[논문]부평초 추출물의 페놀 및 플라보노이드 함량 분석 및 항산화 활성

송원영; 최정화

doi:10.5352/jls.2017.27.2.180

부평초 추출물의 페놀 및 플라보노이드 함량 분석 및 항산화 활성
Total Phenols, Flavonoid Contents, and Antioxidant Activity of Spirodela polyrhiza Extracts 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.27 no.2 = no.202, 2017년, pp.180 - 186

송원영 (한국국제대학교 식품영양학과) , 최정화 (한국국제대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 부평초의 열수추출물과 에탄올추출물간의 항산화 효과를 비교하기 위해 $100{\sim}2,500{\mu}g/ml$의 부평초의 농도를 이용하여 in vitro 실험으로 관찰하였다. 먼저 부평초 추출물을 농도별로 총 페놀 함량을 측정한 결과, 열수추출물에서 52.75~293.4 mg/g 그리고 에탄올추출물에서 60.12~398.4 mg/g의 함량이 관찰되었고, 플라보노이드 함량에서는 열수추출물(38.25~67.75 mg/g)에 비해 에탄올추출물(38.25~159.4 mg/g)에서 유의적으로 높게 나타났다. DPPH radical 소거능은 열수추출물(2.87~59.5%)과 에탄올추출물(4.12~81.52%)으로 농도 의존적으로 높은 활성을 나타내었고, 에탄올추출물은 열수추출물에 비해 유의적으로 더 높은 소거능이 관찰되어졌다. ABTS radical 소거능을 비교한 결과는 열수추출물에서 8.30~83.16%, 에탄올추출물에서 13.11~80.34%로 농도 의존적인 높은 소거 활성을 나타내었다. 부평초 추출물의 $IC_{50}$값을 비교한 결과 DPPH, ABTS radical에서 각각 열수추출물의 경우, $2,100{\mu}g/ml$, $798.7{\mu}g/ml$으로 나타났고, 에탄올추출물의 경우에는 $1,034{\mu}g/ml$, $457.1{\mu}g/ml$으로 나타났다. 환원력은 $500{\sim}4,000{\mu}g/ml$의 농도에서 관찰되어 졌는데, 열수추출물에서 0.055~1.122, 에탄올 추출물에서 0.140~1.428로 농도가 증가될수록 높은 활성을 보였으며, 에탄올추출물이 열수추출물에 비해 유의적으로 더 높은 환원력을 나타내었다. 또한 항염증 효능을 관찰하기 위한 SLO를 측정한 결과는 열수추출물에서 157.7~168.0% 그리고 에탄올추출물에서 148.0~169.4%의 감소율을 나타내었다. 이러한 결과로 미루어 부평초의 용매에 따른 추출물은 항산화 효과에 뛰어난 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 항염증에도 관여할 수 있음이 사료되어지며, 항산화 효능에 대한 천연식물소재로서의 이용가치가 기대되어진다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the antioxidant activities of water and ethanol extracts from Spirodela polyrhiza (SP) through in vitro assays. The total phenolic contents of SP water and ethanol extracts were 52.75-293.4 and 60.12-398.4 mg/g, respectively. The total flavonoid content of SP ethanol extract (38.25-159.4 mg/g) was higher than that of SP water extract (38.25-67.75 mg/g). The water and ethanol extracts from SP scavenged the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and 2,2'-azino-di-2-ethyl-benzothia-zoline sulfonate (ABTS) radical in a dose-dependent manner in the concentration range of $100-2,500{\mu}g/ml$. The DPPH radical scavenging activity of the SP ethanol extract (2.87%-59.5%) was higher than that of the water extract (4.12%-81.52%). The $IC_{50}s$ of the DPPH radical scavenging activity of water and ethanol extracts were 2,100 and $1,034{\mu}g/ml$ respectively. The ABTS radical scavenging activities of SP water and ethanol extracts were 8.30%-83.16% and 13.11%-8.34% respectively. The $IC_{50}s$ of the ABTS radical scavenging activity of SP water and ethanol extracts were 798.7 and $457.1{\mu}g/ml$, respectively. The reducing power activities of SP water and ethanol extracts were 0.055-1.122 and 0.140-1.428, respectively ($500-4,000{\mu}g/ml$). The soybean lipoxygenase (SLO) radical scavenging activities of SP water and ethanol extracts were 157.7%-168.0% and 148.0%-169.4%, respectively. These results suggest that the water and ethanol extracts of SP may be useful as a potential antioxidant.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 여러 생리활성 성분이 있음에도 구하고 많은 연구들이 이루어 지지 않은 수생식물의 일종인 부평초 또한 항산화 효능이 있는 천연식물로서의 활용가능성을 검토하기 위하여 부평초의 열수 및 에탄올 추출물을 이용하여 페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하고 항산화 효능을 검증하고자 하였다.

제안 방법

DPPH radical 소거능은 Blois 법[16]을 변형하여 측정하였다. 각각의 농도 별 시료 1 ml에 1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl (DPPH, 5 mg/100 ml methanol) 2 ml를 혼합하여 실온에서 10분 반응시킨 후 ELISA reader (VERSA, USA)를 사용하여 525 nm에서 측정하였다.
부평초 추출물의 항산화 효과를 미루어, 부평초가 항염증의 기능에도 관여하는 지 관찰하기 위하여 피부 트러블, 알레르기 및 아토피와 같은 염증성 피부질환을 유발시켜 피부 노화를 촉진하는 효소로 알려져 있는 soybean lipoxygenase activ-ity (SLO)을 측정하였다[33]. SLO 저해 활성을 측정한 결과는 Fig.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 부평초는 전라남도 담양군 담양읍에서 재배 된 것을 사용하였다. 부평초 추출물은 부평초를 세척 후 잘게 자른 다음 건조하여 각 용매에 추출하여 사용하였다.

데이터처리

본 연구의 실험 결과들은 3회 반복 측정하여 평균값±표준편차로 나타내었으며, 모든 자료의 통계처리는 SPSS (Statisti-cal Package for Science, version 18,0 SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 처리하였다. 각 실험 농도 별 표준차이를 검증하기 위해 분산분석을 수행하였으며, 유의성이 발견된 경우 Tukey’s HSD test [20]에 의해 농도 간의 유의성을 분석하였다.
본 연구의 실험 결과들은 3회 반복 측정하여 평균값±표준편차로 나타내었으며, 모든 자료의 통계처리는 SPSS (Statisti-cal Package for Science, version 18,0 SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 처리하였다. 각 실험 농도 별 표준차이를 검증하기 위해 분산분석을 수행하였으며, 유의성이 발견된 경우 Tukey’s HSD test [20]에 의해 농도 간의 유의성을 분석하였다.

이론/모형

Koshihara 등의 방법[19]에 따라 부평초 추출물을 측정하였다. 시료 20 μl를 0.
총 페놀 함량은 Folin-Denis법[12]에 따라 각 추출물 1 ml에 Folin-Ciocalteu 시약 및 10% Na₂CO₃용액을 각 1 ml씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치시킨 후 ELISA reader (VERSA, USA)를 사용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 페놀 함량을 산출하였다.
총 플라보노이드 함량은 Moreno 등의 방법[15]에 따라 추출물 0.5 ml에 10% aluminum nitrate 및 1 M potassium ace-tate를 각 0.1 ml, ethanol 4.3 ml를 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 방치시킨 후 ELISA reader (VERSA, USA)를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 하여 얻은 검량선으로부터 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.

성능/효과

양성대조군으로는 수용성 항산화제로 알려진 ascorbic acid가 사용되었다(Table 1). 부평초 열수추출물 및 에탄올추출물 모두에서 농도가 증가할수록 DPPH radical 소거능이 증가되었다. 열수추출물의 경우는 각각의 농도, 100 μg/ml부터 2,500 μg/ml에서 2.
2와 같다. 부평초 열수추출물과 에탄올 추출물을 각각 100 μg/ml부터 2,500 μg/ml까지 측정한 결과 열수추출물에 경우 157.7~168.0%의 SLO 저해 활성이 보였고, 에탄올추출물의 경우 148.0~169.4%의 항염증 효과를 보였다. Jang 등[32]의 연구에 의하면 초피나무 잎, 줄기, 뿌리 추출물은 500 μg/ml 농도에서 10~50% 정도의 항염증 효과를 나타내었고, 앞서 연구한 선행연구에서 우리는 조릿대 추출물에서 500 μg/ml의 농도에서 80~100%의 소거능을 관찰하였다[23].

후속연구

Jang 등[32]의 연구에 의하면 초피나무 잎, 줄기, 뿌리 추출물은 500 μg/ml 농도에서 10~50% 정도의 항염증 효과를 나타내었고, 앞서 연구한 선행연구에서 우리는 조릿대 추출물에서 500 μg/ml의 농도에서 80~100%의 소거능을 관찰하였다[23]. 본 연구의 부평초 추출물의 농도, 500 μg/ml에서는 열수추출물에서 163.5%, 에탄올추출물에서 152.3%을 나타낸 것으로 미루어 다른 식물들에 비해 보다 높은 항염증 효과가 기대되어지며, 부평초는 항산화 기능과 더불어 항염증에 관여할 수 천연 식물소재로서 활용가치가 있음이 사료된다.
Park 등[29]의 연구에 의하면 수생식물의 연꽃 뿌리의 95% 에탄올 추출물에서 ABTS radical 소거능을 측정한 결과, 양성 대조군으로 사용된 ascorbic acid 만큼 소거되는 것이 관찰되었다. 이 연구에서 연꽃 뿌리에 함유된 폴리페놀 성분이 radical 소거에 관여하였으리라는 보고와 같이 본 실험에 사용된 부평초 또한 페놀 및 플라보노이드 등의 성분이 ABTS radical 소거능에 탁월하게 작용하였으리라 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	급속한 경제 성장이 인간의 건강과 관련해 어떤 영향을 주었는가?	급속한 경제 성장은 인간의 평균수명을 증가시켰으며, 삶의 질의 향상과 함께 건강에 대한 관심의 증가로 특히 노화의 원인이 되는 인자들에 대한 관심 또한 지속적으로 증가시키고 있다. 노화와 함께 질병을 일으키는 원인들은 다양하게 존재하지만 그 중에서도 생체 내에서 생리활성 과정 중에 생성되기도 하고, 오염물질이나 바이러스 등에 노출되거나 약물, 스트레스 등의 요인에 의하여 생성되기도 하는 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)은 화학적인 활성이 매우 높아서 주위에 있는 생체분자인 세포막을 이루는 지질이나 단백질 등에 반응함으로써 이들 생체분자를 공격하여 정상적인 기능을 차단하게 된다[1].
	Lemnae Herba의 생리활성 성분에는 무엇이 있는가?	또한 이는 수면에 떠 있는 작은 풀로 개구리밥의 전초를 부평초라고도 한다. 부평초의 생리활성 성분으로는 개구리밥의 전초에 flavonoid, anthocyanin 및 tannin 등이 있으며[7], sterol의 campesterol, ß-sitosterol, flavones-O-glycoside의 apige-nin-7-O-ß-D-glucoside, luteolin-7-O-ß-D-glucoside 등이 함유되어 있다고 보고되었다[8, 9]. 또한 엽록소, 초산칼륨 및 염화칼륨 등의 성분도 알려져 있는 데, 이는 한방작용으로 강심작용과 해혈작용 효과와 함께 면역 및 항암효과가 있는 것으로 보고되었다[10].
	활성산소종은 어떤 과정이나 원인에 의해서 생성되는가?	급속한 경제 성장은 인간의 평균수명을 증가시켰으며, 삶의 질의 향상과 함께 건강에 대한 관심의 증가로 특히 노화의 원인이 되는 인자들에 대한 관심 또한 지속적으로 증가시키고 있다. 노화와 함께 질병을 일으키는 원인들은 다양하게 존재하지만 그 중에서도 생체 내에서 생리활성 과정 중에 생성되기도 하고, 오염물질이나 바이러스 등에 노출되거나 약물, 스트레스 등의 요인에 의하여 생성되기도 하는 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)은 화학적인 활성이 매우 높아서 주위에 있는 생체분자인 세포막을 이루는 지질이나 단백질 등에 반응함으로써 이들 생체분자를 공격하여 정상적인 기능을 차단하게 된다[1]. 결국 활성산소종은 산화스트레스를 일으키고 이에 따라 DNA 손상, 암, 파킨슨병, 당뇨병, 심혈관계 질환 및 염증반응 등 여러 질병과 노화를 일으키게 된다[2].

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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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