본 연구는 포도수확 후 버려지는 가지를 이용한 포도전정가지 추출물(grape pruning stem extracts, GPSE)에 함유된 polyphenol류가 UVB로 유도된 HR-1 hairless mice의 손상된 피부에 대한 피부증식 억제, 항 알레르기, 아포토시스 억제능을 분석하여 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 포도전정가지에서 polyphenol 성분을 80% 에탄올로 추출하고 여과하여 농축한 후, 동결건조하여 $-20^{\circ}C$에 보관하면서 사용하였다. GPSE의 유효성분 함량은 HPLC를 사용하여 선행연구논문에 보고하였다. 피부손상을 유도하기 위해 UVB를 HR-1 hairless mice에 조사하였고, GPSE가 피부 알레르기 반응을 일으키는지 확인하기 위하여 toluidine blue 염색을 통하여 비만세포의 수를 확인한 결과 포도전정가지 추출물(GPSE)를 도포한 그룹에서는 정상군과 유사한 결과를 나타내어 GPSE 도포군은 알레르기 반응이 없으며 suncream 대조군 대비 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 표피의 증식표지자인 PCNA 면역조직화학적 염색을 시행한 결과 GPSE와 serum base 혼합물의 모든 농도에서 대조군 대비 평균 42%로 표피상피세포 증식 억제 효과를 나타내었다. 또한 GPSE와 serum base 혼합물이 자외선 조사로 인한 아포토시스 억제율은 대조군 대비 평균 27% 억제 한다는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과로 포도전정가지로부터 추출한 페놀성 화합물이 화장품 기초 원료인 serum base에 함유토록 제조된 GPSE는 피부증식 억제, 알레르기 억제, 아포토시스 억제효과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 의의는 지역포도농가에서 수확 후 버려지는 포도전정가지에서 폴리페놀류와 같은 유효성분을 확보하여 고부가가치를 창출할 수 있는 기능성화장품 원료로서의 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.
본 연구는 포도수확 후 버려지는 가지를 이용한 포도전정가지 추출물(grape pruning stem extracts, GPSE)에 함유된 polyphenol류가 UVB로 유도된 HR-1 hairless mice의 손상된 피부에 대한 피부증식 억제, 항 알레르기, 아포토시스 억제능을 분석하여 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 포도전정가지에서 polyphenol 성분을 80% 에탄올로 추출하고 여과하여 농축한 후, 동결건조하여 $-20^{\circ}C$에 보관하면서 사용하였다. GPSE의 유효성분 함량은 HPLC를 사용하여 선행연구논문에 보고하였다. 피부손상을 유도하기 위해 UVB를 HR-1 hairless mice에 조사하였고, GPSE가 피부 알레르기 반응을 일으키는지 확인하기 위하여 toluidine blue 염색을 통하여 비만세포의 수를 확인한 결과 포도전정가지 추출물(GPSE)를 도포한 그룹에서는 정상군과 유사한 결과를 나타내어 GPSE 도포군은 알레르기 반응이 없으며 suncream 대조군 대비 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 표피의 증식표지자인 PCNA 면역조직화학적 염색을 시행한 결과 GPSE와 serum base 혼합물의 모든 농도에서 대조군 대비 평균 42%로 표피상피세포 증식 억제 효과를 나타내었다. 또한 GPSE와 serum base 혼합물이 자외선 조사로 인한 아포토시스 억제율은 대조군 대비 평균 27% 억제 한다는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과로 포도전정가지로부터 추출한 페놀성 화합물이 화장품 기초 원료인 serum base에 함유토록 제조된 GPSE는 피부증식 억제, 알레르기 억제, 아포토시스 억제효과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 의의는 지역포도농가에서 수확 후 버려지는 포도전정가지에서 폴리페놀류와 같은 유효성분을 확보하여 고부가가치를 창출할 수 있는 기능성화장품 원료로서의 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.
This study examined the effects of polyphenols in grape pruning stem extracts (GPSE) using grape stems discarded after harvest. The inhibitory effects on allergy, proliferation, and apoptosis in UVB-induced HR-1 hairless mice were analyzed. The applicability as a material for functional food and fun...
This study examined the effects of polyphenols in grape pruning stem extracts (GPSE) using grape stems discarded after harvest. The inhibitory effects on allergy, proliferation, and apoptosis in UVB-induced HR-1 hairless mice were analyzed. The applicability as a material for functional food and functional cosmetics was evaluated. The contents of the active ingredients of GPSE were analyzed by HPLC. After UVB irradiation on the dermis of HR-1 hairless mice, the number of mast cells was determined by toluidine blue staining to confirm that the skin allergic reaction was caused by GPSE. The results were similar to the normal group in the group applied GPSE, and there was no allergic reaction in the GPSE application group and a significant decreased compared to the sun cream control. PCNA immunohistochemical staining of the epidermal proliferation factor had an inhibitory effect on epidermal epithelial cell proliferation in all concentrations of GPSE and serum base mixture as an average of 42% compared to the control group. The mixture of GPSE and serum base suppressed the apoptosis inhibition rate by 27% on average compared to the control. These results confirmed the inhibitory effects GPSE on the allergic, proliferation, and apoptosis activities by with a serum base on UVB-induced skin damage. GPSE is a functional ingredient with potential skin protection effects, and has a high utilization as an ingredient for functional cosmetics.
This study examined the effects of polyphenols in grape pruning stem extracts (GPSE) using grape stems discarded after harvest. The inhibitory effects on allergy, proliferation, and apoptosis in UVB-induced HR-1 hairless mice were analyzed. The applicability as a material for functional food and functional cosmetics was evaluated. The contents of the active ingredients of GPSE were analyzed by HPLC. After UVB irradiation on the dermis of HR-1 hairless mice, the number of mast cells was determined by toluidine blue staining to confirm that the skin allergic reaction was caused by GPSE. The results were similar to the normal group in the group applied GPSE, and there was no allergic reaction in the GPSE application group and a significant decreased compared to the sun cream control. PCNA immunohistochemical staining of the epidermal proliferation factor had an inhibitory effect on epidermal epithelial cell proliferation in all concentrations of GPSE and serum base mixture as an average of 42% compared to the control group. The mixture of GPSE and serum base suppressed the apoptosis inhibition rate by 27% on average compared to the control. These results confirmed the inhibitory effects GPSE on the allergic, proliferation, and apoptosis activities by with a serum base on UVB-induced skin damage. GPSE is a functional ingredient with potential skin protection effects, and has a high utilization as an ingredient for functional cosmetics.
본 연구는 선행연구에서 보고된 포도의 품종별, 부위별 유효성분 분석 및 효능 효과가 활발히 연구되어 있고, 포도의 부위 중 포도전정가지에 폴리페놀 함량도 높은 것으로 보고되고 있다[18]. 하지만 포도 수확 후 버려지는 포도전정가지 부산물에서 추출된 폴리페놀류의 활용에 대한 연구는 미비한 상태이므로 본 연구는 GPSE (grape pruning stem extract)가 UVB 자외선조사로 유도된 HR-1 hairless mice에서 피부증식억제, 항알레르기, 아포토시스 억제효과를 바탕으로 포도전정가지(GPSE)가 고부가가치를 높일 수 있는 기능성화장품 원료로서의 적용가능성을 연구하고자 한다.
제안 방법
본 연구는 경산지역 포도농가에서 포도 수확 후 버려지는 포도전정가지에서 폴리페놀류와 같은 항산화 물질을 추출하여 유효성분을 분석하고 UVB로 유도된 피부손상에 대한 피부증식 억제, 항 알레르기, 항염증효과를 증명하고자 in vivo 실험을 하였다. 선행연구에서는 포도 부위별 폴리페놀류 함량이 품종과 부위에 따라 차이가 있다고 보고하였고, 과피에서는 캠밸얼리(0.
2 mL를 취하여 주 7회 일정한 양을 등쪽 면에 12주간 도포하였다. 실험군은 정상군(normal control group, NC): 아무런 처치를 하지 않은 군, UVB 대조군(UVB group, UVB): 자외선조사+serum base 도포군, 양성대조군(UVB+SC): 자외선조사+suncream (Kolmar, Korea) 도포군, GPSE 도포군(UVB+GPSE):자외선 조사+GPSE 125, 250, 500, 1,000, 2,000 mg/kg 도포군의 총 8개 실험 군으로 하였다. UVB 조사는 광원으로 UVB lamp GL20SE (Sankyo denki, Japan)를 이용하여 제작한 UVB조사기를 사용하였으며 광량은 Solarmeter (Solartech, USA)로 측정하였다.
본 연구에 사용된 포도전정가지는 경상북도 경산시 오봉지길 일대에서 재배된 켐벨얼리의 전정가지를 사용하였다. 포도전정가지 1 kg에 80% 에탄올을 첨가하여 60°C에서 90분 동안 추출한 후 추출액을 No. 2 filter paper로 여과하였다. 여과액을 진공회전농축기를 사용하여 농축하고, 동결 건조한 후 실험에 사용하였다[18].
대상 데이터
본 연구에 사용된 포도전정가지는 경상북도 경산시 오봉지길 일대에서 재배된 켐벨얼리의 전정가지를 사용하였다. 포도전정가지 1 kg에 80% 에탄올을 첨가하여 60°C에서 90분 동안 추출한 후 추출액을 No.
실험동물은 7주령의 암컷 HR/ICR Albino hairless (Hosino Laboratory Animal; Japan SLC, Shizuoka. Japan)을 중앙실험 동물로부터 구입하였으며, 1주간 사육실 환경에 적응시킨 후 체중 약 32 g의 7주령 마우스를 실험에 사용하였다. 총 40마리의 마우스를 8개의 실험 군에 각 실험군당 5마리씩 무작위으로 배치하였으며, polysulfone 케이지에서 사육하였다.
피부 손상회복 정도를 측정하기 위해 in vivo 실험에 사용된 GPSE 와의 혼합 사용하는 serum base는 한국 콜마에서 구입하였다. GPSE를 serum base에 125, 250, 500, 1,000 및 2,000 mg/kg의 농도로 용해시켜 시험물질을 제조하였다.
데이터처리
본 연구에서 결과는 평균과 표준편차로 나타내었으며, 유의성 검사는 SPSS version 20.0 통계프로그램(IBM, Armonk, NY, USA)으로 one-way ANOVA 를 실시하였고, 대조군 UVB control과 GPSE 도포군 간의 유의성을 Tukey’s multiple comparison test로 검증하였다. p＜0.
성능/효과
UVB를 조사한 후 12주째 생검하여 10% 포르말린 고정 후 파라핀 포매, 세포의 자멸사를 관찰하기 위하여 TUNEL assay를 하였다. UVB를 조사한 대조군과 비교한 결과 GPSE와 serum base의 혼합물의 모든 농도에서 대조군 대비 평균 27%로 apoptosis 억제 효과가 있었으며, GPSE와 serum base의 혼합물 농도 500 mg/kg에서 대조군 대비 45%, 250 mg/kg에서 25%의 apoptosis 억제율을 보였으며 통계학적 유의성이 있는 것으로 나타났다(p＜0.05) (Figure 4).
포도전정가지추출물(GPSE)과 serum base와 혼합하여 GPSE의 피부증식 억제 효과를 관찰하기 위하여 UVB를 12주 동안 조사한 후 생검하여 10% 포르말린 고정 후 파라핀 포매하여 표피세포의 증식표지자인 PCNA (proliferating cell nuclear antigen)의 면역조직화학적 염색을 시행하였다. 결과 UVB를 조사한 대조군과 비교하였을 때 GPSE와 serum base의 혼합물 농도 2,000 mg/kg, 1,000 mg/kg에서 대조군 대비 50%로 표피상피세포 증식 억제율을 보였고, GPSE와 serum base의 혼합물의 모든 농도에서 대조군 대비 평균 42%로 표피상피세포 증식 억제 효과를 보여 유의성이 있는 것으로 나타났다(p＜0.05) (Figure 3).
본 연구 결과 in vivo 에서도 역시 GPSE가 아포토시스를 억제하는 결과를 얻었다. 이상의 결과로 포도전정가지로부터 rutin, kaemp-ferol, quercetin, procyanidin B3 등의 페놀성 화합물이 화장품기초 원료인 serum base에 함유토록 제조된 GPSE는 피부 증식억제, 알레르기 억제, 아포토시스 억제효과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 의의는 지역 포도농가에서 수확 후 버려지는 포도전정가지에서 폴리페놀류와 같은 유효성분을 확보하여 고부가가치를 창출할 수 있는 알레르기성 피부용 연고, 기능성 화장품 원료로서의 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.
후속연구
이상의 결과로 포도전정가지로부터 rutin, kaemp-ferol, quercetin, procyanidin B3 등의 페놀성 화합물이 화장품기초 원료인 serum base에 함유토록 제조된 GPSE는 피부 증식억제, 알레르기 억제, 아포토시스 억제효과를 얻을 수 있었다. 본 연구의 의의는 지역 포도농가에서 수확 후 버려지는 포도전정가지에서 폴리페놀류와 같은 유효성분을 확보하여 고부가가치를 창출할 수 있는 알레르기성 피부용 연고, 기능성 화장품 원료로서의 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
UVB를 조사 한 후 알레르기 반응시 나타나는 비만세포를 toluidine blue 염색으로 관찰한 결과 어떤 결과가 나타났는가?
UVB를 조사한 후 12주째 생검하여 10% 포르말린 고정 후 파라핀 포매하여 알레르기 반응시 출현하는 비만세포(mast cell)를 관찰하기 위하여 toluidine blue 염색을 하였다. 결과 UVB를 조사한 대조군 대비 suncream을 도포한 그룹에서 61%로 가장 높은 알레르기 반응을 나타내었고, 포도전정가지 추출물(GPSE)를 도포한 그룹에서는 정상군과 유사한 결과를 나타내어 GPSE와 serum base의 모든 농도에서 알레르기 반응이 없는 것으로 나타났다(p＜0.05) (Figure 2).
포도의 종은 크게 어떻게 나눌 수 있는가?
포도는 미국종(Vitis labrusca L.), 유럽종(Vitis vinifera L.) 및 이들 상호간의 교잡종(Vitis labruscana L.) 등 3종으로 크게 나눌 수 있고[1], 유럽과 서아시아에서 재배되다가 1909년에 캠벨얼리 품종이 우리나라에 도입되 환경에 가장 잘 적응하여 지금까지도 주 재배품종으로 재배되고 있다[2]. 국내에서 육성된 포도품종과 현재 우리나라에서 많이 재배되고 있는 캠벨얼리, Muscat Bailey A (MBA) 품종의 부위별 주요 폴리페놀 화합물의 함량을 분석하여 다양한 포도 가공품의 개발 및 이용을 위한 자료도 보고되고 있다.
폴리페놀의 품종 부위별 함량 비교에서 어떤 부위가 두드러진 특징을 나타내는가?
국내에서 육성된 포도품종과 현재 우리나라에서 많이 재배되고 있는 캠벨얼리, Muscat Bailey A (MBA) 품종의 부위별 주요 폴리페놀 화합물의 함량을 분석하여 다양한 포도 가공품의 개발 및 이용을 위한 자료도 보고되고 있다. 전체 포도 품종의 부위별 함량 비교에서는 전반적으로 송이줄기에서 가장 높은 함량을 나타내었고, 과육에서 가장 낮은 함량을 나타내었다. 따라서, 품종 또는 부위에 따라 함량의 차이가 큰 것으로 보고 되었다[2,3].
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