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문제 정의
- 다량의 나트륨이 포함되어 있는 칠면초에서 추출한 시료의 나트륨 함량을 간과한 채 생리활성에 관한 연구를 수행할 경우 시료의 정확한 생리활성을 측정하지 못할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 탈염 전의 칠면초 추출물과 전기투석법에 의한 탈염에 따른 칠면초 추출물에 대한 성분 및 생리활성을 비교 하는 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 그리나, 강한 삼투압을 유지하기 위해 고농도의 염을 함유하여 약리학적 사용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 염 함유에 따른 문제점을 해결하고자 염생식물의 일종인 칠면초 추출물을 전기투석장치를 이용하여 염을 제거한 후, 이에 따른 유효성분(폴리페놀, 당) 및 생리활성(항산화, 항염증)의 변화를 확인하였다. 그 결과, 염 제거 전의 추출물과 비교하여 염 제거 후의 추출물은 유효성분이 유의적으로 증가하였다.
- 그리하여, NO 억제는 염증반응의 예방을 위한 본질적인 요소라 할 수 있으며, 최근 천연자원으로부터 NO 억제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다(Ko and Jeon, 2015). 본 연구에서는 염증을 유발하는 NO 생성 억제활성을 확인하고자 대식세포에 LPS로 염증을 유도하여 탈염 전후 추출물의 효능 비교를 하였다. 그 결과, LPS 단독 처리 그룹의 NO 생성율을 100% 기준으로 하였을 때, 탈염 전 추출물은 800 μg/mL의 농도에서만 유의적으로 감소하는 결과를 나타낸 반면, 탈염 후 추출물은 200, 400 그리고 800 μg/mL의 농도에서 유의적으로 감소하는 결과를 나타냈다.
- 탈염 전후의 추출물이 세포에 대한 독성의 유무를 확인하기 위하여 대식세포에 다양한 농도의 탈염 전후의 추출물과 LPS를 처리한 후 MTT 방법을 통하여 확인하였다. 그 결과, 탈염 전후의 추출물은 추출물과 LPS 무처리군과 LPS 단독 처리군과 비교하여 최고농도 800 μg/mL의 농도에서 세포에 대한 독성이 없는 것을 확인하였다(Fig.
- 탈염이 효과적으로 이루어졌는지 확인하기 위하여 추출물의 전기투석 전과 후의 전기전도도와 염의 함량 비교 및 수율을 확인 하였다(Table 1). 그 결과 전기전도도는 8.
대상 데이터
- 실험에 사용된 RAW 264.7 대식세포는 American Type of Culture Collection (ATCC, Rockville, VA, USA)에서 구입하였다. 대식세포는 10% FBS와 1% streptomycin/penicillin(Gibco/BRL, Gaithersburg, MD, USA)이 포함된 DMEM에 5% CO2와 37℃ 조건에서 배양하였다.
- 실험에 사용된 칠면초는 2010년 4월 전남 고흥 거금도에서 직접 채취하여 흐르는 물로 수세하여 동결건조기에서 감압 하에 건조시킨 후 분말화하여 사용하였다. 칠면초는 국가 생물 종 지식정보 시스템에서 제공하는 칠면초 도감(www.
- 실험에 사용된 칠면초는 2010년 4월 전남 고흥 거금도에서 직접 채취하여 흐르는 물로 수세하여 동결건조기에서 감압 하에 건조시킨 후 분말화하여 사용하였다. 칠면초는 국가 생물 종 지식정보 시스템에서 제공하는 칠면초 도감(www.nature.go.kr)을 참조하여 종에 대한 확인을 수행하였다.
이론/모형
- 각 추출물의 총 당 함량 측정은 Dubois et al. (1956)에 준하여 수행하였다. 각 추출물 100 μL를 분주한 후에 에 5% phenol 100 μL를 혼합하고 H2SO4 500 μL를 혼합하여 상온에서 20분간 반응 시킨 후 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 각 추출물(탈염 전 및 후 추출물)의 총 polyphenol 함량 측정은 Singleton et al. (1999)에 준하여 수행하였다. 각 추출물100 μL를 분주한 후에 7.
- 각 추출물의 hydrogen peroxide 소거활성은 Müller (1985)의 방법에 따라 수행하였다. 0.
- 각 추출물의 대식세포에 대한 독성 평가는 MTT assay를 통해 검증하였다. 대식세포는 1×105 cells/mL로 96-well plate에 분주한 후 5% CO2와 37℃ 조건에서 24시간 동안 배양한 후, 각 추출물을 100, 200, 400 및 800 μg/mL의 다양한 농도로 전처리 하여 동일한 조건에서 배양 하였다.
성능/효과
- 탈염이 효과적으로 이루어졌는지 확인하기 위하여 추출물의 전기투석 전과 후의 전기전도도와 염의 함량 비교 및 수율을 확인 하였다(Table 1). 그 결과 전기전도도는 8.9 mS/cm에서 1.8 mS/cm로 감소하였으며, 염의 농도도 90 mM에서 13 mM로 감소하였다. 또한, 전기투석 후의 수율을 확인한 결과 53.
- 본 연구에서는 염증을 유발하는 NO 생성 억제활성을 확인하고자 대식세포에 LPS로 염증을 유도하여 탈염 전후 추출물의 효능 비교를 하였다. 그 결과, LPS 단독 처리 그룹의 NO 생성율을 100% 기준으로 하였을 때, 탈염 전 추출물은 800 μg/mL의 농도에서만 유의적으로 감소하는 결과를 나타낸 반면, 탈염 후 추출물은 200, 400 그리고 800 μg/mL의 농도에서 유의적으로 감소하는 결과를 나타냈다. 또한, 탈염 전후 추출물간 비교에서는 400 및 800 μg/mL의 농도에서 유의적인 차이를 나타냈다.
- 본 연구에서는 염 함유에 따른 문제점을 해결하고자 염생식물의 일종인 칠면초 추출물을 전기투석장치를 이용하여 염을 제거한 후, 이에 따른 유효성분(폴리페놀, 당) 및 생리활성(항산화, 항염증)의 변화를 확인하였다. 그 결과, 염 제거 전의 추출물과 비교하여 염 제거 후의 추출물은 유효성분이 유의적으로 증가하였다. 또한, 항산화 및 항염증의 생리활성이 유의적으로 증가하였고, 이는 칠면초 추출물의 유효성분이 생리활성에 관련하는 성분이며, 유효성분의 증가에 따라 생리활성이 증가하는 결과를 나타낸 것이라 사료된다.
- 탈염 전후의 추출물이 세포에 대한 독성의 유무를 확인하기 위하여 대식세포에 다양한 농도의 탈염 전후의 추출물과 LPS를 처리한 후 MTT 방법을 통하여 확인하였다. 그 결과, 탈염 전후의 추출물은 추출물과 LPS 무처리군과 LPS 단독 처리군과 비교하여 최고농도 800 μg/mL의 농도에서 세포에 대한 독성이 없는 것을 확인하였다(Fig. 5).
- 그 결과, 염 제거 전의 추출물과 비교하여 염 제거 후의 추출물은 유효성분이 유의적으로 증가하였다. 또한, 항산화 및 항염증의 생리활성이 유의적으로 증가하였고, 이는 칠면초 추출물의 유효성분이 생리활성에 관련하는 성분이며, 유효성분의 증가에 따라 생리활성이 증가하는 결과를 나타낸 것이라 사료된다. 따라서 전기투석장치를 이용하여 염이 제거 된 칠면초 추출물은 식품을 포함한 다양한 분야 응용시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- 3에 나타내었다. 탈염 전 후의 추출물은 0.1, 0.2 그리고 0.4 mg/mL의 농도로 측정을 하였으며, 모두 농도의존적으로 DPPH radical 소거활성이 증가하는 것을 확인하였다. 탈염 전과 비교하여 탈염 후의 DPPH radical 소거활성은 0.
- 4에 나타내었다. 탈염 전 후의 추출물은 0.25, 0.5 그리고 1 mg/mL의 농도로 측정을 하였으며, 모두 농도의존적으로 hydrogen peroxide 소거활성이 증가하는 것을 확인하였다. 탈염 전과 비교하여 탈염 후의 hydrogen peroxide 소거활성은 0.
- 4 mg/mL의 농도로 측정을 하였으며, 모두 농도의존적으로 DPPH radical 소거활성이 증가하는 것을 확인하였다. 탈염 전과 비교하여 탈염 후의 DPPH radical 소거활성은 0.2와 0.4 mg/mL의 농도에서 유의적으로 증가함을 나타내었으며, 50% 저해농도(IC50 value)를 확인한 결과 0.35 mg/mL에서 0.22 mg/mL로 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. DPPH radical에 대한 많은 연구들이 폴 리페놀 및 당과의 긍정적 상호관계에 대하여 보고된 바 있는데(Kim et al.
- 5 그리고 1 mg/mL의 농도로 측정을 하였으며, 모두 농도의존적으로 hydrogen peroxide 소거활성이 증가하는 것을 확인하였다. 탈염 전과 비교하여 탈염 후의 hydrogen peroxide 소거활성은 0.5와 1 mg/mL의 농도에서 유의적으로 증가함을 나타내었으며, 50% 저해농도(IC50 value)를 확인한 결과 탈염 전 추출물은 1 mg/mL 이상인 반면, 탈염 후 추출물은 0.68 mg/mL로 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 이 결과는 DPPH radical 소거활성의 결과와 유사한 결과를 나타냈다.
- 각 추출물의 폴리페놀 및 당함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 폴리페놀은 탈염 전보다 탈염 후 4.48%에서 6.26%로 약 1.8%의 함량이 증가하였으며, 당은 15.56%에서 28.56%로 약 13%의 함량이 증가하였다. 이는 염 제거 후 추출물의 주요물질들이 전기투석에 의한 탈염에 의해 제거되지 않는 것을 알 수 있다.
후속연구
- 또한, 항산화 및 항염증의 생리활성이 유의적으로 증가하였고, 이는 칠면초 추출물의 유효성분이 생리활성에 관련하는 성분이며, 유효성분의 증가에 따라 생리활성이 증가하는 결과를 나타낸 것이라 사료된다. 따라서 전기투석장치를 이용하여 염이 제거 된 칠면초 추출물은 식품을 포함한 다양한 분야 응용시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 전기투석장치를 이용하여 염생식물 뿐만 아니라 염이 포함된 해양생물유래 추출물에 적용하여 염에 의한 제한적인 면도 보완할 수 있을 것이라 사료된다.
- 따라서 전기투석장치를 이용하여 염이 제거 된 칠면초 추출물은 식품을 포함한 다양한 분야 응용시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한 전기투석장치를 이용하여 염생식물 뿐만 아니라 염이 포함된 해양생물유래 추출물에 적용하여 염에 의한 제한적인 면도 보완할 수 있을 것이라 사료된다.
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