선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 당유자 잎을 에탄올 농도별(20%, 40%, 60%, 80%, 100%)로 추출하여 항산화능, 페놀 함량, 항당뇨 효과, 미백 효과, 항균 효과, 그리고 이전에 보고된 바가 없는 알코올 분해능 활성에 초점을 맞추어 당유자 잎의 생리활성을 포괄적으로 비교 분석함과 동시에 제주도 특산물로써 잎을 이용한 신소재 개발 원료로서의 이용 가능성을 탐색하고자 하였다.
- 제주도 특산물로 알려진 당유자의 잎을 이용한 연구는 미흡한 실정이며, 특히 용매 농도별로 다양한 생리활성을 측정한 연구는 지금까지 보고되어 있지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 에탄올 농도별로 추출된 당유자 잎에 대한 생리활성을 측정하였다. 수율과 총 페놀 함량은 각각 20% 에탄올, 물 추출물이 가장높은 함량을 가진 것으로 나타났으며 가장 낮은 수율을 보인 100% 에탄올 추출물에서 비교적 높은 페놀 함량이 나타나 수율에 비하여 많은 페놀 함량이 확인되었다.
제안 방법
- α-Glucosidase 저해활성을 측정하기 위하여 Oki et al. (1999) 의 방법을 변형하여 수행하였다.
- 1,1-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)를 이용한 항산화 활성 측정은 Musa et al. (2013)의 방법을 변형하여 수행하였다. 메탄올로 희석된 200 µL 샘플 용액을 96-well microtiter plate 두 번째 줄에 넣고 나머지는 100 µL의 메탄올을 가하였다.
- 2,2-Azino-bis-(3-ethylbenzothiazothiazoline-6-sulfornic acid (ABTS) 을 이용한 항산화 활성값 측정은 Re et al. (1999)의 실험 방법을 변형하여 수행하였다. 7 mM ABTS과 2.
- ADH 및 ALDH 활성 측정은 이전 실험을 통하여 300 µg/mL의 농도로 설정하고 아래의 식을 이용하여 계산하였으며 무처리군을 control로 이용하여 100%로 나타내어 ADH 및 ALDH 활성을 비교 분석하였다.
- Acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) 활성 측정은 Tottmar et al. (1973)의 방법을 변형하여 수행하였다. 50 mM sodium phosphate buffer, 5 mM acetaldehyde, 0.
- Alcohol dehydrogenase (ADH) 활성을 측정하기 위하여 수행된 실험은 Shim et al. (2013)이 고안한 방법을 변형하여 조사 하였다. 100 µL의 희석된 샘플 용액에 ethanol과 nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) 시약을 가하여 혼합한 뒤 glycineNAOH (pH 8.
- Tyrosinase 저해활성은 Huang et al. (2013)의 방법을 변형하여 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 6.8)로 희석된 샘플 용액에 기질로 40 µL의 L-tyrosine (1.66 mM), 효소로 tyrosinase (125 U/mL)를 순서대로 넣고, 37°C에서 20분 동안 반응시켰다.
- 농도별(100, 200, 300 µg/mL) 샘플용액에 500 µL의 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 6.6)와 potassium fericyanide를 첨가하여 50°C에서 20분 동안 반응시켰다.
- 동시에 L-tyrosine 대신에 L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-dopa)를 기질로 이용하였으며 α-glucosidase 저해활성 측정과 같은 식으로 계산하여 백분율로 나타내었고, 양성대조군으로 arbutin를 사용하였다.
- 1% ferric chloride를 첨가하였다. 마지막으로 분광광도계를 이용하여 흡광도 값을 조사하였다. 환원력은 흡광도 값으로 나타내었고, 양성 대조군으로 α-tocopherol를 사용하였다.
- 2018). 본 실험에서도 페놀 함량과 실시한 생리활성 사이에 연관이 있는지를 알아보기 위하여 총 페놀 함량을 측정하여 mg GAE/g로 나타내었다(Table 1). 앞서 고찰한 수율과 반대로 물(628.
- 샘플의 최종농도가 7.8-1000 µg/mL에 되 도록 맞추고, 12시간동안 배양한 후 육안으로 샘플의 미생물 저해활성을 관찰하였으며 양성대조군으로 tetracycline를 사용하였다.
- 샘플의 환원력을 측정하기 위하여 Oyaizu (1986)의 방법을 약간 변형하여 실험을 수행하였다. 농도별(100, 200, 300 µg/mL) 샘플용액에 500 µL의 0.
- 소거능은 DPPH radical 소거능 측정과 같은 식으로 계산하였으며 50%가 되는 샘플량의 농도를 RC50(µg/mL)로 나타내었고, 양성대조군으로 L-ascorbic acid, α-tocopherol를 사용하였다.
- 이물질을 제거한 후 실온에서 10일동안 완전하게 건조시켜 믹서기로 분쇄하고 중량 10배의 용매(0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% 에탄올)에 담가 90분 동안 25°C에서 초음파 추출기(Power sonic 520, Hwashin Co., Yeongcheon, Korea) 를 이용하여 추출하였다.
- 총 페놀 함량을 측정하기 위하여 Singleton and Rossi (1965)의 실험 방법을 변형하여 수행하였다. 증류수로 희석된 샘플 용액에 50 µL의 Folin–Ciocalteu 시약을 첨가하여 5분 동안 실온에서 반응시켰다.
대상 데이터
- aureus (KCTC 1927), Bacillus subtillis subsp. spizizenii (KACC 14741), Kocuria rhizohila (KACC 14744), Micrococcus luteus (KACC 14819)의 5종, 그람 음성균으로 Enterobacter cloacae (KACC 11958), Klebsiella pneumonia (KACC 14816), Escherichia coli (KCTC 1924), Pseudomonas aeruginosa (KCTC 1750), Proteus vulgaris (KCTC 2433)의 5종, 효모로 Sacchaomyces cerevisiae (KCTC 7913), Pichia jadnii (KCTC 7293), Candida albicans (KCTC 7965)의 3종을 실험에 사용하였다. 실험에 사용한 균주는 각각 한국농업미생물자원센터(Korean Agricultural Culture Collection, KACC, Suwon, Korea)와 생물자원센터 (Korean Collection for Type Culture, KCTC, Taejon, Korea)에서 분양 받아 실험에 사용하였으며 멸균된 액체 배지를 이용하여 각 미생물의 최적생육온도로 배양했고, 96-well microtiter plate에 분주하였다.
- 본 연구에서 사용한 당유자 잎은 2014년 10월초에 수확한 것을 제주특별자치도 식물자원연구소에서 구입하여 실험에 이용하였다. 이물질을 제거한 후 실온에서 10일동안 완전하게 건조시켜 믹서기로 분쇄하고 중량 10배의 용매(0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% 에탄올)에 담가 90분 동안 25°C에서 초음파 추출기(Power sonic 520, Hwashin Co.
- spizizenii (KACC 14741), Kocuria rhizohila (KACC 14744), Micrococcus luteus (KACC 14819)의 5종, 그람 음성균으로 Enterobacter cloacae (KACC 11958), Klebsiella pneumonia (KACC 14816), Escherichia coli (KCTC 1924), Pseudomonas aeruginosa (KCTC 1750), Proteus vulgaris (KCTC 2433)의 5종, 효모로 Sacchaomyces cerevisiae (KCTC 7913), Pichia jadnii (KCTC 7293), Candida albicans (KCTC 7965)의 3종을 실험에 사용하였다. 실험에 사용한 균주는 각각 한국농업미생물자원센터(Korean Agricultural Culture Collection, KACC, Suwon, Korea)와 생물자원센터 (Korean Collection for Type Culture, KCTC, Taejon, Korea)에서 분양 받아 실험에 사용하였으며 멸균된 액체 배지를 이용하여 각 미생물의 최적생육온도로 배양했고, 96-well microtiter plate에 분주하였다. 샘플의 최종농도가 7.
데이터처리
- 모든 데이터는 최소 2 반복으로 이루어졌으며 실험결과는 평균과 표준편차로 표기했고 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences, ver. 18.0)를 이용하여 one-way ANOVA 분석을 실시하였다. 평균값의 통계적 유의성은 p<0.
- 평균값의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하여 항목에 따라 유의적 차이가 있는 것에 대해서는 다중범위 검정(Duncan’s Multiple Range Test)을 이용하여 분석 하였으며 상관관계 지수는 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)에 따라 검증하였다.
이론/모형
- aThe MIC value against bacteria was determined through the serial two-fold dilution method. The growth of the bacteria was evaluated by the degree of turbidity of the culture with the naked eye in twelve hours.
성능/효과
- α-Glucosidase 저해활성을 측정하여 IC50로 나타낸 결과 80% 에탄올 추출물에서 336.57±2.03 µg/mL로 다른 농도와 비교하면 뚜렷하게 높게 나타났으며 60%, 100% 에탄올 추출물에서는 비슷한 활성을 가지는 것으로 나타났다(Table 4).
- 20% 에탄올 추출물이 27.62 ±0.91%로 가장 높은 수율을 나타냈으며 40%, 80%, 60%, 물, 100% 에탄올 추출물 순으로 유의적인 수율 감소가 관찰되었다.
- L-Tyrosine을 기질로 한 경우 에탄올 농도가 증가할수록 활성이 증가하여 80% 에탄올 추출물이 가장 우수한 활성을 보여 500 µg/mL의 농도에서 80% 가까운 높은 수치를 나타냈다. 80% 에탄올 추출물에 비하여 100% 에탄올 추출물에서는 오히려 저해능이 감소하는 경향이 나타났지만 40%, 60%, 80%, 100% 에탄올 추출물에서 대조군으로 사용된 arbutin보다 뛰어난 결과를 보였으며 저농도 에탄올로 추출할 경우에도 어느 정도 저해활성이 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 제주도에서 자생하는 조릿대 추출물의 tyrosinase 저해활성이 20% 에탄올부터 추출 농도가 높아짐에 따라 활성이 증가하여 60% 에탄올을 기준으로 감소한다는 보고(Ra et al.
- ADH 활성에서는 물<20%<40%< 100%<80%<60% 에탄올 추출물 순서로 나타나 40%, 60%, 80%, 100% 에탄올 추출물이 control과 비교하여 각각 24%, 100%, 35%, 30% 정도 증가한 것으로 나타났다.
- DPPH radical 소거능과 같이 100% 에탄올 추출물에서 500 µg/mL 이상의 낮은 활성이 나타났으며 100% 에탄올 추출에서는 radical 소거능에 관여하는 물질이 덜 추출 된다는 것이 확인되었고 백부자(Aconiti koreani Rhizoma)의 에탄올 농도별 추출물을 사용한 Yoon et al. (2005)의 결과와 일치하였다.
- 2017)와 일부 일치하였다. L-Dopa를 기질로 하여 tyrosinase 저해활성을 측정한 결과 L-tyrosine을 기질로 한 경우와 유사한 경향이 나타났으나 물, 20%, 80%, 100%, 40% 에탄올 추출물 순서였으며 60% 에탄올이 다른 추출물보다 높은 활성을 나타냈을 뿐만 아니라 arbutin보다 더높은 저해 활성을 보여주었다. 이 결과는 10종의 약용식물을 메탄올로 추출하여 500 µg/mL 농도에서 가장우수한 활성을 나타낸 Glycyrrhiza glabra 뿌리추출물의 65.
- cereus과 P. aeruginosa을 125 ~ 250 µg/mL 농도에서 효과적으로 억제하여 이들 2종에 저해 활성이 있는 물질이 당유자 잎에 존재하는 것을 확인하였 다.
- 07으로 가장 우수하게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 그리고 에탄올 농도가 증가함에 따라 활성이 감소하는 경향을 보여 40%, 60% 에탄올 추출물이 모든 첨가 농도에서 비교적 높은 활성을 나타냈으나 20%, 100% 에탄올 추출물에서는 낮은 활성을 나타냈다. 하지만 Padmanabhan and Jagle (2012)가 보고한 약용식물인 Aloe vera (0.
- 그리고 페놀 화합물 함량 간의 정의 상관관계가 L-tyrosine, L-dopa를 기질로 한 경우 각각 -0.691, -0.486으로 나타났으며 (Table 6) L-tyrosine을 기질로 한 경우 유의한 상관관계 (p<0.01)가 성립되어 어느 정도 페놀 화합물이 저해 활성에 기여하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 당유자 잎의 에탄올 농도별 추출물의 미생물에 대한 저해활성은 Table 5와 같이 40% 에탄올 추출물이 B. cereus, P. jadnii, C. albicans 3종을 1000 µg/mL 농도에서 약한 저해 활성을 나타냈지만 60%, 80%, 100% 에탄올 추출물은 모든 그람 양성균에 1000 µg/mL 및 그 이하의 농도에서 효과가 있었고, 그람 음성균에서도 P. aeruginosa과 P. vulgaris에 저해활성이 관찰되었다.
- 당유자 잎의 환원력을 평가한 결과(Table 3), 농도 의존적으로 환원력을 나타내어 물 추출물이 100, 200, 300 µg/mL에서 각 0.097±0.004, 0.189±0.002, 0.269±0.07으로 가장 우수하게 나타난 것을 확인할 수 있었다.
- 환원력과 ABTS radical 소거능 실험 결과물 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈으며 80% 에탄올 추출물이 DPPH radical 소거능, α-glucosidase, L-tyrosine을 기질로 한 tyrosinase 저해 활성에서 가장 우수한 활성을 가진 것으로 나타났다. 또한 L-dopa를 기질로 한 tyrosinase 저해 활성과 지금까지 보고된 바 없는 ADH 및 ALDH 활성에서는 60% 에탄올 추출물이 가장뛰어난 활성을 촉진시켰고 미생물 생육을 억제하는 능력이 60%, 80% 에탄올에서 거의 동일하게 나타났다. 이 결과에서 항산화 효과를 얻고자 할때는 물이나 80% 에탄올로, 그 외 생리활성(α-glucosidase 저해활성, tyrosinase 저해활성, 항미생물 활성, ADH 및 ALDH 활성)에서는 60~80% 에탄올로 추출하는 것이 가장 효과적일 것으로 사료된다.
- 모든 추출물에서 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid, α-tocopherol, BHT보다 높은 활성을 보이지 않았으며 80% 에탄올 추출물까지 에탄올 농도가 증가할수록 소거능이 증가하는 것으로 나타났다.
- 반대로 물, 20% 에탄올 추출물이 본 실험 범위 내에서는 활성을 보이지 않았으며 친수성 물질보다 소수성 물질이 더 관여하고 있는 것으로 예상되며, 또한 페놀 화합물이 미생물의 세포 벽에 작용하여 결국 세포 사망을 유발함으로써 활성을 나타냈다는 Shan et al. (2009)의 결과와 달리 본 실험에서는 가장 함량이 적은 80% 에탄올 추출물이 높은 활성을 보인 반면에 함량이 가장 많은 물 추출물에서 낮은 저해활성이 나타나 앞서 서술한 ABTS radical 소거능, α-glucosidase 저해활성과 같이 페놀 화합물 외의 물질이 관여할 것으로 추측된다.
- (2009)의 보고에 따르면 ADH 활성은 크게 증가한 것으로 나타난 반면에 ALDH 활성은 ADH 활성보다 촉진 효과는 없었다는 실험결과도 있다. 본 연구와 이들의 결과를 종합하여 볼 때 ALDH을 촉진시키는 물질보다 ADH을 촉진시키는 물질이 풍부하게 함유되어 있고, ADH 활성의 경우 저농도에서 수용성 아미노산과 무기질이 크게 관여하고 있는 것으로 추측되며 고농도에는 alanine 같은 소수성 아미노산에 의존하고 있을 것으로 예상된다.
- 이에 따라 본 연구에서는 에탄올 농도별로 추출된 당유자 잎에 대한 생리활성을 측정하였다. 수율과 총 페놀 함량은 각각 20% 에탄올, 물 추출물이 가장높은 함량을 가진 것으로 나타났으며 가장 낮은 수율을 보인 100% 에탄올 추출물에서 비교적 높은 페놀 함량이 나타나 수율에 비하여 많은 페놀 함량이 확인되었다. 환원력과 ABTS radical 소거능 실험 결과물 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈으며 80% 에탄올 추출물이 DPPH radical 소거능, α-glucosidase, L-tyrosine을 기질로 한 tyrosinase 저해 활성에서 가장 우수한 활성을 가진 것으로 나타났다.
- 에탄올 농도가 증가할수록 활성이 감소하는 경향을 보여 물>20%>40%>60%>80%>100% 에탄올 추출물 순으로 나타났다.
- 이 결과는 10종의 약용식물을 메탄올로 추출하여 500 µg/mL 농도에서 가장우수한 활성을 나타낸 Glycyrrhiza glabra 뿌리추출물의 65.67% (Nannnapaneni et al. 2016)과 당귤(Citrus sinesis) 껍질 에탄올 추출물에서 250 µg/ mL 농도에서 50% 정도의 활성을 나타낸 실험 결과(Wuttisin et al. 2017)와 비교해 볼 때 당유자 잎 추출물이 더 높은 수치임을 확인할 수 있었다.
- 이 결과에서 항산화 효과를 얻고자 할때는 물이나 80% 에탄올로, 그 외 생리활성(α-glucosidase 저해활성, tyrosinase 저해활성, 항미생물 활성, ADH 및 ALDH 활성)에서는 60~80% 에탄올로 추출하는 것이 가장 효과적일 것으로 사료된다.
- 이는 황칠 잎의 에탄올 농도별 추출에서 60%, 80%, 100% 에탄올 추출물이 물, 20%, 40% 에탄올 추출물에 비해 월등히 높은 활성을 나타낸 것과 일부 일치하였지만 본 실험에서는 페놀 함량과의 연관성이 r=0.330으로 유의성이 없게 나타났으며(Table 6), 황칠잎 추출물에서 -0.614 (p<0.05)로 나온 것과 비교하였을 때(Nakamura et al. 2016) 페놀 화합물이 아닌 다른 물질이 α-glucosidase 저해활성에 큰 기여를 하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 특히 80% 에탄올 추출물에서 174.32±8.45 µg/mL로 가장높은 소거능을 나타냈으며 100% 에탄올 추출물에서는 500 µg/mL 이상의 가장낮은 활성을 보였다.
- 특히100% 에탄올 추출물이 3.82±0.31%로 다른 추출물 보다 상당히차이가 나타났으며 비교적 에탄올과 물의 혼합 추출에서 높은 수율이 확인되었다.
- 98%) 실험결과와 비교하여도 상당히 우수한 활성을 보임을 확인할 수 있었다. 하지만 ADH 활성과 비교하여 ALDH 활성은 모든 추출 농도에서 control보다 낮은 활성을 보였으며 그 중에 60% 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈으나 control의 반 정도의 활성에 불과하였다. Kang et al.
- 환원력과 ABTS radical 소거능 실험 결과물 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈으며 80% 에탄올 추출물이 DPPH radical 소거능, α-glucosidase, L-tyrosine을 기질로 한 tyrosinase 저해 활성에서 가장 우수한 활성을 가진 것으로 나타났다.
후속연구
- 이 결과에서 항산화 효과를 얻고자 할때는 물이나 80% 에탄올로, 그 외 생리활성(α-glucosidase 저해활성, tyrosinase 저해활성, 항미생물 활성, ADH 및 ALDH 활성)에서는 60~80% 에탄올로 추출하는 것이 가장 효과적일 것으로 사료된다. 본 실험 의 결과는 당유자 잎을 신소재 개발 원료로서 사용하는데 하나의 기초 자료가 될 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.