[논문]우리나라 일부 산채의 in vitro 산화 방지 활성, 알파-글루코시데이스와 췌장 라이페이스 저해 활성

안해천; 정라나; 최은옥

doi:10.9721/kjfst.2015.47.2.164

우리나라 일부 산채의 in vitro 산화 방지 활성, 알파-글루코시데이스와 췌장 라이페이스 저해 활성
In vitro Antioxidant Activity and α-Glucosidase and Pancreatic Lipase Inhibitory Activities of Several Korean Sanchae 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.2, 2015년, pp.164 - 169

안해천 (인하대학교 식품영양학과) , 정라나 (경희대학교 호텔관광대학) , 최은옥 (인하대학교 식품영양학과)

초록
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묵나물 형태의 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 생채인 참나물의 75% 에탄올 추출물의 산화 방지 활성, ${\alpha}$-glucosidase와 pancreatic lipase 저해 활성을 평가하고 폴리페놀 화합물, 플라보노이드, 토코페롤 함량을 구하여 이들 활성과의 상관관계를 분석하였다. DPPH 라디칼 소거활성은 삼나물과 다래순에서, ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 삼나물, 다래순, 방풍나물에서, pancreatic lipase 저해 활성은 미역취와 다래순에서 높았다. 삼나물 추출물은 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량이 매우 높았으며, 다래순 추출물은 다른 산채에 비해 토코페롤 함량이 높았다. 산채 추출물의 산화 방지 성분 함량과 in vitro 활성 사이의 상관관계는 플라보노이드와 DPPH 라디칼 소거 활성 사이의 상관관계($r^2=0.8895$)를 제외하고는 높지 않았으나, ${\alpha}$-glucosidase와 pancreatic lipase 저해활성이 높았던 삼나물과 다래순은 항당뇨, 항비만 활성을 가진 잠재적인 식품 자원으로 기대되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study evaluated in vitro antioxidant activity, antioxidant content, and ${\alpha}$-glucosidase and pancreatic lipase inhibitory activities of ethanol extracts of samnamul (shoot of Aruncus dioicus), miyeokchwi (Solidago virgaurea), daraesoon (shoot of Actinidia arguta Planchon), and bangpungnamul (leaves of Ledebouriella seseloides), as muknamul, and fresh chamnamul (Pimpinella brachycarpa). Tocopherol content (4.8-78.3 mg/100 g) of sanchae was lower than polyphenols (4.4-12.2 g/100 g). Daraesoon with high tocopherol contents showed high antioxidant activity and ${\alpha}$-glucosidase and pancreatic lipase inhibitory activities. Samnamul had the highest levels of polyphenols and flavonoids, the highest antioxidant activity, and ${\alpha}$-glucosidase inhibition. Antioxidant activity was correlated with flavonoid content ($r^2=0.8895$), but was not correlated with the levels of other antioxidants tested, suggesting that polyphenol content in samnamul, miyeokchwi, daraesoon, bangpung, and chamnamul might not be critical determinant of antioxidant activity. Our results strongly suggest that samnamul and daraesoon could be useful in the treatment of diabetes and obesity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물 둥 묵나물의 in vitro 산화 방지 활성, a-glucosidase와 pancreatic lipase저해 활성을 평가하고 산화방지 성분을 정량함으로써 이들 산채를 건강 식품 자원으로 부각시킬 수 있는 과학적 기반을 마련하고자 하였다. 이와 함께 묵나물 형태 대신 생채로 유통, 공급되는 참나물의 in vitro 활성과 산화 방지 성분을 함께 분석하였다.

제안 방법

1mg/mL의 농도의 산채 추출물 0.5mL에 10% aluminum nitrate 0.1 mL, 1 M potassium acetate 0.1 mL, 에탄올 4.3mL를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40 분간 정치한 후 UV-Visible spectrophotometer (HP 8453, Hewlett Packard)를 이용하여415nm에서 흡광도를 측정하였다. 산채 추출물의 플라보노이드 함량은 quercetin을 표준물질로 사용하여 작성한 검량곡선을 이용하여 구하였다 (r₂=0.
, Winooski, VT, USA)를 이용하여 405nm에서 흡광도#를 측정하였다. 5분 후 기질 pNPG 를 0.1M phosphate buffer에 5mM 농도로 용해시킨 용액 50 ㎕ 를 첨가하여 실온에서 5분간 반응시킨 후, 동일 파장에서 흡광도를 측정하고 흡광도 변화로부터 a-glucosidase 저해활성을 다음과같이 계산하였다. Blank는 산채 추출물 대신 DMSO를 사용하였으며, 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 아카보스를 (+) 대조군으로 사용하였다.
96-well plate에 0.1 M McIlvane buffer (pH 7.4) 20 μL를넣고, 0.07 mg/mL 농도로 phosphate buffer (pH 7.0)에 녹인 pancreatic lipase 25 pL, 5 mg/mL 농도로 DMSO에 녹인 산채 추출물 5 pL, 0.1 mM 4-MU oleate 50 pL를 순서대로 가하고 37oC에서 10분간 반응시킨 후 spectrofluorophotometer (Luminescence spectrophotometer LS55, Perkin Elmer Instruments, Waltham, MA, USA)를 이용하여 excitation 320 nm, emission 450 nm의 파장에서 형광 광도(F)를 측정하고 다음 식에 의해 pancreatic lipase 저해 활성을 계산하였다. Blank는 산채 추출물 대신 DMSO를 사용하였고 (+) 대조군으로는 비만 치료제로 사용되고 있는 orlistat를 사용하였다.
묵나물 형태인 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물과 생 참나물모두 -50oC, 5mtorr 조건 하에 동결건조하고, 분쇄기 (Essence HR 2084 Blender, Philips, Amsterdam, Netherlands)로 분쇄한 후 75% 에탄올(1:10, w/v)을 넣고 25oC 항온수조(DS-SHWB45, Dongseo Science Co. Ltd., Seongnam, Korea)에서 120rpm으로12시간 동안 진탕 추출한 후 감압 여과하였다. 회전진공증발기 (N-N series; Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 용매를 제거하여 농축물을 얻고 다시 -50oC, 5mtorr에서 동결건조하여 추출물을 제조하였다.
묵나물 형태인 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물과 생 참나물은 모두 -50oC, 5 mtor에서 동결 건조(TFD5505 freeze-dryer, Ilshinbiobase, Dongducheon, Korea)한 후 식품공전 시험법(15)에 의해 각각 수분(상압건조가열법, 1.1.1.1), 조단백질(킬달법, 1.1.3.1), 조지방질(에테르 추출법, 1.1.5.1.1), 조회분(1.1.2), 식이섬유(1.1.4.3) 둥 일반 성분을 분석하였다. 탄수화물 함량은 100%에서 조지방질, 조단백질, 수분, 무기질 함량을 뺀 값으로 계산하였다.
이때 형광검출기(G1321A, Agilent 1100 series, Boblingen, Germany) 의파장은 excitation 290 nm, emission 330 nm이었다. 산채 추출물의 토코페롤 함량은 표준 a-, Y-, δ-토코페롤 검량곡선을 이용하여구하였다r>0.9995).
3mL를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40 분간 정치한 후 UV-Visible spectrophotometer (HP 8453, Hewlett Packard)를 이용하여415nm에서 흡광도를 측정하였다. 산채 추출물의 플라보노이드 함량은 quercetin을 표준물질로 사용하여 작성한 검량곡선을 이용하여 구하였다 (r₂=0.9941).
삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 in vitro 활성 중 산화방지 활성은 DPPH 라디칼 소거 활성으로 평가하였다(16). 즉, 1 mg/mL 농도의 산채 추출물 0.
하였다. 이와 함께 묵나물 형태 대신 생채로 유통, 공급되는 참나물의 in vitro 활성과 산화 방지 성분을 함께 분석하였다.
중 산화방지 활성은 DPPH 라디칼 소거 활성으로 평가하였다(16). 즉, 1 mg/mL 농도의 산채 추출물 0.1 mL를 0.1 mM DPPH 1mL와 혼합하여 30분 간 암실에서 반응시킨 뒤 UV-Visiblespectrophotometer (HP 8453, Hewlett Packard, Wilmington, DE,USA)로 517nm에서 흡광도(A517)를 측정하고 다음 식에 의해 라디칼 소거 활성을 계산하였으며, (+) 대조군으로는 아스코브산을사용하였다.
3) 둥 일반 성분을 분석하였다. 탄수화물 함량은 100%에서 조지방질, 조단백질, 수분, 무기질 함량을 뺀 값으로 계산하였다.
, Seongnam, Korea)에서 120rpm으로12시간 동안 진탕 추출한 후 감압 여과하였다. 회전진공증발기 (N-N series; Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 용매를 제거하여 농축물을 얻고 다시 -50oC, 5mtorr에서 동결건조하여 추출물을 제조하였다.

대상 데이터

1 mM 4-MU oleate 50 pL를 순서대로 가하고 37oC에서 10분간 반응시킨 후 spectrofluorophotometer (Luminescence spectrophotometer LS55, Perkin Elmer Instruments, Waltham, MA, USA)를 이용하여 excitation 320 nm, emission 450 nm의 파장에서 형광 광도(F)를 측정하고 다음 식에 의해 pancreatic lipase 저해 활성을 계산하였다. Blank는 산채 추출물 대신 DMSO를 사용하였고 (+) 대조군으로는 비만 치료제로 사용되고 있는 orlistat를 사용하였다.
1M phosphate buffer에 5mM 농도로 용해시킨 용액 50 ㎕ 를 첨가하여 실온에서 5분간 반응시킨 후, 동일 파장에서 흡광도를 측정하고 흡광도 변화로부터 a-glucosidase 저해활성을 다음과같이 계산하였다. Blank는 산채 추출물 대신 DMSO를 사용하였으며, 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 아카보스를 (+) 대조군으로 사용하였다.
참나물은 경상남도 김해에서 재배한 것을 인천시 농산물센터에서 구입하여 당일 실험에 사용하였다. Dimethylsulfoxide (DMSO), Saccharomyces cerevisiaeee] 주줄한 a-glucosidase (4.5 U/mg), 소 혈청알부민 (bovine serum albumin, BSA), p-nitrophenyl-a-D-glu- copyranoside (pNPG), 돼지 이자(porcine pancreas)에서 주줄한 lipase, 4-methylumbelliferyl oleate (4-MU oleate), Folin-Ciocal- teu’s phenol 시약, quercetin, 아카보스(acarbose), 카페산, 클로로필 a와 b, 0-카로텐, 루테인, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 토코페롤, aluminum nitrate, potassium acetate는 Sigma-Aldrich사 (St. Louis, MO, USA)의 제품이었다. 아지드화소듐, 시트르산, 아스코브산은 Shinyo Pure Chemical사(Osaka, Japan), orlistat는 Tokyo Chemical Industry사(Tokyo, Japan)에서 구입하였다.
아지드화소듐, 시트르산, 아스코브산은 Shinyo Pure Chemical사(Osaka, Japan), orlistat는 Tokyo Chemical Industry사(Tokyo, Japan)에서 구입하였다. HPLC 용 n-헥세인과 아이소프로판올은 J.T. Baker사(Phillipsburg, NJ, USA) 제품이었다. 그 외 시약은 모두 특급을 사용하였다.
경상북도 울릉군에서 수확하고 자연 건조한 삼나물과 미역취는 울릉웰빙식품(Ulleung, Korea)에서 구입하였고, 다래순은 강원도 양양군에서 수확하고 자연 건조한 것을 배다니식품(Yangyang, Korea) 에서 구입하였다. 방풍나물은 전라남도 고흥에서 수확한 후자 연 건조한 것을 삼림조합 푸른장터 (Yeoju, Korea)에서 구입하였다.
에서 구입하였다. 방풍나물은 전라남도 고흥에서 수확한 후자 연 건조한 것을 삼림조합 푸른장터 (Yeoju, Korea)에서 구입하였다. 참나물은 경상남도 김해에서 재배한 것을 인천시 농산물센터에서 구입하여 당일 실험에 사용하였다.
Louis, MO, USA)의 제품이었다. 아지드화소듐, 시트르산, 아스코브산은 Shinyo Pure Chemical사(Osaka, Japan), orlistat는 Tokyo Chemical Industry사(Tokyo, Japan)에서 구입하였다. HPLC 용 n-헥세인과 아이소프로판올은 J.
방풍나물은 전라남도 고흥에서 수확한 후자 연 건조한 것을 삼림조합 푸른장터 (Yeoju, Korea)에서 구입하였다. 참나물은 경상남도 김해에서 재배한 것을 인천시 농산물센터에서 구입하여 당일 실험에 사용하였다. Dimethylsulfoxide (DMSO), Saccharomyces cerevisiaeee] 주줄한 a-glucosidase (4.
, Anyang, Korea)에 주입하였다. 컬럼은 p-Porasil™ 컬럼(3.9x300 mm, 10 pm ID, Waters, Milford, MA, USA)을 사용하였고, n-헥세인과 아이소프로판올의 혼합용매 (99.8:0.2, v/v)를이동상으로 사용하여 분당 2mL의 속도로 용출시켰다. 이때 형광검출기(G1321A, Agilent 1100 series, Boblingen, Germany) 의파장은 excitation 290 nm, emission 330 nm이었다.

데이터처리

DPPH radical scavenging activity of 75% ethanol extracts of various sanchae (A; samnamul (shoot of Aruncus dioicus), B; miyeokchwi (Solidago virgaurea), C; daraesoon (shoot of Actinidia arguta Planchon), D; bangpungnamul (leaves of Ledebouriella seseloides), E; chamnamul (Pimpinella brachycarpa)). The activity of the reference was based on the same concentration of the sanchae extract, and different letters on the bar mean significant differences among samples by Duncan's multiple range test at 5% level.
실험은 3 반복 실시하고 각 시료 별로 반복 측정하였으며, 자료는 통계처리용 소프트웨어인 SAS/PC (SAS 9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하였고 다중범위검정 (Duncan’s multiple range test)의 유의수준은 5%이었다.

이론/모형

Pancreatic lipase 저해활성 역시 Ahn 둥(2)의 방법에 따라 평가하였다. 96-well plate에 0.
산채 추출물의 a-glucosidase 저해 활성은 Ahn 둥(2)의 방법에따라 평가하였다. 즉, 0.
산채 추출물의 산화방지 성분으로 폴리페놀 화합물, 플라보노이드, 토코페롤을 측정하였으며, 폴리페놀 화합물 함량은 FolinDenis 방법에 의해 구하였다 (2). 1mg/mL의 농도의 산채 추출물 200 μL, 증류수 2.
산채 추출물의 토코페롤 함량은 HPLC법(16)에 의해 구하였다. 즉, 산채 추출물 0.
산채 추출물의 플라보노이드 함량은 Ahn 등의 방법(2)에 따라측정하였다. 1mg/mL의 농도의 산채 추출물 0.

성능/효과

1)Different superscript means significant differences among samples in each component by Duncan’s multiple range test at 5%.
1과 같이산채 종류에 따라 큰 차이를 보였다. 대조군인 아스코브산의 DPPH 라디칼 소거 활성은 98.7% 이었으며, 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 91.1, 38.4, 61.6, 22.3, 10.4%로, 삼나물 추출물의 라디칼 소거활성은 (+) 대조군인 아스코브산의 라디칼 소거활성의 92.3%로유의하게 매우 높았다 (p<0.05). 다래순 추출물의 라디칼 소거 활성도 아스코브산의 62.
삼나물 추출물의 높은 플라보노이드 함량은 울릉도산 산채인 섬고사리의 플라보노이드 함량(1675mg/100g)과 비슷한 수준이었으며 물엉겅퀴(1330 mg/100g), 쇠무릅 (457mg/100g), 쇠비름(36mg/100g), 서덜취 (575 mg/100g)의 플라보노이드 함량에 비해서는 높은 수준이었다 (21). 따라서 본 결과는 삼나물이 다른 산채에 비해 폴리페놀 화합물과 플라보노이드를 많이 함유하여 건강 기능성을 가진 잠재적인식품 자원임을 보여 주었다.
05). 또한 이들 산채에 함유된 토코페롤 이성질체 중 알파 토코페롤 함량이 가장 높았다. 대부분의 채소와 과일에는 토코페롤 이성질체 중 알파형이 가장 많이 함유되어 있음이 보고된 바 있으나(22), 우리나라 산채 추출물의 토코페롤 함량에 대한 보고는 이루어진 바 없다.
3). 미역취와다래순의 pancreatic lipase 저해 활성은 각각 67.9, 64.7%로 삼나물(30.3%), 방풍나물(38.7%), 참나물(56.2%)에 비해 유의하게 높았다(p<0.05). 이 값은 Lee 등(20)이 보고한 참취의 pancreatic lipase 저해 활성(41.
11%). 삼나물, 미역취, 다래 순, 방풍나물, 참나물에는 일반 성분 중 탄수화물이 가장 많이 함유되어 있었으며(>50%), 이 중 대부분은 식이섬유(>30%, 탄수화물 함량의 58% 이상)이었다. 이로부터 산채는 지방질 함량은 낮지만 단백질과 무기질 함량이 높고 식이섬유 함량이 높은 저 열량의 우수한 건강 식품임을 확인하였다.
삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 a-이ucosidase 저해활성은 Fig. 2와 같이 각각 20.9, 13.1, 23.7, 23.3, 12.3%로, 삼나물, 다래순, 방풍나물 사이에는 유의한 차이가 없었으나, 미역취, 참나물에 비해 유의하게 높았다S0.05). 이들 산채의 a- glucosidase 저해활성은 (+) 대조군인 acarbose의 28.
삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 pancreatic lipase 저해 활성은 a-glucosidase 저해 활성에 비해 높았으며 (+)대조군인 orlistat 활성의 35.8-80.4% 범위이었다(Fig. 3). 미역취와다래순의 pancreatic lipase 저해 활성은 각각 67.
05). 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 폴리페놀 화합물 함량은 100 g 당 각각 12, 208.3, 7, 474.0, 4, 426.4, 6, 372.8, 6, 044.3 mg으로, 특히삼나물 추출물의 폴리페놀 화합물 함량이 유의하게 매우 높았다 (p<0.05). 삼나물 추출물의 높은 폴리페놀 화합물 함량은 Lee 등 (21)이 보고한 울릉도산 섬고사리 (12, 069mg/100g), 물엉겅퀴(13, 022 mg/100g) 의 폴리페놀 화합물 함량과 비슷한 수준이었으며, 쇠무릅 (1, 674mg/100g), 서덜취 (5, 844mg/100g) 의 폴리페놀 화합물 함량보다는 높은 수준이었다.
삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 플라보노이드 함량은 100 g 당 각각 1, 896.6, 486.5, 662.9, 324.3, 60.4mg으로 삼나물 추출물의 플라보노이드 함량이 유의하게 가장 높았다 (p<0.05). 그러나 참나물 추출물의 플라보노이드 함량은 다른산채에 비해 유의하게 매우 낮았다 (p<0.
삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물의 에탄올 추출물에 함유된 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량은 Table 2와 같이 산 채 종류에 따라 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 추출물의 폴리페놀 화합물 함량은 100 g 당 각각 12, 208.
생 참나물의 일반성분 분석 결과는 Table 1과 같다. 삼나물,미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물의 수분함량은 각각 11.67, 14.68, 9.70, 14.65, 7.67%이었으며, 단백질은 다래순이 가장 많이 함유하였고(26.42%), 미역취는 상대적으로 단백질 함량이 낮았다 (14.86%). 국내 자생 산채류 중에서는 고사리 (Pterium aquilinum var.
삼나물 추출물의 높은 폴리페놀 화합물 함량은 Lee 등 (21)이 보고한 울릉도산 섬고사리 (12, 069mg/100g), 물엉겅퀴(13, 022 mg/100g) 의 폴리페놀 화합물 함량과 비슷한 수준이었으며, 쇠무릅 (1, 674mg/100g), 서덜취 (5, 844mg/100g) 의 폴리페놀 화합물 함량보다는 높은 수준이었다. 앞서 다른 나물들보다 높은 a-glucosi- dase 저해활성을 보였던 삼나물, 방풍나물의 폴리페놀 화합물 함량은 높았으나, a-이ucosidase와 lipase 저해 활성이 높았던 다래순은 폴리페놀 화합물 함량이 낮아, 폴리페놀 화합물이 이들 모든 in vitro 활성에 결정적인 요인은 아니었음을 제시하였다.
삼나물, 미역취, 다래 순, 방풍나물, 참나물에는 일반 성분 중 탄수화물이 가장 많이 함유되어 있었으며(>50%), 이 중 대부분은 식이섬유(>30%, 탄수화물 함량의 58% 이상)이었다. 이로부터 산채는 지방질 함량은 낮지만 단백질과 무기질 함량이 높고 식이섬유 함량이 높은 저 열량의 우수한 건강 식품임을 확인하였다. 일반적으로 산채류는 보통 채소류에 비해 수분 함량은 낮고 조단백질과 조회분 함량이 높은 경향을 보인다 (18).
5%)의 단백질 함량이 높은 것으로 보고된 바 있다(17). 지방질 함량은 삼나물, 미역취, 다래순, 방풍나물, 참나물 모두에서 매우 낮았으며(<3%), 조회분은 참나물에 가장 많이 함유되어 있었다(19.11%). 삼나물, 미역취, 다래 순, 방풍나물, 참나물에는 일반 성분 중 탄수화물이 가장 많이 함유되어 있었으며(>50%), 이 중 대부분은 식이섬유(>30%, 탄수화물 함량의 58% 이상)이었다.

후속연구

Pancreatic lipase 는 TAG를 2-monoacylglycer이과 지방산으로 분해하는 효소로, 활성이 저해되면 TAG의 분해 감소와 이에 따른 지방질 흡수가 감소하여 잠재적으로 비만 예방 효과를 기대할 수 있다. 따라서 pancreatic lipase 저해 활성이 높은 미역취와 다래순으로부터 항비만 활성을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
또한 Km 둥(24)은 비 수리의 a-이ucosidase 저해활성과 관련된 물질이 수용성임을 보고 한 바 있으며, Lee 둥(7)은 a-glucosidase 저해활성을 보인 마전자 메탄올 추출물에 폴리페놀 화합물 함량이 다른 추출물 보다 더 높았음을 보고하였다. 이와 같이 산채의 in vitro 활성과 폴리페 놀 화합물, 플라보노이드 함량 둥 산화 방지 물질 총량 사이의 다양한 결과는 이들 화합물을 구성하는 다양한 개별 화합물의 조 성과 관련 있을 것으로 사료되며 이에 대한 연구가 필요할 것이다

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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