiricus water extracts were prepared with different extraction conditions (boiling extraction (I), high thermal process & boiling extraction (II), and wet grinding & boiling extraction (III)), and their physiological properties were investigated. The extraction yields of the L. sibiricus water extracts were from 13.02 to 15.90%, with no significant difference among them. The polyphenol contents were significantly high in extracts (II) and (III) than in extract (I). The $IC_{50}$ for the electron-donating ability was the smallest in extracts (II), (III) and (I) in ascending order. The ABTS radical scavenging ability was significantly higher in extracts (II) and (III) than in extract (I). Also, the ACE in hibition ability for 5 mg/mL of each extract was high in extracts (II) and (III), but there was no significant difference among the three extracts in terms of their nitrite scavenging abilities. Extraction processes (II) and (III) were shown to be useful for preparing Leonurus sibiricus water extracts with healthful properties.
To stabilize the basal extraction conditions of Leonuri herbal products, three kinds of Leonurus sibiricus water extracts were prepared with different extraction conditions (boiling extraction (I), high thermal process & boiling extraction (II), and wet grinding & boiling extraction (III)), and their physiological properties were investigated. The extraction yields of the L. sibiricus water extracts were from 13.02 to 15.90%, with no significant difference among them. The polyphenol contents were significantly high in extracts (II) and (III) than in extract (I). The $IC_{50}$ for the electron-donating ability was the smallest in extracts (II), (III) and (I) in ascending order. The ABTS radical scavenging ability was significantly higher in extracts (II) and (III) than in extract (I). Also, the ACE in hibition ability for 5 mg/mL of each extract was high in extracts (II) and (III), but there was no significant difference among the three extracts in terms of their nitrite scavenging abilities. Extraction processes (II) and (III) were shown to be useful for preparing Leonurus sibiricus water extracts with healthful properties.
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문제 정의
이에 본 연구는 3가지 조건으로(열수추출, 고온고압-열수추출, 습식분쇄-열수추출) 익모초 물추출물을 제조하고 이들의 생리적 특성을 비교하여 익모초 가공을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다.
가설 설정
Ⅰ: L. sibiricus extract prepared from boiling at 90℃ for 5 hours.
Ⅱ: L. sibiricus extract prepared from boling at 90 ℃ for 2 hour after thermal processing (121℃, 20min).
Ⅱ: L. sibiricus extract prepared from boling at 90℃ for 2 hour after thermal processing (121℃, 20 min.).
제안 방법
4 mm, rotor speed 3,000 rpm의 조건으로 30분간 분쇄한 후 동량의 물을 첨가하고 90℃에서 2시간동안 교반 추출 후 여과한 다음 동결건조하여 제조하였다(14). 각 추출물은 냉동보관하며 분석시료로 이용하였고 익모초 건조물에 대한 중량 %로 수율을 산출하였다.
건조한 익모초를 80 mesh로 분쇄하여 그 건조분말 50 g에 10배의 물을 첨가하고 90℃에서 5시간 동안 교반하며 열수 추출한 뒤, filter paper(Watman No. 1)로 잔류물을 제거한 다음 동결건조하여 추출물(Ⅰ)을 제조하였다. 추출물(Ⅱ)는 익모초 건조분말 100 g에 10배의 물을 첨가하고 고압멸균기로 121℃에서 20분간 열처리한 뒤 90℃에서 2시간 교반, 추출한 후 잔류물을 제거하고 동결건조하여 준비하였다.
반응액을 1 mL 취하여 2 % acetic acid 용액 5 mL와 Griess 시약(30 % acetic acid에 1 % sulfanilic acid와 1 % naphthylamine을 1:1로 혼합함) 0.4 mL을 넣고 잘 혼합하여 실온에서 15분간 반응시킨 후 UV spectrophotomer(UV 1601, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였고 아질산염 소거능은 {1-(시료 첨가구의 흡광도/시료 무첨가구의 흡광도)}×10 으로 나타내었다.
8 mg/g이었다. 본 연구에서는 용매 추출 시의 비용, 추출물의 안전성 및 활용도 등을 고려하여 유기 용매 대신 물추출을 선택하였다.
전자공여능(electron donating ability, EDA)은 Kilani 등(16)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉 익모초 추출물 0.
8 mL를 첨가하고 잘 섞은 후 30분 동안 반응시킨 다음 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 시료 첨가구와 비 첨가구의 흡광도 차이를 백분율(%)로 구하였으며 추출물의 EDA(%)값을 50% 감소시키는 IC50을 구하였다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법을 변형한 방법(15)에 따라 익모초 추출물 0.2 mL에 10 % 탄산나트륨 용액 2.0 mL를 첨가하고 상온에서 2분간 반응시킨 후 50 % FolinDenis 시약을 0.2 mL 첨가하여 균일하게 혼합한 다음 상온에서 30분간 반응시켜 UV spectrophotometer(UV 1601, Shimadzu, Kyoto, Japan)로 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 gallic acid를 이용하여 작성한 표준 곡선으로 함량을 구하여 익모초 g당 함량으로 나타내었다.
추출물(Ⅱ)는 익모초 건조분말 100 g에 10배의 물을 첨가하고 고압멸균기로 121℃에서 20분간 열처리한 뒤 90℃에서 2시간 교반, 추출한 후 잔류물을 제거하고 동결건조하여 준비하였다. 추출물(Ⅲ)은 익모초 건조물 200 g에 5배의 물을 넣고 homogenizer로 10,000 rpm에서 15분 동안 균질화 시킨 후 습식분쇄기(LSI, NetzSCH, Selb Bavaria, Germany)로 bead size 0.4 mm, rotor speed 3,000 rpm의 조건으로 30분간 분쇄한 후 동량의 물을 첨가하고 90℃에서 2시간동안 교반 추출 후 여과한 다음 동결건조하여 제조하였다(14). 각 추출물은 냉동보관하며 분석시료로 이용하였고 익모초 건조물에 대한 중량 %로 수율을 산출하였다.
28 mg AAeq/g으로 추출물(Ⅰ)보다 유의적으로 높았으며, 이는 앞서 폴리페놀에 대한 결과와 유사한 경향이었다. 항산화능 분석에는 전자공여능이 폭넓게 이용 되고 있으나 rutin과 같은 flavonoid 성분에 대한 항산화능 측정에는 ABTS 라디칼 소거능 분석이 효과적인 것으로 보고(22)된 바 있어 두가지 방법으로 항산화 활성을 분석하였다. 식물체에 함유된 폴리페놀 성분은 항산화능을 비롯한 여러 유익한 생리활성과 밀접한 상관관계가 있으며, 익모초의 경우 quercetin 계열의 flavonoid 성분이 항산화능에 주된 영향을 미치는 것으로 보고(2)되고 있다.
대상 데이터
Table 3은 각 익모초 추출물의 농도에 따른 ACE 저해 활성에 대해 조사한 결과이다. 대조구로 항고혈압제인 captopril(100 ug/ mL)을 사용하였고 이때 87.72%의 ACE 저해 활성을 나타내었다. 익모초 물추출물의 경우 각 추출조건에서 추출물의 농도가 높아짐에 따라 ACE 저해활성은 증가하는 유형이었으며, 특히 5 mg/ mL의 추출물 농도에서 추출물(Ⅰ)보다 추출물(Ⅱ)와 추출물(Ⅲ)의 ACE 저해활성이 유의적으로 높게 나타나 추출조건에 따른 영향이 있는 것으로 생각된다.
익모초는 2011년 경상북도 영천에서 생산된 제품을 구입하여 40℃ 이하에서 열풍건조하여 밀봉하고 포장한 후 냉동보관하며 사용하였고, 익모초 건조물의 수분함량은 4.67% 내외였다.
데이터처리
2)Different letters in superscripts within the same column are significantly different at 0.05 by Duncan's multiple range test.
모든 실험은 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었으며, 유의성 검증은 SPSS software package(version 12)를 이용하여 p < 0.05 수준으로 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
Gray와 Dugan(18)의 방법에 준하여 1 mM NaNO2 용액 1 mL에 각 익모초 추출물을 1 mL 가하고 0.1 N 구연산 완충액으로 반응용액의 pH를 1.2로 조정한 다음 총량을 5 mL로 하여 37 ℃에서 1시간동안 반응시켰다. 반응액을 1 mL 취하여 2 % acetic acid 용액 5 mL와 Griess 시약(30 % acetic acid에 1 % sulfanilic acid와 1 % naphthylamine을 1:1로 혼합함) 0.
성능/효과
71%로 전반적으로 낮았다. 또한 아질산염소거능은 추출물의 농도에 따라 소폭 증가하였으나 추출조건간에 유의적인 차이가 없었다.
아질산염은 위장과 같은 산성조건에서 발암물질인 nitrosamine을 형성할 수 있음으로(23) 아질산염 소거 활성은 천연물질을 대상으로 한 연구에서 관심이 높다. 본 연구에서 대조구(ascorbic acid 50 mg/mL)의 아질산염 소거능 81.20%와 비교할 때 익모초 물추출물의 아질산염 소거 능은 22.39 ～38.71%로 전반적으로 낮았다. 또한 아질산염소거능은 추출물의 농도에 따라 소폭 증가하였으나 추출조건간에 유의적인 차이가 없었다.
또한 Jung 등(25)은 익모초 물추출물이 뇌혈관질환의 병세완화에 유익할 것으로 보고하기도 하였다. 본 연구에서 익모초 물추출물은 Lee 등(26)이 보고한 헛개나무 물추출물(4 mg/ mL)의 ACE 저해활성 75.8% 보다는 낮지만, 양파분해 추출액(27) 및 약용 식물 발효액(28) 등의 ACE 저해활성이 각각 44%, 66%로 보고된 점을 감안할 때 제품화 측면에서 유용할 것으로 생각된다.
72%의 ACE 저해 활성을 나타내었다. 익모초 물추출물의 경우 각 추출조건에서 추출물의 농도가 높아짐에 따라 ACE 저해활성은 증가하는 유형이었으며, 특히 5 mg/ mL의 추출물 농도에서 추출물(Ⅰ)보다 추출물(Ⅱ)와 추출물(Ⅲ)의 ACE 저해활성이 유의적으로 높게 나타나 추출조건에 따른 영향이 있는 것으로 생각된다. ACE는 체내에서 angiotensinⅠ을 angiotensin Ⅱ로 전환함으로써 혈관수축 및 혈압상승에 관여하는 알도스테론 호르몬 분비를 촉진시켜 고혈압의 발생 위험을 증가시킨다(24).
64 %로 보고한 바 있다. 총 폴리페놀 함량은 추출물(Ⅰ) 보다 추출물(Ⅱ)와 (Ⅲ)에서 1.50 ～1.67배 유의적으로 높았다. 폴리페놀은 용매를 비롯한 추출조건에 영향을 받을 수 있으며 Markowski 등(21)에 따르면 익모초 추출물의 폴리페놀 함량은 메탄올 추출조건에서 150.
후속연구
이상의 결과로 볼 때 익모초 물추출물 제조시 고온고압 처리 혹은 습식분쇄를 동반한 추출조건은 추출물의 항산화능과 ACE 저해활성에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타나 가공공정에 적용시 품질 향상에 기여할 것으로 기대되며, 부가적인 연구가 요망된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
익모초란 무엇인가?
익모초는 꿀풀과에 속하는 두해살이 식물로 맵고 쓴맛을 나타내며 함유성분으로 비타민 A, linolenic acid, oleic acid, rutin, leonurin 등이 알려져 있다(1,2). 일상생활에서 익모초는 부인병의 민간약재로 오랫동안 이용되어 왔으며 혈압강하(3,4), 고지혈증 억제(1), 간기능 회복(5), 이뇨(6), 항암(7) 등의 효능이 보고된 바 있다.
익모초의 효능은 무엇인가?
익모초는 꿀풀과에 속하는 두해살이 식물로 맵고 쓴맛을 나타내며 함유성분으로 비타민 A, linolenic acid, oleic acid, rutin, leonurin 등이 알려져 있다(1,2). 일상생활에서 익모초는 부인병의 민간약재로 오랫동안 이용되어 왔으며 혈압강하(3,4), 고지혈증 억제(1), 간기능 회복(5), 이뇨(6), 항암(7) 등의 효능이 보고된 바 있다. 현재까지 익모초에 관한 연구는 유효성분의 구명이나 약리적 효능을 중심으로 진행되어왔으며, 최근 익모초를 이용한 기능성 화장품에 대한 연구 (8)가 시도되기도 하였다.
환류냉각추출, 고온고압추출의 특징은 무엇인가?
익모초를 비롯한 약용식물은 대개 채취 후 건조상태로 유통되며 분쇄 후 환류냉각추출, 고온고압추출, 마이크로웨이브 추출 등의 방법으로 유효성분을 추출하여 이용된다 (9). 환류냉각추출은 고가의 장비없이 간편하게 추출할 수있으나 추출 소요시간이 긴 단점이 있고 추출시료의 상태, 용매 종류 등에 영향을 받는다. 고온고압추출의 경우 파우치 형태의 액상 제품 제조에 널리 이용되어 왔으며 최근에는 추출물의 항산화활성 증가에 관한 보고(10)가 있어 여러 식소재(11,12)를 대상으로 연구되고 있다. 한편 습식분쇄는 시료의 미립화 시간이 짧고 분쇄입자 조절이 용이하여 식품가공에서 다양한 활용이 기대(13,14)되는 가운데 추출공정에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대되고 있다.
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