황련해독탕(HHT)은 기력을 회복하며 여러 만성질환을 예방하고 치료하기 위해 예로부터 사용되어온 약재로, 본 연구는 인삼에서 분리한 유산균 Leuconostoc mesenteroides (L. mesenteroides)을 이용해 황련해독탕 발효물(FHHT)을 제조하고 항산화, 항주름 및 미백 효과를 조사하였다. 황련해독탕 발효물은 황련해독탕을 70% 에탄올로 추출한 후에 L. mesenteroides를 접종하여 발효 제조하였다. 발효 전 황련해독탕과 황련해독탕 발효물에서 2가지 지표 성분 berberine과 palmatine을 high-performance liquid chromatography (HPLC)을 이용하여 retention times ($t_R$)과 UV spectra를 확인함으로써 정성 및 정량 분석하였다. 세포 생존율 실험 결과, 발효 전후 황련해독탕 모두 독성이 확인되지 않았고 DPPH 라디칼 소거능 실험은 발효물의 $SC_{50}$ 값이 $68.85{\mu}g/mL$로 발효 전보다 우수한 효능을 나타내었다. Procollagen type I의 생성량 측정 실험에서도 역시 황련해독탕 발효물은 발효 전보다 더 높은 발현량을 나타내었으며, 세포 독성을 나타내지 않는 농도에서 흑색종 세포인 B16F10을 이용한 멜라닌 생성 억제 활성 실험 결과, 황련해독탕 발효물은 강한 멜라닌 생성 억제 효과를 나타내었다($IC_{50}=9.82{\mu}g/mL$). 이상의 결과들로부터 황련해독탕 발효물이 항산화 효능, 항주름 효능뿐만 아니라 미백 효능을 갖는 화장품 원료로서 개발 가능성이 있음이 시사되었다.
황련해독탕(HHT)은 기력을 회복하며 여러 만성질환을 예방하고 치료하기 위해 예로부터 사용되어온 약재로, 본 연구는 인삼에서 분리한 유산균 Leuconostoc mesenteroides (L. mesenteroides)을 이용해 황련해독탕 발효물(FHHT)을 제조하고 항산화, 항주름 및 미백 효과를 조사하였다. 황련해독탕 발효물은 황련해독탕을 70% 에탄올로 추출한 후에 L. mesenteroides를 접종하여 발효 제조하였다. 발효 전 황련해독탕과 황련해독탕 발효물에서 2가지 지표 성분 berberine과 palmatine을 high-performance liquid chromatography (HPLC)을 이용하여 retention times ($t_R$)과 UV spectra를 확인함으로써 정성 및 정량 분석하였다. 세포 생존율 실험 결과, 발효 전후 황련해독탕 모두 독성이 확인되지 않았고 DPPH 라디칼 소거능 실험은 발효물의 $SC_{50}$ 값이 $68.85{\mu}g/mL$로 발효 전보다 우수한 효능을 나타내었다. Procollagen type I의 생성량 측정 실험에서도 역시 황련해독탕 발효물은 발효 전보다 더 높은 발현량을 나타내었으며, 세포 독성을 나타내지 않는 농도에서 흑색종 세포인 B16F10을 이용한 멜라닌 생성 억제 활성 실험 결과, 황련해독탕 발효물은 강한 멜라닌 생성 억제 효과를 나타내었다($IC_{50}=9.82{\mu}g/mL$). 이상의 결과들로부터 황련해독탕 발효물이 항산화 효능, 항주름 효능뿐만 아니라 미백 효능을 갖는 화장품 원료로서 개발 가능성이 있음이 시사되었다.
Hwangryunhaedoktang (HHT) has been traditionally used as a preventive and therapeutic medicine to treat enervation and diverse chronic diseases. This study was designed to compare the antioxidant, anti-wrinkle and whitening effects of HHT extract and its fermented extract by Leuconostoc mesenteroide...
Hwangryunhaedoktang (HHT) has been traditionally used as a preventive and therapeutic medicine to treat enervation and diverse chronic diseases. This study was designed to compare the antioxidant, anti-wrinkle and whitening effects of HHT extract and its fermented extract by Leuconostoc mesenteroides (FHHT). FHHT was prepared by inoculation of L. mesenteroides after the extraction procedure with 70% ethanol. HHT and FHHT was investigated via high-performance liquid chromatography (HPLC). Simultaneous qualitative analysis of two bioacitive components, berberine and palmatine. was achieved by comparing their retention times ($t_R$) and UV spectra with those of the standard components. Cell viability test results indicated that both HHT and FHHT were non-toxic. In DPPH radical scavenging ability, $SC_{50}$ values of the FHHT was $68.85{\mu}g/mL$, which is more effective than HHT. Moreover, FHHT showed higher expression in production of procollagen type I than HHT. In nontoxic concentration range, FHHT showed strong melanin production inhibitory effect in ${\alpha}-melanocyte$ stimulating hormone (${\alpha}-MSH$)-stimulated B16F10 cell ($IC_{50}=9.82{\mu}g/mL$). These results suggested that fermented extracts of hwangryunhaedoktang had considerable potential as a cosmetics ingredient with an antioxidant and anti-wrinkle and whitening effects.
Hwangryunhaedoktang (HHT) has been traditionally used as a preventive and therapeutic medicine to treat enervation and diverse chronic diseases. This study was designed to compare the antioxidant, anti-wrinkle and whitening effects of HHT extract and its fermented extract by Leuconostoc mesenteroides (FHHT). FHHT was prepared by inoculation of L. mesenteroides after the extraction procedure with 70% ethanol. HHT and FHHT was investigated via high-performance liquid chromatography (HPLC). Simultaneous qualitative analysis of two bioacitive components, berberine and palmatine. was achieved by comparing their retention times ($t_R$) and UV spectra with those of the standard components. Cell viability test results indicated that both HHT and FHHT were non-toxic. In DPPH radical scavenging ability, $SC_{50}$ values of the FHHT was $68.85{\mu}g/mL$, which is more effective than HHT. Moreover, FHHT showed higher expression in production of procollagen type I than HHT. In nontoxic concentration range, FHHT showed strong melanin production inhibitory effect in ${\alpha}-melanocyte$ stimulating hormone (${\alpha}-MSH$)-stimulated B16F10 cell ($IC_{50}=9.82{\mu}g/mL$). These results suggested that fermented extracts of hwangryunhaedoktang had considerable potential as a cosmetics ingredient with an antioxidant and anti-wrinkle and whitening effects.
본 연구에서는 자연 숙성된 인삼(Panax ginseng)에서 분리한 유산균 L. mesenteroides으로 황련해독탕을 발효하여 발효물을 제조하고 발효 전후 두 지표 성분 berberine과 palmatine의 변화를 확인하고자 하였으며, 발효물의 효능을 발효 전과 비교하여 화장품 원료로써 개발 가능성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
본 연구에서는 최근 한약재의 효능을 미생물을 이용하여 증가시키거나 새로운 효능을 도출하고자 하는 연구와 관련하여 자연 숙성된 인삼에서부터 유산균의 일종인 L. mesenteroides와 높은 상동성을 갖는 균주를 분리하여 얻어내었으며, 이를 이용한 황련해독탕 발효물을 발효 과정을 통해 성분 및 효능 변화를 확인하고자 하였다. 이 연구를 통해 발효 과정을 거쳐 2가지 지표 성분인 berberine과 palmatine의 존재를 확인하였고, 각각의 지표 성분 함량이 증가 및 감소가 나타나는 것을 확인하였다.
대상 데이터
마우스의 대식세포주인 RAW 264.7 cell과 흑색종 세포인 B16F10 cell 및 사람의 섬유아세포(human foreskin fibroblast)인 HFF cell은 한국세포주은행(KCLB, Korea)에서 분양 받았으며, 각각의 세포배양을 위해 10% FBS와 1% penicillin-streptomycin을 포함하는 DMEM 배지를 사용하였다. 세포는 37 ℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다.
황련해독탕의 제조에 사용한 황백, 황련, 황금 및 치자는 제천한방약초에서 구매하였다. 구매한 재료는 DNA를 추출하여 internal transcribed spacer (ITS) 영역에 대해 PCR 후, (주)마크로젠(Seoul, korea)을 통한 염기서열 분석을 하였고 미국국립생물정보센터(NCBI)에서 확인하였으며, 음지에서 상온 보관하면서 본 실험의 재료로 사용하였다.
데이터처리
모든 측정값은 3회 이상 반복 실험한 결과의 평균값과 표준 편차(means ± S.D.)로 표시하였고, 각 실험군 간의 통계학적 분석은 windows용 SPSS을 이용하였다.각 군 간의 측정치 비교는 one-way analysis of variance(ANOVA)를 시행한 후 Duncan’s multiple range test(DMRT)로 유의성을 p < 0.05에서 의미를 부여하였다.
이론/모형
DPPH 라디칼 소거능은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)를 사용하여 라디칼에 대한 시료의 전자공여능(electron donating ability, EDA)을 측정하였다[22]. 시료의 전자공여능 측정을 위해 일정 농도로 희석한 시료 5 µL에 0.
세포생존율은 WST (water-soluble tetrazolium salt) 방법을 사용하여 측정하였다[21]. RAW 264.
성능/효과
이 연구를 통해 발효 과정을 거쳐 2가지 지표 성분인 berberine과 palmatine의 존재를 확인하였고, 각각의 지표 성분 함량이 증가 및 감소가 나타나는 것을 확인하였다. RAW 264.7 cell과 HHF cell를 이용한 세포실험을 통해 독성이 나타나지 않음을 확인하였고, DPPH 라디칼 소거능과 같은 항산화 활성, 멜라닌 생성 억제와 같은 미백 활성 및 procollagen type I 생합성 증진 활성과 같은 주름 억제 활성 등의 효과가 발효 후 증진됨을 확인할 수 있었다. 이는 L.
mesenteroides와 높은 상동성을 갖는 균주를 분리하여 얻어내었으며, 이를 이용한 황련해독탕 발효물을 발효 과정을 통해 성분 및 효능 변화를 확인하고자 하였다. 이 연구를 통해 발효 과정을 거쳐 2가지 지표 성분인 berberine과 palmatine의 존재를 확인하였고, 각각의 지표 성분 함량이 증가 및 감소가 나타나는 것을 확인하였다. RAW 264.
후속연구
mesenteroides에 의한 발효 과정 중 생성되는 다양한 효소들의 작용에 의한 각각의 효능을 모두 갖는 berberine의 함량이 증가된 것이 하나의 원인일 수 있으며, 또 다른 활성 성분이 생성 또는 증가된 것이 원인일 것으로 판단된다. 이와 같은 결과는 한약재나 한약재 추출물에 미생물을 이용한 발효가 피부의 주름 개선이나 미백 및 항산화 활성 등을 증진시킬 수 있는 방법으로 활용될 수 있음을 보여주는 것이라고 판단될 뿐만 아니라 지표 성분 증대 또는 효능의 증진에 영향을 주는 발효 인자나 성분에 대해 지속적인 연구를 진행한다면 보다 효과적인 한약재 발효물의 활용 방안을 도출할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
황련해독탕의 효능으로 어떤 것들이 보고되었는가?
황련해독탕(黃連解毒湯)은 황백(Phellodendron amurense), 황련(Coptis japonica), 황금(Scutellaria baicalensis) 및 치자(Gardenia florida) 4가지 한약재로 구성된 한약처방으로 동의보감(東醫寶鑑)에서 열성병(熱性病)으로 염증이 있고 열과 충혈에 의한 정신불안, 요(尿)가 붉고 심하부(心下部) 결림, 해열, 해독 등을 위한 처방으로 사용되고 있다[7]. 효능연구로는 항바이러스, 항고혈압, 항알레르기, 항염증 작용이 보고되어 있다[8,9]. 황련해독탕은 여러 종류의 alkaloide를 함유하고 있으며 이 중 황백과 황련에 다량 함유되어 있는 berberine과 palmatine은 대표적인 지표 성분으로 이와 같은 유효성분에 대한 연구는 여러 차례 이루어진 바 있는데, berberine은 항염증, 항균, 항암 등 다양한 효과가 알려져 있으며 palmatine은 monoamine oxidase 저해, hyperglycemic 저해 등이 보고된 바 있다[10-14].
피부노화에 있어서 자외선은 무엇인가?
피부노화의 원인 중 자외선(ultraviolet)은 대표적인 외인성 요인 중 하나로 자외선에 지속적으로 노출된 피부는 염증 유발, 홍반, 색소 침착 등의 피부질환과 피부가 거칠어지고 깊은 주름이 생기며 특히, 비정상적으로 생성량이 증가되는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 의해 피부 노화를 유발하게 된다[1]. 이 활성산소종은 라디칼 종이 포함되어 있으며, 이 라디칼 종은 짝을 이루지 않은 홀 전자를 가지고 있어 에너지가 높고 반응성이 크다.
발효에 이용되는 미생물에는 어떤 것들이 있는가?
천연물이 가진 성분이나 소재의 활용성을 증진시키기 위해 유용한 미생물을 이용한 발효의 방법은 의약품이나 화장품, 식음료 등 다양한 분야에서 오랜 기간동안 연구 및 적용되어 왔다[15]. 발효에 이용되는 미생물로는 유산균, 세균, 효모, 곰팡이 등이 있으며 특히 유산균의 경우 발효 공정 개발에 빈번히 활용되고 있다. 이와 같은 유산균을 이용한 방법이 항염증 효과, 미백 개선 효과 및 항산화 효과 등에 긍정적인 영향을미치는 것으로 보고되어 왔으며, 한약재 또는 한약재 추출물의 효능을 미생물을 이용하여 증가시키거나 새로운 효능을 도출하고자 하는 연구나 발효 과정을 거치면서 변화하는 성분을 분석하는 연구가 계속해서 진행되고 있다[16-20].
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