본 연구에서는 삼지구엽초의 뿌리, 줄기, 잎의 부위별 항산화 활성을 알아보기 위하여 각 부위를 70% 에탄올 용액을 이용하여 얻은 추출물의 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS 라디칼 소거 활성, 미오글로빈 보호 효과, FRAP를 추출 농도별(1, 2, 10, 20 mg/mL)로 측정하였다. 부위별 총페놀 함량의 경우 뿌리(2.468 mg), 잎(2.307 mg), 줄기(2.277 mg) 순으로 함량이 높았으며, 총플라보노이드 함량은 뿌리(2.071 mg), 잎(1.875 mg), 줄기(0.616 mg)로 순으로 측정되었다. DPPH 라디칼 소거활성, 미오글로빈 보호 효과 그리고 FRAP 실험에서는 농도 의존적으로 항산화 활성을 보였으며 플라보노이드 및 페놀성 화합물의 함량이 적은 줄기에 비하여 잎과 뿌리의 추출물의 활성이 좋았고 ABTS 라디칼 소거 활성의 경우 뿌리 추출물의 활성이 가장 높았다. 이는 총페놀 함량과 총플라보노이드의 함량이 항산화 활성에 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 삼지구엽초는 주로 잎 부분이 식용으로 쓰이고 있으며 최근 지상부만을 제한적으로 식품원료로 허용하고 있는데 본 연구를 통하여 지상부 외에 지하부에서도 항산화 활성이 높은 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 삼지구엽초의 뿌리, 줄기, 잎의 부위별 항산화 활성을 알아보기 위하여 각 부위를 70% 에탄올 용액을 이용하여 얻은 추출물의 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS 라디칼 소거 활성, 미오글로빈 보호 효과, FRAP를 추출 농도별(1, 2, 10, 20 mg/mL)로 측정하였다. 부위별 총페놀 함량의 경우 뿌리(2.468 mg), 잎(2.307 mg), 줄기(2.277 mg) 순으로 함량이 높았으며, 총플라보노이드 함량은 뿌리(2.071 mg), 잎(1.875 mg), 줄기(0.616 mg)로 순으로 측정되었다. DPPH 라디칼 소거활성, 미오글로빈 보호 효과 그리고 FRAP 실험에서는 농도 의존적으로 항산화 활성을 보였으며 플라보노이드 및 페놀성 화합물의 함량이 적은 줄기에 비하여 잎과 뿌리의 추출물의 활성이 좋았고 ABTS 라디칼 소거 활성의 경우 뿌리 추출물의 활성이 가장 높았다. 이는 총페놀 함량과 총플라보노이드의 함량이 항산화 활성에 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 삼지구엽초는 주로 잎 부분이 식용으로 쓰이고 있으며 최근 지상부만을 제한적으로 식품원료로 허용하고 있는데 본 연구를 통하여 지상부 외에 지하부에서도 항산화 활성이 높은 것으로 확인되었다.
This study was conducted to investigate the antioxidant activities of 70% ethanol extracts from different parts (root, stem, and leaf) of Epimedium koreanum Nakai. Ethanol extracts from the three parts of Epimedium koreanum Nakai were assessed for total phenolic content, total flavonoid content, 1,1...
This study was conducted to investigate the antioxidant activities of 70% ethanol extracts from different parts (root, stem, and leaf) of Epimedium koreanum Nakai. Ethanol extracts from the three parts of Epimedium koreanum Nakai were assessed for total phenolic content, total flavonoid content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity, myoglobin protective ratio, and ferric reducing antioxidant power (FRAP). Root part showed the highest total phenolic content ($2.468{\pm}0.017mg$ chlorogenic acid equivalent/g) and total flavonoid content ($2.071{\pm}0.002mg$ quercetin equivalent/g). Leaf part showed the strongest radical scavenging activities (DPPH radical; 80%, myoglobin protective ratio; 90% and FRAP; 98.7% at 20 mg/mL). Root part showed the highest ABTS radical scavenging at 1 mg/mL. Therefore, the results of the antioxidant activity test were correlated with total phenolic and flavonoid content values. Thus, Epimedium koreanum Nakai has great potential as a natural source for human health.
This study was conducted to investigate the antioxidant activities of 70% ethanol extracts from different parts (root, stem, and leaf) of Epimedium koreanum Nakai. Ethanol extracts from the three parts of Epimedium koreanum Nakai were assessed for total phenolic content, total flavonoid content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity, myoglobin protective ratio, and ferric reducing antioxidant power (FRAP). Root part showed the highest total phenolic content ($2.468{\pm}0.017mg$ chlorogenic acid equivalent/g) and total flavonoid content ($2.071{\pm}0.002mg$ quercetin equivalent/g). Leaf part showed the strongest radical scavenging activities (DPPH radical; 80%, myoglobin protective ratio; 90% and FRAP; 98.7% at 20 mg/mL). Root part showed the highest ABTS radical scavenging at 1 mg/mL. Therefore, the results of the antioxidant activity test were correlated with total phenolic and flavonoid content values. Thus, Epimedium koreanum Nakai has great potential as a natural source for human health.
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문제 정의
특히 2014년 삼지구엽초의 지상부는 침출차, 주류에 제한적으로 식품원료로 인정되면서 연구의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 삼지구엽초 부위별 추출물의 항산화 활성과 관련이 있는 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량을 조사하였다. 또한 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능, 미오글로빈 보호 효과 및 FRAP 방법을 통해 항산화능을 평가하여 삼지구엽초의 천연 항산화 소재로서의 이용 가능성을 알아보기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
하지만 DPPH 및 ABTS 라디칼의 경우 실제로 인체 내에 존재하지 않는 라디칼로 생리활성의 의미가 명확하다고 할 수 없다(38). 따라서 생체 라디칼의 반응을 간접적으로 확인할 수 있는 생체 내의 미오글로빈을 이용하여 항산화 활성을 확인해보았다.
따라서 본 연구에서는 삼지구엽초 부위별 추출물의 항산화 활성과 관련이 있는 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량을 조사하였다. 또한 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능, 미오글로빈 보호 효과 및 FRAP 방법을 통해 항산화능을 평가하여 삼지구엽초의 천연 항산화 소재로서의 이용 가능성을 알아보기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
가설 설정
2)Values within each column followed by different letters are significantly different (P<0.05).
제안 방법
ABTS 라디칼 소거 활성은 Re 등(22)의 방법을 본 시료에 맞게 변형하여 측정하였다. ABTS 7.
FRAP는 Benzie와 Strain(24)이 개발한 방법으로 본 시료에 맞게 변형하여 측정하였다. 0.
각 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Ramos 등(21)이 사용한 DPPH법을 본 시료에 맞게 변형하여 측정하였다. 농도별 각 추출물과 0.
미오글로빈 보호 효과는 Terashima 등(23)의 방법을 이용하여 라디칼 소거능을 확인하는 방법으로 본 시료에 맞게 변형하여 측정하였다. Myoglobin을 PBS buffer(pH 7.
본 연구의 총페놀 함량 측정은 각 추출물 70 μL에 2 N Folin-Ciocalteu 용액을 70 μL 가하여 혼합한 다음 3분간 반응시킨 후 2% Na2CO3 70 μL를 첨가하여 1시간 동안 반응시키고 760 nm에서 흡광도를 측정한 후 건조 시료 g당 총페놀 함량으로 환산하였다.
삼지구엽초 부위(뿌리, 줄기, 잎)에 따라 70% 에탄올로 추출한 다음 총페놀 함량과 총플라보노이드 함량을 확인하였으며 그 결과는 Table 1과 같다. 총페놀 함량은 건조 분말 시료 g당 chlorogenic acid의 등량값으로 환산하여 나타냈고 그 결과 뿌리(2.
삼지구엽초는 잎, 줄기, 뿌리 세 부분으로 분리한 후 분쇄기 (FM-681, HANIL Co., Changwon, Korea)를 이용하여 분말로 조제를 한 다음 각각 시료 무게 20 g에 중량 대비 10배 량의 200 mL의 70% 에탄올을 넣고, 50°C에 150 rpm으로 진탕배양기(BF-30SI, Biofree Co., Gyeonggi-do, Korea)에 24시간 동안 추출한 후에 여과과정을 거친 다음 감압농축기(EYELA N-1000, Riakikiai Co., Ltd., Tokyo, Japan) 를 사용하여 농축하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 삼지구엽초(Epimedium koreanum Nakai)는 2015년 3월 서울 경동시장에서 판매되고 있는 강원도 홍천지역의 건조된 것을 구입하여 실험에 사용하였다. 삼지구엽초는 잎, 줄기, 뿌리 세 부분으로 분리한 후 분쇄기 (FM-681, HANIL Co.
데이터처리
또한 SPSS(Statistical Package for Social Science, ver. 19, IBM, Chicago, IL, USA)를 이용하여 ANOVA로 유의성을 확인한 후 Duncan's multiple range test로 각 군의 평균 차이에 대하여 P<0.05 수준에서 유의성 여부를 검증하였다.
모든 실험의 결과는 실험은 3회 반복 수행하여 평균값과 표준편차를 제시하였다. 또한 SPSS(Statistical Package for Social Science, ver.
1 mM DPPH 용액을 30분 동안 반응시킨 후 520 nm에서 흡광도를 이용하여 측정하였다. 실험은 3회 반복 수행하여 평균값을 제시하였다. 양성대조군으로는 ascorbic acid를 사용하였으며 아래의 식으로 DPPH 라디칼 소거 활성을 계산하였다.
4와 같다. 그 결과 부위별 추출물 뿌리, 잎, 줄기 모두 농도의존적으로 활성이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 부위별 추출물은 잎에서 환원력이 높은 것을 확인할 수 있었으며 부위에 따라 유의적 차이가 있는 것을 확인하였다(P<0.
그 결과 부위별 추출물 잎, 뿌리, 줄기에서 97.43%, 92.41%, 67.3% 순으로 잎과 뿌리에서 통계적으로 가장 높은 미오글로빈 보호 효과를 나타냈으며(P<0.05), 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid 보다 우수한 보호 효과를 나타내었다.
Rice-Evans 등(42)에 따르면 식물에 포함되어 있는 다양한 플라보노이드류의 페놀성 화합물이 산화 및 환원력에 영향을 미친다고 보고하였다. 따라서 삼지구엽초 부위별 추출물의 FRAP는 플라보노이드의 함량에 영향을 받았을 것으로 사료된다. 본 연구에서 삼지구엽초 추출물이 라디칼 소거능뿐만 아니라 철 이온의 환원에도 탁월한 효과가 있는 것으로 확인되어 삼지구엽초는 탁월한 항산화 소재로 고려된다.
따라서 삼지구엽초 부위별 추출물의 FRAP는 플라보노이드의 함량에 영향을 받았을 것으로 사료된다. 본 연구에서 삼지구엽초 추출물이 라디칼 소거능뿐만 아니라 철 이온의 환원에도 탁월한 효과가 있는 것으로 확인되어 삼지구엽초는 탁월한 항산화 소재로 고려된다. 추후 연구에서는 삼지구엽초 추출물에 함유된 플라보노이드 등의 페놀성 화합물의 규명이 필요하며 이들 물질의 생체내 항산화 활성에 대한 접근을 위하여 세포 내 라디칼 소거에 관여하는 항산화 효소발현 양 및 세포 내 ROS 생성량 변화 등의 분자생물학적인 연구가 이어져야 할 것으로 판단된다.
그 결과 부위별 추출물 뿌리, 잎, 줄기 모두 농도의존적으로 활성이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 부위별 추출물은 잎에서 환원력이 높은 것을 확인할 수 있었으며 부위에 따라 유의적 차이가 있는 것을 확인하였다(P<0.05). 이러한 측정 경향은 DPPH 라디칼 소거 활성 및 미오글로빈 보호 효과와 경향이 유사하였다.
라디칼을 보호하는 효과가 높았던 결과와 유사하게 나타났다. 이를 통하여 삼지구엽초의 잎과 뿌리 추출물이 생체 내에서 라디칼 소거 활성이 있는 것을 간접적으로 확인하였다. 다만 추후 연구에서는 미오글로빈 보호 효과에서 사용되는 생체 내 라디칼의 종류를 AAPH, OH, CLO 및 NO 등으로 더욱 다양하게 확장하여 효과를 검증할 필요가 있을 것이다.
총페놀 함량은 건조 분말 시료 g당 chlorogenic acid의 등량 값으로 환산하여 나타냈고 그 결과 뿌리(2.468 mg), 잎(2.307 mg), 줄기(2.277 mg) 순으로 높은 함량을 나타냈으며(P<0.05), 총플라보노이드 함량은 건조 분말시료 g당 quercetin을 등량 값으로 측정하여 환산한 결과 뿌리(2.071 mg), 잎(1.875 mg), 줄기(0.616 mg) 순으로 높은 함량이 나타났다(P<0.05).
후속연구
이를 통하여 삼지구엽초의 잎과 뿌리 추출물이 생체 내에서 라디칼 소거 활성이 있는 것을 간접적으로 확인하였다. 다만 추후 연구에서는 미오글로빈 보호 효과에서 사용되는 생체 내 라디칼의 종류를 AAPH, OH, CLO 및 NO 등으로 더욱 다양하게 확장하여 효과를 검증할 필요가 있을 것이다.
본 연구에서 삼지구엽초 추출물이 라디칼 소거능뿐만 아니라 철 이온의 환원에도 탁월한 효과가 있는 것으로 확인되어 삼지구엽초는 탁월한 항산화 소재로 고려된다. 추후 연구에서는 삼지구엽초 추출물에 함유된 플라보노이드 등의 페놀성 화합물의 규명이 필요하며 이들 물질의 생체내 항산화 활성에 대한 접근을 위하여 세포 내 라디칼 소거에 관여하는 항산화 효소발현 양 및 세포 내 ROS 생성량 변화 등의 분자생물학적인 연구가 이어져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
안전성 및 기능성이 보장된 천연 항산화제의 종류는?
따라서 산화 억제 효과가 뛰어나며 안전하면서 경제적인 항산화제를 천연물로부터 탐색하려는 연구가 전 세계적으로 진행 중이다(7,8). 안전성 및 기능성이 보장된 천연 항산화제로는 quercetin, kaempferol, naringin과 같은 플라보노이드류, catechin과 같은 탄닌류, chlorogenic acid, gallic acid, caffeic acid 등의 페놀산, vanillin, curcumin 같은 향신료 및 비타민 C, 비타민 E 등의 비타민류 등이 보고되었다(9,10).
활성산소종에는 어떤 것들이 있는가?
현대사회는 지속적인 경제성장과 더불어 생활수준이 향상되고 있으나 복잡해지는 사회에 스트레스와 식생활 불균형으로 인하여 다양한 질병이 증가하는 추세이며 건강기능식품을 통하여 이를 예방하고 관리하기 위한 수요가 증가하고 있는 추세이다(1). 인간을 비롯한 생물체들은 대사과정 중에 superoxide radical, hydroxyl radical, peroxyl radical, hydrogen peroxide 등과 같은 활성산소종(ROS)을 생성하게 되며 이들의 지속적인 생성 및 과발현은 DNA 손상, 암, 심장질환 등 심각한 질병을 일으킬 뿐만 아니라 노화의 원인이 되는데, 이러한 ROS를 제거하는 데 관여하는 항산화 제에 관심이 집중되고 있다(2,3). 이로 인해 효과가 우수한 butylated hydroxytoluene(BHT), butylated hydroxyanisole(BHA)과 같은 합성 항산화제가 사용되고 있으나(4) 이들 합성 항산화제의 지속적인 섭취로 인한 변이원성과 독성이 지적되고 있다(5,6).
삼지구엽초의 주요성분은 무엇인가?
삼지구엽초에는 141종의 flavonoid, 31종 lignin, 12종 ionones, 9종 phenol glycoside, 6종 phenylethanoid glycodies, 5종 sesquiterpenes 등 260여종의 생리활성 성분이 보고되고 있다(13). 주요성분으로는 플라보노이드 배당체로서 icariin, epimedin A, B, C 등이 있으며 알칼로이드로 magnoflorine 등이 함유되어 있다(14,15). 그중 icariin은 삼지구엽초의 주요성분으로 알려져 있는 플라보노이드로 호르몬 조절(16), 면역(17), 항암(18), 항산화(19) 등과 같은 생리활성에 작용을 한다고 보고되어 있다.
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