태안에서 서식하는 사구식물 4종의 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 항산화 활성 비교 Comparison of the Total Phenolic and Flavonoid Contents and Antioxidant Activities of Four Kinds of Sand Dune Plants Living in Taean, Korea원문보기
본 연구에서는 사구식물인 갯메꽃(Calystegia soldanella), 모래지치(Messerschmidia sibirica), 순비기나무(Vitex rotundifolia), 해당화(Rosa rugosa)의 잎과 줄기의 methanol 추출물에서 측정한 총 폴리페놀 함량은 해당화(110.20 mg/g)가 가장 높았고, 총 플라보노이드 함량은 순비기나무(38.07 mg/g)가 가장 높게 측정되었다. 추출물의 에틸아세테이트 분획물(조플라보노이드)을 이용하여 라디칼 소거능을 나타내는 DPPH, ABTS, FRAP assay로 항산화능을 측정하였다. 그리고 총 폴리페놀 / 플라보노이드 함량 (TFC/TPC) 비와 항산화능, 두 요인 사이의 상관관계에 대하여 분석하였다. TFC/TPC 비율이 매우 높았던 순비기 나무의 잎과 줄기는 항산화능 실험에서 대조군인 ascorbic acid 보다 떨어지는 것으로 나타났다. 하지만 가장 낮았던 해당화 잎이 DPPH, ABTS assay에서 가장 항산화능이 높았고, FRAP assay에서 모래지치 줄기가 가장 뛰어났다. 위 결과에서 항산화활성과 TFC/TPC 간의 상관관계를 통계적으로 유의하다는 점을 확인하여 TFC/TPC의 값이 직접적으로 항산화능에 기여 한다고 판단된다.
본 연구에서는 사구식물인 갯메꽃(Calystegia soldanella), 모래지치(Messerschmidia sibirica), 순비기나무(Vitex rotundifolia), 해당화(Rosa rugosa)의 잎과 줄기의 methanol 추출물에서 측정한 총 폴리페놀 함량은 해당화(110.20 mg/g)가 가장 높았고, 총 플라보노이드 함량은 순비기나무(38.07 mg/g)가 가장 높게 측정되었다. 추출물의 에틸아세테이트 분획물(조플라보노이드)을 이용하여 라디칼 소거능을 나타내는 DPPH, ABTS, FRAP assay로 항산화능을 측정하였다. 그리고 총 폴리페놀 / 플라보노이드 함량 (TFC/TPC) 비와 항산화능, 두 요인 사이의 상관관계에 대하여 분석하였다. TFC/TPC 비율이 매우 높았던 순비기 나무의 잎과 줄기는 항산화능 실험에서 대조군인 ascorbic acid 보다 떨어지는 것으로 나타났다. 하지만 가장 낮았던 해당화 잎이 DPPH, ABTS assay에서 가장 항산화능이 높았고, FRAP assay에서 모래지치 줄기가 가장 뛰어났다. 위 결과에서 항산화활성과 TFC/TPC 간의 상관관계를 통계적으로 유의하다는 점을 확인하여 TFC/TPC의 값이 직접적으로 항산화능에 기여 한다고 판단된다.
This study attempted to investigate the antioxidant properties of four different species of sand dune plants (Calystegia soldanella, Messerschmidia sibirica, Vitex rotundifolia and Rosa rugosa). In order to validate the antioxidant activity of these plants, we first determined the total amount of fl...
This study attempted to investigate the antioxidant properties of four different species of sand dune plants (Calystegia soldanella, Messerschmidia sibirica, Vitex rotundifolia and Rosa rugosa). In order to validate the antioxidant activity of these plants, we first determined the total amount of flavonoid versus phenolic contents (TFC/TPC) and extracted crude flavonoids for measuring antioxidant activities that were determined by DPPH, ABTS and FRAP assays with radical scavenging effects. We found that highest amounts of TPC were detected in R. rugose with values of 110.20 mg/g (leaves) and 65.71 mg/g (stems), while the highest amounts of TFC in V. rotundifolia with values of 38.07 mg/g (leaves) and 6.55 mg/g (stems). We further examined how closely related the amounts of TFC/TPC in antioxidant activities and found that R. rugose has the highest activities of radical scavenging with values of $63.4{\mu}g/ml$ and $51.2{\mu}g/ml$ determined by DPPH and ABTS assays compared with the value of $21.2{\mu}g/ml$ by FRAP assay. It is of note that there is a statistically significant correlation between the resulting antioxidant activities and the total ratio of TFC and TPC, suggesting that the different amounts of TFC/TPC may directly contribute to the various antioxidant activities.
This study attempted to investigate the antioxidant properties of four different species of sand dune plants (Calystegia soldanella, Messerschmidia sibirica, Vitex rotundifolia and Rosa rugosa). In order to validate the antioxidant activity of these plants, we first determined the total amount of flavonoid versus phenolic contents (TFC/TPC) and extracted crude flavonoids for measuring antioxidant activities that were determined by DPPH, ABTS and FRAP assays with radical scavenging effects. We found that highest amounts of TPC were detected in R. rugose with values of 110.20 mg/g (leaves) and 65.71 mg/g (stems), while the highest amounts of TFC in V. rotundifolia with values of 38.07 mg/g (leaves) and 6.55 mg/g (stems). We further examined how closely related the amounts of TFC/TPC in antioxidant activities and found that R. rugose has the highest activities of radical scavenging with values of $63.4{\mu}g/ml$ and $51.2{\mu}g/ml$ determined by DPPH and ABTS assays compared with the value of $21.2{\mu}g/ml$ by FRAP assay. It is of note that there is a statistically significant correlation between the resulting antioxidant activities and the total ratio of TFC and TPC, suggesting that the different amounts of TFC/TPC may directly contribute to the various antioxidant activities.
그러므로 수분스트레스에 저항성을 지닌 일부 식물 종들만이 사구에 적응하여 군락을 이루고 있다(Ranwell, 1972). 이러한 사구식물의 항산화능에 대한 보고가 미약하므로 본 연구는 태안군 서북부에 위치한 신두리 해안사구에서 자생하는 사구식물들(Oh et al., 2005) 중 갯메꽃, 모래지치, 순비기나무, 해당화를 대상으로 항산화물질 함량과 항산화활성의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
항산화활성은 DPPH, ABTS, FRAP assay를 통해 활성산소에 대한 사구식물 4종의 라디칼 소거능(radical scavenging)을구하고, 50% 소거능에 해당되는 농도(IC 50)를 구하였다. 에틸아세테이트 분획 추출물을 methanol로 10, 50, 100, 500, 1000 ㎍ /㎖로 희석한 후 각 농도마다 소거능을 측정하고 Sigmaplot 사의 Table curve 2D v5.
대상 데이터
갯메꽃(Calystegia soldanella), 모래지치(Messerschmidia sibirica), 순비기나무(Vitex rotundifolia) 그리고 해당화(Rosa rugosa)의 잎과 줄기를 2015년 6~7월에 충청남도 태안군 원북면에 자리한 신두리 해안사구에서 채집하였다. 채집한 식물은 식물분류학 전공자 두 분에게 동정을 의뢰하여 이중검정 하였으며, voucher specimen은 단국대학교 자연과학대학 생명과학과 표본실에 보관하였다.
데이터처리
3가지 항산화능 분석법을 통해 구한 사구식물 4종의 잎과 줄기에 대한 항산화능 결과(IC 50 )를 IBM 사의 SPSS 23.0 program을 통해 상관분석(correlation analysis) 및 회귀분석(regression analysis)을 하였다. 그 다음 Duncan’s multiple test를 통해 사후검정을 실시하였고, 그 결과는 Table 3에 나타내었다.
성능/효과
결론적으로 DPPH, ABTS, FRAP assay에서 해당화≧모래 지치>갯메꽃>순비기나무 순으로 항산화능이 뛰어난 것으로 나타났다. 또한 특이한 점은 Fig.
마지막으로 본 연구는 항산화능이 총 폴리페놀 또는 플라보노이드 함량이 미치는 영향을 통계분석을 통해 밝혀내었고, 해당화 잎이 ascorbic acid보다 항산화능이 우수하다는 점을 확인하였다.
후속연구
TFPc의 비율과 항산화능 분석법(DPPH, ABTS, FRAP assay)과 관계에 대해서는 추가적으로 LC/MS를 통한 폴리페놀 화합물분석을 통해 플라보노이드 이외의 사구식물이 가진 다른 항산 화물질의 함유량을 분석함으로써 일반적인 육상식물들과 비교해 볼 필요가 있다고 생각된다. 추후 사구식물의 자원식물로써의 가치를 높이기 위해 이들이 지닌 항산화물질의 구성비를 탐색하는데 있어서 고려해야할 점으로 생각된다. 한편 식물의 성숙정도에 따라 항산화 활성 및 총 폴리페놀 함량에 차이가 나타나므로(Park and Kim, 2016), 이를 고려하여 차후 채집시기에 따른 항산화 활성변화를 조사할 필요가 있다.
추후 사구식물의 자원식물로써의 가치를 높이기 위해 이들이 지닌 항산화물질의 구성비를 탐색하는데 있어서 고려해야할 점으로 생각된다. 한편 식물의 성숙정도에 따라 항산화 활성 및 총 폴리페놀 함량에 차이가 나타나므로(Park and Kim, 2016), 이를 고려하여 차후 채집시기에 따른 항산화 활성변화를 조사할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해안사구의 특징은?
사구식물은 해안사구라는 한정된 지역 내에 자생하고 있어 천연물로써 활용도가 잘 알려지지 않다. 바닷가에서 모래가 바람에 날아와 형성된 해안사구는 강한 태양광으로 인해 건조한 상태에 있으며, 사막같이 지온변화가 상당히 크고 상대적으로 부족한 영양염류를 보유하고 있다(Ko, 2008). 그리고 산림이나 농지에 비해 보수력이 낮은 사구에서 서식하는 식물들은 수분 스트레스에 의한 영향을 받기 쉽다(Park, 1990, 2013).
활성산소종의 특징은?
오늘날 사람들의 평균 수명이 늘어남에 따라 스트레스로 인하여 체내에서는 세포를 손상시키는 활성 산소를 과다생산하게 된다(Im, 2012). 활성산소종 (ROS)은 여러 생체 조직과 분자들과 빠르게 반응하여서 단백질의 변성, 지질 과산화, DNA 손상, 면역력 약화 등을 일으키고 각종 질병의 원인으로 작용한다(Yu et al., 2011, Jang et al.
활성산소종으로 인해 나타날 수 있는 질병은?
, 2016). 또한 노화, 암, 당뇨, 동맥경화증 등 다양한 질병의 원인이 될 수 있다(Yoo et al., 2014).
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