[논문]선씀바귀 추출물의 항산화 및 항당뇨 효과

지윤정; 이은영; 이지연; 서경혜; 김동휘; 박춘근; 김형돈

doi:10.4163/jnh.2020.53.3.244

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선씀바귀 추출물의 항산화 및 항당뇨 효과

Antioxidant and anti-diabetic effects of Ixeris strigosa extract

Journal of nutrition and health v.53 no.3 , 2020년, pp.244 - 254

지윤정 (농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 이은영 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 이지연 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 서경혜 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 김동휘 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 박춘근 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 김형돈 ( 농촌진흥청 인삼특작부)

초록

용어
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본 연구는 선씀바귀의 항산화 및 탄수화물 소화효소 억제 효과를 평가하여 제 2형 당뇨환자에게 중요한 항산화제 및 혈당 상승 억제제로서의 가능성을 타진하고자 하였다. 선씀바귀 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 in vitro 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성을 조사한 결과 ISE가 ISW보다 총페놀과 플라보노이드 함량이 높았고 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 또한 높았다. ISE의 계통분획물 중에 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물의 소화효소 저해 활성이 가장 우수하고, 추출물의 항산화활성과 탄수화물 소화효소 억제효과가 총 페놀 및 플라보노이드함량과 높은 상관성을 가지는 것으로 볼 때, ISW에 비해 상대적으로 높은 ISE의 항산화 및 소화효소 저해 활성은 페놀 화합물, 특히 플라보노이드 화합물 때문임을 알 수 있었다. 따라서 ISE와 에틸아세테이트 그리고 부탄올 분획물은 우수한 항당뇨 기능성 소재라고 판단된다.

Abstract

Purpose: Ixeris strigosa (IS) is a perennial plant that commonly grows in meadows. The leaves and roots of IS have been used in medicine as a sedative. This study evaluated the antioxidant and carbohydrate-digestive-enzyme inhibitory effects of IS to determine its potential as an essential antioxidant and glycemic inhibitor for type 2 diabetics. Methods: The antioxidative and α-amylase and α-glucosidase inhibitory activities were examined using the water extracts (ISW), ethanol extracts (ISE), and solvent fractions from IS. The antioxidative activities were measured using in vitro methods by measuring the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl and 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid radical scavenging activity. Results: Investigations of the total polyphenol, flavonoid content, in vitro antioxidant activity, and α-amylase and α-glucosidase inhibitory activities of the IS extract showed that the ISE had higher total phenolic and flavonoid contents than the ISW, as well as high antioxidant activity. The ethanolic extracts of IS (70%) had an α-amylase inhibitory activity of 78.55%. The ethyl acetate fraction (90.56%) showed higher α-glucosidase inhibitory activity than the positive control, acarbose (83.01%). Conclusion: Among the ISE fractions, the ethyl acetate and butanol fractions showed the best digestive enzyme inhibitory activity. Moreover, the antioxidant activity of the extract and the carbohydrate, α-amylase, and α-glucosidase inhibitory effects showed a stronger correlation with the total phenol and flavonoid contents compared to the ISW. As a result, the antioxidant and digestive enzyme inhibitory activities of high ISE are due to the phenolic compounds, particularly the flavonoid compounds. Therefore, ethyl acetate and butanol fractions of the 70% ethanol extract are excellent anti-diabetic functional materials.

주제어

#Ixeris strigosa #antioxidant # ${\alpha}$-amylase # ${\alpha}$-glucosidase

본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 천연물 소재인 선씀바귀를 이용하여 항당뇨를 위한 탄수화물 소화효소 억제 효과를 검증하였다.

그러나 위장관련 부작용으로 인한 약물의 안전성 문제가 제기되고 있어 치료의 효과를 높이고 부작용이 없는 천연물을 이용한 대안적 소재들을 찾아야 한다 [20]. 따라서 본 논문에서는 천연물 소재인 선씀바귀를 이용하여 항당뇨를 위한 탄수화물 소화효소 억제 효과를 검증하였다.
본 연구는 선씀바귀의 항산화 및 탄수화물 소화효소 억제 효과를 평가하여 제 2형 당뇨환자에게 중요한 항산화제 및 혈당 상승 억제제로서의 가능성을 타진하고자 하였다.

본 연구는 선씀바귀의 항산화 및 탄수화물 소화효소 억제 효과를 평가하여 제 2형 당뇨환자에게 중요한 항산화제 및 혈당 상승 억제제로서의 가능성을 타진하고자 하였다. 선씀바귀 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 in vitro 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성을 조사한 결과 ISE가 ISW보다 총페놀과 플라보노이드 함량이 높았고 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 또한 높았다.
선씀바귀 추출물의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화와 α-glucosidase 저해 활성 및 α-amylase 저해 활성 간의 상관관계가 있는지를 검토해 보았다.

선씀바귀 추출물의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화와 α-glucosidase 저해 활성 및 α-amylase 저해 활성 간의 상관관계가 있는지를 검토해 보았다.
이에 현재까지 알려진 씀바귀 성분들의 생리활성 연구 결과를 기반으로 선씀바귀 물 추출물 (ISW)과 선씀바귀 70% 에탄올 추출물 (ISE) 및 용매 분획물 (헥산 [hexane], 클로로포름 [chloroform], 에틸아세테이트 [ethyl acetate], n-부탄올 [water standard n-butanol])의 in vitro 항산화 활성과 항당뇨 활성을 조사하여 선씀바귀의 항당뇨 기능성 소재로의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.

상대적으로 잘 알려졌으며 많은 연구가 이루어진 씀바귀에 비해 선씀바귀에 대한 생리활성 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 현재까지 알려진 씀바귀 성분들의 생리활성 연구 결과를 기반으로 선씀바귀 물 추출물 (ISW)과 선씀바귀 70% 에탄올 추출물 (ISE) 및 용매 분획물 (헥산 [hexane], 클로로포름 [chloroform], 에틸아세테이트 [ethyl acetate], n-부탄올 [water standard n-butanol])의 in vitro 항산화 활성과 항당뇨 활성을 조사하여 선씀바귀의 항당뇨 기능성 소재로의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.

제안 방법

α-아밀라아제 활성은 분석을 위해, acarbose (1,000 μg/mL) 를 96-well plate에 첨가하고 희석된 샘플 50 μL을 각각의 well에 첨가하고, 50 μL의 α-amylase 를 넣고 빛을 차단하여 상온에 10분간 활성화시켰다.

α-아밀라아제 활성은 분석을 위해, acarbose (1,000 μg/mL) 를 96-well plate에 첨가하고 희석된 샘플 50 μL을 각각의 well에 첨가하고, 50 μL의 α-amylase 를 넣고 빛을 차단하여 상온에 10분간 활성화시켰다.
ABTS 라디칼 소거능은 Re 등 [16]의 방법을 변형하여 측정하였다.

ABTS 라디칼 소거능은 Re 등 [16]의 방법을 변형하여 측정하였다. 증류수에 7.
DPPH 라디칼 소거능 검정 방법 [17]을 약간 변형하여 사용하였다.

DPPH 라디칼 소거능 검정 방법 [17]을 약간 변형하여 사용하였다. 95% 에탄올에 DPPH 300 µM을 함유한 DPPH 용액을 제조하였다.
DPPH와 ABTS+ 는 IC50값으 로 상관관계를 분석하였다.

선씀바귀 추출물의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화와 α-glucosidase 저해 활성 및 α-amylase 저해 활성 간의 상관관계가 있는지를 검토해 보았다. DPPH와 ABTS+ 는 IC₅₀값으 로 상관관계를 분석하였다. 선씀바귀 추출물의 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 간의 상관관계를 분석한 결과 Table 4와 같이 나타났다.
ISE의 소화효소 저해 활성이 ISW보다 우수함을 확인하고, ISE에 있는 소화효소 저해능을 가지는 물질들의 특성을 파악하기 위해 ISE의 용매 분획물을 제조하여 이후 실험을 진행하였다.

선씀바귀 추출물의 α-amylase 활성저해 효과 역시 ISE가 74% 억제효과를 보인 반면 ISW는 13%의 저해효과를 보였다. ISE의 소화효소 저해 활성이 ISW보다 우수함을 확인하고, ISE에 있는 소화효소 저해능을 가지는 물질들의 특성을 파악하기 위해 ISE의 용매 분획물을 제조하여 이후 실험을 진행하였다.
ISW에 비해 ISE가 소화효소 저해능이 우수하여 높은 활성 물질을 탐색하기 위하여 계통 분획 물을 제조하여 그 효과를 비교하였다 (Table 3).

ISW에 비해 ISE가 소화효소 저해능이 우수하여 높은 활성 물질을 탐색하기 위하여 계통 분획 물을 제조하여 그 효과를 비교하였다 (Table 3). ISE 계통분획물의 α-glucosidase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 90.
반-최대 억제 농도 (IC50)는 50% 억제를 나타내는 샘플 농도의 ABTS+ 라디칼 소거 활성을 결정하였다.

소거 효과는 다음 식에 따라 계산되었다. 반-최대 억제 농도 (IC₅₀)는 50% 억제를 나타내는 샘플 농도의 ABTS+ 라디칼 소거 활성을 결정하였다.
선씀바귀 추출물의 소화효소 활성 억제효과를 평가하기 위하여 α-glucosidase 및 α-amylase 활성 비색 분석 키트 (BioVision K938, K482; BioVision, Milpitas, CA, USA)를 이용하여 측정하였다.

선씀바귀 추출물의 소화효소 활성 억제효과를 평가하기 위하여 α-glucosidase 및 α-amylase 활성 비색 분석 키트 (BioVision K938, K482; BioVision, Milpitas, CA, USA)를 이용하여 측정하였다.
선씀바귀 추출물의 총 페놀 함량은 gallic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 (+) − catechin을 기준물질로 측정하였다.

선씀바귀 추출물의 총 페놀 함량은 gallic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 (+) − catechin을 기준물질로 측정하였다.
소거 효과는 다음 식에 따라 계산되었으며 50% 억제를 나타내는 IC50로 추출물의 자유 라디칼 소거 활성을 비교하였다.

흡광도는 517 nm에서 multi-plate reader를 사용하여 측정하였으며 대조군에는 에탄올을 첨가하였으며, AA를 양성대조군으로 사용하였다. 소거 효과는 다음 식에 따라 계산되었으며 50% 억제를 나타내는 IC₅₀로 추출물의 자유 라디칼 소거 활성을 비교하였다.
순차적 용매 분획은 70% 에탄올 추출물 2 g을 물 200 mL에 재용해한 후 분획깔데기 (separatory funnel)에 넣고 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, n-부탄올의 순서로 가하여 분획하였다.

1의 순서로 순차적 용매 분획하여 제조하였다 [13]. 순차적 용매 분획은 70% 에탄올 추출물 2 g을 물 200 mL에 재용해한 후 분획깔데기 (separatory funnel)에 넣고 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, n-부탄올의 순서로 가하여 분획하였다. 분획 후 남은 물층을 포함하여 5개의 분획물은 감압농축 후 DMSO에 재용해하여 시료로 사용하였다.
총 플라보노이드 함량은 Pourmorad 등 [15]의 염화알루미늄 비색법을 약간 수정하여 진행하였다.

1시간 후, 흡광도는 multi-plate reader (Biotek, Winooski, VT, USA)를 사용하여 725 nm에서 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 Pourmorad 등 [15]의 염화알루미늄 비색법을 약간 수정하여 진행하였다. 각 추출물 (100 µg/mL) 150 µL를 10% 알루미늄 염화물 용액 10 µL, 1 M 아세트산 칼륨 용액 10 µL 및 증류수 280 µL와 혼합하였다.
추출을 위해 건조된 선씀바귀 지상부 50 g을 70% 에탄올과 물 (시료와 용매비율 1:10)로 실온에서 24 시간 동안 3번 반복 추출하였다.

실험에 사용된 선씀바귀 시료는 2018년 충북 음성군 인삼특작부 포장에서 수확한 것으로 지상부를 동결건조기 (PVTFD 50R; Ilshinbio, Seoul, Korea)에서 건조하여 분말화하였다. 추출을 위해 건조된 선씀바귀 지상부 50 g을 70% 에탄올과 물 (시료와 용매비율 1:10)로 실온에서 24 시간 동안 3번 반복 추출하였다. 추출용액은 여과해서 농축하고 동결 건조하였다.

대상 데이터

95% 에탄올에 DPPH 300 µM을 함유한 DPPH 용액을 제조하였다.

95% 에탄올에 DPPH 300 µM을 함유한 DPPH 용액을 제조하였다.
분획 후 남은 물층을 포함하여 5개의 분획물은 감압농축 후 DMSO에 재용해하여 시료로 사용하였다.

순차적 용매 분획은 70% 에탄올 추출물 2 g을 물 200 mL에 재용해한 후 분획깔데기 (separatory funnel)에 넣고 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, n-부탄올의 순서로 가하여 분획하였다. 분획 후 남은 물층을 포함하여 5개의 분획물은 감압농축 후 DMSO에 재용해하여 시료로 사용하였다. 각 용매별 수율은 에틸아세테이트 3.
실험에 사용된 선씀바귀 시료는 2018년 충북 음성군 인삼특작부 포장에서 수확한 것으로 지상부를 동결건조기 (PVTFD 50R; Ilshinbio, Seoul, Korea)에서 건조하여 분말화하였다.

실험에 사용된 선씀바귀 시료는 2018년 충북 음성군 인삼특작부 포장에서 수확한 것으로 지상부를 동결건조기 (PVTFD 50R; Ilshinbio, Seoul, Korea)에서 건조하여 분말화하였다. 추출을 위해 건조된 선씀바귀 지상부 50 g을 70% 에탄올과 물 (시료와 용매비율 1:10)로 실온에서 24 시간 동안 3번 반복 추출하였다.
증류수에 7.4 mM ABTS 암 모늄염과 2.6 mM 칼륨과 황산염을 함유한 ABTS (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 용액을 준비하였다.

ABTS 라디칼 소거능은 Re 등 [16]의 방법을 변형하여 측정하였다. 증류수에 7.4 mM ABTS 암 모늄염과 2.6 mM 칼륨과 황산염을 함유한 ABTS (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 용액을 준비하였다. 선씀바귀 추출물 시료 20 µL와 ABTS 용액 180 µL를 섞어 실온으로 암실에서 30분간 배양하였다.

성능/효과

ABTS+ 소거활성을 비교한 IC50값은 대조구인 AA가 4.36 µg/mL, ISW는 543.3 µg/mL, ISE는 22.79 µg/mL로 ISE가 ISW보다 소거활성이 강한 것으로 나타났다 (p < 0.05).

ABTS+ 소거활성을 비교한 IC50값은 대조구인 AA가 4.36 µg/mL, ISW는 543.3 µg/mL, ISE는 22.79 µg/mL로 ISE가 ISW보다 소거활성이 강한 것으로 나타났다 (p < 0.05).
ISE 계 통분획물의 α-amylase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 93.31%로 가장 높았고 그 다 음은 부탄올 89.86% 순으로 나타났다.

ISE 계 통분획물의 α-amylase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 93.31%로 가장 높았고 그 다 음은 부탄올 89.86% 순으로 나타났다.
ISE 계 통분획물의 α-amylase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 93.31%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 89.86%, 헥산 35.52%, 클로로포름 29.66%, 물 3.02% 순으로 나타났다 (Table 3).

ISE 계 통분획물의 α-amylase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 93.31%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 89.86%, 헥산 35.52%, 클로로포름 29.66%, 물 3.02% 순으로 나타났다 (Table 3).
ISE 계통분획물의 α-glucosidase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 90.56%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 88.67% 순으로 나타나 대표적인 α-glucosidase 저해제인 acarbose가 나타내는 활성(85%)보다 높게 나타났다.

ISE 계통분획물의 α-glucosidase 저해 활성은 에틸아세테이트 분획물에서 90.56%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 88.67% 순으로 나타나 대표적인 α-glucosidase 저해제인 acarbose가 나타내는 활성(85%)보다 높게 나타났다.
ISE 용매 분획물의 소화효소 저해 활성 실험에서 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물이 활성이 높은 것으로 보아, 선씀바귀의 페놀 화합물들이 소화효소 저해에 결정적인 역할을 하는 것으로 판단할 수 있었다.

ISE 용매 분획물의 소화효소 저해 활성 실험에서 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물이 활성이 높은 것으로 보아, 선씀바귀의 페놀 화합물들이 소화효소 저해에 결정적인 역할을 하는 것으로 판단할 수 있었다.
ISE의 계통분획물 중에 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물의 소화효소 저해 활성이 가장 우수하고, 추출물의 항산화활성과 탄수화물 소화효소 억제효과가 총 페놀 및 플라보노이드함량과 높은 상관성을 가지는 것으로 볼 때, ISW에 비해 상대적으로 높은 ISE의 항산화 및 소화효소 저해 활성은 페놀 화합물, 특히 플라보노이드 화합물 때문임을 알 수 있었다.

선씀바귀 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 in vitro 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성을 조사한 결과 ISE가 ISW보다 총페놀과 플라보노이드 함량이 높았고 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 또한 높았다. ISE의 계통분획물 중에 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물의 소화효소 저해 활성이 가장 우수하고, 추출물의 항산화활성과 탄수화물 소화효소 억제효과가 총 페놀 및 플라보노이드함량과 높은 상관성을 가지는 것으로 볼 때, ISW에 비해 상대적으로 높은 ISE의 항산화 및 소화효소 저해 활성은 페놀 화합물, 특히 플라보노이드 화합물 때문임을 알 수 있었다. 따라서 ISE와 에틸아세테이트 그리고 부탄올 분획물은 우수한 항당뇨 기능성 소재라고 판단된다.
각 용매별 수율은 에틸아세테이트 3.85%, n-부탄올 14.5%, 헥산 13.5%, 클로로포름 15.7%, 물 51.5%로 확인되었다.

분획 후 남은 물층을 포함하여 5개의 분획물은 감압농축 후 DMSO에 재용해하여 시료로 사용하였다. 각 용매별 수율은 에틸아세테이트 3.85%, n-부탄올 14.5%, 헥산 13.5%, 클로로포름 15.7%, 물 51.5%로 확인되었다.
결과적으로 선씀바귀 추출물은 항산화 활성과 소화효소 저해 활성 간에 모두 높은 상관관계를 나타내었다 (p < 0.01).

결과적으로 선씀바귀 추출물은 항산화 활성과 소화효소 저해 활성 간에 모두 높은 상관관계를 나타내었다 (p < 0.01).
그 결과 폴리페놀은 플라보 노이드 (1.00)와 α-glucosidase (0.916) 및 α-amylase (0.916) 저해 활성이 강한 양의 상관관계를 보였다.

그 결과 폴리페놀은 플라보 노이드 (1.00)와 α-glucosidase (0.916) 및 α-amylase (0.916) 저해 활성이 강한 양의 상관관계를 보였다.
다시 말해, 선씀바귀의 페놀 화합물, 특히 플라 보노이드 화합물들이 항산화 및 소화효소 저해 활성이 뛰어나, ISE가 ISW에 비해 높은 항산화 활성 및 소화효소 저해능을 갖는데 결정적인 역할을 하는 것으로 판단된다.

01). 다시 말해, 선씀바귀의 페놀 화합물, 특히 플라 보노이드 화합물들이 항산화 및 소화효소 저해 활성이 뛰어나, ISE가 ISW에 비해 높은 항산화 활성 및 소화효소 저해능을 갖는데 결정적인 역할을 하는 것으로 판단된다.
따라서 이러한 결과를 종합하여 보면 ISE의 폴리페놀, 특히 플라보노이드 함량이 높아 ISW에 비해 항산화 및 소화효소 저해 활성이 뛰어난 성분들을 많이 함유하고 있는 것으로 판단된다.

Kim 등 [36]의 팔리다자주닭개비 잎 추출물 및 분획물의 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성 연구에서도 플라보노이드 함량은 DPPH 라디칼 소거활성 및 α-glucosidase 저해 활성과 양의 상관관계를 나타내었고, Agunloye와 Oboh [9]의 플라보노이 드에 의한 α-glucosidase 및 α-amylase의 억제 효과에 관한 연구 보고와 Proença 등 [37]의 플라 보노이드에 의한 α-glucosidase 억제효과에 관한 연구에서도 상관관계가 있는 것으로 나타 났다. 따라서 이러한 결과를 종합하여 보면 ISE의 폴리페놀, 특히 플라보노이드 함량이 높아 ISW에 비해 항산화 및 소화효소 저해 활성이 뛰어난 성분들을 많이 함유하고 있는 것으로 판단된다. 향후 구체적인 성분 분석과 과학적 효능 규명으로 선씀바귀 성분과 소화효소 억제 작용 기전의 유의적 관계 등에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.
먼저 폴리페놀 1.000 (p < 0.01), 플라보노이드 −1.000 (p < 0.01) 와 α-amylase −1.000 (p < 0.01) 저해 활성이 가장 높은 상관관계를 나타내었다.

먼저 폴리페놀 1.000 (p < 0.01), 플라보노이드 −1.000 (p < 0.01) 와 α-amylase −1.000 (p < 0.01) 저해 활성이 가장 높은 상관관계를 나타내었다.
본 연구에서 선씀바귀 추출물에 함유되어 있는 총 페놀 함량은 ISE가 ISW보다 10배 정도 많았다.

식물의 2차 대사 산물인 폴리 페놀계 물질 중 플라보노이드는 가장 널리 분포되어 있는 페놀화합물로 항산화, 항균, 항염증, 항 알레르기 및 항암 등 다양한 생물학적 효과를 나타내며, 자유 라디칼 소거와 산화방지 효과에서 천연 항산화제로 작용한다 [22]. 본 연구에서 선씀바귀 추출물에 함유되어 있는 총 페놀 함량은 ISE가 ISW보다 10배 정도 많았다. 선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 ISE 가 ISW보다 20배 이상 높게 나타났다.
본 연구에서 선씀바귀 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위하여 DPPH 라디칼 소거 활성과 ABTS+ 라디칼 소거 활성을 비교한 결과 양성대조군으로 사용된 AA보다는 낮은 항산화 활성이지만 ISW보다 ISE의 항산화력이 20배 이상 높은 것으로 조사되었다.

DPPH 라디칼 소거활성은 페놀화합물의 항산화 활성 지표가 되며, 자유 라디칼은 환원 능력 이 클수록 항산화 활성 및 활성 산소에 대한 소거활성을 기대할 수 있다 [26]. 본 연구에서 선씀바귀 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위하여 DPPH 라디칼 소거 활성과 ABTS+ 라디칼 소거 활성을 비교한 결과 양성대조군으로 사용된 AA보다는 낮은 항산화 활성이지만 ISW보다 ISE의 항산화력이 20배 이상 높은 것으로 조사되었다. Kang 등 [27], Shin과 Lee [28]는 에탄올 추출물이 물과 유기용매의 적절한 혼합에 의해 페놀성 화합물의 용출이 많고 이들 페놀 화합물이 DPPH 라디칼 소거활성을 높이는데 영향을 미친다고 하였다.
선씀바귀 추출물의 α- amylase 활성저해 효과 역시 ISE가 75% 억제효과를 보인 반면 ISW는 13%의 저해효과를 보였다 (Fig. 3).

선씀바귀 추출물의 α- amylase 활성저해 효과 역시 ISE가 75% 억제효과를 보인 반면 ISW는 13%의 저해효과를 보였다 (Fig. 3).
선씀바귀 추출물의 α-amylase 활성저해 효과 역시 ISE가 74% 억제효과를 보인 반면 ISW는 13%의 저해효과를 보였다.

선씀바귀 추출물의 α-amylase 활성저해 효과 역시 ISE가 74% 억제효과를 보인 반면 ISW는 13%의 저해효과를 보였다.
선씀바귀 추출물의 α-glucosidase 활성저해 효과를 측정한 결과 Fig. 2에서와 같이 양성대조군인 acarbose와 비교하였을 때 acarbose는 89% 억제효과를 보였으며 ISW 는 39% 억제하였고 ISE는 78%의 α-glucosidase 저해 활성을 나타냈다.

선씀바귀 추출물의 α-glucosidase 활성저해 효과를 측정한 결과 Fig. 2에서와 같이 양성대조군인 acarbose와 비교하였을 때 acarbose는 89% 억제효과를 보였으며 ISW 는 39% 억제하였고 ISE는 78%의 α-glucosidase 저해 활성을 나타냈다.
선씀바귀 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 in vitro 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성을 조사한 결과 ISE가 ISW보다 총페놀과 플라보노이드 함량이 높았고 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 또한 높았다.

본 연구는 선씀바귀의 항산화 및 탄수화물 소화효소 억제 효과를 평가하여 제 2형 당뇨환자에게 중요한 항산화제 및 혈당 상승 억제제로서의 가능성을 타진하고자 하였다. 선씀바귀 추출물의 총 폴리페놀, 플라보노이드 함량과 in vitro 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성을 조사한 결과 ISE가 ISW보다 총페놀과 플라보노이드 함량이 높았고 항산화 활성 및 소화효소 저해 활성 또한 높았다. ISE의 계통분획물 중에 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물의 소화효소 저해 활성이 가장 우수하고, 추출물의 항산화활성과 탄수화물 소화효소 억제효과가 총 페놀 및 플라보노이드함량과 높은 상관성을 가지는 것으로 볼 때, ISW에 비해 상대적으로 높은 ISE의 항산화 및 소화효소 저해 활성은 페놀 화합물, 특히 플라보노이드 화합물 때문임을 알 수 있었다.
선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 ISE 가 ISW보다 20배 이상 높게 나타났다.

본 연구에서 선씀바귀 추출물에 함유되어 있는 총 페놀 함량은 ISE가 ISW보다 10배 정도 많았다. 선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 ISE 가 ISW보다 20배 이상 높게 나타났다. 이 실험의 결과는 추출방법에 따라 총 폴리페놀 함량과 성분에 차이가 난다는 [23]의 보고와 유사한 결과를 보였다.
선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 각각 0.19 mg CAE/g, 3.89 mg CAE/g로 ISE가 ISW보다 20배 정도 높게 나타났다 (Table 1).

46 mg GAE/g으로 ISE가 ISW보다 9배 정도 많았다. 선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 각각 0.19 mg CAE/g, 3.89 mg CAE/g로 ISE가 ISW보다 20배 정도 높게 나타났다 (Table 1). 추출방법에 따른 선씀바귀의 ISW와 ISE 수율은 각각 35.
선씀바귀에 함유되어 있는 ISW와 ISE의 총 페놀 함량은 각각 3.18 mg GAE/g, 27.46 mg GAE/g으로 ISE가 ISW보다 9배 정도 많았다.

선씀바귀 추출물의 총 페놀 함량은 gallic acid를 기준물질로, 총 플라보노이드 함량은 (+) − catechin을 기준물질로 측정하였다. 선씀바귀에 함유되어 있는 ISW와 ISE의 총 페놀 함량은 각각 3.18 mg GAE/g, 27.46 mg GAE/g으로 ISE가 ISW보다 9배 정도 많았다. 선씀바귀 추출물의 플라보노이드 함량도 각각 0.
양성대조군인 acarbose 1 mg/mL과 비교하였을 때 acarbose는 99% 억제효과를 보였으며 ISW 1 mg/mL는 39% 억제하였고 ISE 1 mg/mL는 75%의 α-glucosidase 저해 활성을 나타냈다.

양성대조군인 acarbose 1 mg/mL과 비교하였을 때 acarbose는 99% 억제효과를 보였으며 ISW 1 mg/mL는 39% 억제하였고 ISE 1 mg/mL는 75%의 α-glucosidase 저해 활성을 나타냈다.
에틸아세테 이트 분획물에서 90.56%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 88.67%, 물 28.30% 순으로 나타나 대표적인 α-glucosidase 저해제인 acarbose가 나타내는 활성 (85%)보다 높게 나타났다.

에틸아세테 이트 분획물에서 90.56%로 가장 높았고 그 다음은 부탄올 88.67%, 물 28.30% 순으로 나타나 대표적인 α-glucosidase 저해제인 acarbose가 나타내는 활성 (85%)보다 높게 나타났다.
추출방법에 따른 선씀바귀의 ISW와 ISE 수율은 각각 35.4%와 34.3%로 두 용매 간에 유의적인 차이는 없었다.

89 mg CAE/g로 ISE가 ISW보다 20배 정도 높게 나타났다 (Table 1). 추출방법에 따른 선씀바귀의 ISW와 ISE 수율은 각각 35.4%와 34.3%로 두 용매 간에 유의적인 차이는 없었다.
페놀성 화합물의 농도가 높을수록 자유 라디칼의 소거능이 높아지며 유기용매가 혼합되어 있는 경우 페놀성 물질의 용출이 더 용이하다는 이상의 결과들로 미루어 볼 때 본 연구에서도 페놀 화합물이 DPPH 라디칼 소거활성을 높이는데 영향을 미친 것으로 판단된다.

Kang 등 [27], Shin과 Lee [28]는 에탄올 추출물이 물과 유기용매의 적절한 혼합에 의해 페놀성 화합물의 용출이 많고 이들 페놀 화합물이 DPPH 라디칼 소거활성을 높이는데 영향을 미친다고 하였다. 페놀성 화합물의 농도가 높을수록 자유 라디칼의 소거능이 높아지며 유기용매가 혼합되어 있는 경우 페놀성 물질의 용출이 더 용이하다는 이상의 결과들로 미루어 볼 때 본 연구에서도 페놀 화합물이 DPPH 라디칼 소거활성을 높이는데 영향을 미친 것으로 판단된다.
항산화제로 잘 알려진 AA을 양성 대조군으로 하 여 분석한 결과 대조구인 AA의 DPPH IC50값은 5.91 µg/mL이었으며, ISW와 ISE의 DPPH IC50값 은 각각 2,099 µg/mL, 96.3 µg/mL로 나타났다 (p < 0.05).

항산화제로 잘 알려진 AA을 양성 대조군으로 하 여 분석한 결과 대조구인 AA의 DPPH IC50값은 5.91 µg/mL이었으며, ISW와 ISE의 DPPH IC50값 은 각각 2,099 µg/mL, 96.3 µg/mL로 나타났다 (p < 0.05).

후속연구

ISE의 에틸아세테이트 분획물이 대표적인 당뇨병 치료제인 acarbose가 나타내는 억제효과보다 높게 나타남에 따라 에틸아세테이트와 부탄올 분획물을 활용한 혈당강하 기능성제품 개발의 근거가 될 것으로 판단된다.

α-glucosidase inhibitor 작용기전은 소장에서 이당류를 단당류로 분해하여 탄수화물 소화 및 흡수를 저해함으로써 식후 혈당을 감소시키며, 항당뇨 기능성 천연물은 기존 약물들이 갖고 있는 저혈당 현상, 간 독성유발, 베타세포 기능 저하 등의 부작용을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다 [35]. ISE의 에틸아세테이트 분획물이 대표적인 당뇨병 치료제인 acarbose가 나타내는 억제효과보다 높게 나타남에 따라 에틸아세테이트와 부탄올 분획물을 활용한 혈당강하 기능성제품 개발의 근거가 될 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 앞으로 이와 관련한 추가적 연구 및 구체적인 성분 분석이 이루어져야 할 것이다.
뿐만 아니라 앞으로 이와 관련한 추가적 연구 및 구체적인 성분 분석이 이루어져야 할 것이다.

ISE의 에틸아세테이트 분획물이 대표적인 당뇨병 치료제인 acarbose가 나타내는 억제효과보다 높게 나타남에 따라 에틸아세테이트와 부탄올 분획물을 활용한 혈당강하 기능성제품 개발의 근거가 될 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 앞으로 이와 관련한 추가적 연구 및 구체적인 성분 분석이 이루어져야 할 것이다.
향후 구체적인 성분 분석과 과학적 효능 규명으로 선씀바귀 성분과 소화효소 억제 작용 기전의 유의적 관계 등에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.

따라서 이러한 결과를 종합하여 보면 ISE의 폴리페놀, 특히 플라보노이드 함량이 높아 ISW에 비해 항산화 및 소화효소 저해 활성이 뛰어난 성분들을 많이 함유하고 있는 것으로 판단된다. 향후 구체적인 성분 분석과 과학적 효능 규명으로 선씀바귀 성분과 소화효소 억제 작용 기전의 유의적 관계 등에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.

저자의 다른 논문

이은영(2) 서경혜(18) 김동휘(50) 박춘근(59) 김형돈(25)

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선씀바귀 추출물의 항산화 및 항당뇨 효과 Journal of nutrition and health v.53 no.3 , 2020년, pp.244 - 254 지윤정 (농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 이은영 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 이지연 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 서경혜 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 김동휘 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 박춘근 ( 농촌진흥청 인삼특작부 ) ; 김형돈 ( 농촌진흥청 인삼특작부)

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