본 연구에서는 천문동 건근의 부위에 따른 항산화 활성을 비교하여 이와 관련된 물질을 탐색하고 동정하였다. 천문동 건근에서 항산화 활성이 높은 부위는 껍질에 해당하고 DPPH radical 소거능, nitrite 소거능, hydroxy radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성이 껍질 부위에서 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 껍질에 존재하는 폴리페놀 화합물에 의한 것으로 판단되었다. 껍질에 존재하는 항산화 활성 물질을 HPLC를 이용하여 분리하고 동정한 결과 리그닌의 생합성에 중요한 전구물질인 caffeic acid가 주요 항산화 활성 물질이었으며, 이러한 결과를 토대로 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
본 연구에서는 천문동 건근의 부위에 따른 항산화 활성을 비교하여 이와 관련된 물질을 탐색하고 동정하였다. 천문동 건근에서 항산화 활성이 높은 부위는 껍질에 해당하고 DPPH radical 소거능, nitrite 소거능, hydroxy radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성이 껍질 부위에서 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 껍질에 존재하는 폴리페놀 화합물에 의한 것으로 판단되었다. 껍질에 존재하는 항산화 활성 물질을 HPLC를 이용하여 분리하고 동정한 결과 리그닌의 생합성에 중요한 전구물질인 caffeic acid가 주요 항산화 활성 물질이었으며, 이러한 결과를 토대로 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
This study was performed to compare the antioxidative activities of methanol extracts from Asparagus cochinchinensis with whole root (W-AC), flesh (F-AC), and root bark (B-AC). To evaluate the antioxidative properties of their methanol extracts, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical, nitrite, hydrox...
This study was performed to compare the antioxidative activities of methanol extracts from Asparagus cochinchinensis with whole root (W-AC), flesh (F-AC), and root bark (B-AC). To evaluate the antioxidative properties of their methanol extracts, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical, nitrite, hydroxyl radical, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenz thiazoline-6-sulfonate) radical scavenging activities, and contents of total flavonoid and polyphenol contents were measured. B-AC extract showed the highest antioxidative activity, whereas F-AC extract showed the lowest. For B-AC extract, caffeic acid was isolated by preparative high-performance liquid chromatography and confirmed by liquid chromatography-mass spectrometry and absorption spectroscopy, which showed 1.6% of total polyphenol contents among all methanol extracts.
This study was performed to compare the antioxidative activities of methanol extracts from Asparagus cochinchinensis with whole root (W-AC), flesh (F-AC), and root bark (B-AC). To evaluate the antioxidative properties of their methanol extracts, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical, nitrite, hydroxyl radical, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenz thiazoline-6-sulfonate) radical scavenging activities, and contents of total flavonoid and polyphenol contents were measured. B-AC extract showed the highest antioxidative activity, whereas F-AC extract showed the lowest. For B-AC extract, caffeic acid was isolated by preparative high-performance liquid chromatography and confirmed by liquid chromatography-mass spectrometry and absorption spectroscopy, which showed 1.6% of total polyphenol contents among all methanol extracts.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 천문동 건근을 전체, 근피, 속으로 나누어 메탄올로 추출한 후 각각에 대한 항산화 활성을 비교 하였고, 항산화 활성이 높은 부분을 분리하여 천문동 건근에 존재하는 생리활성물질 중에서 항산화 활성에 영향을 주는 물질을 확인하고자 하였다.
본 연구에서는 천문동 건근의 부위에 따른 항산화 활성을 비교하여 이와 관련된 물질을 탐색하고 동정하였다. 천문동 건근에서 항산화 활성이 높은 부위는 껍질에 해당하고 DPPH radical 소거능, nitrite 소거능, hydroxy radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성이 껍질 부위에서 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 껍질에 존재하는 폴리페놀 화합물에 의한 것으로 판단되었다.
Sep-Pak C18 cartridge를 이용하여 메탄올 농도에 따라 4개의 분획으로 분리하여 Fraction Ⅰ~Ⅳ로 분리한 후 각 분획의 항산화 활성을 확인하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정하였으며, 또한 각 분획의 수율을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 근피 분획의 라디칼 소거능은 250 μg/mL의 농도에서 Fraction Ⅰ~Ⅳ가 각각 7.
천문동 건근은 각각 전체(whole root; W-AC), 근피(root bark; B-AC), 속(flesh; F-AC)으로 분리한 후 micro hammer-cutter mill(Type 3, Culatti Co., Zurich, Switzerland)을 이용하여 50 mesh로 분쇄한 다음 80% 메탄올로 25°C, 12시간씩 3회 추출한 후 filter paper(No. 2, Whatman, Maidstone, UK)로 여과하였고, 얻어진 여액은 감압농축기(EYELA N-1100 series, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)에서 농축 후 동결 건조하여 실험에 사용하였다.
천문동의 건근에 존재하는 폴리페놀의 함량은 플라보노이드보다 부위에 따라서 6.3배에서 10배 정도 높은 함유량을 나타내고 있으며, 앞에서 측정한 DPPH 라디칼 소거능, nitrite 소거능, hydroxyl radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성에 직접적으로 영향을 주는 물질은 천문동의 건근에 존재하는 플라보노이드계열의 물질보다는 폴리페놀계의 물질로 판단되며 폴리페놀 화합물의 탐색 및 동정을 위하여 C18 계열의 칼럼을 이용하여 분리과정을 진행하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 천문동은 전북 고창군 소재의 천문농원에서 17년간 재배된 것을 2014년에 구입하여 동결 건조한 후, 저온실(4°C)에 보관하여 사용하였다.
데이터처리
a-eMeans with different letters in the same column are significantly different by Duncan's multiple range test (P<0.05).
모든 통계분석은 SPSS Ver 14.0 software(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고 처리 간의 차이 유무를 one-way ANOVA로 분석한 뒤 Duncan's multiple range test를 이용하여 P<0.05의 범위에서 유의성을 검정하였다.
성능/효과
Free radical 소거능은 DPPH를 이용해서 분석하여 Table 2에 나타내었으며, 대조군으로는 ascorbic acid와 BHA를 사용하였다. DPPH 소거능은 근피 82.11%, 건근 전체 18.38%, 속 부분 8.58%로 천문동 건근 껍질 부분이 가장 높았으며, 이러한 경향은 배(19)와 발아 전 벼(20)의 부위별 에탄올 추출물에서 껍질, 전체, 속 순서대로 DPPH 라디칼 소거능이 높은 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 같은 백합과의 알로에 베라(21)와 생마늘(22) 추출물, 멀꿀(23), 석류(24), 자두(25), 단감(26)에서도 껍질 부위가 속에 비해서 높은 소거능이 나타남을 알 수 있다.
앞에서 부위별 메탄올 추출물의 항산화능 결과와 마찬가지로 근피의 분획이 속의 분획보다 상대적으로 높은 DPPH radical 소거능을 나타내었다. 근피 분획의 DPPH radical 소거능 중에서 Fraction Ⅲ이 Fraction Ⅱ보다 유의적으로 높지만 수율을 고려할 경우 Fraction Ⅱ를 이용하여 항산화 활성을 나타내는 물질을 정제하는 것이 더욱 유리한 것으로 판단되었다.
본 연구를 통해서 천문동에 항산화 활성을 나타내는 물질은 폴리페놀계의 화합물로서 속보다 껍질 부분에 4~5배가량의 폴리페놀 화합물이 존재하며, 이러한 항산화 효능을 나타내는 폴리페놀물질로는 caffeic acid가 존재함을 밝혔다. 기존의 연구 결과에서 천문동이 항염증 활성은 높지만 상당히 낮은 수준의 항산화 활성을 보이는 이유는 껍질을 사용하지 않고 속 부분만을 사용한 결과로 판단되며, 따라서 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
천문동 건근에서 항산화 활성이 높은 부위는 껍질에 해당하고 DPPH radical 소거능, nitrite 소거능, hydroxy radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성이 껍질 부위에서 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 껍질에 존재하는 폴리페놀 화합물에 의한 것으로 판단되었다. 껍질에 존재하는 항산화 활성 물질을 HPLC를 이용하여 분리하고 동정한 결과 리그닌의 생합성에 중요한 전구물질인 caffeic acid가 주요 항산화 활성 물질이었으며, 이러한 결과를 토대로 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
이러한 경향은 발아 전 벼(20)의 부위별 에탄올 추출물에서 껍질, 전체, 속 순서대로 ABTS양이온 소거능이 높은 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 양파에 열처리하여 제조한 흑양파(30)의 메탄올 추출물 ABTS 양이온 소거능이 66.12%인 것과 비교하였을 때, 천문동 부위별 추출물의 ABTS 양이온 소거능이 더 우수함을 확인할 수 있었다.
이러한 경향은 배(19)의 부위별 추출물에서도 유사한 경향을 나타냈으며, 멀꿀(23), 단감(26), 양파(22) 및 유자(33)의 부위별 추출물에서도 껍질 부분이 속 부분보다 더 많은 함량의 플라보노이드를 함유하고 있음을 알 수 있었다. 또한 천문동 전체 열수 추출물(8)과 생마늘(22) 에탄올 추출물의 총플라보노이드 함량이 각각 642 μg/g과 0.96 mg/100 g으로 천문동 근피, 건근 전체 및 속에 훨씬 더 많은 양의 총플라보노이드 물질이 존재함을 확인할 수 있었다.
천문동을 약용 및 식용으로 사용할 때 건조의 단계에서 껍질이 쉽게 벗겨지기 때문에 대부분은 껍질을 제거한 후속 부분만을 일반적으로 사용하고 있다. 본 연구를 통해서 천문동에 항산화 활성을 나타내는 물질은 폴리페놀계의 화합물로서 속보다 껍질 부분에 4~5배가량의 폴리페놀 화합물이 존재하며, 이러한 항산화 효능을 나타내는 폴리페놀물질로는 caffeic acid가 존재함을 밝혔다. 기존의 연구 결과에서 천문동이 항염증 활성은 높지만 상당히 낮은 수준의 항산화 활성을 보이는 이유는 껍질을 사용하지 않고 속 부분만을 사용한 결과로 판단되며, 따라서 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
2의 A~D와 같으며, 근피의 Fraction Ⅱ가 속의 Fraction Ⅱ보다 상대적으로 UV 및 CAD에서 검출되는 물질이 상대적으로 많고 분리 가능성도 큰 것으로 판단되었다. 이러한 결과를 바탕으로 재료 및 방법에서 기술한 방법을 이용하여 Fraction Ⅱ를 preparative HPLC로 5개의 sub-fraction으로 분획하였으며, 각각의 항산화 활성을 측정한 결과 5번째 fraction에서 가장 높은 DPPH radical 소거능을 나타냈으며, Fig. 2E에서와 같이 HPLC 상에서 단일 피크를 나타내었다.
전반적인 hydroxyl radical 소거능은 DPPH radical 소거능 및 nitrite 소거능의 결과와 같은 순서로 나타났으나 부위에 따른 차이는 크지 않았다. 천문동 건근 전체를 열수 추출한 결과(8)에서는 ･OH 소거능이 50%(6 mg/mL 농도)로 보고되고 있고 이와 비교할 경우 천문동 메탄올 추출물의 hydroxy radical 소거능이 상대적으로 높은 것을 알 수 있으며, 또한 같은 백합과인 생마늘(22) 에탄올 추출물 1 mg/mL에서 ･OH 소거능이 33.60%인 것과 비교하여도 천문동 껍질, 전체 부위의 ･OH 소거능이 더 높음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 천문동 건근의 부위에 따른 항산화 활성을 비교하여 이와 관련된 물질을 탐색하고 동정하였다. 천문동 건근에서 항산화 활성이 높은 부위는 껍질에 해당하고 DPPH radical 소거능, nitrite 소거능, hydroxy radical 소거능 및 ABTS 양이온 소거능과 같은 항산화 활성이 껍질 부위에서 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 껍질에 존재하는 폴리페놀 화합물에 의한 것으로 판단되었다. 껍질에 존재하는 항산화 활성 물질을 HPLC를 이용하여 분리하고 동정한 결과 리그닌의 생합성에 중요한 전구물질인 caffeic acid가 주요 항산화 활성 물질이었으며, 이러한 결과를 토대로 천문동이 지닌 효능을 최대로 사용하기 위해서는 천문동의 건조 후에 껍질을 제거하지 않고 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각한다.
천문동 건근의 부위별에 따른 ABTS 양이온 소거능을 Trolox 표준곡선과 비교하여 총항산화능을 측정한 결과는 Table 2와 같으며, 근피 99.89%, 건근 전체 76.70%, 속68.17%의 순서로 나타나 DPPH 라디칼 소거능, nitrite 소거능, hydroxyl radical 소거능의 결과와 마찬가지로 근피가 가장 높은 총항산화능을 보이며 속 부분이 가장 낮은 총 항산화능을 나타내었다. 이러한 경향은 발아 전 벼(20)의 부위별 에탄올 추출물에서 껍질, 전체, 속 순서대로 ABTS양이온 소거능이 높은 결과와 유사한 경향을 나타내었다.
이러한 경향은 탱자(28)의 껍질, 속에서도 유사한 경향을 나타내었으며, 멀꿀(Stauntonia hexaphylla)(23), 단감(26)에서도 껍질이 속보다 높은 아질산염 소거능을 나타내었다. 특히 같은 백합과의 식물인 맥문동 건근(27)과 양파(29) 메탄올 추출물은 1 mg/mL의 농도에서 아질산염 소거능이 각각 33.67%, 44.40%로 천문동 근피 부위의 아질산염 소거능이 더 높음을 확인할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
천문동은 무엇인가?
) Merr.)은 한국, 중국, 일본에서 분포하는 백합과(Liliaceae) 식물로 예로부터 건근(덩이뿌리)을 식용 및 약용으로 널리 사용하고 있으며(1-3), 천문동의 건근에는 asparagine, β-sitosterol, 5-methoxy-methylfurfural, 점액질, steroidal saponin, furostanol saponin, phenol 화합물, 단당류, 올리고당류, 다당류 등이 함유된 것으로 알려졌다(2-5).
천문동의 건근에 함유된 성분은 무엇인가?
) Merr.)은 한국, 중국, 일본에서 분포하는 백합과(Liliaceae) 식물로 예로부터 건근(덩이뿌리)을 식용 및 약용으로 널리 사용하고 있으며(1-3), 천문동의 건근에는 asparagine, β-sitosterol, 5-methoxy-methylfurfural, 점액질, steroidal saponin, furostanol saponin, phenol 화합물, 단당류, 올리고당류, 다당류 등이 함유된 것으로 알려졌다(2-5).
천문동 건근은 어떤 암의 치료제로 쓰이는가?
천문동 건근은 항염증, 이뇨작용, 진해제, 항균, 신경안정, 타액 분비 촉진, 해열 등 다양한 치료 효과가 있어(3,6) 예로부터 전통한방의학에서 진정제 및 안정제와 같은 부가적인 효과와 함께 간염, 피부염, 천식 그리고 뇌 질환과 관련하여 염증 질환을 치료하기 위해 이용되어 왔다(7). 또한 객혈, 당뇨, 변비, 부어오름, 인후통 그리고 폐암 등에 효능이 있어 그 치료제로 사용되고 있다(5).
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