[논문]도깨비부채의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성

표수진; 이윤진; 강덕경; 손호준; 박광훈; 박종이; 손호용

doi:10.5352/jls.2020.30.3.298

도깨비부채의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성
Antimicrobial, Antioxidant, and Anti-diabetic Activities of Rodgersia podophylla 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.30 no.3, 2020년, pp.298 - 303

표수진 (안동대학교 식품영양학과) , 이윤진 (안동대학교 식품영양학과) , 강덕경 (안동대학교 식품영양학과) , 손호준 (국립산림과학원 산림약용자원연구소) , 박광훈 (국립산림과학원 산림약용자원연구소) , 박종이 (경북바이오산업연구원) , 손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 도깨비부채(Rodgersia podophylla)의 화장품 산업 적용 가능성을 확인하기 위해, 잎(RP-L), 줄기(RP-B), 뿌리(RP-R)의 에탄올 추출물을 조제하고 이의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성을 평가하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량 분석 결과, RP-R 및 RP-L에서 382.5~387.7 mg/g의 높은 함량을 보였으며, RP-B의 경우 84.2 mg/g으로 RP-R에 비해 20% 수준을 나타내었다. 항균활성 평가에서는 RP-L 및 RP-R 추출물에서 매우 강력한 그람양성 세균에 대한 항균 활성을 확인하였으며, 특히 RP-R 추출물의 경우 제어가 어려운 그람음성의 대장균 및 P. vulgaris에 대해서도 우수한 항균활성이 확인되었다. 항산화 활성 평가 결과, 3종 부위별 추출물 모두에서 매우 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능, 환원력 및 nitrite 소거능이 확인되었으며, RP-L 및 RP-R 추출물의 DPPH 음이온 및 ABTS 양이온 소거능에 대한 RC₅₀은 각각 23.0~29.7 및 15.0~18.2 ㎍/ml를 나타내어 vitamin C의 9.8 및 8.0 ㎍/ml 수준과 비교할 만 하였다. 또한 RP-R 추출물은 0.5 mg/ml 농도에서 α-glucosidase 및 β-amylase 활성을 각각 6.9% 및 48.5% 저해하여 우수한 항당뇨 활성을 나타내었다. 본 연구에서는 도깨비부채 잎 및 뿌리 추출물에서 강력한 항세균, 항산화 및 항당뇨 활성을 신규 확인하여, 향후 도깨비부채가 화장품 및 식의약품 산업에서 새로운 생물자원으로 이용 가능함을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate possible applications of Rodgersia podophylla in the food and cosmetic industry. Ethanol extracts of leaves (RP-L), branches (RP-B), and root (RP-R) were prepared, and their antimicrobial, antioxidant, and anti-diabetic activities were evaluated. The polyphenol content in the RP-R, RP-L, and RP-B extracts was 79.6, 30.4, and 16.9 mg/g, respectively. An antimicrobial activity assay showed that the RP-L and RP-R extracts exhibited strong growth inhibition of pathogenic and food spoilage Gram-positive bacteria. Furthermore, the RP-R extract inhibited the growth of the Gramnegative E. coli and P. vulgaris bacteria. All extracts showed strong scavenging activity for DPPH, ABTS, nitrite, and reducing power determined by A 700 nm. In particular, the RC50s of the RP-R extract for the DPPH anion and ABTS cation were 23.0-29.7 and 15.0-18.2 ㎍/ml, respectively, which are comparable to those of vitamin C (9.8 and 8.0 ㎍/ml, respectively). An activity assay of α-glucosidase and β-amylase suggested a high potential for the RP-R extract as an anti-diabetic agent. Its inhibition levels of α-glucosidase and β-amylase at 0.5 mg/ml were 6.9 and 48.5%, respectively. This is the first report of the antimicrobial and anti-diabetic activities of R. podophylla. Our results suggest that RP-L and RP-R extracts could be developed as novel cosmeceutical and functional food resources.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. The microorganism used in this study for disc-diffusion assay
그림 Fig. 1. Effect of the RP-L, RP-B and RP-R extracts on the activities of (A) α-glucosidase and (B) β-amylase.
표 Table 2. Contents of polyphenol, flavonoids, and sugars in RP-L, RP-B and RP-R extracts
표 Table 3. Anti-microbial activities of the RP-L, RP-B and RP-R extracts against pathogenic and food spoilage microorganism
표 Table 4. Anti-oxidation activities of the RP-L, RP-B and RP-R extracts
표 Table 5. Calculated RC₅₀s of the RP-L, RP-B and RP-R extracts

AI 본문요약
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문제 정의

그러나, 도깨비부채의 대한 연구는 식생에 대한 연구가 주로 이루어진 반면[15, 18], 유용 생리 활성에 대한 보고는 현재까지 미미한 실정이며, 특히 잎, 줄기, 뿌리 등의 부위별 항균, 항산화 및 항당뇨 활성에 관한 연구는 알려 진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 도깨비부채의 잎, 줄기, 뿌리의 에탄올 추출물을 조제하고, 이들의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성을 평가하여, 도깨비 부채의 부위별 추출물을 이용한 화장품 및 식의약품 소재 개발이 가능함을 제시하고자 하였다.

제안 방법

RP-L, RP-B 및 RP-R 추출물의 항당뇨 활성은 β-amylase 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 나타내었다. β-amylase 활성은 다양한 부위의 도깨비부채 추출물 시료 2.
RP-L, RP-B 및 RP-R 추출물의 항산화 활성은 DPPH (1,1- diphenyl-2-picryl hydrazyl) 활성 음이온 소거능, ABTS [2,2- azobis(3-ethylbenzothiazoline -6- sulfonate)] 활성 양이온 소 거능, nitrite 소거능 및 환원력(reducing power) 측정으로 평 가하였다. 활성 평가는 기존의 방법[14]과 동일하게 사용하였으며, 활성 대조구로는 vitamin C (Sigma Co.

대상 데이터

Japan) 후 동결건조하였다. 도깨비부채 잎(RP-L), 줄기(RP-B) 및 뿌리 (RP-R) 추출물들은 DMSO에 적당한 농도로 녹여, 성분 분석, 항산화 활성 및 항균 활성 평가에 사용하였다. 기타 시약은 Sigma Co.
본 실험에 사용된 도깨비부채의 잎, 줄기, 뿌리는 국립산림과학원 산림약용자원연구소로부터 제공받았으며, 확증표본 (FM. J. S. 20180510-01)은 산림약용자원연구소에 보관하고 있 다[12]. 음건, 세절한 도깨비부채 시료들을 각각 20배의 70% ethanol (Daejung Chemicals & Metals Co.

데이터처리

모든 분석결과는 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 나타내었다. 실험 결과는 SPSS 25.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 군간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며, 유의수준은 p<0.05로 하였다.

이론/모형

RP-L, RP-B 및 RP-R 추출물의 항균 활성은 기존의 보고된 방법과 동일하게 disc-diffusion 법으로 평가하였다[9, 19]. 항 세균 및 항진균 활성 평가에 사용된 균은 Table 1에 나타내었다.

성능/효과

도깨비부채의 RP-L, RP-B 및 RP-R 추출물의 항산화 활성을 평가한 결과는 Table 4 및 Table 5에 나타내었다. 3종 부위별 추출물 모두에서 매우 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양 이온 소거능, 환원력 및 nitrite 소거능이 확인되었다. DPPH 음이온 소거능 및 환원력 평가에서는, RP-L 추출물이 RP-B 및 RP-R 추출물보다 유의적으로 우수한 소거능을 보였으나, ABTS 및 nitrite 소거능에서는 유사한 소거능을 보였다(Table 4).
활성 대조 구로 사용된 ampicillin과 miconazole은 각각 강력한 항세균 및 강력한 항진균 활성을 나타내었다. RP-L 및 RP-R 추출물은 500 μg/disc 농도에서 L. monocytogenes, S. epidermidis, S. aureus, B. subtilis의 그람양성균에 대한 8~12mm의 생육억제환을 나타내어 우수한 항균 활성을 보였으며, 특히 RP-R 추출물의 경우 제어가 어려운 그람음성의 대장균 및 P. vulgaris에 대해 서도 우수한 항균활성이 확인되었다. 반면, RP-B 추출물에서는 유일하게 P.
도깨비부채의 RP-L, RP-B 및 RP-R 추출물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 분석하였으며, 그 결과는 Table 2에 나타내었다. 먼저 총 폴리페놀 함량의 경우 RP-R 및 RP-L에서 382.5~387.7 mg/g의 높은 함량을 보였으며, RP-B의 경우 84.2 mg/g으로 RP-R에 비해 20% 수준을 나타내었다. 그러나 총 플라보노이드 함량의 경우 RP-R에서 79.

후속연구

vulgaris에 대해서만 미약한 항균 활성이 나타 났다. 도깨비부채의 항균활성, 특히 지하부의 그람양성 특이 적 항균 활성은 현재까지 보고된 바 없으나, 이러한 결과는 도깨비부채 잎과 뿌리를 이용한 광범위 항세균제 개발이 가능 함을 제시하고 있다.
현재까지 도깨비부채에 대한 α-glucosidase 및 β-amylase 저해활성이 보 고된 바 없으며, 이러한 결과는 RP-R 추출물을 이용한 항당뇨 제 개발이 가능함을 제시하고 있다. 상기와 같이 도깨비부채는 현재까지 유용생리활성 평가가 매우 미진한 상태이나, RP-L 및 RP-R 추출물에서 강력한 항세균, 항산화 및 항당뇨 활성을 신규 확인하여, 향후 도깨비부채가 화장품, 식의약품 산업에서 새로운 생물자원으로 이용 가능함을 제시하였다.
따라서 도깨비부채의 부위별 추출물의 강력한 항산화 활성은 보고된 바 없으나, 상기 결과는 RP-L 및 RP-R 추출물의 천연 항산화제로의 실제적 이용 가능성을 제시하고 있다. 특히 도깨비부채의 광범위 항 세균 활성(Table 3), 항염증 활성[3, 10] 및 미백활성[4, 16]을 고려한다면, 도깨비부채 추출물을 이용한 기능성 화장품, 샴 푸, 패치, 마스크팩 등의 다양한 화장품 및 의약외품 개발이 가능하리라 판단된다. 현재 RP-L 및 RP-R 추출물의 활성물질 분리 및 자극성, 광과민성 등에 대한 안전성 평가가 진행되고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도깨비부채의 분포지는?	도깨비부채(Rodgersia podophylla)는 쌍떡잎식물 장미목 범 의귀과의 여러해살이풀로서 5개로 갈라진 잎의 모양이 마치 도깨비가 사용하는 부채와 같다고 하여 도깨비부채라고 부르며, 산우, 작합산, 수레부채라고도 한다[4]. 도깨비부채는 한국의 경북, 강원, 평북, 함남, 함북 지역 및 일본 등지에 분포하며, 1,000 m 이상의 산지 및 깊은 산에서 자란다. 국내에서는 산림 청 선정 희귀 및 멸종위기 식물로 지정되어 있다[15].
	도깨비부채의 화장품 산업 적용 가능성을 확인하기 위해, 잎(RP-L), 줄기(RP-B), 뿌리(RP-R)의 에탄올 추출물을 조제하고 이의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성을 평가한 결과는?	2 mg/g으로 RP-R에 비해 20% 수준을 나타내었다. 항균활성 평가에서는 RP-L 및 RP-R 추출물에서 매우 강력한 그람양성 세균에 대한 항균 활성을 확인하였으며, 특히 RP-R 추출물의 경우 제어가 어려운 그람음성의 대장균 및 P. vulgaris에 대해서도 우수한 항균활성이 확인되었다. 항산화 활성 평가 결과, 3종 부위별 추출물 모두에서 매우 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능, 환원력 및 nitrite 소거능이 확인되었으며, RP-L 및 RP-R 추출물의 DPPH 음이온 및 ABTS 양이온 소거능에 대한 RC50은 각각 23.0~29.7 및 15.0~18.2 ㎍/ml를 나타내어 vitamin C의 9.8 및 8.0 ㎍/ml 수준과 비교할 만 하였다. 또한 RP-R 추출물은 0.5 mg/ml 농도에서 α-glucosidase 및 β-amylase 활성을 각각 6.9% 및 48.5% 저해하여 우수한 항당뇨 활성을 나타내었다. 본 연구에서는 도깨비부채 잎 및 뿌리 추출물에서 강력한 항세균, 항산화 및 항당뇨 활성을 신규 확인하여, 향후 도깨비부채가 화장품 및 식의약품 산업에서 새로운 생물자원으로 이용 가능함을 제시하였다.
	도깨비부채란?	도깨비부채(Rodgersia podophylla)는 쌍떡잎식물 장미목 범 의귀과의 여러해살이풀로서 5개로 갈라진 잎의 모양이 마치 도깨비가 사용하는 부채와 같다고 하여 도깨비부채라고 부르며, 산우, 작합산, 수레부채라고도 한다[4]. 도깨비부채는 한국의 경북, 강원, 평북, 함남, 함북 지역 및 일본 등지에 분포하며, 1,000 m 이상의 산지 및 깊은 산에서 자란다.

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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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