[논문]마치현 부위별 에탄올 추출물의 항산화 활성

정경희; 지윤선; 길기정; 유지현

doi:10.6116/kjh.2019.34.1.59.

마치현 부위별 에탄올 추출물의 항산화 활성
Antioxidant Effects of Ethanol Extracts from Different Parts of Portulacae Herba 원문보기

大韓本草學會誌 = The Korea journal of herbology, v.34 no.1, 2019년, pp.59 - 65

정경희 (중부대학교 한방보건제약학전공) , 지윤선 (중부대학교 한방보건제약학전공) , 길기정 (중부대학교 한방보건제약학전공) , 유지현 (중부대학교 한방보건제약학전공)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : This study reviewed the antioxidant activity of each part of Portulacae Herba (PH) in order to better analyze the possibility of PH being used as a natural material. Methods : The root, stem, and leaves of the PH were separated, dried at $50^{\circ}C$, put in a 70% ethanol and then extracted three times every six hours. Antioxidant activities was performed by measuring the total polyphenol and total flavonoid contents, DPPH, ABTS, nitrite, hydroxyl radical scavenging activity, and $Fe^{2+}$ chelating. Results : The total polyphenol and total flavonoid contents was highest in the root, then the leaves, and lastly the stem. DPPH and ABTS radical scavenging activities for the root extract indicated the highest activity followed by the leaf and stem extracts. It also showed similar activity to that of the ascorbic acid. Hydroxyl radical scavenging activity and $Fe^{2+}$ chelating activity resulted to be highest in the root extract and then the leaf and stem extracts. Nitrite scavenging activity decreased with higher pH levels, and activity was highest in the order of root extract, leaf extract, and stem extract. Also, in reaction to a solution with a pH 1.2 level, the root extract showed similar scavenging activity to that of BHT. Conclusions : Therefore, based on the above results, it was verified that the roots of PH have a high antioxidant level, and they can be considered to have potential to be applied to functional food, cosmetics, and medicine with antioxidant efficacy.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. DPPH radical scavenging activity of ethanol extracts from each part of PH.
표 Table 1. Total extraction yield, total polyphenol and total flavonoid contents of ethanol extracts from each part of PH
그림 Fig. 2. ABTS radical scavenging activity of ethanol extracts from each part of PH.
그림 Fig. 3. Hydroxyl radical scavenging activity of ethanol
그림 Fig. 4. Fe²⁺ chelating activity of ethanol extracts from each part of PH.
그림 Fig. 5. Nitrite scavenging activity of ethanol extracts from each part of PH.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 마치현 약용부위 따라 항산화 활성을 조사함으로써 마치현의 이용가치를 향상시키고, 산업화에 적용할 방법을 모색 및 기능성 소재로서의 개발 가능성을 검토하고자 하였다.
현재까지 마치현에 관한 문헌들이나 여러 생리활성효과들을 분석한 연구들이 보고되어 있으나, 마치현의 약용 부위에 따른 항산화 활성에 대한 효과를 검증할 수 있는 연구 및 보고가 되어 있지 않았다. 따라서 본 연구에서는 마치현 에탄올 추출물로부터 뿌리, 줄기, 잎 부위에 따른 다양한 항산화 활성을 조사하였다.
본 연구는 마치현의 활용가치를 높이고 천연물 소재로서의 이용 가능성을 타진하고자 부위별(뿌리, 줄기, 잎)에 따른 항산화 활성을 탐색하였다.

제안 방법

Iron-chelating 활성은 Hus의 방법²¹⁾에 의해 변형하여 측정하였다. 농도별로 희석된 시료 추출물 150 μL에 2 mM FeCl2 15 μL를 가하고 증류수 605 μL를 첨가하여 실온에서 30분 동안 반응하였다.
시료 추출물 20L 와 ABTS 용액 980 μL를 혼합한 후 암소에서 30분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구은 ascorbic acid를 사용하여 위와 같은 방법으로 3회 반복 실험하였다. ABTS 라디칼 소거활성(%)은 (1-추출물처리구의 흡광도/무처리구의 흡광도)×100의 식에 따라 계산하였다.
반응 후 2% 초산 용액 1 mL와 Griess시약 80 μL을 첨가하고 암소 실온에서 15분간 반응시킨 후 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군으로 BHT를 사용하여 위와 같은 방법으로 3회 반복 실험하였다. 아질산염 소거활성(%)은 (1-추출물처리구의 흡광도/ 무처리구의 흡광도)×100의 식에 따라 계산하였다.
마치현의 잎, 줄기, 뿌리를 분리하여 수세, 정선 및 탈수과정을 거친 다음 50℃에서 건조하여 불순물을 제거한 후 분쇄 하여 각각 100 g 당 70% 에탄올 2 L을 첨가하여, 70℃ 수욕 조에서 6시간씩 3회 추출하였다. 추출물은 whatman filter paper로 여과하여 80℃ 수욕 상에서 회전진공증발기기를 사용하여 감압농축하였고, 동결건조 한 후 분말화하여 4℃에서 냉장 보관하여 사용하였다.
시료 추출물 100 μL에 0.1 N Folin-Ciocalteau’s 400 μL를 첨가한 후 1 M Na2CO3 500 μL를 첨가하여 혼합한 후 UV spectrophotometer를 사용하여 765 nm에서 흡광도를 측정하였다.
시료 추출물 100 μL에 증류수 1000 μL를 가하고 5% NaNO2 30 μL와 10% AlCl3를 가하여 혼합한 후 실온에서 5분간 반응시켰다.
시료 추출물 100 μL와 95% DPPH 용액 100 μL를 가하여 15분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
시료 추출물 20L 와 ABTS 용액 980 μL를 혼합한 후 암소에서 30분간 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.
시료 추출물 40 μL와 1.5 mM FeSO4와 6 mM hydrogen peroxide (H2O2)를 5:3.5 비율로 희석하여 760 μL에 가하고 200 mM sodium salicylate를 200 μL 가하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후 562 nm에서 흡광도를 측정하였다.
시료 추출물 40 μL와 1mM NaNO2 20 μL 및 0.2 M 구연산 완충액 (pH1.2, 3.0 및 6.0) 140 L을 혼합한 후 37℃ 배양기에서 1시간 동안 반응시켰다.
자유라디칼 소거활성은 Blois의¹⁸⁾ 방법을 응용하여 2,2-diphenyl-1-picryl- hydrazyl (DPPH) 자유라디칼에 대한 환원력을 측정하였다. 시료 추출물 100 μL와 95% DPPH 용액 100 μL를 가하여 15분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 마치현 (Portulacae Herba)은 2018년 7월에 충남 금산군 추부면에서 재배한 것을 동국당건재도매한약(대전, 한국)에서 구입하여 중부대학교 한방보건제약학전공 본초학교실에서 감정하여 사용하였다.

데이터처리

모든 실험의 분석결과는 각각의 군별로 평균±표준편차(mean ± S.D)로 나타냈으며 실험군 간의 유의성은 window 용 SPSS(Version 22.0, IBM, Armonk, NY, USA) 프로그 램을 이용하였다.
반복측정에 의한 일원배치분산분석법을 실시한 후 Duncan의 다중범위 시험방법으로 p<0.05 수준에서 유의성 차이를 검증하였다.

이론/모형

ABTS 양이온라디칼 소거활성은 Re 등¹⁹⁾ 방법에 따라 2,2- azino-bis(3-ethyl- benzothiazoline-6-sulfonic acid) diam-monium salt (ABTS) 양이온라디칼에 대한 환원력을 측정하였다. 7 mM ABTS와 2.
Hydroxyl 라디칼 소거활성은 Smirnoff와 Cumbes 방법²⁰⁾ 에 따라 FeSO₄와 H₂O₂의 Fenton 반응에 의해 생성된 hydroxyl 라디칼에 의해 가수분해 되는 정도를 통해 측정되었다. 시료 추출물 40 μL와 1.
아질산염 소거활성은 Gray와 Dugan²²⁾의 방법에 따라 측정하였다. 시료 추출물 40 μL와 1mM NaNO2 20 μL 및 0.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법¹⁶⁾을 응용하였다. 시료 추출물 100 μL에 0.
총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등¹⁷⁾이 개발한 분광분석법을 이용하여 측정하였다. 시료 추출물 100 μL에 증류수 1000 μL를 가하고 5% NaNO₂ 30 μL와 10% AlCl₃를 가하여 혼합한 후 실온에서 5분간 반응시켰다.

성능/효과

1. 마치현 부위별 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 뿌리(163.35 ㎎/g)> 잎(37.81 ㎎/g)> 줄기(23.94 ㎎/g) 순으로 뿌리에서 가장 높은 함량을 나타냈으며, 총 플라보노이드 함량은 뿌리(268.87 ㎎/g)는 줄기(23.70 ㎎/g)와 잎(38.60 ㎎/g)에 비해 높은 함량을 나타내었다.
2. 마치현 부위별 에탄올 추출물의 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거 활성에서는 뿌리 > 잎 > 줄기 순으로 뿌리에서 유의적으로 가장 높은 활성을 나타내었고, 대조구 ascorbic acid와 비슷한 활성을 나타내었다.
3. 마치현 부위별 에탄올 추출물의 hydroxyl 라디칼 소거 활성과 Fe2+ 킬레이팅 활성은 뿌리 > 잎 > 줄기 순으로 뿌리에서 가장 높은 활성을 보였지만, 대조구 보다는 다소 낮은 활성을 나타내었다.
4. 마치현 부위별 에탄올 추출물의 아질산염 소거능은 pH가 높아질수록 아질산염 소거활성은 감소하였고, 뿌리 > 잎 > 줄기 순으로 뿌리에서 유의적으로 높은 활성을 나타내었다.
5와 같다. pH 1.2에서 측정한 결과 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 89.02%, 52.27%, 77.15%로 뿌리 추출물에서 유의적인 가장 높은 활성을 나타내었다. 마치현 뿌리추출물은 대조구 BHT(88.
70%)와 비슷한 활성을 보였다. pH 3.0에서 측정한 결과 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 76.87%, 35.47%, 51.13%로 뿌리 추출물에서 유의적으로 가장 높은 활성을 나타내었다. 마치현 뿌리 추출물은 대조구 BHT(77.
01%)와 비슷한 활성을 보였다. pH 6.0에서 측정한 결과 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 19.19%, 14.52%, 16.92%로 뿌리 추출물에서 가장 높은 활성을 나타내었지만 유의적인 차이는 없었다.
마치현 부위별 에탄올 추출물(100 μg/mL) 의 hydroxyl 라디칼 소거능 활성은 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 32.45%, 20.57%, 25.61%로 유의적인 차이를 나타내었다.
마치현 부위별 에탄올 추출물(100 μg/mL)의 ABTS 라디칼 소거능 활성은 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 95.41%, 48.19%, 88.08%로 유의적인 차이를 나타내었다.
마치현 부위별 에탄올 추출물(100 μg/mL)의 DPPH 라디칼 소거능 활성은 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 88.59%, 24.58%, 47.99%로 유의적인 차이를 나타내었다.
마치현 부위별 에탄올 추출물(100 μg/mL)의 Fe2+ chelating 활성은 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 29.19%, 12.0%, 12.61%로 나타내었고, 뿌리 추출물에서 가장 높은 활성을 보였다.
마치현 부위별 에탄올 추출물의 pH 조건을 각각 1.2, 3.0 및 6.0으로 조절하여 아질산염 소거능을 측정한 결과 뿌리 > 잎 > 줄기 순으로 pH가 높아짐에 따라 아질산염 소거능은 급격히 낮아짐을 알 수 있었다.
. 마치현 부위별 추출물의 ABTS 라디칼 소거능에서 뿌리 추출물(95.41%)은 잎 추출물(88.08%) 및 줄기 추출물(48.19%) 보다 유의적으로 높은 소거 활성을 나타내었다. 마치현 뿌리 추출물은 대조구(95.
. 마치현 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 줄기 및 잎 부위보다 뿌리 부위에서 유의적으로 높게 나타났다. Park 등³⁴⁾은 농도가 증가함에 따라 70% 에탄올 추출물 20~500 μg/mL의 범위에서 30~ 80% 이상 소거활성으로 농도의존적인 증가패턴을 나타낸다고 보고하였다.
Park 등³⁴⁾은 농도가 증가함에 따라 70% 에탄올 추출물 20~500 μg/mL의 범위에서 30~ 80% 이상 소거활성으로 농도의존적인 증가패턴을 나타낸다고 보고하였다. 본 연구에서 마치현의 뿌리 추출물(88.59%)은 전초 추출물 보다 다소 높은 소거활성을 나타내었다. 천연물로부터 추출된 페놀 화합물은 항산화활성을 나타내고, 주로 산화 및 환원력에 의한 효과로 페놀 함량이 높을수록 항산화 활성이 증가한다고 보고³⁵⁾되었다.
Halliwel 등³²⁾은 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높을수록 항산화 활성간의 상관관계가 있음이 보고되고 있다. 본 연구에서도 마치현 뿌리 추출물에서 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량으로 항산화 활성이 높게 나타난 것으로 사료된다.
pH가 높아짐에 따라 아질산염 소거능이 감소하는 이유를 밝히기 위해서는 추가 연구가 필요하지만, Kang 등⁴³⁾은 pH가 높아짐에 따라 페놀성 화합물의 아질산염 소거능이 감소되었다는 연구결과와 일치하였다. 아질산염과 식품류의 아민류가 반응하여 니트로사민을 생성하기 위해서는 낮은 pH로 부터 위에서 니트로사민이 생성되어 장에 도달하게 되는데^{22, 43)}, 본 연구결과에서의 마치현 뿌리 추출물은 pH 1.2에서 높은 아질산염 소거능으로 니트로사민의 생성을 효과적으로 억제할 것으로 생각된다.
54%로 뿌리 > 줄기 > 잎 순으로 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 건조 분말 시료 g당 gallic acid의 등량 값으로 환산하여 나타낸 결과 뿌리(163.35 mg), 잎(37.81 mg), 줄기(23.94 mg) 순으로 높은 함량을 나타냈다. 총 플라보노이드 함량은 건조 분말 시료 g당 quercetin의 등량 값으로 환산하여 측정한 결과 뿌리(268.
94 mg) 순으로 높은 함량을 나타냈다. 총 플라보노이드 함량은 건조 분말 시료 g당 quercetin의 등량 값으로 환산하여 측정한 결과 뿌리(268.87 mg/g), 잎(38.60 mg), 줄기(23.70 mg/g) 순으로 높은 함량을 나타냈다.

후속연구

이상의 결과를 종합하여 볼 때 마치현 뿌리 부위에서는 잎과 줄기 부위에서 보다 높은 항산화 효능을 가지는 것으로 확인되었으며, 항산화 관련된 기능성 식품, 화장품 및 의약품 등의 소재로서 응용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	마치현이란?	마치현은 (馬齒莧, Portulacae Herba)은 쇠비름과(Portu-lacaceae)에 속한 1년생 초본으로서 생약명인 마치현 이외에도 五方草, 五行草, 馬齒菜, 馬齒草 및 長命采 등으로 불린다5). 민간에서는 열을 내리고 해독작용이 있으며, 혈열을 제거하며, 설사를 멈추게 하며, 붓기 제거 등의 약리학적 효능이 있어, 장염, 설사, 피부궤양, 충독, 창독, 사독 및 피부 염증 등의 치료에 사용하였다6).
	마치현은 아라비아 반도에서 어떻게 사용되는가?	민간에서는 열을 내리고 해독작용이 있으며, 혈열을 제거하며, 설사를 멈추게 하며, 붓기 제거 등의 약리학적 효능이 있어, 장염, 설사, 피부궤양, 충독, 창독, 사독 및 피부 염증 등의 치료에 사용하였다6). 또한 아라비아 반도에서는 이뇨제, 구충제, 진경제, 방부제, 피부진정제 및 항괴혈병제로도 사용되어 왔다7). 마치현의 성분으로는 L-noradrenaline, dopamine, dihydroxyphenylalanin, 유기산, 지방산, 비타민 등이 다량 함유하고 있으며, 그 외 aspartic acid, alanine, oxalic acid 및 glutamic acid 등이 있다7).
	활성산소는 인체에 어떤 작용을 하는가?	최근 우리나라는 운동 부족, 불규칙한 식습관 및 식생활의 서구화 등에 따른 생활양식의 변화로 인한 고혈압, 당뇨와 인간의 수명이 연장되면서 노화 및 혈행과 관련된 심혈관 질환 등 생활 습관병이 급증하고 있는 추세이다1). 인체의 노화 요인에는 다양한 요인이 있지만 그 중 환경적인 요인을 무시할 수 없으며, 특히 활성산소는 세포의 파괴, 피부질환 및 피부노화 여러 가지 형태로 노화를 촉진시키고 질병을 유도하는 원인중 하나로 알려지고 있다2). 이러한 활성산소를 조절하는 항산화제는 합성항산화제와 천연항산화제로 구분되며 합성 항산화제인 benzoic acid, p-oxybenzoic ester, butylated hydroxyanisole (BHA), buthylated hydroxytoluene (BHT)등과 천연항산화제 ascorbic acid, carotenoid, tocopherol, flavonoid 및 glutathione 등이 있다.

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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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