[논문]씀바귀 부위별 용매추출 방법에 따른 항산화 활성 및 항염증 효과 비교

오희경

doi:10.12925/jkocs.2020.37.6.1567

씀바귀 부위별 용매추출 방법에 따른 항산화 활성 및 항염증 효과 비교
Antioxidant and Anti-inflammatory Activities of Different Parts of Ixeris dentata According to Extract Methods 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.37 no.6, 2020년, pp.1567 - 1574

초록
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씀바귀(Ixeris dentata)의 잎과 줄기를 열수 및 70% 에탄올 추출하여 추출물의 농도별로 항산화 활성 및 항염증 효과에 미치는 영향을 검토하고자 실시하였다. 추출용매에 따른 총 flavonoid 및 polyphenol 함량은 씀바귀 잎과 줄기 모두 열수 추출물에 비해 70% 에탄올 추출물에서 높게 나타났다. DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 열수 추출물에 비해 높게 나타났으나 줄기의 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 활성을 보였다. 부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 나타났다. 본 연구를 통하여 씀바귀의 부위별 추출용매에 띠라 우수한 생리활성에 차이가 있는 것으로 나타났으며 씀바귀를 이용하여 건강 기능성 소재로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to investigate the antioxidant and anti-inflammatory activity of leaf and stem of Ixeris dentate extract by hot water and 70% ethanol. The total flavonoid and polyphenol in 70% ethanol extract of leaf and stem of Ixeris dentate were significantly higher than those of hot water extracts. DPPH and ABTS free radical scavenging activity of 70% ethanol extract of leaf was higher than that of hot water extract of leaf. 70% ethanol extract of leaf was the highest on the DPPH and ABTS activity. Nitric oxide(NO) production of 70% ethanol extract was higher than that of hot water extract. According to this study, it was found that there was difference in physiological activity due to extraction solvents of each part of Ixeris dentate and it is believed that it can be used as an ingredient of functional foods using Ixeris dentate.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Total flavonoid and total polyphenol contents of different parts of Ixeris dentata extracts according to different solvent (mg/g)
그림 Fig. 1. Cytotoxicity of different parts of Ixeris dentata extracts according to different solvent against RAW 264.7 cell stimulated with LPS. LW: water extract of leaf of Ixeris dentata LE; 70% ethanol extract of leaf of Ixeris dentata SW: water extract of stem of Ixeris dentata SE; 70% ethanol extract of stem of Ixeris dentata
표 Table 2. DPPH radical scavenging of different parts of Ixeris dentata extracts according to different solvent (%)
표 Table 3. ABTS radical scavenging of different parts of Ixeris dentata extracts according to different solvent (%)
그림 Fig. 2. Effects of different parts of Ixeris dentata extracts according to different solvent on the production of NO in RAW 264.7 cells stimulated with LPS. ^a-d)Values with different superscripts indicate significant differences by Duncan`s multiple range tests.(p<0.05). LW: water extract of leaf of Ixeris dentata LE; 70% ethanol extract of leaf of Ixeris dentata SW: water extract of stem of Ixeris dentata SE; 70% ethanol extract of stem of Ixeris dentata

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 항산화 효과 능력이 우수하다고 규명된 씀바귀 잎과 줄기를 열수와 70% 에탄올 용매에서 추출한 씀바귀 잎과 줄기 추출물의 항산화 활성과 항염증에 미치는 효과를 분석하여 각 추출용매에 따른 생리활성의 차이를 구명하여 건강기능성 소재로 활용하기 위한 기초연구로 제공하고자 실시하였다.
본 연구는 씀바귀의 잎과 줄기를 각각 열수와 에탄올 용매에 추출하여 추출용매에 따른 항산화 활성 및 항염증 효과를 부위별로 비교함으로써 서로 다른 추출용매가 씀바귀의 부위별 항산화 활성 및 항염증 효과에 미치는 영향을 살펴보고자 실시하였다. 추출용매에 따른 씀바귀의 부위별 총 flavonoid과 총 polyphenol 함량을 분석한 결과 씀바귀 잎과 줄기 모두 열수 추출물에 비해 70% 에탄올 추출물의 flavonoid 함량이 높게 나타났으며, 잎의 70% 에탄올 추출물이 줄기 70% 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타냈다.

제안 방법

추출하여 열수 추출물을 얻었다. 건조 씀바귀 잎 100 g과 줄기 100 g 각각에 70% 에탄올 용매 1,000 ml을 첨가 후 실온에서 12시간동안 3회 추출하였다. 씀바귀의 열수 및 70% 에탄올 추출물은 rotary vacuum evaporator(N-1000S-W, EYELA, Tokyo, Japan)에서 농축 한 후 농축액은 동결건조기(Bondiro Vacuum Freeze-Dryer, Ilshin Lab Co.
건조 씀바귀 잎 100 g과 줄기 100 g 각각에 증류수 1,000 mL을 첨가하여 환류 냉각 추출 장치로 100℃에서 12시간씩 가열 환류하면서 3회 반복 추출하여 열수 추출물을 얻었다. 건조 씀바귀 잎 100 g과 줄기 100 g 각각에 70% 에탄올 용매 1,000 ml을 첨가 후 실온에서 12시간동안 3회 추출하였다.
증류수 160uL를 첨가한 후 교반 후 암실에서 2시간동안 반응시킨다. 반응 후 상등액 500 μl를 취하여 microplate reader(UV-1601PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 765 nm에서 흡광도를 측정하고 표준물질은 galic acid를 이용하여 작성한 표준 곡선으로부터 총 polyphenol 함량을 계산하였다[15].
그 다음에 반응을 종결하기 위해 1M NaOH 용액 200uL 첨가하고 교반한 후 증류수 240uL를첨가하여 교반한다. 반응액 500 μl를 취하여 microplate reader (UV-1601PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였으며 표준검량곡선은 galic acid를 표준물질로 하여 총 flavonoid 함량을 계산하였다 [14].
이는 각각의 추출물이 LPS에 의한 세포독성을 보호하는 효과가 있는 것으로 보여진다. 세포독성이 125∼1000 μg/mL 농도에서 나타나지 않았기에, 항염증 실험을 1~500 μg/mL 농도 범위에서 진행하였다.
건조 씀바귀 잎 100 g과 줄기 100 g 각각에 70% 에탄올 용매 1,000 ml을 첨가 후 실온에서 12시간동안 3회 추출하였다. 씀바귀의 열수 및 70% 에탄올 추출물은 rotary vacuum evaporator(N-1000S-W, EYELA, Tokyo, Japan)에서 농축 한 후 농축액은 동결건조기(Bondiro Vacuum Freeze-Dryer, Ilshin Lab Co., Ltd, Seoul, Korea) 에서건조하여 분말상태로 만들었다. 건조된 추출물을 −70℃ 냉동고에서 보관하여 각 분석에 사용하였다.
2 mM 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 160 uL을 첨가하여 교반한 후 37℃에서 30분 동안 암실에 반응시킨 후 UV-spectro-photometer (UV-1601PC, Shimadzu, Japan)를이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군으로는 비타민 C을 사용하여 측정하였으며, DPPH radical 소거활성은 100-(시료첨가 구에 대한 흡광도/시료무첨가구에 대한 흡광도)X 100〕으로 나타내었다.
추출용매 (열수와 70% 에탄올)와 씀바귀 부위 (잎과 줄기)에 따른 각각의 시료추출물 용액 40uL에 0.2 mM 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 160 uL을 첨가하여 교반한 후 37℃에서 30분 동안 암실에 반응시킨 후 UV-spectro-photometer (UV-1601PC, Shimadzu, Japan)를이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군으로는 비타민 C을 사용하여 측정하였으며, DPPH radical 소거활성은 100-(시료첨가 구에 대한 흡광도/시료무첨가구에 대한 흡광도)X 100〕으로 나타내었다.
추출용매 (열수와 70% 에탄올)와 씀바귀 부위 (잎과 줄기)에 따른 각각의 시료추출물 용액 50uL과 희석한 7.4 mM 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS)용액 0.95 mL를 첨가하여 암소에서 10분 동안 방치시킨 뒤 흡광도는 UV-spectro-photometer (UV-1601PC, Shimadzu, Japan)를이용하여 732nm에서 측정하였다(Roberta et al. 1999). 양성 대조군으로는 L-ascorbic acid를 사용하였고 ABTS radical 소거활성은 100-(시료첨가 구에 대한 흡광도/시료무첨가구에 대한 흡광도)X100〕으로 나타내었다.
추출용매(열수와 70% 에탄올)를 달리한 씀바귀 부위별 추출물의 농도별로 항염증 효과 실험을 위해 LPS로 염증이 유도되어 NO 생성이 증가된 RAW 264.7 세포에 씀바귀 추출물을 농도별(62.5, 125, 250, 500 μg/mL)로 처리하여 측정한 결과는 Fig. 2에 나타내었다. Fig.
5% penicillin와 streptomycin이 첨가된 DMEM (high glucose) 배지를 이용하여 37℃에서 5% CO₂ 조건에서 배양하였다. 추출용매(열수와 70% 에탄올)와 씀바귀 부위(잎과 줄기)에 따른 씀바귀 추출물 각각의 세포독성은 Vybrant™ MTT Cell Viability Assay Kit(Thermo Fisher, USA) 시약을 이용하여 세포생존율을 측정하였다. 96 well plate에 2.

대상 데이터

본 실험에 사용한 씀바귀(Ixeris dentataai) 는강원도 홍천 지역에서 자생하여 건조시킨 씀바귀잎과 줄기를 각각 구입하여 사용하였다. 시약으로 사용한 ethanol, galic acid, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazy(DPPH), 비타민 C, Folin reagent, sodium carbonate(Na2CO₃), 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonicacid) diammonium salt (ABTS), sodium nitrate (NaNO3), aluminium chloride (AlCl3) 시약은 Sigma-Aldrich(St.
시약으로 사용한 ethanol, galic acid, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazy(DPPH), 비타민 C, Folin reagent, sodium carbonate(Na2CO₃), 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonicacid) diammonium salt (ABTS), sodium nitrate (NaNO3), aluminium chloride (AlCl3) 시약은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. 세포독성 측정에 FBS(fetal bovine serum)는 Gibco(Thermo Fisher Scientific Inc.
실험에 사용한 대식세포주는 murine macrophage cell line인 Raw 264.7)을 한국세포주은행 (Seoul, Korea)으로부터 분양받아 사용하였다. 세포 배양은 10% FBS와 0.
1999). 양성 대조군으로는 L-ascorbic acid를 사용하였고 ABTS radical 소거활성은 100-(시료첨가 구에 대한 흡광도/시료무첨가구에 대한 흡광도)X100〕으로 나타내었다.
, USA)와 MTT assay kit는 Roche company(South Sanfransico, USA)을 사용하였다. 항염증 측정에 사용된 lipopolysaccharide (LPS)는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA), Griess reagent(Nitirc Oxide detection kit)는 iNtRON(Korea)를 사용하였으며, 실험에 사용된 마우스 대식세포 Raw 264.7 세포는 한국세포주은행으로부터 공급받아 사용하였다.

데이터처리

본 실험에서 얻어진 결과에 대하여 IBM SPSS statistic ver. 22를 사용하여 각 시료에 대한 평균과 표준편차의 값을 산출하였고 Duncan`s multiple range test를 통해 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

성능/효과

05). 125∼1000 μg/mL 농도에서 씀바귀잎의 70% 에탄올 추출물에서 가장 높은 ABTS radical 소거활성을 보였다(p<0.05). DPPH 소거 활성과 같이, 씀바귀 잎의 추출물에서는 70% 에탄올의 ABTS radical 소거활성이 높게 나타났지만, 줄기에서는 열수 추출물이 높은 ABTS radical 소거활성을 보였다(p<0.
05). 125∼1000 μg/mL 농도에서 씀바귀잎의 70% 에탄올 추출물은 가장 높은 DPPH 소거 활성을 보였다(p<0.05). 씀바귀 줄기에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물에 비해 DPPH 소거활성이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.
부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 보였다. 500 ug/mL 농도의 씀바귀 줄기의 에탄올 추출물에서 가장 높은 NO 억제 효과를 보이며, 줄기의 열수 추출물에서 비해 높은 NO 억제 효과를 나타내었다(p<0.05). 이는 항산화 효과를 나타내는 성분 외에 다른 물질이 항염증 효과에 관여하고 있음을 보여준다.
추출용매에 따른 씀바귀의 부위별 총 flavonoid과 총 polyphenol 함량을 분석한 결과 씀바귀 잎과 줄기 모두 열수 추출물에 비해 70% 에탄올 추출물의 flavonoid 함량이 높게 나타났으며, 잎의 70% 에탄올 추출물이 줄기 70% 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타냈다. DPPH 및 ABTS radical 소거 활성은 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물은 열수 추출물보다 우수하게 나타났으나 줄기에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 활성을 보였으며 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 가장 높게 활성을 나타났다. 추출용매에 따른 씀바귀 잎과 줄기의 각각 추출물에서 NO 생성은 농도 의존적으로 억제하는 것으로 나타났다.
05). DPPH 소거 활성과 같이, 씀바귀 잎의 추출물에서는 70% 에탄올의 ABTS radical 소거활성이 높게 나타났지만, 줄기에서는 열수 추출물이 높은 ABTS radical 소거활성을 보였다(p<0.05). 이는 씀바귀잎 추출물의 ABTS radical 소거활성은 열수 추출물에 비해 높게 나타났으며 70% 에탄올이 열수 추출보다 소거활성이 큰 것으로 사료된다.
Table 2에 요약하였다. Table 2에서 보는 것처럼, 추출용매(열수와 70% 에탄올)를 달리한 씀바귀 잎과 줄기 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 농도 의존적으로 증가하게 나타났다 (p<0.05). 125∼1000 μg/mL 농도에서 씀바귀잎의 70% 에탄올 추출물은 가장 높은 DPPH 소거 활성을 보였다(p<0.
Table 3에 요약하였다. Table 3에서 보는 것처럼, 추출용매(열수와 70% 에탄올)를 달리한 씀바귀 부위별에 따른 추출물의 ABTS radical 소거활성은 농도 의존적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 125∼1000 μg/mL 농도에서 씀바귀잎의 70% 에탄올 추출물에서 가장 높은 ABTS radical 소거활성을 보였다(p<0.
2에서 보는 것처럼, 각각의 추출물에서 NO 생성이 농도 의존적으로 억제하는 것을 볼 수 있다. 부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 보였다. 500 ug/mL 농도의 씀바귀 줄기의 에탄올 추출물에서 가장 높은 NO 억제 효과를 보이며, 줄기의 열수 추출물에서 비해 높은 NO 억제 효과를 나타내었다(p<0.
추출용매에 따른 씀바귀 잎과 줄기의 각각 추출물에서 NO 생성은 농도 의존적으로 억제하는 것으로 나타났다. 부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 보였으며 500 ug/mL 농도의 씀바귀 줄기의 에탄올 추출물에서 가장 높은 NO 억제 효과를 나타났다. 이상의 결과들을 통하여 씀바귀의 부위별 추출용매에 띠라 우수한 생리활성에 차이가 있는 것으로 나타났으며 씀바귀를 이용하여 건강기능성 소재로 폭넓게 이용될 것으로 사료된다.
05). 씀바귀 잎 에탄올 추출물에서 가장 높은 flavonoid 함량을 나타내었으며, 그다음으로 씀바귀 잎 열수 추출물로 총 polyphenol 함량은 197.83 mg/g으로 나타났다 (p<0.05). 씀바귀 줄기에는 총 flavonoid 함량이 잎 추출물보다 감소하는 것으로 나타났으며, 줄기 추출물에서는 70% 에탄올 추출물이 열수 추출물보다 더 높은 총 polyphenol 함량을 보였다 (p<0.
05). 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 총 polyphenol 함량은 58.66 mg/g이며, 그 다음으로 씀바귀 잎의 열수 추출물로 총 polyphenol 함량은 26.93 mg/g으로 나타났다 (p<0.05). 씀바귀 줄기의 총 polyphenol 함량이 잎 추출물보다 감소하는 것으로 나타났으며, 줄기 추출물에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 총 polyphenol 함량을 보였다 (p<0.
05). 씀바귀 줄기에는 총 flavonoid 함량이 잎 추출물보다 감소하는 것으로 나타났으며, 줄기 추출물에서는 70% 에탄올 추출물이 열수 추출물보다 더 높은 총 polyphenol 함량을 보였다 (p<0.05).
05). 씀바귀 줄기에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물에 비해 DPPH 소거활성이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 이는 씀바귀 잎의 추출물은 열수 추출에 비해 70% 에탄올 추출이 높은 추출 효율을 나타난 것으로 사료된다.
05). 씀바귀 줄기의 총 polyphenol 함량이 잎 추출물보다 감소하는 것으로 나타났으며, 줄기 추출물에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 총 polyphenol 함량을 보였다 (p<0.05). 이는 Kim 등의 연구결과에서 복령 70% 에탄올 추출물의 총 polyphenol 함량은 28.
씀바귀잎과 줄기 열수 추출물의 추출 수율은 각각 30% 와 16%를 나타냈으며 씀바귀 잎과 줄기 70% 에탄올 추출물의 추출 수율은 각각 잎은 20%, 줄기는 15%를 나타내었다. 열수 Table 1에서 보는 것처럼, flavonoid 함량은 씀바귀 잎 추출물이 줄기 추출물보다 높았으며, 추출용매에 대해서는 70% 에탄올 추출물이 더 높은 flavonoid 함량을 나타내었다(p<0.
씀바귀잎과 줄기 열수 추출물의 추출 수율은 각각 30% 와 16%를 나타냈으며 씀바귀 잎과 줄기 70% 에탄올 추출물의 추출 수율은 각각 잎은 20%, 줄기는 15%를 나타내었다. 열수 Table 1에서 보는 것처럼, flavonoid 함량은 씀바귀 잎 추출물이 줄기 추출물보다 높았으며, 추출용매에 대해서는 70% 에탄올 추출물이 더 높은 flavonoid 함량을 나타내었다(p<0.05). 씀바귀 잎 에탄올 추출물에서 가장 높은 flavonoid 함량을 나타내었으며, 그다음으로 씀바귀 잎 열수 추출물로 총 polyphenol 함량은 197.
총 polyphenol의 함량은 씀바귀 잎의 추출물이 줄기의 추출물보다 유의적으로 높았으며, 70% 에탄올 잎의 추출물에서 총 polyphenol 함량이 가장 높게 나타났다(p<0.05). 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 총 polyphenol 함량은 58.
DPPH 및 ABTS radical 소거 활성은 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물은 열수 추출물보다 우수하게 나타났으나 줄기에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 활성을 보였으며 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 가장 높게 활성을 나타났다. 추출용매에 따른 씀바귀 잎과 줄기의 각각 추출물에서 NO 생성은 농도 의존적으로 억제하는 것으로 나타났다. 부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 보였으며 500 ug/mL 농도의 씀바귀 줄기의 에탄올 추출물에서 가장 높은 NO 억제 효과를 나타났다.
실시하였다. 추출용매에 따른 씀바귀의 부위별 총 flavonoid과 총 polyphenol 함량을 분석한 결과 씀바귀 잎과 줄기 모두 열수 추출물에 비해 70% 에탄올 추출물의 flavonoid 함량이 높게 나타났으며, 잎의 70% 에탄올 추출물이 줄기 70% 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타냈다. DPPH 및 ABTS radical 소거 활성은 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물은 열수 추출물보다 우수하게 나타났으나 줄기에서는 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 활성을 보였으며 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 가장 높게 활성을 나타났다.

후속연구

부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 보였으며 500 ug/mL 농도의 씀바귀 줄기의 에탄올 추출물에서 가장 높은 NO 억제 효과를 나타났다. 이상의 결과들을 통하여 씀바귀의 부위별 추출용매에 띠라 우수한 생리활성에 차이가 있는 것으로 나타났으며 씀바귀를 이용하여 건강기능성 소재로 폭넓게 이용될 것으로 사료된다.

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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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