본 연구에서는 추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 열수추출, 초음파추출 및 가압추출 방법을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 저해활성을 조사하였다. 추출 수율은 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순으로 높은 수율을 나타내었으며, 총 페놀함량 및 총 플라보노이드함량은 가압추출에서 100g당 각각 9.87 g 및 1.90 g으로 높은 함량을 나타내었다. ORAC은 가압추출에서 g당 $769.63{\mu}M$로 가장 높은 값을 나타내었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 가압추출 $1,000{\mu}g/mL$에서 각각 35.85% 및 51.42%로 높은 활성을 나타내었다. Superoxide radical 소거활성은 가압추출 $100{\sim}500{\mu}g/mL$에서 29.16~93.89%로 높은 활성을 나타내었다. FRAP 및 환원력은 가압추출 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$에서 $180.60{\sim}607.93{\mu}M$ 및 0.14~0.51로 나타나 모든 항산화 활성 분석에서 가압추출이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해활성은 가압추출 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$에서 9.66~24.05%로 유의적으로 우수한 활성을 나타내었으며 시료 농도에 따라 농도의존적으로 증가하였다. 따라서 상황버섯 균사체 추출에 있어 항산화 활성을 나타내는 유용성분의 효율적인 추출에 가압추출 공정이 적합하다 판단되었다.
본 연구에서는 추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 열수추출, 초음파추출 및 가압추출 방법을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 저해활성을 조사하였다. 추출 수율은 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순으로 높은 수율을 나타내었으며, 총 페놀함량 및 총 플라보노이드함량은 가압추출에서 100g당 각각 9.87 g 및 1.90 g으로 높은 함량을 나타내었다. ORAC은 가압추출에서 g당 $769.63{\mu}M$로 가장 높은 값을 나타내었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 가압추출 $1,000{\mu}g/mL$에서 각각 35.85% 및 51.42%로 높은 활성을 나타내었다. Superoxide radical 소거활성은 가압추출 $100{\sim}500{\mu}g/mL$에서 29.16~93.89%로 높은 활성을 나타내었다. FRAP 및 환원력은 가압추출 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$에서 $180.60{\sim}607.93{\mu}M$ 및 0.14~0.51로 나타나 모든 항산화 활성 분석에서 가압추출이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해활성은 가압추출 $100{\sim}1,000{\mu}g/mL$에서 9.66~24.05%로 유의적으로 우수한 활성을 나타내었으며 시료 농도에 따라 농도의존적으로 증가하였다. 따라서 상황버섯 균사체 추출에 있어 항산화 활성을 나타내는 유용성분의 효율적인 추출에 가압추출 공정이 적합하다 판단되었다.
This study was conducted to examine the antioxidant activities of extracts derived with different extraction methods (HE, hot water extraction; UE, ultrasonic extraction; and PE, pressured extraction) from Phellinuslinteus mycelium in Mori ramulus. The extraction yield of PE (7.73%) was higher than ...
This study was conducted to examine the antioxidant activities of extracts derived with different extraction methods (HE, hot water extraction; UE, ultrasonic extraction; and PE, pressured extraction) from Phellinuslinteus mycelium in Mori ramulus. The extraction yield of PE (7.73%) was higher than that of UE (6.03%) and of HE (5.44%). The total phenolic and flavonoid contents of PE were 9.87 g/100 g and 1.90 g/100 g, respectively. The oxygen radical absorbance capacity (ORAC) of PE ($769.63{\mu}M/g$ FW) was higher than that of HE ($622.96{\mu}M/g$ FW) and of UE ($249.06{\mu}M/g$ FW). The DPPH and ABTS radical scavenging activities of PE at $1,000{\mu}g/mL$ were 35.85% and 51.42%, respectively. The superoxide radical scavenging activity of PE, 29.16-93.89%, was higher than that of other extracts. The ferric-reducing antioxidant power and the reducing power of PE were $180.60-607.93{\mu}M$ and 0.14-0.51, respectively. The tyrosinase inhibition activity of PE (9.66-24.05%) improved with an increase in the treatment concentration. The antioxidant and tyrosinase inhibition activities of PE were significantly higher than those of the other extracts. In conclusion, we provided experimental evidence that Phellinus linteus mycelium extracts from Mori ramulus have potential as functional materials.
This study was conducted to examine the antioxidant activities of extracts derived with different extraction methods (HE, hot water extraction; UE, ultrasonic extraction; and PE, pressured extraction) from Phellinuslinteus mycelium in Mori ramulus. The extraction yield of PE (7.73%) was higher than that of UE (6.03%) and of HE (5.44%). The total phenolic and flavonoid contents of PE were 9.87 g/100 g and 1.90 g/100 g, respectively. The oxygen radical absorbance capacity (ORAC) of PE ($769.63{\mu}M/g$ FW) was higher than that of HE ($622.96{\mu}M/g$ FW) and of UE ($249.06{\mu}M/g$ FW). The DPPH and ABTS radical scavenging activities of PE at $1,000{\mu}g/mL$ were 35.85% and 51.42%, respectively. The superoxide radical scavenging activity of PE, 29.16-93.89%, was higher than that of other extracts. The ferric-reducing antioxidant power and the reducing power of PE were $180.60-607.93{\mu}M$ and 0.14-0.51, respectively. The tyrosinase inhibition activity of PE (9.66-24.05%) improved with an increase in the treatment concentration. The antioxidant and tyrosinase inhibition activities of PE were significantly higher than those of the other extracts. In conclusion, we provided experimental evidence that Phellinus linteus mycelium extracts from Mori ramulus have potential as functional materials.
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문제 정의
본 연구에서는 추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 열수추출, 초음파추출 및 가압추출 방법을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 저해활성을 조사하였다. 추출 수율은 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순으로 높은 수율을 나타내었으며, 총 페놀함량 및 총 플라보노이드함량은 가압추출에서 100g 당 각각 9.
가설 설정
3)Means±SD (n=3) within each column(a-c) followed by the same letter are not significantly different (p<0.05).
제안 방법
FRAP는 FeSO4·7H2O(Sigma-Aldrich Co.)을 정량하여 작성한 표준 곡선으로부터 계산하였다.
Tyrosinase 저해활성은 Kameyama 등(22)의 방법을 응용하여 96 well plate에 시료 100 μL, 0.175 M phosphate buffer(pH 6.8) 40 μL, 5 mM L-DOPA 40 μL를 순서대로 넣고 mushroom tyrosinase(2,000 U/mL, Sigma-Aldrich Co.) 20 μL를 첨가하여 37℃ 배양기에서 10분 동안 반응시킨 후 생성된 DOPA chrome을 microplate reader(UVM-340, ASYS Co., Eugendorf, Austria)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.
본 연구에서는 뽕나무의 어린가지인 상지를 분쇄하여 톱밥 형태로 가공하여 살균한 뒤, 상황버섯 종균을 접종하여 배양한 균사체를 이용하였다. 그리고 상지에 배양된 상황버섯 균사체에 함유된 유용성분을 효율적으로 추출하고자 열수, 초음파 및 가압추출공정을 적용하였으며, 추출물의 항산화 활성을 조사하여 기능성 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 뽕나무의 어린가지인 상지를 분쇄하여 톱밥 형태로 가공하여 살균한 뒤, 상황버섯 종균을 접종하여 배양한 균사체를 이용하였다. 그리고 상지에 배양된 상황버섯 균사체에 함유된 유용성분을 효율적으로 추출하고자 열수, 초음파 및 가압추출공정을 적용하였으며, 추출물의 항산화 활성을 조사하여 기능성 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.
상지 고체배지에 액체 종균 5%를 접종하고 25℃에서 15일간 정치 배양하여 상황버섯 균사체를 얻었으며, 균사체는 50℃에서 24시간 열풍건조 하였고, 분쇄기(FM-909W, Hanil, Co., Sejong, Korea)로 분쇄하여 –20℃ 이하의 암소에 보관하면서 추출용 시료로 사용하였다.
열수추출은 100℃에서 3시간 동안 환류냉각추출기(CA-1112, Eyela Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 추출하였고 초음파추출은 ultrasonic processor(VCX 400, Sonic & Materials Inc., Connecticut, USA)를 이용하여 25℃, 40 kHz, 400 W에서 3시간 동안 추출하였다.
, Uppsala, Sweden)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀 함량은 tannic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
)를 이용하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 rutin(Sigma-Aldrich Co.)을 정량하여 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
추출물의 제조는 열수추출(HE, hot water extraction), 초음파추출(UE, ultrasonic extraction) 및 가압추출(PE, pressured extraction) 방법으로 30 g의 상황버섯 균사체 분말에 증류수를 고형분 대비 20배 첨가하여 아래와 같이 추출하였다.
대상 데이터
검량 곡선을 작성하기 위하여 항산화 활성 비교 표준액으로 Trolox(Water soluble analogue of vitamin E, 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid, Sigma-Aldrich Co.) 10 μL를 phosphate buffer 50 mL에 용해하여 제조하였고, 측정기기는 Multilabel Plate Readers(VICTOR3 , PerkinElmer, Inc., Waltham, MA, USA)를 사용하여 485 nm에서 전자가 여기되고 538 nm에서 방출되게 조절하여 본 실험에 적용되었다.
ORAC 측정은 Talcott와 Lee(16)가 항산화 활성 측정에 사용한 분석법을 이용하였다. 본 균사체 동결건조 분말 및 Trolox를 농도별로 희석하였는데 실험용 시료의 제조에는 중성 phosphate buffer(61.6:38.9, v/v, 0.75 M K2HPO4 and 0.75 M NaH2PO4)를 사용하였다. 검량 곡선을 작성하기 위하여 항산화 활성 비교 표준액으로 Trolox(Water soluble analogue of vitamin E, 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid, Sigma-Aldrich Co.
본 실험에 사용된 상황버섯 균사체(Phellinus linteus mycelium)는 경북 안동 소재의 (주)류충현약용버섯에서 제공받아 이용하였다. 즉, 균사체의 배양은 상지(桑枝, Mori ramulus)를 음지에서 자연건조하여 수분이 30∼40% 일 때 절단 및 분쇄한 뒤, 121℃, 1.
즉, 균사체의 배양은 상지(桑枝, Mori ramulus)를 음지에서 자연건조하여 수분이 30∼40% 일 때 절단 및 분쇄한 뒤, 121℃, 1.2기압에서 1시간 고압 살균한 다음 고체배지로 사용하였다.
데이터처리
실험결과는 3회 반복실험의 평균±표준편차로 나타내었고 SPSS(19.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고 각 측정 평균값의 유의성(p<0.05)은 Duncan’s multiple range test로 검정하였다.
이론/모형
DPPH radical 소거활성 측정(17)은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력을 이용하여 측정하였다. 즉, 시료 0.
FRAP 측정은 Benzie와 Strain(20)의 방법에 따라 다음과 같이 측정하였다. FRAP reagent는 25 mL acetate buffer(300 mM, pH 3.
ORAC 측정은 Talcott와 Lee(16)가 항산화 활성 측정에 사용한 분석법을 이용하였다. 본 균사체 동결건조 분말 및 Trolox를 농도별로 희석하였는데 실험용 시료의 제조에는 중성 phosphate buffer(61.
Superoxide radical 소거 활성은 Nishikimi(19)의 방법에 따라 다음과 같이 측정하였다. 시료 500 μL에 0.
총 페놀 함량은 Folin-Denis법(14)에 따라 시료 1 mL에 1 N Folin ciocalteu reagent 1 mL를 혼합하여 반응 시킨 후 20% Na2CO3 1 mL를 첨가하고 실온의 암소에서 30분간 반응시킨 다음 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co., Uppsala, Sweden)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀 함량은 tannic acid(Sigma-Aldrich Co.
총 플라보노이드 함량은 Jia 등(15)의 방법을 응용하여 측정하였다. 시료 1 mL에 5% NaNO2 150 μL를 혼합하여 실온에서 6분간 반응 시킨 후 10% AlCl3 300 μL를 첨가하고 실온에서 5분간 반응시킨 다음 1 N NaOH 1 mL와 혼합한 후 분광광도계(Ultraspec 2100pro, Amersham Co.
환원력 측정은 Oyaizu 등(21)의 방법에 따라 다음과 같이 측정하였다. 시료 1 mL에 0.
성능/효과
FRAP 및 환원력은 가압추출 100∼1,000 μg/mL에서 180.60∼607.93 μM 및 0.14∼0.51로 나타나 모든 항산화 활성 분석에서 가압추출이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다.
ORAC은 가압추출에서 g당 769.63 μM로 가장 높은 값을 나타내었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 가압추출 1,000 μg/mL에서 각각 35.85% 및 51.42%로 높은 활성을 나타내었다.
51로 나타나 모든 항산화 활성 분석에서 가압추출이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해활성은 가압추출 100∼1,000 μg/mL에서 9.66∼24.05%로 유의적으로 우수한 활성을 나타내었으며 시료 농도에 따라 농도의존적으로 증가하였다. 따라서 상황버섯 균사체 추출에 있어 항산화 활성을 나타내는 유용성분의 효율적인 추출에 가압추출 공정이 적합하다 판단되었다.
09%의 저해활성을 나타냈으며, 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 증가하였다고 보고하였다. 따라서 상황버섯 균 사체 추출에서는 가압추출 공정이 높은 항산화 활성을 나타냄을 확인할 수 있어 적합한 추출공정이라 판단되었다.
05%로 유의적으로 우수한 활성을 나타내었으며 시료 농도에 따라 농도의존적으로 증가하였다. 따라서 상황버섯 균사체 추출에 있어 항산화 활성을 나타내는 유용성분의 효율적인 추출에 가압추출 공정이 적합하다 판단되었다.
51의 활성을 나타내었다. 발효가시오가피의 항산화활성 결과와 비교할 때 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물이 보다 높은 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
36 mg/100mL 함량을 나타낸다고 보고하여 상황버섯 균사체가 자실체보다 낮은 총 페놀 및 총 플라보노이드를 함유하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물을 Hong 등(25)의 상황버섯 균사체 추출물과 같은 농도에서 비교하였을 때, PE에서 9.868 mg/mL의 총 페놀을 함유하고 있어 상황버섯 고체배양에 따른 배지의 종류에 따라 유용성분의 차이가 있음을 확인하였다. ORAC(oxygen radical absorbance capacity) assay는 측정 방법이 간단하고 재현성이 뛰어나 폭넓게 활용되고 있는 방법이다.
상황버섯 균사체 추출물의 ABTS radical 소거활성은 모든 시료에서 농도가 증가함에 따라 소거활성이 증가하였으며, 특히 PE 1,000 μg/mL 농도에서는 양성 대조군으로 사용한 ascorbic acid (92.55%)의 약 0.55배의 활성을 나타내었다.
상황버섯 균사체 추출물의 DPPH radical 소거활성은 100∼1,000 μg/mL 농도에서 PE가 13.04∼35.85%로 가장 높은 활성을 나타내었으며, UE가 6.34∼12.91%로 가장 낮은 활성을 나타내었다.
상황버섯 균사체 추출물의 tyrosinase 저해활성은 500 μg/mL에서 PE, HE 및 UE가 각각 24.05%, 19.43% 및 13.52%로 가압추출에서 유의적으로 높은 활성을 나타내었다.
상황버섯 균사체 추출물의 환원력은 1,000 μg/mL에서 PE, HE 및 UE에서 각각 0.51, 0.44 및 0.27로 가압추출에서 유의적으로 높은 활성을 나타내었다.
06 μM 순으로 나타났다. 초음파 추출물에서 특히 낮은 값을 나타냈는데, 이는 높은 추출수율에 관계없이 항산화 효과에 관여도가 높은 총 페놀 및 총 플라보노이드의 함량과 비례하는 것으로 판단된다.
가압추출시 높은 수율을 나타내는 것은 열과 압력에 의해서 불용성 성분들이 가용화 됨에 따라 용출이 용이하게 된 것이라 판단되며, 이는 Han 등(23)의 고압 추출공정이 길어짐에 따라 수율 또한 증가한다는 보고와 일치하였다. 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 PE에서 100g 당 각각 9.87 g 및 1.90 g으로 가장 높은 함량을 나타내었으며, UE에서 100g 당 각각 3.18 g 및 1.03 g으로 가장 낮은 함량을 나타내었다. 페놀화합물은 phenolic hydroxyl기를 가지기 때문에 단백질 및 기타 거대 분자들과 결합하는 성질을 가지며, 항산화 활성 등의 생리활성기능을 가지는 것으로 알려져 있어(24), 추출물에 함유된 페놀성 화합물의 함량이 높은 PE에서 높은 항산화 활성을 나타낼 것이라 판단된다.
추출 공정별 상황버섯 균사체 추출물의 ORAC 값은 100 μg/mL 의 농도로 측정하였는데 PE에서 g당 769.63 μM로 가장 우수한 값을 나타냈으며, HE 622.96 μM, UE 249.06 μM 순으로 나타났다.
추출 방법별 상황버섯 균사체 추출물의 superoxide radical 소거 활성은 모든 시료에서 29.16∼96.03%로 높은 소거활성이 나타남을 확인하였다.
추출 방법에 따른 FRAP는 100∼1,000 μg/mL 농도에서 PE가 180.60∼607.93 μM로 가장 높은 함량을 나타내었으며, HE 및 UE가 각각 126.39∼453.44 μM와 91.78∼363.34 μM로 모든 시료에서 농도 의존적으로 증가하였다.
본 연구에서는 추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 열수추출, 초음파추출 및 가압추출 방법을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 저해활성을 조사하였다. 추출 수율은 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순으로 높은 수율을 나타내었으며, 총 페놀함량 및 총 플라보노이드함량은 가압추출에서 100g 당 각각 9.87 g 및 1.90 g으로 높은 함량을 나타내었다. ORAC은 가압추출에서 g당 769.
추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 추출수율, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 ORAC은 Table 1과 같다. 추출수율은 열수추출(HE, hot water extraction), 초음파추출(UE, ultrasonic extraction) 및 가압추출(PE, pressured extraction)에서 각각 5.44%, 6.03% 및 7.73%로 추출 공정에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며, 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순이었다. 가압추출시 높은 수율을 나타내는 것은 열과 압력에 의해서 불용성 성분들이 가용화 됨에 따라 용출이 용이하게 된 것이라 판단되며, 이는 Han 등(23)의 고압 추출공정이 길어짐에 따라 수율 또한 증가한다는 보고와 일치하였다.
특히 모든 시료 500 μg/mL 농도에서는 양성 대조군으로 사용한 catechin (87.02%)보다 높은 활성을 나타내어 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 superoxide radical 소거활성이 우수함을 확인하였다.
후속연구
이와 같이 가압추출에서 항산화활성이 우수한 것은 상지에 배양한 관계로 추출공정을 통해 페놀 및 플라보노이드 등 유용성분의 함량이 증가된 까닭으로 사료되며, 단일 성분이 아닌 추출물임을 고려하였을 때 향후 생리활성 성분의 분리 및 정제를 통한 구조 동정이 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상황버섯은 분류학적으로 어디에 속하는가?
상황버섯(Phelinus linteus)은 분류학적으로 소나무 비늘 버섯과(Hymenochaetaceae) 진흙버섯속(Phellinus)에 속하는 백색부후균으로 이와 유사한 종류로는 마른진흙버섯(Phellinus gilvus), 말똥진흙버섯(Phellinus isniarius), 찰진흙버섯(Phellinus robustus), 검은진흙버섯(Phellinus nigricans), 낙엽송충버섯(Phellinus pini) 등이 있다(10). 상황버섯의 자실체 열수 추출물은 소화기계통의 암에 저지효과가 있다고 알려지면서 많은 연구가 진행되어 항암활성(11) 및 대장암과 방광암 등의 원인효소인 장내세균 유해효소 저해효과(12) 등 상황버섯의 다양한 생리활성이 보고되고 있다.
자유라디칼은 체내에서 무엇을 초래하는가?
인간은 호흡과정에서 노화 및 질병의 원인이 되는 활성산소종(ROS, reaction oxygen species) 또는 활성질소종(RNS, reaction nitrogen species)의 과도한 발생으로 항산화 방어계(antioxidant defense system) 사이에 심각한 불균형을 초래하여 산화적 스트레스(oxidantive stress)를 일으키고 각종 질환의 발생과 진행기전에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다(1). 이러한 자유라디칼은 비공유 전자(unpaired electron)를 갖고 있는 분자이기 때문에 불안정하여 세포구성 성분들과 쉽게 반응하게 되고 지질 과산화, 단백질 변성 또는 불활성화, DNA 합성 억제, 돌연변이 유발, 암의 유발 그리고 효소의 불활성 등을 초래한다(2). 인체는 체내 산화를 방어할 수 있는 다양한 항산화 물질을 생성하여 항상성을 유지하지만, 체내 항산화 체계는 다량의 산화물을 모두 방어할 수 없으므로 항산화제를 추가 섭취하여 체내 산화를 막는 것은 노화방지 및 질병 예방에 매우 중요하다(3).
상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 알아보기 위해 열수, 초음파, 가압 추출 방법으로 추출 수율을 관찰한 결과, 높은 수율을 나타내는 추출방법 순서대로 나열하면?
본 연구에서는 추출 방법에 따른 상지에 배양한 상황버섯 균사체 추출물의 항산화 활성을 확인하고자 열수추출, 초음파추출 및 가압추출 방법을 이용하여 항산화 활성 및 tyrosinase 저해활성을 조사하였다. 추출 수율은 가압추출, 초음파추출, 열수추출 순으로 높은 수율을 나타내었으며, 총 페놀함량 및 총 플라보노이드함량은 가압추출에서 100g당 각각 9.87 g 및 1.
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