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문제 정의
- 환류냉각, 가압가열 및 저온고압 추출법을 이용23)하거나 다양한 유기용매의 극성에 따라 분리한 항산화 연구25)로 주로 보고되었으나, 생리활성 물질의 생리활성 효과는 시료의 종류, 전처리 방법뿐만 아니라, 추출용매에 따라서도 영향을 받는다고 보고된바 있는데27), 일상생활에서 효율적인 추출용매 선별에 대한 비교 연구 및 다양한 항산화능의 평가방법에 대한 연구는 미비하였다. 따라서 본 연구에서는 알려진 연구가 미비한 마치현의 적합한 추출용매를 선정한 후 다양한 항산화 활성을 검증하여 천연항산화제 소재로서의 기초자료로 제공하여 마치현의 이용가치를 증대시키고자 하였다.
- 본 연구는 마치현의 열수 및 70% 에탄올 추출물에 대한 다양한 항산화 활성을 검토하여 천연항산화제 소재로서의 활용 가능성을 높이고자 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 또한 페놀성 화합물은 hydroperoxide등 지방산 산화의 초기 생성물질이 기타 반응 물질과 반응하여 산화를 억제 시키는 것으로, 식물계 널리 분포되어 있는 페놀성 화합물은 특히 2차 대사산물로 다양한 구조와 생리 활성을 나타낸다는 보고도 있다38). 이에 본 연구에서는 마치현의 추출용매에 따른 다양한 항산화성을 확인하여 천연항산화제의 이용가치를 높이고자 하였다. 본 실험에서는 총 폴리페놀의 총 함량은 galic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 quercetin으로 기준물질로 정하고 표준곡선을 이용하여 측정하였다.
제안 방법
- ABTS 라디칼을 이용한 항산화력 측정은 Re등 방법31)을 변형하여 측정하였다. 7 mM 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diam-monium salt와 2.
- 이에 본 연구에서는 마치현의 추출용매에 따른 다양한 항산화성을 확인하여 천연항산화제의 이용가치를 높이고자 하였다. 본 실험에서는 총 폴리페놀의 총 함량은 galic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 quercetin으로 기준물질로 정하고 표준곡선을 이용하여 측정하였다. 마치현의 추출용매별 총 폴리페놀 함량의 결과 70% 에탄올 추출물은 34.
- 을 응용하였다. 시료추출물 100 ㎕에 0.1N Folin-Ciocalteau 400 ㎕를 첨가 후 1 M Na2CO3 500 ㎕를 첨가하여 혼합하여 UV/Visible spectrophotometer을 사용하여 765 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 garilc acid를 이용하여 위와 같은 방법으로 작성하였다.
- 아질산염 소거능은 잔존하는 아질산의 함량을 구하는 것으로 Gray와 Dugan34)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 추출물 40 ㎕에 1 mM NaNO2 20 ㎕를 첨가하고 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 마치현(Portulacae Herba)은 경북 영천지역에서 생산된 것을 ㈜백제허브(대전, 한국)로부터 구입하여, 불순물을 제거한 후 분쇄하여 추출물 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험의 분석결과는 각각의 군별로 평균과 표준편차 (mean±SD)로 나타냈으며 실험군 간의 유의성은 window용 SPSS 프로그램(Statistical package for social science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하였다.
- 통계처리는 Student T-test은 p <0.05인 경우 유의성이 있는 것으로 인정하였고, ANOVA test(Tukey's multiple range test)를 통하여 p <0.05 수준에서 평균치를 비교하였다.
이론/모형
- Hydroxyl 라디칼 소거능은 Smirnoff and Cumbes 방법32)에 따라 측정하였다. 1.
- Iron-chelating 활성은 Hus의 방법33)에 의해 측정 하였다. 시료 추출물 150 ㎕에 2 mM FeCl2 15 ㎕를 가하고 증류수 605 ㎕를 첨가하여 실온에서 30분간 반응시킨다.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법28⁾을 응용하였다. 시료추출물 100 ㎕에 0.
- 총 플라보노이드 함량은 Zhishen법29)을 응용하였다. 시료추출물 100 ㎕에 증류수 1 ㎖을 가한 후 5% NaNO2 30 ㎕와 10% AlCl3를 가하여 혼합한 후 실온에서 5분간 반응시킨다.
- 반응액에 1M NaOH 200 ㎕를 가하고 증류수 1 ㎖를 가한 후 UV/Visible spectrophotometer을 사용하여 510 ㎚에서 흡광도를 측정한다. 표준곡선은 Quercetin을 이용하여 위와 같은 방법으로 작성하였다.
성능/효과
- 1. 총 페놀 함량은 열수 추출물 보다 70% 에탄올 추출물에서 높은 함량으로 유의적인 차이를 보였고, 총 플라보노이드 함량은 70% 에탄올 추출물(4.40 ㎍/㎎)에서 열수추출물(1.16 ㎍/㎎) 보다 약 3.8배 이상 높은 함량을 확인하였다.
- 2. DPPH 와 ABTS 라디칼 소거 활성에서는 농도 의존적으로 70% 에탄올 추출물 은 열수 추출물 보다 다소 높은 활성을 보였고, 500 ㎍/㎖ 농도에서는 대조구보다 70%에탄올 추출물에서 가장 높은 소거활성을 보였다.
- 3. Hydroxyl 라디칼 소거 활성은 농도가 높을수록 활성이 증가하였으며, 20~500 ㎍/㎖의 농도에서 열수 추출물(8.11~44.02%)은 70% 에탄올 추출물(2.44~38.74%)보다 높은 활성을 보였다. 반면에 대조구인 ascorbic acid(1.
- 4. Fe2+ 킬레이팅 활성은 열수 추출물(5.87~57.44%)이 70% 에탄올 추출물(3.67~44.55%)보다 높은 활성을 나타내었지만, 대조구인 deferoxamine (40.79~90.43%)은 열수 및 70% 에탄올 추출물 보다 높은 활성을 보였다.
- 5. 아질산염 소거능은 열수 및 70% 에탄올 추출물에서 pH와 상관없이 농도 의존적으로 소거활성이 증가하였으며, pH 1.2에서 pH 3.0 보다 70% 에탄올 추출물은 열수추출물에 비해 높은 소거활성을 보였다. pH 1.
- 4와 같다. pH와 상관없이 농도 의존적으로 소거활성이 증가하였으며, pH 1.2에서 pH 3.0의 보다 70% 에탄올 추출물이 열수 추출물 비해 모든 농도에서 가장 높은 소거활성을 보였다. 또한 pH 1.
- 또한 500 ㎍/㎖의 농도에서는 대조구인 ascorbic acid(87.00±0.82%)보다 70% 에탄올추출물(89.79±0.81%)에서 약간 높은 활성을 확인하였다.
- 또한 500 ㎍/㎖의 농도에서는 열수 추출물(96.51±0.29%)은 대조구인 ascorbic acid(95.65±0.12%)와 유의적인 활성을 보였으며, 70% 에탄올 추출물(99.92±0.18%)에서 가장 높은 소거활성을 나타내었다(Fig. 1B.).
- Kim 등39)의 쇠비름 추출물의 페놀성 화합물 함량에서 물 추출물보다 에탄올추출물에서 유의적으로 높게 나타난 연구결과로 본 연구와 상응하였다(Table 1). 또한 플라보노이드 함량의 결과에서는 70%에탄올 추출물은 4.40 ㎍/㎎, 열수 추출물에서 1.16 ㎍/㎎의 함량으로 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 3배 이상의 높은 플라보노이드 함량을 나타내었다(Table 1).
- . 마치현 열수 및 70% 에탄올 추출물에서 니트로사민의 생성 전구물질인 아질산염을 분해하는 효과를 측정한 결과 (Fig. 4.) pH 1.2와 pH 3.0에서 모두 열수 추출물 보다 70%에탄올 추출물에서 높은 활성을 나타내었고, pH 3.0 보다 pH 1.2의 반응 조건에서 더 우수한 결과를 보여, 인체의 위내 pH 조건인 1.2에서 마치현 추출물이 니트로소아민의 생성억제에 효과가 있을 것이라 생각된다.
- 1A에 나타내었다. 마치현의 DPPH 라디칼 소거활성은 농도에 따라 증가하였으며, 20~500 ㎍/㎖의 농도에서 70% 에탄올 추출물(11.28~89.79%)이 열수 추출물(8.85~79.54%)보다 높은 활성을 보였다. 또한 500 ㎍/㎖의 농도에서는 대조구인 ascorbic acid(87.
- 2와 같다. 마치현의 Hydroxyl 라디칼 소거활성은 농도가 높을수록 활성이 증가하였으며, 20~500 ㎍/ ㎖의 농도에서 열수 추출물은 8.11~44.02%의 범위로 70%에탄올 추출물 2.44~38.74%의 범위 보다 높은 활성을 보였다. 특히 저농도(20 ㎍/㎖)에서 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 3배 이상의 높은 소거활성을 보였고, 대조구인 ascorbic acid(1.
- 1B와 같다. 마치현의 열수 및 70% 에탄올 추출물에서 모두 농도 의존적이었으며, 열수 추출물(15.05~96.51%)보다 70% 에탄올 추출물(18.74~99.92%)에서 높은 활성을 나타내었다. 또한 500 ㎍/㎖의 농도에서는 열수 추출물(96.
- 마치현의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 철 킬레이팅 활성을 측정한 결과 추출물의 농도가 높을수록 활성이 증가하였다. 열수추출물(5.
- . 마치현의 추출 용매별 hydroxyl 라디칼 소거활성을 측정한 결과 열수 및 70% 에탄올 추출물에서는 농도 의존적으로 소거활성이 증가하였으며, 70% 에탄올 추출물보다 열수추출물에서 소거활성이 높게 나타났다.(Table 3).
- . 마치현의 추출 용매별 철 킬레이팅 활성 결과추출물의 농도가 높을수록 활성이 증가하였으며, 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물 보다 높은 활성을 보였다(Fig. 3.). Woo 등49)이 보고한 국화, 마가렛 및 낙동구절초 추출물에서 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 높았으며, 시료 중의 총페놀 함량과 비례적이었으나, 이들 시료는 모두 철 킬레이팅 활성이 낮은 것으로 보고된 바 있다49,50).
- 본 실험에서는 총 폴리페놀의 총 함량은 galic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 quercetin으로 기준물질로 정하고 표준곡선을 이용하여 측정하였다. 마치현의 추출용매별 총 폴리페놀 함량의 결과 70% 에탄올 추출물은 34.14 ㎍/㎎, 열수 추출물에서 22.14 ㎍/㎎ 함량으로 열수 추출물 보다 70% 에탄올 추출물에서 높은 페놀함량을 나타내었다. Kim 등39)의 쇠비름 추출물의 페놀성 화합물 함량에서 물 추출물보다 에탄올추출물에서 유의적으로 높게 나타난 연구결과로 본 연구와 상응하였다(Table 1).
- DPPH라디칼 소거 활성법은 측정 방법이 간단하면서도 대량으로 측정이 가능하여 다양한 천연식물 소재로부터 항산화 물질을 검색하는데 많이 이용된다41). 본 연구 결과에서는 마치현의 추출 용매별 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 소거 활성이 높게 나타났으며, 농도 의존적으로 소거 활성이 높게 나타난 것을 확인 할 수 있다(Table 2). Park 등24)은 쇠비름을 용매별로 분획하여 전자 공여능을 확인한 결과 ethyl acetate > methanol > 약탕기 > 증류수 추출물 순으로 높은 활성을 보인다고 보고한 바 있다.
- 마치현의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 철 킬레이팅 활성을 측정한 결과 추출물의 농도가 높을수록 활성이 증가하였다. 열수추출물(5.87~57.44%)이 70% 에탄올 추출물(3.67~44.55%)보다 높은 활성을 나타내었지만, 대조구인 deferoxamine은40.79~90.43%의 범위로 열수 및 70% 에탄올 추출물보다 높은 값을 나타내었다(Fig. 3.)
- . 이러한 원리로 ABTS를 측정한 결과 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물에서 높은 소거활성을 보였으며, 대조구인 ascorbic acid 보다 다소 높은 소거활성을 나타냈다(Table 2). 이는 마치현 추출물이 친수성 물질에 대한 항산화 활성이 우수한 것으로 판단된다.
- 총 폴리페놀함량은 추출용매에 따라 70% 에탄올 추출물(34.14±0.28 ㎍/㎎)에서 약간 높은 함량으로 유의적인 차이를 나타내었다.
- 총 플라보노이드 함량은 70% 에탄올 추출물(4.40±0.22 ㎍/㎎)에서 열수 추출물(1.16±0.12 ㎍/㎎) 보다 약 3.8배 이상 높은 함량을 확인하였다(Table 1).
- 74%의 범위 보다 높은 활성을 보였다. 특히 저농도(20 ㎍/㎖)에서 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 3배 이상의 높은 소거활성을 보였고, 대조구인 ascorbic acid(1.51~18.75%)은 열수 및 70% 에탄올 추출물 보다 낮은 소거활성을 보였다(Fig. 2.).
후속연구
- . Fig. 4의 결과에서 열수 추출물 보다 70% 에탄올 추출물이 높은 소거능으로 마치현에 함유되어 있는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높아 높은 아질산염 소거능을 보인 것으로 추측되며, 따라서 마치현 에탄올 추출물을 육제품이나 단백질이 다량 함유된 가공식품의 식품 첨가물로 사용한 경우 니트로소아민 생성을 억제하여 천연 첨가물로서의 이용 가능성이 있다고 생각되며, 이에 대한 활용성 연구가 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.
- 결론적으로 마치현 열수 및 70% 에탄올 추출물은 항산화활성 효과가 있다고 보여 지며, 천연항산화 소재로서 응용 가능성이 있을 것으로 사료된다.
- 따라서 본 연구에서는 철 킬레이팅 활성과 라디칼 소거활성에서 관여하는 다른 식물 화학물질의 존재를 짐작케 하는 결과로써 이에 대한 어떠한 성분에 의해 마치현 열수 추출물에서 킬레이팅 효과가 증가되었는지 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- (Table 3). 이는 페놀성화합물 함량과 정의 상관관계에 대한 보고47)된 바 있는데 본 연구결과와 상이한 결과로 라디칼의 종류에 따라 차이가 있다고 사료되며, 약용식물 중에서 존재하는 항산화 물질의 종류, 함량, 추출방법 및 용매 등의 차이에 기인하는 것으로 생각되지만, 추후 더 자세한 연구가 필요할 것으로 판단되어진다.
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