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식물정유 10 종의 라디칼 소거 활성과 주요 활성 성분의 탐색
Radical Scavenging Effects of 10 Plant Essential Oils and Active Compound Screening Analysis 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.27 no.6, 2019년, pp.427 - 435  

김아영 (동신대학교 바이오센터) ,  표병식 (동신대학교 한약재산업학과) ,  김선민 (동신대학교 한약재산업학과) ,  박미진 (국립산림과학원 목재이용연구부 목재화학연구과) ,  이성숙 (국립산림과학원 목재이용연구부 목재화학연구과) ,  이경인 (동신대학교 바이오센터)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Background: A growing interest in health has increased the need for the development of potent antioxidant materials known to play a role in various physiological activities. Currently research and development of non-toxic natural antioxidants with high activity is ongoing. Methods and Results: In th...

주제어

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제안 방법

  • ABTS radical 소거 활성 측정에는 7.4 mM ABTS와 2.6 mM potassium persulfate를 혼합 후 상온, 암소에서 4 시간동안 방치하여 형성된 radical을 측정 직전에 700 ㎚에서 흡광도가 0.700 ± 0.050가 되도록 증류수로 희석한 용액을 사용하였으며, 유속은 0.2 ㎖/min으로 유지하면서 negative mode의 700 ㎚에서 검출을 수행하였다.
  • DPPH radical 소거 활성 측정에는 methanol에 50 μM로 용해시킨 DPPH 용액을 사용하였으며, 유속은 0.2 ㎖/min으로 유지하면서 negative mode의 517 ㎚에서 검출을 수행하였다.
  • Radical 소거 활성 성분에 대한 질량분석에는 LC-30A (Shimadzu Co., Kyoto, Japan) 액체크로마토그래피와 연동된 LCMS-8050 (Shimadzu Co., Kyoto, Japan) 삼중사중극자 질량분석기 (triple quadrupole mass spectroscopy; MS/MS)를 사용하였으며, Fig. 1의 LC profile과 radical 소거 활성 동시측정 조건과 동일한 분리 조건을 적용하여 electro-spray ionization (ESI) 장치로 시료를 이온화시킨 후 분석을 실시하였다.
  • 본 연구에서는 10 종의 식물 정유를 대상으로 ABTS와 DPPH radical 소거능을 측정하여 상대적으로 우수한 소거능을 가지는 감국과 구절초, 그리고 진귤 정유 시료를 선별한 후 LC profile 분석과 radical 소거 활성, 그리고 질량분석을 동일한 분리 조건에서 수행하는 스크리닝 분석을 실시하여 정유 시료 중의 개별 항산화 활성 성분을 탐색하였다. Radical 소거활성과 분석 결과를 종합하여 진귤 정유에서 2-methoxy-4-vinylphenol, 감국과 구절초 정유에서 eugenol 또는 isoeugenol을 radical 소거 활성 성분으로 추정하였다.
  • 감국과 구절초, 진귤 정유 시료 분석 결과에서 확인된 주요 radical 소거 활성 peak에 대한 질량분석을 Fig. 1과 같이 LC profile과 radical 소거 활성 동시 측정 조건과 동일한 분리 조건을 적용하여 실시하였다
  • 본 연구에서 나타난 radical 소거 활성과 기존의 연구보고 등을 검토하여 진귤 정유의 retention time 25 분 peak는 Fig. 4의 [A]의 화학구조를 가지는 2-methoxy-4-vinylphenol로 추정하였다. 2-Methoxy-4-vinylphenol은 4-vinylguaiacol이라 불리기도 하며, Citrus속 식물을 포함하여 다양한 식물에서 발견되는 성분이다 (Hillebrand et al.
  • 본 연구에서는 10 종의 식물 정유를 대상으로 2,2-diphenyl1-picrylhydrazyl (DPPH)와 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical 소거능을 측정하여 상대적으로 우수한 소거능을 가지는 정유 시료를 선별한 후 LC profile 분석과 radical 소거 활성, 그리고 질량분석을 동일한 분리 조건에서 수행하는 스크리닝 분석시스템에서 분석을 실시하여 정유 시료 중의 개별 항산화 활성 성분을 탐색하였다.
  • 본 연구에서는 10 종의 식물 정유를 대상으로 ABTS와 DPPH radical 소거능을 측정하여 상대적으로 우수한 소거능을 가지는 감국과 구절초, 그리고 진귤 정유 시료를 선별한 후 LC profile 분석과 radical 소거 활성, 그리고 질량분석을 동일한 분리 조건에서 수행하는 스크리닝 분석을 실시하여 정유 시료 중의 개별 항산화 활성 성분을 탐색하였다. Radical 소거활성과 분석 결과를 종합하여 진귤 정유에서 2-methoxy-4-vinylphenol, 감국과 구절초 정유에서 eugenol 또는 isoeugenol을 radical 소거 활성 성분으로 추정하였다.
  • , 2017). 본 연구에서도 Fig. 1과 같은 측정 시스템을 사용하여 ABTS와 DPPH radical 소거 활성을 측정하였으며, Fig.2에 그 결과를 제시하였다.
  • 1% 농도로 methanol에 희석시킨 정유를 측정에 사용하였으며, 시료 주입량은 1 ㎕, column oven은 40℃를 유지하였다. 이동상으로 water (A)와 methanol (B)을 사용하여 초기 2% B에서 시작하여 100% B까지 순차적으로 변화시킨 후 다시 0% B로 낮춰서 90 분간 분석을 실시하였으며, 유속은 0.3 ㎖/min으로 유지하였다.
  • 정유 시료를 대상으로 측정한 radical 소거능 결과를 바탕으로 상대적으로 활성이 높은 시료를 선별하여 액체크로마토그래피 (LC) 기반의 시스템에서 profile 분석과 radical 소거 활성을 동시에 측정하는 추가적인 분석을 실시하였다. 즉, ABTS radical 소거능에서 높은 활성을 나타낸 감국과 구절초 정유와 DPPH radical 소거능에서 감국 정유 다음으로 높은 소거능이 확인된 진귤 정유 등 총 3 종의 분석 대상 정유를 선별하였다.
  • 정유 시료의 LC profile 확인과 radical 소거능 동시 측정을 위해 LC-30A (Shimadzu Co., Kyoto, Japan) 액체크로마토그래피와 column으로서 Kinetex C18 (2.1 ㎜ × 150 ㎜, 2.6㎛, Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 기본 장비 구성으로 하여 분석을 실시하였다.
  • 정유 시료의 항산화 활성을 확인하기 위해 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline -6-sulfonic acid) (ABTS) radical 소거능을 측정하였다 (Re et al., 1999).
  • 3. DPPH radical 소거능 측정

    정유 시료의 항산화 활성을 확인하기 위해 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)을 이용하여 radical 소거능을 측정하였다 (Blois, 1958). 시료는 methanol에 희석하여 0.

  • 정유의 양이 더 이상 늘어나지 않을 때까지 추출하였으며, 물과 정유가 응축되어 있는 트랩에서 물을 제거한 후 정유를 얻었다. 정유에 남아 있는 수분을 anhydrous sodium sulfate
  • 시료액 20 ㎕와 ABTS용액 180 ㎕를 혼합하여 30 분간 암실에서 방치한 후 735 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도를 바탕으로 50%의 ABTS radical을 소거하는데 필요한 농도 (SC50)를 계산하였다. Positive control로 ascorbic acid와 BHA를 사용하였다.
  • 측정된 흡광도를 바탕으로 50%의 DPPH radical을 소거하는데 필요한 농도 (SC50)를 계산하였다. Positive control로 ascorbic acid와 BHA를 사용하였다.

대상 데이터

  • 정유 시료를 대상으로 측정한 radical 소거능 결과를 바탕으로 상대적으로 활성이 높은 시료를 선별하여 액체크로마토그래피 (LC) 기반의 시스템에서 profile 분석과 radical 소거 활성을 동시에 측정하는 추가적인 분석을 실시하였다. 즉, ABTS radical 소거능에서 높은 활성을 나타낸 감국과 구절초 정유와 DPPH radical 소거능에서 감국 정유 다음으로 높은 소거능이 확인된 진귤 정유 등 총 3 종의 분석 대상 정유를 선별하였다. 앞선 연구들에서 profile 분석과 동일한 조건에서 분리를 실시한 후 항산화 활성을 측정하기 위한 radical 용액과 반응시켜 LC에서 분리된 물질의 개별적인 radical 소거 활성을 측정할 수 있음을 보고하고 있다 (Inoue et al.

이론/모형

  • 정유 (essential oil) 추출은 수증기증류법 (hydrodistillation)으로 추출하였다. 10 ℓ 둥근 플라스크에 약 1 ㎏의 시료를 넣고 시료가 잠길 정도의 증류수를 첨가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
활성산소에 의한 세포손상 및 질환의 예는 무엇이 있는가? , 2004). 활성산소에 의한 세포손상의 예로는 DNA 변성, 세포막 손상, 단백질 변성 등이 있으며 (Valko et al., 2007), 피부노화나 염증반응, 암 등 각종 질환을 일으키는 요소로 작용한다(Wickens, 2001; Lee et al., 2015).
천연 항산화 소재에 대한 연구와 개발이 이루어지게 된 배경은 무엇인가? 생체 내에는 활성산소로부터 세포를 보호하기 위하여 superoxide dismutase, glutathione peroxidase 등의 항산화 효소를 분비하여 대처하는 체계를 가지고 있다. 이와 함께 외부적으로 공급할 수 있는 비효소적 항산화 물질로서 butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT)와 같은 고활성의 합성 항산화제를 활용할 수도 있으나 간손상이나 발암 등의 독성 문제로 인해 ascorbic acid, tocopherol과 같은 천연 항산화 성분의 사용이 바람직한 것으로 알려져 있다 (Gaunt et al., 1965; Devasagayam et al.
활성산소란 무엇인가? 건강한 삶에 대한 관심이 높아지면서 다양한 생리활성에 관여하는 것으로 알려진 항산화 활성 소재의 개발에 대한 요구가 증가되고 있다. 다양한 연구들에서 항산화 활성의 대상이 되고 있는 활성산소 (reactive oxygen species, ROS)는 hydroxyl radical (·OH), peroxyl radical (ROO·), superoxide anion (·O2−) 등의 free radical들이다. 이는 체내 호흡을 통한 에너지 생성 과정에서 필연적으로 발생되며, 활성산소가 순간적으로 과량 생성되거나 만성적인 영향을 끼치게 되면 세포조직에 손상을 주게 된다 (Devasagayam et al.
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참고문헌 (24)

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