본 연구에서는 화장품 원료로서 삼지구엽초의 응용가능성을 확인하기 위해 항균 효과와 항산화 효과를 확인하였다. 피부상재균에 대한 disc diffusion assay에서 높은 항균 효과를 나타낸 분획-균에 대해 최소저해농도를 측정하였다. Staphylococcus aureus (S. aureus), Bacillus subtilis (B. subtilis), Propionibacterium acnes (P. acnes)에 대한 에틸아세테이트 분획의 항균 활성과, S. aureus에 대한 50% 에탄올 분획의 항균 활성은 대표적인 방부제인 methyl paraben보다 우수한 것으로 확인되었다. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)를 이용한 라디칼 소거 활성에서는 삼지구엽초의 세 분획 모두 대표적 항산화제인 (+)-${\alpha}$-토코페롤보다 낮은 것으로 나타났다. $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계를 이용해 다양한 ROS에 대한 총 항산화 활성($OSC_{50}$)을 실험한 결과, 50% 에탄올 추출물($OSC_{50}=2.46{\pm}0.06{\mu}g/ml$)과 아글리콘 분획($OSC_{50}=1.45{\pm}0.02{\mu}g/ml$)은 비교 물질인 L-ascorbic acid($OSC_{50}=1.50{\pm}0.85{\mu}g/ml$)과 유사한 높은 활성을 보여주었다. 광증감 반응을 이용한 세포 보호 효과(${\tau}_{50}$) 실험에서 50% 에탄올 추출물(${\tau}_{50}=37.0{\pm}0.3$ min)은 비교 물질인 (+)-${\alpha}$-토코페롤(${\tau}_{50}=38.0{\pm}1.8$ min)과 유사한 값을 보여주었다. 특히 아글리콘 분획의 ${\tau}_{50}$은 $165.9{\pm}7.2$ min으로 비교 물질인 (+)-${\alpha}$-토코페롤에 비해 4배가 넘는 높은 세포 보호 효과를 나타내었다. 이러한 결과들을 종합해보았을 때, 삼지구엽초 추출물은 항균 또는 항산화 활성을 갖는 화장품 원료로서 응용가능성이 높은 것으로 확인하였다.
본 연구에서는 화장품 원료로서 삼지구엽초의 응용가능성을 확인하기 위해 항균 효과와 항산화 효과를 확인하였다. 피부상재균에 대한 disc diffusion assay에서 높은 항균 효과를 나타낸 분획-균에 대해 최소저해농도를 측정하였다. Staphylococcus aureus (S. aureus), Bacillus subtilis (B. subtilis), Propionibacterium acnes (P. acnes)에 대한 에틸아세테이트 분획의 항균 활성과, S. aureus에 대한 50% 에탄올 분획의 항균 활성은 대표적인 방부제인 methyl paraben보다 우수한 것으로 확인되었다. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)를 이용한 라디칼 소거 활성에서는 삼지구엽초의 세 분획 모두 대표적 항산화제인 (+)-${\alpha}$-토코페롤보다 낮은 것으로 나타났다. $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계를 이용해 다양한 ROS에 대한 총 항산화 활성($OSC_{50}$)을 실험한 결과, 50% 에탄올 추출물($OSC_{50}=2.46{\pm}0.06{\mu}g/ml$)과 아글리콘 분획($OSC_{50}=1.45{\pm}0.02{\mu}g/ml$)은 비교 물질인 L-ascorbic acid($OSC_{50}=1.50{\pm}0.85{\mu}g/ml$)과 유사한 높은 활성을 보여주었다. 광증감 반응을 이용한 세포 보호 효과(${\tau}_{50}$) 실험에서 50% 에탄올 추출물(${\tau}_{50}=37.0{\pm}0.3$ min)은 비교 물질인 (+)-${\alpha}$-토코페롤(${\tau}_{50}=38.0{\pm}1.8$ min)과 유사한 값을 보여주었다. 특히 아글리콘 분획의 ${\tau}_{50}$은 $165.9{\pm}7.2$ min으로 비교 물질인 (+)-${\alpha}$-토코페롤에 비해 4배가 넘는 높은 세포 보호 효과를 나타내었다. 이러한 결과들을 종합해보았을 때, 삼지구엽초 추출물은 항균 또는 항산화 활성을 갖는 화장품 원료로서 응용가능성이 높은 것으로 확인하였다.
In this study, the antibacterial and antioxidative activities of Epimedium koreanum Nakai were investigated for applications as cosmetic ingredients. Minimum inhibitory concentrations (MICs) of fraction-bacterium, that showed high antibacterial activity from disc diffusion assay on human skin pathog...
In this study, the antibacterial and antioxidative activities of Epimedium koreanum Nakai were investigated for applications as cosmetic ingredients. Minimum inhibitory concentrations (MICs) of fraction-bacterium, that showed high antibacterial activity from disc diffusion assay on human skin pathogens, were tested. The ethyl acetate fraction on Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Propionibacterium acnes and 50% ethanol extract on S. aureus exhibited higher antibacterial activities than methyl paraben, well known as a preservative. The DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) scavenging activities of 3 fractions of E. koreanum Nakai were lower than (+)-${\alpha}$-tocopherol, known as a typical antioxidant. From the results of the scavenging activities of various ROS generated in $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ systems ($OSC_{50}$), 50% ethanol extract ($OSC_{50}=2.46{\pm}0.06{\mu}g/ml$) and aglycone fraction ($OSC_{50}=1.45{\pm}0.02{\mu}g/ml$) showed high activities similar to L-ascorbic acid ($OSC_{50}=1.50{\pm}0.85{\mu}g/ml$), used as reference. The cellular protective effects (${\tau}_{50}$) on photohemolysis by $^1O_2$ generated by photosensitization reaction were tested. The cellular protective effect of 50% ethanol extract (${\tau}_{50}=37.0{\pm}0.3$ min) was similar to (+)-${\alpha}$-tocopherol (${\tau}_{50}=38.0{\pm}1.8$ min), used as reference. In particular, the ${\tau}_{50}$ of aglycone fraction results were $165.9{\pm}7.2$ min. This is a high cellular protective effect, more than 4 times that of (+)-${\alpha}$-tocopherol. These results indicate that E. koreanum Nakai extract, and its fractions, could be utilized as a cosmetic ingredient possessing antibacterial and antioxidative activities.
In this study, the antibacterial and antioxidative activities of Epimedium koreanum Nakai were investigated for applications as cosmetic ingredients. Minimum inhibitory concentrations (MICs) of fraction-bacterium, that showed high antibacterial activity from disc diffusion assay on human skin pathogens, were tested. The ethyl acetate fraction on Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Propionibacterium acnes and 50% ethanol extract on S. aureus exhibited higher antibacterial activities than methyl paraben, well known as a preservative. The DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) scavenging activities of 3 fractions of E. koreanum Nakai were lower than (+)-${\alpha}$-tocopherol, known as a typical antioxidant. From the results of the scavenging activities of various ROS generated in $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ systems ($OSC_{50}$), 50% ethanol extract ($OSC_{50}=2.46{\pm}0.06{\mu}g/ml$) and aglycone fraction ($OSC_{50}=1.45{\pm}0.02{\mu}g/ml$) showed high activities similar to L-ascorbic acid ($OSC_{50}=1.50{\pm}0.85{\mu}g/ml$), used as reference. The cellular protective effects (${\tau}_{50}$) on photohemolysis by $^1O_2$ generated by photosensitization reaction were tested. The cellular protective effect of 50% ethanol extract (${\tau}_{50}=37.0{\pm}0.3$ min) was similar to (+)-${\alpha}$-tocopherol (${\tau}_{50}=38.0{\pm}1.8$ min), used as reference. In particular, the ${\tau}_{50}$ of aglycone fraction results were $165.9{\pm}7.2$ min. This is a high cellular protective effect, more than 4 times that of (+)-${\alpha}$-tocopherol. These results indicate that E. koreanum Nakai extract, and its fractions, could be utilized as a cosmetic ingredient possessing antibacterial and antioxidative activities.
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문제 정의
삼지구엽초에 대한 항산화 활성 연구는 일부 보고된 바가 있으나, 대부분이 라디칼 소거 활성에 집중되어 있고 제한된 추출 방법을 이용하였기 때문에 화장품 원료로서 가능성을 확인하는데 부족함이 있었다[5, 17]. 따라서 이번 연구에서는 다양한 추출, 분획 조건을 이용하여, 피부에서 생성되는 여러 ROS에 대한 총체적인 항산화 실험과 피부에 존재하는 균종에 대한 항균 효과를 확인함으로써 삼지구엽초의 화장품 원료로서 응용가능성을 복합적으로 확인해보았다.
본 연구에서는 화장품 원료로서 삼지구엽초의 응용가능성을 확인하기 위해 항균 효과와 항산화 효과를 확인하였다. 피부상재균에 대한 disc diffusion assay에서 높은 항균 효과를 나타낸 분획-균에 대해 최소저해농도를 측정하였다.
이번 연구에서 우리는 삼지구엽초 추출물의 항균 효과 및 항산화 활성을 측정함으로써 화장품 원료로서의 응용가능성을 확인해보았다. 삼지구엽초의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획, 총 세가지로 분획 조건을 다양화해서 실험을 진행하였다.
제안 방법
Paper disc 실험에서 낮은 농도(0.5 mg)에서도 항균 활성을 보인 분획 및 균주에 대해 더 자세한 활성을 측정하기 위해 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)를 확인하였다.
10 μg/ml 농도를 기준으로 하여 삼지구엽초의 세 가지 분획과 (+)-α-토코페롤의 τ50 값을 비교하였다(Fig. 3).
5 ml를 가하고 15 min 동안 광조사하여 광증감 반응을 일으켰다. 15 min의 광조사가 끝난 후 암반응 시간에 따른 적혈구의 용혈정도를 15 min 간격으로 700 nm에서 투광도(transmittance, %)를 측정하였다. 이 700 nm의 파장에서 적혈구 현탁액의 투광도 증가는 적혈구의 용혈정도에 비례한다.
Disc diffusion assay에서 실험한 농도 중 낮은 농도였던 0.5 mg/disc에서도 우수한 항균효과를 나타낸 삼지구엽초 분획-균에 대해서 추가적으로 MIC 실험을 진행하였다. 실험을 진행한 삼지구엽초 분획-균 조건은 50% 에탄올 추출물-S.
광증감제인 rose-bengal을 함유한 적혈구 현탁액에 15 min광 조사하여 1O2으로 유도된 적혈구의 용혈에 걸리는 시간을 측정하였다. 시료를 넣지 않은 대조군의 경우 적혈구 세포가 50% 파괴되는데 걸리는 시간(τ50)은 약 31 ± 1 min으로 나타났다.
배양된 각 균주를 100 μl씩 평판배지에 도말한 후, 시료를 흡수한 paper disc를 도말한 평판배지 위에 밀착시켜 배양하였다. 그 후 disc의 clear zone을 측정하여 항균활성을 비교하였다.
다음으로는 피부에서 발생하는 다양한 ROS에 대한 항산화 효과를 측정해 보았다. 비교적 안정한 라디칼인 DPPH을 이용하여 라디칼 소거 활성을 살펴보았다.
대조군(control)으로 추출물 대신에 증류수를 넣었고, 공시험(blank)은 H2O2와 FeCl3·6H2O 대신 증류수를 첨가하여 측정하였다.
각각의 균주는 1 × 107 CFU/ml로 조절한 후 사용하였다. 대조군으로 화장품에 사용되는 대표적 방부제인 methyl paraben을 사용해 비교하였다. 각 농도의 샘플 1 ml를 함유한 배지 10 ml를 petri dish에 주입하였고, 균을 100 μl씩 도말한 후 배양하였다.
또한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 발생하는 Fenton 반응을 이용하여 다양한 ROS에 대한 총 항산화능 평가에 대해서 아글리콘 분획은 비교 물질인 L-ascorhbic acid과 유사한 높은 활성을 보여주었다. 마지막으로 광증감 반응이 생성하는 1O2으로 유도된 적혈구의 용혈로부터 세포 보호 효과를 확인해보았다. 세 분획 중 아글리콘 분획은 비교물질로 사용한 (+)-α-토코페롤보다 약 4배 더 우수한 세포 보호 효과를 보여주었다.
다음으로는 피부에서 발생하는 다양한 ROS에 대한 항산화 효과를 측정해 보았다. 비교적 안정한 라디칼인 DPPH을 이용하여 라디칼 소거 활성을 살펴보았다. 아글리콘 분획의 라디칼 소거 활성은 비교물질로 사용된 (+)-α-토코페롤보다는 낮지만 실험에 사용된 세 분획 중 가장 높은 효과를 보여주었다.
이번 연구에서 우리는 삼지구엽초 추출물의 항균 효과 및 항산화 활성을 측정함으로써 화장품 원료로서의 응용가능성을 확인해보았다. 삼지구엽초의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획, 총 세가지로 분획 조건을 다양화해서 실험을 진행하였다.
실험에서 활성산소종에 의해 luminol이 나타내는 빛을 화학발광기로 검출하여 측정하였다. 증류수 1.
71%로 확인되었다. 에틸아세테이트 분획 분말 0.2 g을 이용해 산 가수분해시켜 당을 제거한 아글리콘 분획을 얻었다. 에틸아세테이트 분획으로부터 얻어진 아글리콘 분획의 수득률은 13.
에틸아세테이트 분획을 만들기 위해, 50% 에탄올 추출물을 감압 농축하였다. 그 후 n-헥산을 사용해 50% 에탄올 추출물 내에 잠재적으로 광증감 반응을 일으킬 수 있는 chlorophyll을 제거하였다.
마지막으로 아글리콘 분획을 얻기 위하여 에틸아세테이트 분획에서 얻은 분말 일부를 사용하였다. 에틸아세테이트 분획을 산 가수분해 반응을 통해 당을 제거시켜 아글리콘 분획을 얻었다. 산 가수분해를 시키기 위해 에틸아세테이트 분말에 H2SO4 및 아세톤 용액을 넣고, 환류법을 이용해 4 h 동안 중탕 가열하였다.
우선적으로 삼지구엽초 추출물이 항균 활성을 갖는지 여부를 알아내기 위해 S. aureus, B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa, P. ovale, P. acnes, 총 6가지 피부상재균에 대해 disc diffusion assay를 진행하였다. 에틸아세테이트 분획이 세가지 Gram (+)균(S.
각 농도의 샘플 1 ml를 함유한 배지 10 ml를 petri dish에 주입하였고, 균을 100 μl씩 도말한 후 배양하였다. 육안으로 관찰하였을 때, 각각의 균들이 증식되지 않는 농도를 MIC로 결정하였다.
40%였다. 이렇게 얻어진 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획을 이용해 실험을 진행하였다.
이러한 손상을 막기 위해 생체 내에서는 (+)-α-토코페롤 등의 항산화제가 라디칼에 수소 주개로 작용하여 연쇄반응을 종결시킨다. 이와 같이 라디칼 소거 능력을 알아보기 위해 삼지구엽초 추출물을 DPPH와 반응시켜 보았다. 이때 비교물질로는 (+)-α-토코페롤을 사용하였다.
본 연구에서는 화장품 원료로서 삼지구엽초의 응용가능성을 확인하기 위해 항균 효과와 항산화 효과를 확인하였다. 피부상재균에 대한 disc diffusion assay에서 높은 항균 효과를 나타낸 분획-균에 대해 최소저해농도를 측정하였다. Staphylococcus aureus (S.
대상 데이터
FeCl3·6H2O는 Junsei Chemical Co. (Japan) 제품을, H2O2는 Dae Jung Chemical & Metals (Korea)사 제품을 사용하였다.
Na2HPO4·12H2O, NaH2PO4·2H2O, NaCl, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트, n-헥산 등 각종 용매는 시판 특급 시약을 사용하였다.
Varian (Australia)사의 Cary 50을 UV-VIS spectro-photometer로, Milton Roy Co. (USA)의 Spectronic 20D는 적혈구 광용혈 실험에 사용하였다. 화학발광 실험에 사용한 6-channel LB9505 LT는 Berthold (Germany)사의 제품을 사용하였고, pH meter는 Hanna (Korea)사 제품을 사용하였다.
분획한 에틸아세테이트 층을 감압·농축하여 얻어진 분말을 당이 제거된 아글리콘 분말로 실험에 사용하였다.
비교물질로 사용한 (+)-α-토코페롤, L-ascorbic acid, 화학 발광 실험에 사용한 EDTA, luminol, 적혈구 광용혈 실험에서 광증감제로 사용된 rose-bengal, free radical 소거 활성에 사용한 DPPH radical은 Sigma (USA)에서 구입하여 사용하였다.
비교물질로는 세포 보호 효과가 있다고 알려져 있는 지용성 항산화제인 (+)-α-토코페롤을 사용하였다.
이러한 요소는 생체 내에서 일어나는 Fenton 반응과 유사하기 때문에 좀 더 유용한 항산화 능력을 측정할 수 있게 된다. 비교물질로는 체내의 강력한 항산화제로 알려진 L-ascorbic acid를 사용하였다.
acnes에 대한 항균활성을 disc diffusion assay로 측정하였다. 실험에 사용된 6종의 균주는 한국 미생물 보존센터(KCCM)에서 분양받았다. 배양된 균주는 1 × 107 CFU/ml으로 조절하였고, 배지조성은 Table 1에 명시하였다.
실험에 사용된 삼지구엽초는 경동시장 약업사를 통해 한약재로 판매되는 원료를 구입하였다. 100 g의 건조된 삼지구엽초를 4 L의 50% 에탄올 용액에 24 h동안 침적시킨 후 여과 건조하였다.
실험에 사용된 적혈구 현탁액은 700 nm에서 O.D.가 0.6이었으며 이때 적혈구 수는 약 1.5 × 107 cells/ml이다.
(USA)의 Spectronic 20D는 적혈구 광용혈 실험에 사용하였다. 화학발광 실험에 사용한 6-channel LB9505 LT는 Berthold (Germany)사의 제품을 사용하였고, pH meter는 Hanna (Korea)사 제품을 사용하였다.
데이터처리
Rose-bengal을 첨가하고 광조사를 하지 않았을 경우와 rose-bengal을 첨가하지 않고 광조사만 했을 경우는 모두 암반응 120 min까지는 용혈이 거의 일어나지 않았다. 모든 실험은 3회 반복하여 평균하였다.
이론/모형
Gram(+)에 속하는 S. aureus, B. subtilis, Gram (−)에 속하는 E. coli, P. aeruginosa, 피부질환을 일으키는 P. ovale, P. acnes에 대한 항균활성을 disc diffusion assay로 측정하였다.
실험은 Castillo et al. [1]이 사용한 agar-dilution method을 참고하여 진행하였다. 각각의 균주는 1 × 107 CFU/ml로 조절한 후 사용하였다.
피부가 자외선에 노출되면 체내에서는 다양한 ROS들이 생성되기 때문에 여러 ROS에 대한 총체적인 소거 활성을 확인하는 것은 중요한 의의를 갖는다. 이번 실험에서는 다양한 ROS를 생성시키기 위해서 Fenton 반응을 이용하였다. Fe3+-EDTA/H2O2계를 이용하면 Fenton 반응에 의해 각종 ROS (O2·− ·OH 그리고 H2O2)가 생성되는 조건을 만들 수 있다.
DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)를 이용한 라디칼 소거 활성에서는 삼지구엽초의 세 분획 모두 대표적 항산화제인 (+)-α-토코페롤보다 낮은 것으로 나타났다.
Fe3+-EDTA/H2O2 계를 이용해 다양한 ROS에 대한 총 항산화 활성(OSC50)을 실험한 결과, 50% 에탄올 추출물(OSC50 = 2.46 ± 0.06 μg/ml)과 아글리콘 분획(OSC50 = 1.45 ± 0.02 μg/ml)은 비교 물질인 Lascorbic acid(OSC50 = 1.50 ± 0.85 μg/ml)과 유사한 높은 활성을 보여주었다.
S. aureus, B. subtilis, P. acnes 세가지 균에 대한 에틸아세테이트 분획의 MIC 값은 각각 625 μg/ml, 625 μg/ml, 1250 μg/ml으로 모두 비교군으로 사용한 methyl paraben보다 높은 항균활성을 보여주었다.
피부상재균에 대한 disc diffusion assay에서 높은 항균 효과를 나타낸 분획-균에 대해 최소저해농도를 측정하였다. Staphylococcus aureus (S. aureus), Bacillus subtilis (B. subtilis), Propionibacterium acnes (P. acnes)에 대한 에틸아세테이트 분획의 항균 활성과, S. aureus에 대한 50% 에탄올 분획의 항균 활성은 대표적인 방부제인 methyl paraben보다 우수한 것으로 확인되었다. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)를 이용한 라디칼 소거 활성에서는 삼지구엽초의 세 분획 모두 대표적 항산화제인 (+)-α-토코페롤보다 낮은 것으로 나타났다.
대조군(control)은 τ50이 31 min으로 오차범위 ± 1 min 이내로 모든 경우의 실험에서 재현성이 양호하게 나타났다.
이렇게 생성된 ROS는 luminol을 산화시키고 형광을 일으킨다. 따라서 luminol의 화학발광 정도를 측정함으로써 삼지구엽초 추출물의 ROS 소거능력을 확인할 수 있다. 또한 Fenton 반응을 촉진시키기 위해서 EDTA를 사용하기 때문에 킬레이트 작용도 총 항산화능에 영향을 미치게 된다.
따라서 삼지구엽초의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획 모두 라디칼 소거 능력은 있지만 (+)-α-토코페롤보다는 활성이 떨어지는 것으로 확인되었다.
따라서 총 항산화 능력은 아글리콘 분획 > 50% 에탄올 추출물 > 에틸아세테이트 분획 순서로 나타났다.
[23]에 따르면 n-부탄올 분획이 가장 우수한 활성을 나타내었는데, 추후 연구에서 n-부탄올 분획과 본 연구에서 사용된 아글리콘 분획을 이용, 동일한 조건에서 DPPH 소거 활성을 비교 평가하여 가장 우수한 활성을 나타내는 분획을 탐색하는 것 또한 의의가 있을 것으로 여겨진다. 또한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 발생하는 Fenton 반응을 이용하여 다양한 ROS에 대한 총 항산화능 평가에 대해서 아글리콘 분획은 비교 물질인 L-ascorhbic acid과 유사한 높은 활성을 보여주었다. 마지막으로 광증감 반응이 생성하는 1O2으로 유도된 적혈구의 용혈로부터 세포 보호 효과를 확인해보았다.
5 min으로 대조군과 비교해 유의할만한 세포 보호 효과를 나타내지 않았다. 반면에 50% 에탄올 추출물과 아글리콘 분획은 세포 보호 효과가 있는 것으로 확인되었다. 50% 에탄올 추출물의 τ50은 37.
반면에 삼지구엽초의 두 분획 모두 Gram (−) 균(E. coli, P. aeruginosa)에 대해서는 항균활성이 없는 것으로 나타났다.
반면에 세포막을 보호하는 강력한 지용성 항산화제인 (+)-α-토코페롤의 FSC50은 8.98 ± 2.93 μg/ ml으로 삼지구엽초 추출물에 비해 상당히 높은 라디칼 소거 능력이 있는 것으로 확인하였다.
acnes), 총 6종의 세균에 대하여 삼지구엽초 추출물의 disc 확산 실험 결과를 Table 2에 나타내었다. 삼지구엽초의 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획 모두 Gram (+) 균(S. aureus, B. subtilis)에서 비교군으로 사용한 methyl paraben 보다 높은 항균활성을 나타내었다. 반면에 삼지구엽초의 두 분획 모두 Gram (−) 균(E.
세 분획 중 아글리콘 분획은 비교물질로 사용한 (+)-α-토코페롤보다 약 4배 더 우수한 세포 보호 효과를 보여주었다.
아글리콘 분획의 τ50은 165.9 ± 7.2 min으로 다른 분획 및 (+)-α-토코페롤과 비교하였을 때 월등한 세포 보호 효과를 확인하였다.
아글리콘 분획의 라디칼 소거 활성은 비교물질로 사용된 (+)-α-토코페롤보다는 낮지만 실험에 사용된 세 분획 중 가장 높은 효과를 보여주었다.
2 g을 이용해 산 가수분해시켜 당을 제거한 아글리콘 분획을 얻었다. 에틸아세테이트 분획으로부터 얻어진 아글리콘 분획의 수득률은 13.40%였다. 이렇게 얻어진 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획을 이용해 실험을 진행하였다.
11%이었다. 에틸아세테이트 분획은 50% 에탄올로 추출물에서 n-헥산으로 비극성 물질을 제거한 뒤 에틸아세테이트 분획을 추출하여 감압 농축하였고 수득률이 1.71%로 확인되었다. 에틸아세테이트 분획 분말 0.
따라서 총 항산화 능력은 아글리콘 분획 > 50% 에탄올 추출물 > 에틸아세테이트 분획 순서로 나타났다. 에틸아세테이트 분획은 L-ascorbic acid보다 낮은 총 항산화 활성을 나타냈으나, 50% 에탄올 추출물과 아글리콘 분획은 L-ascorbic acid의 총 항산화 능력과 유사한 것으로 보아 상당한 ROS 소거 능력이 있음을 확인하였다.
acnes, 총 6가지 피부상재균에 대해 disc diffusion assay를 진행하였다. 에틸아세테이트 분획이 세가지 Gram (+)균(S. aureus, B. subtilis, P. acnes), 50% 에탄올 추출물이 S. aureus에 대하여 높은 항균 효과를 갖는 것을 확인하였다. 특히 에틸아세테이트 분획이 여드름 균(P.
acnes에 대해서는 항균활성이 있는 것으로 나타났다. 이 중 에틸아세테이트 분획은 P. acnes에 대해서 methyl paraben보다 더 높은 항균활성을 나타낸 것으로 보아 여드름 개선용 화장품 원료로서 응용가능성이 있음을 확인하였다. 또한 P.
2 min으로 비교 물질인 (+)-α-토코페롤에 비해 4배가 넘는 높은 세포 보호 효과를 나타내었다. 이러한 결과들을 종합해보았을 때, 삼지구엽초 추출물은 항균 또는 항산화 활성을 갖는 화장품 원료로서 응용가능성이 높은 것으로 확인하였다.
이와 같이 얻어진 삼지구엽초 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획을 이용하여 항균 및 항산화 효능을 살펴보았고, 결과적으로 화장품 및 식품 원료로서 그 응용가능성을 확인하였다.
종합해보면 삼지구엽초 추출물의 에틸아세테이트 분획은 Gram (+)균에 대해 높은 항균 효과를 나타내었기 때문에 방부제로서 작용할 수 있을 것이라 예상된다. 특히 여드름균에 대한 항균 활성으로 보아 여드름 개선용 화장품에 응용할 수 있는 가능성이 있다.
aeruginosa)에 대해서는 항균활성이 없는 것으로 나타났다. 피부상재균에 대해서는 두 분획 모두 비듬균인 P. ovale에 대한 항균활성이 없고, 여드름균인 P. acnes에 대해서는 항균활성이 있는 것으로 나타났다. 이 중 에틸아세테이트 분획은 P.
후속연구
에탄올, 에틸아세테이트, n-부탄올, 물 등을 이용한 다양한 용매 분획에 따른 삼지구엽초의 DPPH 소거 활성을 연구한 Zhang et al. [23]에 따르면 n-부탄올 분획이 가장 우수한 활성을 나타내었는데, 추후 연구에서 n-부탄올 분획과 본 연구에서 사용된 아글리콘 분획을 이용, 동일한 조건에서 DPPH 소거 활성을 비교 평가하여 가장 우수한 활성을 나타내는 분획을 탐색하는 것 또한 의의가 있을 것으로 여겨진다. 또한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 발생하는 Fenton 반응을 이용하여 다양한 ROS에 대한 총 항산화능 평가에 대해서 아글리콘 분획은 비교 물질인 L-ascorhbic acid과 유사한 높은 활성을 보여주었다.
때문에 이 실험법을 통한 활성산소에 의한 세포 보호 효과 측정은 자외선에 의한 피부 노화를 방어할 수 있는 물질을 탐색하는데 유용하다고 여겨진다[24]. 결과적으로 삼지구엽초 추출물 중 아글리콘 분획은 다양한 ROS에 대해 높은 소거 활성을 보여주었고, 반응성이 매우 큰 1O2으로부터 세포를 효과적으로 보호하였기 때문에 유용한 항산화제로서 화장품에 응용할 수 있을 것으로 보인다.
항산화 활성에서는 아글리콘 분획이 높은 총 항산화 활성과 1O2이 유도하는 세포 용혈을 효과적으로 막아주었기 때문에 항산화제로서 충분한 응용가능성이 있어 보인다. 따라서 삼지구엽초 추출물은 각 분획이 목적에 따라 화장품 원료로서 다양하게 응용될 수 있을 것으로 예상된다.
aureus에 대하여 높은 항균 효과를 갖는 것을 확인하였다. 특히 에틸아세테이트 분획이 여드름 균(P. acnes)과 아토피를 일으키는 포도상구균(S. aureus)에 대해 높은 항균 효과를 나타 내었는데 이를 통해 삼지구엽초가 천연 방부제 뿐만 아니라 여드름, 아토피 개선용 화장품 소재로써 응용될 수 있을 것이라 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
삼지구엽초는 어떤 식물입니까?
이번 실험에서 사용한 삼지구엽초(E. koreanum Nakai)는 식용, 약용으로 사용되는 매자나무과 식물이다. 삼지구엽초에 대한 항산화 활성 연구는 일부 보고된 바가 있으나, 대부분이 라디칼 소거 활성에 집중되어 있고 제한된 추출 방법을 이용하였기 때문에 화장품 원료로서 가능성을 확인하는데 부족함이 있었다[5, 17].
P. acnes의 어떤 작용이 피부의 방어 기능을 약화하여 여드름을 악화시킵니까?
P. acnes는 모낭 내에서 성장하며 다량의 superoxide anion (O2·−)을 형성시키고 linoleic acid를 감소시킨다. 이러한 작용은 피부의 방어 기능을 약화시키고 염증 부위를 더욱 확장시켜 여드름을 악화시킨다[9, 11, 12, 19, 22].
활성산소종은 어떻게 피부를 노화합니까?
ROS란 유해한 산소종으로, hydroxyl radical (·OH), superoxide anion radical (O2·−), singlet oxygen (1O2), hydrogen peroxide (H2O2), peroxyl radical (ROO·), hydroperoxide (ROOH) 등이 포함된다. 이들은 높은 산화력을 바탕으로 세포 용혈, 지질 과산화, 피부 탄력 유지에 필수적인 콜라겐, 엘라스틴 섬유의 절단 등을 일으켜 노화를 가속화 시킨다[13, 15, 16].
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