[논문]어성초 (Houttuynia cordata) 추출물을 장기간 투여한 점농어 (Lateolabrax maculatus)에서 조직내 quercitrin 잔류 농도

박수진; 배준성; 이채원; 박관하

doi:10.7847/jfp.2018.31.2.115

어성초 (Houttuynia cordata) 추출물을 장기간 투여한 점농어 (Lateolabrax maculatus)에서 조직내 quercitrin 잔류 농도
Tissue concentrations of quercitrin in spotted sea bass (Lateolabrax maculatus) after extended feeding with fish mint (Houttuynia cordata) extract 원문보기

韓國魚病學會誌= Journal of fish pathology, v.31 no.2, 2018년, pp.115 - 122

박수진 (국립수산과학원동해수산연구소) , 배준성 (군산대학교 수산생명의학과) , 이채원 (군산대학교 수산생명의학과) , 박관하 (군산대학교 수산생명의학과)

초록
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어성초에서 발견되는 다양한 활성성분 중 강력한 항산화작용인 있는 quercitrin의 존재로 인해 건강식품이나 천연물의약품으로의 활용 목적으로 각광 받아 왔다. 본 연구에서는 어성초 추출물을 점농어의 사료에 첨가하여 장기간 급이함으로써, 가식부에 잔류하는 quercitrin으로 인해 식품의 가치를 높일 수 있는지 하는 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 점농어에 어성초 추출물을 0.1, 0.5 및 1.0%의 수준으로 1개월간 급이하면 quercitrin이 hepatopancreas>muscle>serum의 순으로 잔류한다. 한편 Quercitrin을 순수물질 상태로 점농어, 틸라피아, 랫드 및 마우스에 20 mg/kg로 단회 경구 투여하고 48시간 후 조직내의 quercitrin 농도를 측정하면 점농어와 틸라피아에서는 어성초 추출물을 투여한 것과 동일한 잔류 농도 패턴을 보이지만 시험한 두 종의 포유동물에서는 liver>serum>muscle의 순으로 잔류 농도가 관찰된다. 이 결과로부터, quercitrin의 어류 가식부 근육내에서 발견된 상대적으로 높은 축적성은 기능성식품의 생산 측면에서 유리한 패턴의 특성으로 생각된다. 한편 최고 농도인 어성초 1.0%의 1개월간 투여 후 점농어의 성장에서 유의한 수준의 저해가 관찰되었으며 동시에 이 농도에서 간장 손상지표인 혈청내 효소의 변화도 관찰되었다. 결론적으로 어성초는 기능성 수산식품의 개발에 활용할 수 있는 가능성을 제시하지만 이때 어류에서 독성이 나타나지 않는 수준의 농도로 제한하는 것이 현명한 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Houttuynia cordata has been utilized for various beneficial purposes in humans mainly because of its potent antioxidant principle quercitrin present in this plant. This study examines the possibility of producing a functional sea food commodity containing active principle quercitrin by feeding H. cordata for a extended period. Spotted sea bass (Lateolabrax maculatus) were fed a diet containing H. cordata at 0.1-1.0% levels for 1 month and tissue concentrations of quercitrin were analyzed in serum, hepatopancreas and muscle. It was observed that quercitrin was found in the ranking order of hepatopancreas>muscle>serum. After a bolus administration of quercitrin (20 mg/kg, oral) to spotted sea bass and Nile tilapia (Oreochromis niloticus), idential rank order was observed after 48 hr. In contrast, the order was liver>serum>muscle in rat and mice, indicating that higher quercitrin distribution occurs to the muscle in fishes compared with in mammals tested. High residue concentration of qeurcitrin in the edible tissue can be an advantageous property in terms of functional food production. High level H. cordata extract inclusion of 1.0% seems to have detrimental effects in spotted sea bass leading to growth retardation and hepatic damage. It was concluded that incorporation of H. cordata extract into diet can be a way of producing healthy foods. However the level of active extract needs fine tuning to avoid toxicity to fishes.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Estimated quercitrin level of diets and growth of spotted sea bass
그림 Fig. 1. Tissue quercitrin levels in spotted sea bass after 1-month fish mint extract feeding. n=10. Note that y-axis scales are not identical among graphs.
그림 Fig. 2. Levels of hepatotoxicity indicator enzymes after fish mint extract administration. Fish mint extract was fed for 1 month before serum transaminase determinations, n=5-10. *Significant difference from control at p<0.05 with Newman-Keuls test.
표 Table 2. Quercitrin levels in different animals after quercitrin adminstration (20 mg/kg, p.o.)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 어성초에 함유된 약리활성 물질들이 투여 후 어체 내에 축적된다면 그 어류들을 기능성식품으로 활용할 수 있는 가능성이 있을 것이라는 가정에서 출발하였다. 그런 이유로 어성초 추출물이 함유된 사료를 1개월간 투여한 점농어의 조직에서 quercitrin의 농도를 측정하였다.
어성초에서 발견되는 다양한 활성성분 중 강력한 항산화작용인 있는 quercitrin의 존재로 인해 건강식품이나 천연물의 약품으로의 활용 목적으로 각광 받아 왔다. 본 연구에서는 어성초 추출물을 점농어의 사료에 첨가하여 장기간 급이함으로써, 가식부에 잔류하는 quercitrin으로 인해 식품의 가치를 높일 수 있는지 하는 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 점농어에 어성초 추출물을 0.
결과적으로 1% 어성초 함유 사료의 성장 저해 현상은 높은 농도를 함유한 어성초가 점농어에서 독성을 발휘하였을 것으로 추정하는 것이 합리적인 추론이다. 점농어에서의 독성 가능성에 대한 부분은 생화학적 간장 독성지표인 혈정중 효소농도의 변화에 대한 결과와 관련하여 본 논문의 뒤에서 다시 설명하고자 한다.
또한 틸라피아(Oreo- chromis niloticus)와 포유류 실험동물에서도 해당성분의 축적경향을 평가하였다. 추가적으로 점농어에서 시험한 최고농도의 어성초 함유군에서 어류의 성장이 저해되는 것으로 추정되는 현상이 발견되어서 안전성 평가의 목적으로 혈청 중 간독성 지표인 효소류의 활성을 측정하여 안전농도의 범위를 결정하고자 하였다.

제안 방법

8 g의 점농어를 양식장으로부터 입수하여 사용하였다. 1주간 순치 후 1개월간 어성초가 0.1, 0.5 및 1.0%의 농도로 흡착시킨 상용 pellet 사료를 급이하였다. 크기 W1.
25±3℃의 온도에서 사육하였으며 매주 증발된 양의 사육수를 지하수로 보충하여 pH는 7.2-7.8 DO는 6.1-8.4 mg/l로 유지하였으며, 사료는 사료를 1일 2회 1개월간 만복급이하였다.
1 ml로 설정하였으며, 점농어 및 틸라피아는 투여 후 30분간 개별적으로 수조에 수용하고 시험물질을 토하는지 수면상에 기름방울이 발생하는지 관찰하였으며 토한 것으로 판단되는 개체는 시험에서 제외하였다. Quercitrin 투여 48시간 후 조직 시료를 채취하였다.
Quercitrin의 분석은 HPLC-phoptpdiode array 분석기(Waters)를 사용하여 분석하였으며 용리에는 Symmetry® C18 cloumn (50 mm × 2.1 mm)를 사용하였다.
혈액 채취후 방혈치사시키고 간장과 근육을 분리하였다. Rat 및 mouse는 ether 마취하에 심실로부터 혈액을 채취한 후 어류의 경우와 유사한 방법으로 다른 장기를 적출하였다.
이 기질을 사용하여 37℃에서 30분간 반응시킬때 생성되는 pyruvic acid가 2,4-dinitrophenyl hydri- zine과 작용하여 발색되는 hydrazine의 비색을 정량하는 방법을 사용하였다. Spectrophotometer를 이용하여 파장 505 nm에서 흡광도를 측정하였고 활성도의 단위는 혈청 ml당 Karmen unit으로 표시하였다. 표준곡선의 작성은 kit에 포함 되어 있는 lithium pyruvate를 사용하였다.
본 연구는 어성초에 함유된 약리활성 물질들이 투여 후 어체 내에 축적된다면 그 어류들을 기능성식품으로 활용할 수 있는 가능성이 있을 것이라는 가정에서 출발하였다. 그런 이유로 어성초 추출물이 함유된 사료를 1개월간 투여한 점농어의 조직에서 quercitrin의 농도를 측정하였다.
농축된 시료는 0.4 ml의 methanol에 녹인 후 0.20 μm syringe filter로 불용성물질을 제거한 후 HPLC로 UV range에서 분석하였다.
본 연구에서는 점농어(Lateolabrax maculatus) 사료에 어성초 추출물을 투여하고 일정시간이 지난 후 조직내의 잔류하는 항산화 활성 성분인 quercitrin의 농도를 분석하였다. 또한 틸라피아(Oreo- chromis niloticus)와 포유류 실험동물에서도 해당성분의 축적경향을 평가하였다. 추가적으로 점농어에서 시험한 최고농도의 어성초 함유군에서 어류의 성장이 저해되는 것으로 추정되는 현상이 발견되어서 안전성 평가의 목적으로 혈청 중 간독성 지표인 효소류의 활성을 측정하여 안전농도의 범위를 결정하고자 하였다.
본 연구에서는 점농어(Lateolabrax maculatus) 사료에 어성초 추출물을 투여하고 일정시간이 지난 후 조직내의 잔류하는 항산화 활성 성분인 quercitrin의 농도를 분석하였다. 또한 틸라피아(Oreo- chromis niloticus)와 포유류 실험동물에서도 해당성분의 축적경향을 평가하였다.
측정 시 AST는 기질을 L-asparticacid와 α-ketoglutaric acid를 사용하였고 ALT의 경우는 DL-alanine과 α-ketoglutaric acid을 사용하였다. 이 기질을 사용하여 37℃에서 30분간 반응시킬때 생성되는 pyruvic acid가 2,4-dinitrophenyl hydri- zine과 작용하여 발색되는 hydrazine의 비색을 정량하는 방법을 사용하였다. Spectrophotometer를 이용하여 파장 505 nm에서 흡광도를 측정하였고 활성도의 단위는 혈청 ml당 Karmen unit으로 표시하였다.
0% 이상의 농도로 사료에 첨가할 때 부정적인 영향이 발생함을 시사한다. 이 시험에는 단순히 어성초 추출물을 상용화된 펠렛 형태의 넙치사료에 흡착시켜 투여하였으며 추출물 첨가 부분에 대한 영양소 성분 감소분에 비례한 대조군에서 상분을 조정하지는 않았다. 따라서 시험물질 투여군에서 최고 약 1%에 상당하는 에너지 생산성 영양소의 감소가 있었을 것으로 추정되지만 시험결과에서 얻어진 20% 수준의 성장저해 대부분이 영영결핍에 기인한다고 보기는 어려울 것이다.
1 mm)를 사용하였다. 이동상은 10mM aqueous ammoniumformate (formic acid로 pH 4.0로 조정) 포함한 A용액과 100% methanol 용액(B)을 gradient elution 조건으로 분석하였다. 최적 분리조건은 10분간 80:10(A:B)로 유지한 후 40분에 걸쳐 60:40으로 직선적으로 변화시키는 방법을 사용하였다.
위에서 기술한 바와 같이 1개월간 점농어 사료에 어성초 추출물을 혼합하여 투여한 결과 quercitrin이 혈청내에는 매우 낮은 농도로 잔류하는 한편, 근육내에는 상대적으로 높은 농도로 존재함이 관찰되었다. 이와 같은 특성이 상이한 생물종에서도 관찰되는지를 평가하기 위하여 tilapia, rat 및 mouse에 quercitrin을 투여하고 48시간 후의 조직내 농도 패턴을 비교하였다. 아래 Table 2에서는 그 결과를 요약하였다.
점농어에서 발견된 근육 중의 농도 증가현상이 다른 동물에서도 관찰되는지 확인하기 위해 점농어, 틸라피아(Oreochromis niloticus, 80-120 g), mouse(ICR계 웅성, 25-30 g, 대한실험동물) 및 rat (Spra- gue-Dawley계 우성, 250-270 g, 대한실험동물)에서 quercitrin을 단회 투여하고 조직중의 quercitrin 농도를 측정하였다. 즉, quercitrin hydrate (SigmaAldrich, St.
점농어에서 발견된 근육 중의 농도 증가현상이 다른 동물에서도 관찰되는지 확인하기 위해 점농어, 틸라피아(Oreochromis niloticus, 80-120 g), mouse(ICR계 웅성, 25-30 g, 대한실험동물) 및 rat (Spra- gue-Dawley계 우성, 250-270 g, 대한실험동물)에서 quercitrin을 단회 투여하고 조직중의 quercitrin 농도를 측정하였다. 즉, quercitrin hydrate (SigmaAldrich, St. Lois, MO, USA)를 fish oil을 사용하여 현탁액을 조제하고 20 mg/kg의 용량으로 경구용 feeding needle을 사용하여 위내로 투여하였다. 투여 volume은 체중 100 g당 0.
0로 조정) 포함한 A용액과 100% methanol 용액(B)을 gradient elution 조건으로 분석하였다. 최적 분리조건은 10분간 80:10(A:B)로 유지한 후 40분에 걸쳐 60:40으로 직선적으로 변화시키는 방법을 사용하였다. 유속은 0.
0%의 농도로 흡착시킨 상용 pellet 사료를 급이하였다. 크기 W1.0 X L3.0 x H0.8 m의 RFP 수조에 해수를 60 cm 높이로 채우고 순환여과수조에서 시험하였으며 해수의 염도를 30 ppt가 되도록 조정하였다. 25±3℃의 온도에서 사육하였으며 매주 증발된 양의 사육수를 지하수로 보충하여 pH는 7.
Lois, MO, USA)를 fish oil을 사용하여 현탁액을 조제하고 20 mg/kg의 용량으로 경구용 feeding needle을 사용하여 위내로 투여하였다. 투여 volume은 체중 100 g당 0.1 ml로 설정하였으며, 점농어 및 틸라피아는 투여 후 30분간 개별적으로 수조에 수용하고 시험물질을 토하는지 수면상에 기름방울이 발생하는지 관찰하였으며 토한 것으로 판단되는 개체는 시험에서 제외하였다. Quercitrin 투여 48시간 후 조직 시료를 채취하였다.

대상 데이터

어성초는 경동시장에서 건조된 상태로 구입하여 50% ethanol-50% water를 추출용매로 사용하여 60℃에서 24 시간 교반하면서 추출하였다. 추출액을 rotary evapoprator를 사용하여 60℃에서 진공해 농축하여 6시간 동안 용매를 제거하여 잔류물을 사용하였다.
점농어와 tilapia는 MS-222로 마취한 상태에서 미부혈관으로부터 혈액을 채취하였다. 혈액 채취후 방혈치사시키고 간장과 근육을 분리하였다.
측정 시 AST는 기질을 L-asparticacid와 α-ketoglutaric acid를 사용하였고 ALT의 경우는 DL-alanine과 α-ketoglutaric acid을 사용하였다.
평균체중 157.6±23.8 g의 점농어를 양식장으로부터 입수하여 사용하였다.
Spectrophotometer를 이용하여 파장 505 nm에서 흡광도를 측정하였고 활성도의 단위는 혈청 ml당 Karmen unit으로 표시하였다. 표준곡선의 작성은 kit에 포함 되어 있는 lithium pyruvate를 사용하였다.

데이터처리

Data를 mean± S.D.로 표현하였으며 시험군간의 차이를 분석하기 위해, 먼저 ANOVA 분석을 수행하여 시험군내에 차이가 있다고 판정되는 경우 Newman-Keuls의 분석을 통해 시험군간 유의성 있는 차이가 나타나는 군을 확인하였다.

이론/모형

점농어 혈청을 분리하고 transaminase인 AST(GOT)와 ALT (GPT)의 활성도를 측정하기 위하여 미리 조제·공급된 된 GOTžGPT ASAN kit (아산제약)를 사용하였다.

성능/효과

따라서 시험물질 투여군에서 최고 약 1%에 상당하는 에너지 생산성 영양소의 감소가 있었을 것으로 추정되지만 시험결과에서 얻어진 20% 수준의 성장저해 대부분이 영영결핍에 기인한다고 보기는 어려울 것이다. 결과적으로 1% 어성초 함유 사료의 성장 저해 현상은 높은 농도를 함유한 어성초가 점농어에서 독성을 발휘하였을 것으로 추정하는 것이 합리적인 추론이다. 점농어에서의 독성 가능성에 대한 부분은 생화학적 간장 독성지표인 혈정중 효소농도의 변화에 대한 결과와 관련하여 본 논문의 뒤에서 다시 설명하고자 한다.
0%의 1개월간 투여 후 점농어의 성장에서 유의한 수준의 저해가 관찰되었으며 동시에 이 농도에서 간장 손상지표인 혈청내 효소의 변화도 관찰되었다. 결론적으로 어성초는 기능성 수산식품의 개발에 활용할 수 있는 가능성을 제시하지만 이때 어류에서 독성이 나타나지 않는 수준의 농도로 제한하는 것이 현명한 것으로 보인다.
동일한 투여용량에서 tilapia와 점농어의 간장과 혈청내 농도는 포유동물인 rat이나 mouse에서 보다 낮은 반면, 근육에서의 농도는 수배(>2배) 수준으로 높았다.
0 μg의 함량으로부터 추정 계산한 양이다. 시험에 설정한 3 단계 등급의 성분이 포함된 사료를 1 개월간 급이하였을 때 0.1 및 0.5%의 수준의 시험군에서는 점종어의 성장에 유의한 영향이 나타나지 않으나 1.0% 군에서는 현저한 성장저해(대조군의 80% 성장)가 나타났으며 동반하여 사료계수도 증가하는 현상이 발견되었다.
위에서 기술한 바와 같이 1개월간 점농어 사료에 어성초 추출물을 혼합하여 투여한 결과 quercitrin이 혈청내에는 매우 낮은 농도로 잔류하는 한편, 근육내에는 상대적으로 높은 농도로 존재함이 관찰되었다. 이와 같은 특성이 상이한 생물종에서도 관찰되는지를 평가하기 위하여 tilapia, rat 및 mouse에 quercitrin을 투여하고 48시간 후의 조직내 농도 패턴을 비교하였다.
한편 Quercitrin을 순수물질 상태로 점농어, 틸라피아, 랫드 및 마우스에 20 mg/kg로 단회 경구 투여하고 48시간 후 조직내의 quercitrin 농도를 측정하면 점농어와 틸라피아에서는 어성초 추출물을 투여한 것과 동일한 잔류 농도 패턴을 보이지만 시험한 두 종의 포유동물에서는 liver>serum>muscle의 순으로 잔류 농도가 관찰된다. 이 결과로부터, quercitrin의 어류 가식부 근육내에서 발견된 상대적으로 높은 축적성은 기능성 식품의 생산 측면에서 유리한 패턴의 특성으로 생각된다. 한편 최고 농도인 어성초 1.
이 연구에는 어성초 추출물 1.0% 함유 사료의 1개월 급이시 성장이 저해효과가 발견되었으며 동일 시험군의 혈청에서 두 종의 간장독성지표인 ALT(GPT)와 AST(GOT)의 농도가 현저히 증가함이 발견되었다(Fig. 2). 이와 같이 생리학적 및 생화학적 독성지표 양자에서 이상이 있음이 발견된 것으로 미루어 어류에 급이 하는 경우 사료 내 농도를 1,0% 미만의 범위에서 추출물을 활용하는 것이 현명한 것으로 판단된다.
이 결과로부터, quercitrin의 어류 가식부 근육내에서 발견된 상대적으로 높은 축적성은 기능성 식품의 생산 측면에서 유리한 패턴의 특성으로 생각된다. 한편 최고 농도인 어성초 1.0%의 1개월간 투여 후 점농어의 성장에서 유의한 수준의 저해가 관찰되었으며 동시에 이 농도에서 간장 손상지표인 혈청내 효소의 변화도 관찰되었다. 결론적으로 어성초는 기능성 수산식품의 개발에 활용할 수 있는 가능성을 제시하지만 이때 어류에서 독성이 나타나지 않는 수준의 농도로 제한하는 것이 현명한 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	어성초의 약리적 효과로는 무엇이 있는가?	한의학에서는 전통적으로 한약재로 활용되어왔으며, 항백혈병 작용(Chang et al., 2001), 항암 직용(Kim et al., 2001; Lai et al., 2010), 면역증강 작용(Wang et al., 2002), 항산화 작용(Cho et al., 2003;Nuengchamnong et al., 2009), 항알러지 작용(Li etal., 2005) 등의 유용한 약리작용이 알려져 있다. 또한 대상포진 (HSV-1), 인플루엔자 바이러스, AIDS바이러스 등 바이러스 증식을 억제하는 효과가 있음도 보고(Hayashi et al., 1995)되었다. 또한 인도에서도 건강식품으로 오랜 기간 야채로 섭취해왔으며, 여러 가지 유용한 약리작용 중 항비만작용(Miyata et al.
	어성초의 원산지는?	어성초(Houttuynia cordata)는 인도 북동부, 중국원산으로 현재는 많은 아시아, 호주 및 아메리카대륙의 국가에서 자생 또는 재배되고 있다. 특히 동양의 많은 나라에서는 야채로 사용하기 위해서 기르고 있으며 특유의 생선 냄새 때문에 영어 명칭으로 "fish mint", “fish leaf”, “fish wort” 등 생선을 연상시키는 이름으로 불리고 있다.
	어성초의 비린내의 원인 성분은?	어성초에는 다양한 성분들이 존재하는 것이 보고되어, aristolactams, 5,4-dioxoaporphines, oxoapor- phines, amides, indoles, ionones, flavonoids, benze- noids, steroids 등이 안정한 성분으로 알려져 있으며 특유의 비린내는 β-myrcene, 2-undecanone. 등의방향성 oil들이 기여한 것으로 알려져 있다(Kumaret al., 2014).

저자의 다른 논문 :

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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