[논문]레몬밤 추출물과 분획물의 항산화, 항염 및 티로시나제 저해활성 연구

정용운; 이환; 박하늬; 김경민; 김수영; 박영진

doi:10.15230/scsk.2018.44.4.465

레몬밤 추출물과 분획물의 항산화, 항염 및 티로시나제 저해활성 연구
Studies on Antioxidant, Anti-inflammation and Tyrosinase Inhibitory Activities of Melissa officinalis Extracts and Their Fractions 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.44 no.4, 2018년, pp.465 - 475

정용운 (건국대학교 의료생명대학 바이오융합과학부) , 이환 (건국대학교 의료생명대학 바이오융합과학부) , 박하늬 (건국대학교 의료생명대학 바이오융합과학부) , 김경민 (주식회사 아미코스메틱 제주연구소) , 김수영 (주식회사 아미코스메틱 제주연구소) , 박영진 (건국대학교 의료생명대학 바이오융합과학부)

초록
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본 연구는 레몬밤 추출물 및 용매 분획물의 항산화 활성, 항염활성 및 미백 활성을 평가하기 위해 수행하였다. 레몬밤의 용매별 추출물의 총 폴리페놀 함량은 33.02-302.76 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량은 9.98-325.07 mg CE/g으로 확인되었다. 레몬밤 추출물 및 용매 분획물의 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼소거활성을 평가한 결과 전반적으로 레몬밤 용매별 추출물 및 물 분획물들이 대조구인 ascorbic acid ($30{\mu}M$)와 유사한 DPPH 라디칼소거능이 확인되었다. 또한 레몬밤 추출물 및 용매 분획물 중 클로로폼 분획물이 상대적으로 가장 우수한 RAW 264.7 세포의 NO생성 억제효과가 확인되었다. Tyrosinase 억제 활성은 100% 에탄올 환류 추출물의 $200{\mu}g/mL$ 농도가 통계적으로 유의한 수준에서 arbutin 처리구 보다 우수한 억제 활성을 나타내었다. 이러한 결과들은 레몬밤이 항산화, 항염 및 미백활성을 가지는 효과적인 화장품 소재로 활용 가능하다는 것을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to evaluate the antioxidant, anti-inflammation, and tyrosinase inhibitory activity of Melissa officinalis extracts and their fractions. The total polyphenol contents of the extracts were 33.02-302.76 mg GAE/g and total flavonoid contents were 9.98-325.07 mg CE/g. In 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assay, DPPH radical scavenging activity was observed in the extracts and water fractions of M. officinalis and similar to that of ascorbic acid ($30{\mu}M$). In addition, the treatment of chloroform fraction significantly inhibited the production of nitric oxide (NO) in RAW 264.7 cells, indicating that they have anti-inflammatory activity. Tyrosinase inhibitory activity of $200{\mu}g/mL$ of 100% ethanol reflux extract showed better inhibitory activity than arbutin treatment at statistically significant level. As a result, it is considered that M. officinalis can be used as an effective cosmetic ingredient having antioxidant, anti-inflammation, and whitening activity.

주제어

표/그림 (6)

표 Table1. Total Polyphenol and Flavonoid Contents of M. officinalis Extracts and Their Fractions
$Figure 1. DPPH radical scavenging activities of M. officinalis extracts and their fractions. (A) Reflux extraction. (B) Static extraction. Ascorbic acid (30 μM). Con: non-treasted sample.$ 그림 Figure 1. DPPH radical scavenging activities of M. officinalis extracts and their fractions. (A) Reflux extraction. (B) Static extraction. Ascorbic acid (30 μM). Con: non-treasted sample.
$Figure 2. Effects of M. officinalis extracts and their fractions on RAW 264.7 cell viability. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50, 100 and 200 μg/mL). (A) 100% EtOH reflux extraction. (B) 50% EtOH reflux extraction. (C) 50% MeOH reflux extraction. (D) Distilled water reflux extraction. (E) 100% EtOH static extraction. (F) 50% EtOH static extraction. (G) 50% MeOH static extraction. con: non-treated control, LPS: lipopolysaccharide treated control, Que: quercetin (5 μM) treated control.$ 그림 Figure 2. Effects of M. officinalis extracts and their fractions on RAW 264.7 cell viability. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50, 100 and 200 μg/mL). (A) 100% EtOH reflux extraction. (B) 50% EtOH reflux extraction. (C) 50% MeOH reflux extraction. (D) Distilled water reflux extraction. (E) 100% EtOH static extraction. (F) 50% EtOH static extraction. (G) 50% MeOH static extraction. con: non-treated control, LPS: lipopolysaccharide treated control, Que: quercetin (5 μM) treated control.
$Figure 3. Effects of M. officinalis extracts and their fractions on nitric oxide production of RAW 264.7 cells. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50, 100 and 200 μg/mL). (A) 100% EtOH reflux extraction. (B) 50% EtOH reflux extraction. (C) 50% MeOH reflux extraction. (D) Distilled water reflux extraction. (E) 100% EtOH static extraction. (F) 50% EtOH static extraction. (G) 50% MeOH static extraction. con: non-treated control, LPS: lipopolysaccharide treated control, Que: quercetin (5 μM) treated control. Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. ***p < 0.001, **p < 0.01, and *p < 0.05 versus LPS treated control sample.$ 그림 Figure 3. Effects of M. officinalis extracts and their fractions on nitric oxide production of RAW 264.7 cells. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50, 100 and 200 μg/mL). (A) 100% EtOH reflux extraction. (B) 50% EtOH reflux extraction. (C) 50% MeOH reflux extraction. (D) Distilled water reflux extraction. (E) 100% EtOH static extraction. (F) 50% EtOH static extraction. (G) 50% MeOH static extraction. con: non-treated control, LPS: lipopolysaccharide treated control, Que: quercetin (5 μM) treated control. Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. ***p < 0.001, **p < 0.01, and *p < 0.05 versus LPS treated control sample.
$Figure 4. Effect of chloroform fraction of M. officinalis 100% EtOH extract on the production of IL-6 (A) and TNF-α (B) cytokine in RAW 264.7 cells. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50 and 100 μg/mL). Control: non-treated control. Quercetin (0.5 mM). Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. a, p < 0.001 versus LPS treated control sample. b, p < 0.01 versus LPS treated control sample. c, p < 0.05 versus quercetin treated control sample. d, p < 0.001 versus quercetin treated control sample.$ 그림 Figure 4. Effect of chloroform fraction of M. officinalis 100% EtOH extract on the production of IL-6 (A) and TNF-α (B) cytokine in RAW 264.7 cells. LPS induced RAW 264.7 cells were treated with various concentration of samples (25, 50 and 100 μg/mL). Control: non-treated control. Quercetin (0.5 mM). Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. a, p < 0.001 versus LPS treated control sample. b, p < 0.01 versus LPS treated control sample. c, p < 0.05 versus quercetin treated control sample. d, p < 0.001 versus quercetin treated control sample.
$Figure 5. Tyrosinase inhibitory activities of M. officinalis extracts and their fractions. Con: non-treated control. Arbutin (0.5 mM). Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. ***p < 0.001 versus arbutin treated control sample.$ 그림 Figure 5. Tyrosinase inhibitory activities of M. officinalis extracts and their fractions. Con: non-treated control. Arbutin (0.5 mM). Statistical significance of differences was evaluated using a one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. ***p < 0.001 versus arbutin treated control sample.

AI 본문요약
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문제 정의

현재까지 다양한 연구결과에 의해 많은 식물유래 소재에는 비타민 C, 비타민 E 및 카로티노이드 및 페놀계 산화 방지제 등의 다양한 항산화 성분이 있다고 보고되었다[40-42]. 레몬밤에도 rosmarinic acid 페놀산, 테르펜 및caffeic acid 등의 플라보노이드가 많은 것으로 보고되어[19] 본 연구에서는 레몬밤을 대상으로 다양한 용매 추출물 및 이들의 분획물을 대상으로 항산화, 항염 및 미백 효과를 규명하고자 하였고, 또한 추출 방법을 달리하여 효과가 더욱 우수한 추출 방법을 모색하고자 하였다. 레몬밤의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 정치 추출에서 가장 높게 분석되었으며, 그중 100% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물이 가장 많은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 확인되었다.
본 연구에서는 레몬밤(M. officinalis)의 용매별 추출물 및 분획물의 기능성 화장품 소재로써의 이용가능성을 확인하고 향후 추가적인 연구를 통하여 새로운 기능성 화장품 개발을 모색하고자 수행하였다. 현재까지 다양한 연구결과에 의해 많은 식물유래 소재에는 비타민 C, 비타민 E 및 카로티노이드 및 페놀계 산화 방지제 등의 다양한 항산화 성분이 있다고 보고되었다[40-42].

제안 방법

본 연구에서는 레몬밤 용매별 추출물 및 분획물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 분석과 DPPH radical 소거능 분석을 통한 항산화 효과 및 tyrosinase 억제활성에 의한 미백 효과를 확인하고자 하였다. 또한 nitric oxide 생성 억제를 통한 항염효과를 확인하여 향후 아토피 완화 등의 피부개선을 위한 소재로써의 활용가능성을 확인하고자 하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 레몬밤(M. officinalis)은 괴산 유기농산물협동조합에서 구입하여 사용하였다. 추출 용매는 100% 에탄올, 50% 에탄올, 50% 메탄올 및 물을 사용하였으며, 분쇄된 20 g의 레몬밤을 용매 400 mL와 혼합하고 80 ℃에서 2 h 동안 2회 환류 및 상온에서 3일간 정치하여 각각 추출하였다.

성능/효과

레몬밤의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 정치 추출에서 가장 높게 분석되었으며, 그중 100% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물이 가장 많은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 확인되었다. DPPH 소거능에 따른 항산화능도 전반적으로 양성대조구인 ascorbic acid와 유사한 수준으로 분석되었으며, 항염활성은 클로로폼 분획물에서 가장 우수한 효과가 확인되었다. 마지막으로 50% 및 100% 에탄올 추출물에서 우수한 tyrosinase 저해 활성이 확인되었으며, 그중 200 µg/mL농도의 100% 에탄올 추출물은 양성 대조구인 arbutin보다 유의적으로 우수한 저해 활성이 확인되었다.
레몬밤에도 rosmarinic acid 페놀산, 테르펜 및caffeic acid 등의 플라보노이드가 많은 것으로 보고되어[19] 본 연구에서는 레몬밤을 대상으로 다양한 용매 추출물 및 이들의 분획물을 대상으로 항산화, 항염 및 미백 효과를 규명하고자 하였고, 또한 추출 방법을 달리하여 효과가 더욱 우수한 추출 방법을 모색하고자 하였다. 레몬밤의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 정치 추출에서 가장 높게 분석되었으며, 그중 100% 에탄올 및 50% 메탄올 추출물이 가장 많은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 확인되었다. DPPH 소거능에 따른 항산화능도 전반적으로 양성대조구인 ascorbic acid와 유사한 수준으로 분석되었으며, 항염활성은 클로로폼 분획물에서 가장 우수한 효과가 확인되었다.
DPPH 소거능에 따른 항산화능도 전반적으로 양성대조구인 ascorbic acid와 유사한 수준으로 분석되었으며, 항염활성은 클로로폼 분획물에서 가장 우수한 효과가 확인되었다. 마지막으로 50% 및 100% 에탄올 추출물에서 우수한 tyrosinase 저해 활성이 확인되었으며, 그중 200 µg/mL농도의 100% 에탄올 추출물은 양성 대조구인 arbutin보다 유의적으로 우수한 저해 활성이 확인되었다. 하였다.

후속연구

이러한 결과로 레몬밤은 항산화 및 미백활성을 갖는 기능성 화장품 소재로 활용 가능성이 높다고 사료된다. 또한 레몬밤의 효과적인 항염활성과 관련된 유효 성분 및 기작 규명 등의 추가적인 연구를 통하여 향후 아토피 개선을 위한 새로운 소재의 발굴을 모색하고자 한다.
하였다. 이러한 결과로 레몬밤은 항산화 및 미백활성을 갖는 기능성 화장품 소재로 활용 가능성이 높다고 사료된다. 또한 레몬밤의 효과적인 항염활성과 관련된 유효 성분 및 기작 규명 등의 추가적인 연구를 통하여 향후 아토피 개선을 위한 새로운 소재의 발굴을 모색하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	레몬밤은 무엇인가?	레몬밤(Labiate, Melissa officinalis)은 레몬 향과 맛을 지닌 향긋하고 다소 매운 맛을 지닌 식물이며, geranial (citral a), neral (citral b), citronellal, linalool, geraniol 및 β-caryophyllene oxide 등의 에센셜 오일과 rosmarinic acid, 페놀산, 테르펜 및 caffeic acid 등의 플라보노이드가 많은 것으로 보고되었다[19]. 최근의 연구 결과에 따르면 레몬밤은 항불안, 항우울, 인지 기능 향상, 알츠하이머 완화 및 면역 증진 효과도 보고되었다[19-23].
	멜라닌 과다 생성은 어떤 문제를 일으키는가?	멜라닌세포의 melanosome에서 합성되는 멜라닌은 tyrosinase가 tyrosine을 L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine)로, 또는 L-DOPA를 L-DOPA quinone으로 전환하는 산화 및 중합 반응에 의해 합성이 유도된다[12,13]. 이러한 멜라닌은 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 하지만 과도한 멜라닌의 생성은 기미, 주근깨, 검버섯과 같은 피부의 색소 침착을 일으키고 과도하게 생성된 피오멜라닌은 피부암을 유발할 가능성이 있다고 보고되었다[14]. 따라서 건강한 피부와 미용적인 측면에서 피부 미백에 관한 관심이 증대되고 있는 실정이며, tyrosinase 및 멜라닌 생합성 억제 활성을 가지는 새로운 소재를 발굴하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다[15-18].
	레몬밤 용매별 추출물 및 분획물에 대해 IL-6 및 TNF-α 생성 억제 영향을 평가한 이유는 무엇인가?	7 세포의 IL-6 및 TNF-α 생성에 미치는 영향 평가는 NO생성 억제능이 가장 우수한 레몬밤 100% 에탄올 정치추출물의 클로로폼 분획물을 사용하여 평가하였다(Figure 4). 염증반응을 촉진하는 매개체 중 IL-6 및 TNF-α 등은 면역세포의 염증반응 조절 및 선천 면역반응과 만성염증반응에 관여하는 중요한 인자로 알려져 있다[33]. 우선 LPS 처리에 의해 RAW 264.

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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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