[논문]백모근 추출물의 유리아미노산 및 Phenolic acid와 Flavonoids 조성 및 함량

이순숙; 이근광

doi:10.14400/jdc.2020.18.7.397

백모근 추출물의 유리아미노산 및 Phenolic acid와 Flavonoids 조성 및 함량
Composition and Contents of Free Amino Acids and Phenolic Acid and Flavonoids of Imperata cylindrica Beauvois var. koenigii Root extracts 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.18 no.7, 2020년, pp.397 - 403

이순숙 (동방문화대학원대학교 자연치유학과) , 이근광 (고구려대학교 미용관광복지과)

초록
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이 연구에서는 백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물의 유리아미노산과 유도체, phenolic acid와 flavonoid의 조성 및 함량을 분석하였다. 연구의 목적은 추출물에 대한 기조자료를 확보하고, 기능성화장품과 기능성식품 성분으로서의 활용 가능성을 확인하고자 하는 것이다. 유리아미노산은 열수 추출물 15종, 95% 에탄올 추출물 9종이 나타났다. 단백질 비구성 아미노산 유도체는 열수 추출물 5종, 95% 에탄올 추출물 4종이 나타났다. 총 polyphenol은 열수 추출물 116.50 ± 0.06 mg%, 95% 에탄올 추출물 140.10 ± 0.04 mg%이었다. 총 flavonoid 함량은 열수 추출물 31.80 ± 0.03 mg%, 95% 에탄올 추출물 43.90 ± 0.05 mg%로 나타났다. Phenolic acid는 열수 추출물 5종, 95% 에탄올 추출물 6종이 나타났다. Flavonoid는 열수 추출물의 경우 나타나지 않았으나, 95% 에탄올 추출물은 taxifolin 1종이 나타났다. 따라서 이상과 같은 결과들로 볼 때 백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물은 코스메슈티컬, 뉴트리코스메틱 및 기능성식품 성분으로서의 활용 가치가 있을 것으로 사료되어진다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the free amino acid and derivatives and phenolic acid and flavonoid compositions and contents of hot water and 95% ethanol extracts of Imperata cylindrica Beauvois var. koenigii root. The purpose of this study is to obtain basic data and to confirm their applicability as functional cosmetic and functional food ingredients on extracts. 15 kinds and 9 kinds of free amino acids were detected in both extracts, respectively. 5 kinds and 4 kinds of protein free-amino acid derivatives were detected in both extracts, respectively. Total phenol contents were 116.50 ± 0.06 and 140.10 ± 0.04 mg% in both extracts, respectively. The total flavonoid contents were 31.80 ± 0.03 and 43.90 ± 0.05 mg% in both extracts, respectively. 5 kinds and 6 kinds of phenolic acids were detected in both extracts, respectively. In the case of flavonoid analysis, no flavonoid compound was detected in the hot water extract while taxifolin was identified in the 95% ethanol extract. Based on the above results, the hot water and 95% ethanol extracts of I. cylindrica Beauvois var. koenigii root are rich in free amino acids, amino acid derivatives, phenolic acids and flavonoids which confirm their potential for applications in cosmeceuticals, nutricosmetics formulations and functional foods.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Free amino acids composition and contents of I. cylindrica Beauvois var. koenigii root extracts.
표 Table 2. Composition and contents of amino acid derivatives of I. cylindrica Beauvois var. koenigii root extracts.
표 Table 3. Total polyphenol and flavonoid contents(mg%) of I. cylindrica Beauvois var. koenigii root extracts.
표 Table 4. Composition and contents(㎍/g) of phenolic acid and flavonoids isolated from I. cylindricaBeauvois var. koenigii root extracts.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이 연구에서는 백모근 추출물에 대한 기초자료를 확보하고, 또한 코스메슈티컬(cosmeceuticals)과 뉴트리코스메틱 성분으로의 활용가능성을 조사하고자 유리 아미노산과 그 유도체, 총 polyphenol과 flavonoid 함량, phenolic acid와 flavonoid의 조성 및 함량을 분석 하였기에 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

Phenolic acid와 flavonoid 조성 및 함량을 분석하기 위한 시료의 열수 추출물은 시료 1 g에 증류수 30 ㎖ 을 넣고 100℃에서 1시간동안 추출 한 후 동결·건조하여 사용하였다. 95% 에탄올 추출물은 시료 1 g을 95% 에탄올 30 ㎖l에 넣고 초음파 처리기(Ewtown, CT U.S.A)로 30분 동안 초음파 처리하여 2회 추출하였다. 다음, 5,000 rpm에서 20분간 원심분리 한 후 상등액을 여과한 다음, 회전·감압농축기(Eyela Co.
백모근 시료의 내용물을 추출하기 위하여 열수 추출은 백모근 시료 10 g을 300 ㎖ 증류수에 넣고 100℃에서 1시간 추출하였다. 95% 에탄올 추출물은 시료 10 g을 95% 에탄올 300 ㎖ 에 넣고 실온에서 하루 동안 추출하였으며, 각각 2회 추출하였다. 다음 추출물은 원심분리 (5,000 rpm, 20 min, 4℃)하여 상등액을 여과지 (Whatman No.
25 ㎛)로 여과하여 분석용 시료로 사용하였다. Phenolic acid와 flavonoid 조성 및함량분석은 HPLC(high performance liquid chromatography)기기를 사용하여 분석 하였고, HPLC 는 Sycam(Germany)사의 S2100 pump, S5200 auto sampler와 S3210 photo-diode array(PDA)의 검출기를 사용하였다. Column은 Waters사의 sunfire ODS C 18 (4.
백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물의 phenolic acid와 flavonoids의 조성 및 함량을 분석하기 위해 13 개의 표준물질과 비교하여 분리·동정한 phenolic compounds와 flavonoids의 조성 및 함량은 Table 4 와 같다.
유리아미노산과 아미노산 유도체의 조성 및 함량분석은 시료 1 g을 증류수 30 ㎖에 넣고 100℃에서 1시간 추출하였으며, 95% 에탄올 추출물은 시료 1 g을 95% 에탄올 30 ㎖에 넣고, 30분 동안 초음파기(Ewtown, CT, U.S.A)로 초음파 처리하여 2회 추출한 후, 5,000 rpm으로 20분간 원심분리 하였다. 다음, 열수 추출물의 상등액은 –70℃에서 동결한 후, 동결·건조기에서 동결·건조하였고, 95% 에탄올 추출물은 45℃ 항온수조(Eyela Co.
,의 방법 [25]에 준하였다. 이때 총 polyphenol 함량을 계산하기 위하여 표준곡선 작성에는 catechol을 사용하였고, 함량은 catechol (mg%/100 ㎖) 양으로 환산하였다. 또한 총 flavonoid 함량의 표준곡선은 rutin을 사용하였으며, 함량은 rutin(mg%/100 ㎖) 양으로 환산하였다.

대상 데이터

백모근(Imperata cylindrica Beauvois var. koenigii) 은 2017년 4월 채집하여 식물분류 전문가로부터 동정 받았으며, 응달에 건조 시킨 후, 파쇄기로 파쇄하고 분말화 하여 사용하였다.
SB-651, Japan)에서 감압·농축시켰다. 분석 시료는 각각 HPLC분석용 메탄올에 용해 하고, membrane filter(0.25 ㎛)로 여과하여 분석용 시료로 사용하였다. Phenolic acid와 flavonoid 조성 및함량분석은 HPLC(high performance liquid chromatography)기기를 사용하여 분석 하였고, HPLC 는 Sycam(Germany)사의 S2100 pump, S5200 auto sampler와 S3210 photo-diode array(PDA)의 검출기를 사용하였다.

데이터처리

일부 실험은 3회 반복 실시한 후, 평균치 ± 표준편차(standard division, SD)를 구하였다.

이론/모형

Column은 Waters사의 sunfire ODS C 18 (4.6 × 250 mm, i.d. 5 ㎛)와 C 18 guard column(4.6 × 20 mm, i.d. 5 ㎛)을 사용하였으며, 기기 조건은 Lee et al., 의 방법[24]에 준하였다.
25 ㎛)로 여과한 후, 분석용 시료로 사용하였다. 유리아미노산 및 유도체 HPLC 분석은 Lee et al., 의 방법[24]으로 분석하였다.
총 polyphenol과 flavonoid 함량을 측정하기 위해서 polyphenol은 각각의 추출물 0.5 ㎖을, flavonoid는 0.1 ㎖을 사용하였으며, 분석방법은 Kim et al.,의 방법 [25]에 준하였다. 이때 총 polyphenol 함량을 계산하기 위하여 표준곡선 작성에는 catechol을 사용하였고, 함량은 catechol (mg%/100 ㎖) 양으로 환산하였다.

성능/효과

95% 에탄올 추출물의 phenolic acid는 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, ρ-coumaric acid, t-cinnamic acid로 총 6종이 확인되었다.
95% 에탄올 추출물의 유리아미노산은 총 9종이었고, 총 유리 아미노산 함량은 0.57 mg/g으로 나타났으며, alanine 이 0.18 mg/g으로 가장 많이 존재하였고, 다음으로는 serine > glutamic acid 순이었다.
05 mg%로 나타났다. Phenolic acid와 flavonoids의 조성 및 함량 분석에서 phenolic acid의 경우 열수 추출물에서는 5종, 95% 에탄올 추출물에서는 6종이 나타났다. Flavonoid 는 열수 추출물에서 나타나지 않았으나, 95% 에탄올 추출물에서는 taxifolin 1종이 나타났다.
21 mg/g 순이었다. 그러나 95% 에탄올 추출물은 4종이 존재하였고, 총 함량은 0.48 mg/g 이었으며, 이중 ɑ-Aminoadipic acid와 carnosine이 각각 0.15 mg/g으로 가장 많았고, 다음으로 ɤ-Aminobutyric acid가 0.09 mg/g 인 것으로 나타났다.
그러나 flavonoid의 조성과 함량은 열수 추출물에서는 확인되지 않았고, 95% 에탄올 추출물은 1종의 taxifolin이 3.28 ㎍/g 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근 열수와 95% 에탄올 추출물은 chlorogenic acid와 gallic acid 등의 다양한 종류의 항산화 물질을 함유하고 있어 생체 내 과산화지질 생성억제효과, 콜레스테롤생합성 억제효과, 항암효과, 고혈압 당뇨병예방, 간 보호 및 항산화 효과 등[31, 32] 이 있을 것으로 사료되어진다.
28 ㎍/g 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근 열수와 95% 에탄올 추출물은 chlorogenic acid와 gallic acid 등의 다양한 종류의 항산화 물질을 함유하고 있어 생체 내 과산화지질 생성억제효과, 콜레스테롤생합성 억제효과, 항암효과, 고혈압 당뇨병예방, 간 보호 및 항산화 효과 등[31, 32] 이 있을 것으로 사료되어진다.
따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근 추출물의 유리아미노산 함량은 열수 추출물이 95% 에탄올 추출물에서 보다 약 4배 많은 것으로 나타났으며, 필수 아미노산의 종류와 함량에서도 열수와 95% 에탄올 추출물에서는 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 백모근 추출물은 다양한 종류의 유리아미노산을 함유하고 있는 것으로 나타났다.
05 mg% 이었다. 따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근 추출물의 총 polyphenol 및 flavonoid 함량은 열수에서 보다는 95% 에탄올 추출물에서 더 많은 것으로 나타나 추출 용매에 따라서 차이가 있음을 알 수 있다.
따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근의 단백질 비구성 아미노산 유도체는 열수 추출물이 95% 에탄올 추출물에서 보다 약 0.6배 더 많은 것으로 나타났으며, 또한 추출용매에 따라서 성분 및 함량은 다르게 나타남을 알수 있다. 더불어 백모근 추출물에는 ɤ-Aminobutyric acid를 함유하고 있어 뇌기능촉진, 비만억제 및 혈압조절효과도 있을 것으로 사료된다.
유리아미노산은 열수 추출물의 경우 15종이 나타났으며, 95% 에탄올 추출물에서는 9종이 나타났다. 또한 단백질 비구성 아미노산 유도체는 열수 추출물에서 5종이 나타났으며, 95% 에탄올 추출물에서는 4종이 나타났다. 총 polyphenol은 열수 추출물에서 116.
따라서 이와 같은 결과로 볼 때 백모근 추출물의 유리아미노산 함량은 열수 추출물이 95% 에탄올 추출물에서 보다 약 4배 많은 것으로 나타났으며, 필수 아미노산의 종류와 함량에서도 열수와 95% 에탄올 추출물에서는 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 백모근 추출물은 다양한 종류의 유리아미노산을 함유하고 있는 것으로 나타났다.
18 mg/g으로 가장 많이 존재하였고, 다음으로는 serine > glutamic acid 순이었다. 또한 이들 유리아미노산 중 필수아미노산은 5종이 존재하였으며, 총 0.18 mg/g이었고, 이중 threonine이 가장 많이 존재하였으나, methionine, phenylalanine, lysine은 존재하지 않았다.
백모근 열수 추출물의 phenolic acid는 총 5종 으로 gallic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, ferulic acid, ρ-coumaric acid로 동정되었다.
백모근의 단백질 비구성 아미노산 유도체의 조성 및함량은 Table 2에서 보는 바와 같다. 백모근의 열수 추출물은 5종의 단백질 비구성 아미노산 유도체가 존재하였으며, 총 함량은 0.75 mg/g이었고, 이중 carosine 0.33 mg/g으로 가장 많이 존재하였으며, 다음으로는 ɤ-Aminobutyric acid 0.21 mg/g 순이었다. 그러나 95% 에탄올 추출물은 4종이 존재하였고, 총 함량은 0.
백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물의 총 polyphenol 과 flavonoid 함량은 Table 3에서 보는 바와 같이 열수 추출물의 총 polyphenol 함량은 116.50 ± 0.06 mg% 이었고, 95% 에탄올 추출물은 140.10 ± 0.04 mg% 이었다.
열수 추출물의 경우 유리아미노산은 총 15종이 확인 되었으며, 총 유리아미노산 함량은 2.39 mg/g이었다. 이중 serine이 0.
백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물의 일부 유리아미 노산과 아미노산 유도체의 조성 및 함량, 총 polyphenol과 flavonoid 함량, phenolic acid와 flavonoid의 조성 및 함량을 분석한 결과는 다음과 같다. 유리아미노산은 열수 추출물의 경우 15종이 나타났으며, 95% 에탄올 추출물에서는 9종이 나타났다. 또한 단백질 비구성 아미노산 유도체는 열수 추출물에서 5종이 나타났으며, 95% 에탄올 추출물에서는 4종이 나타났다.
, [31]은 3-5년생 대나무 (왕대)의 추출방법을 달리한 추출물의 화학성분 및 생리 활성을 연구한 결과 polyphenol 성분은 catechin, chlorogenic acid, caffeic acid, 3-hydroxybenzoic acid, ferulic acid의 5종이 확인되었다고 하였으며, 이들 polyphenol 성분들 중에는 3-hydroxybenzoic acid와 catechin이 주를 이루었고, 3-hydroxybenzoic acid와 catechin은 추출방법과 상관없이 높게 나타났다고 하였다. 이 연구에서도 chlorogenic acid, caffeic acid, ferulic acid가 검출되어 대나무(왕대)와 같은 성분이 일부 존재하였고, 또한 이 연구결과 에서도 열수와 95% 에탄올 추출물에서 phenolic acid와 flavonoid 조성 및 함량에 있어서 차이를 나타내어 phenolic compounds의 성분 및 함량은 추출용매에 따라서 상당히 달라지는 것을 알 수 있다.
39 mg/g으로 가장 많았고, 다음으로는 alanine > aspartic acid 순이었다. 이들 유리아미노산중 필수아미노산은 8종이 존재하였고, 총 0.98 mg/g이 었으며, 이중 threonine이 가장 많이 존재하였다. 95% 에탄올 추출물의 유리아미노산은 총 9종이었고, 총 유리 아미노산 함량은 0.
총 flavonoid 함량은 열수 추출물 31.80 ± 0.03 mg% 이었고, 95% 에탄올 추출물은 43.90 ± 0.05 mg% 이었다.
총 flavonoid 함량은 열수 추출물에서 31.80 ± 0.03 mg%, 95% 에탄올 추출물에서는 43.90 ± 0.05 mg%로 나타났다.
총 polyphenol은 열수 추출물에서 116.50 ± 0.06 mg%이었고, 95% 에탄올 추출물은 140.10 ± 0.04 mg%로 나타났다.

후속연구

또한 95% 에탄올 추출물은 열수 추출물에서 보다도 높은 flavonoid 함량과 다양한 종류의 phenolic compounds 성분들을 함유하고 있어, 천연 항산화제 등으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 백모근을 열수와 95% 에탄올 추출과 같은 서로 다른 용매를 사용하여 각각 추출 한 후, 이것들을 혼합하여 사용 할 경우 생리활성 기능은 더욱 향상 되어질 것으로 사료되어지며, 또한 이를 활용한 피부미용 기능성화장품 성분으로서 또는 뉴트리코스메틱 원료 및 기능성식품으로서의 개발 및 활용은 어느 정도 가치가 있을 것으로 판단되나, 실용화하기 위해서는 좀 더 다양한 측면에서 지속적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.
따라서 이 연구의 결과 전반을 종합해 볼 때 백모근 열수 추출물은 95% 에탄올 추출물 보다 유리아미노산과 유도체 및 polyphenol 함량이 높게 나타나 피부에 대한 보습 및 노화예방에 따른 화장품 및 식품으로서의 개발및 활용 할 경우가치가 있을 것으로 판단된다. 또한 95% 에탄올 추출물은 열수 추출물에서 보다도 높은 flavonoid 함량과 다양한 종류의 phenolic compounds 성분들을 함유하고 있어, 천연 항산화제 등으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
Flavonoid 는 열수 추출물에서 나타나지 않았으나, 95% 에탄올 추출물에서는 taxifolin 1종이 나타났다. 따라서 이상과 같은 결과들로 볼 때 백모근의 열수와 95% 에탄올 추출물은 유리 아미노산과 아미노산 유도체 및 phenolic compounds을 함유하고 있어 코스메슈티컬 화장품 성분 및 뉴트리코스메틱 원료, 기능성 식품으로서의 활용 가치가 있을 것으로 사료된다.
따라서 이 연구의 결과 전반을 종합해 볼 때 백모근 열수 추출물은 95% 에탄올 추출물 보다 유리아미노산과 유도체 및 polyphenol 함량이 높게 나타나 피부에 대한 보습 및 노화예방에 따른 화장품 및 식품으로서의 개발및 활용 할 경우가치가 있을 것으로 판단된다. 또한 95% 에탄올 추출물은 열수 추출물에서 보다도 높은 flavonoid 함량과 다양한 종류의 phenolic compounds 성분들을 함유하고 있어, 천연 항산화제 등으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 백모근을 열수와 95% 에탄올 추출과 같은 서로 다른 용매를 사용하여 각각 추출 한 후, 이것들을 혼합하여 사용 할 경우 생리활성 기능은 더욱 향상 되어질 것으로 사료되어지며, 또한 이를 활용한 피부미용 기능성화장품 성분으로서 또는 뉴트리코스메틱 원료 및 기능성식품으로서의 개발 및 활용은 어느 정도 가치가 있을 것으로 판단되나, 실용화하기 위해서는 좀 더 다양한 측면에서 지속적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.
이처럼 각종 식물 추출물들에는 다양한 종류의 아미노산이 함유되어있어 화장품 원료로서 또는 뉴트리코스메틱의 원료로의 사용 가능성이 있는 것으로 사료된다. 또한 이들 아미노산은 보습력과 보습유지 효과 및 비타민 C와 유사한 TIMP-1 발현량을 증가시켜 주름 예방 및 개선에 효과가 있는 것으로 알려져 있어[28] 백모근 추출물도 이 분야에 활용한다면 좋은 피부미용 기능성 화장품원료 성분이 될 수 있을 것으로 사료되어진다.

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I. O, Ju, G. T. Jung, J. Ryu, J. K, Choi & Y. G. Choi. (2005). Chemical components and physiological activities of bamboo(Phyllostachys banbusoides Starf) extracts prepared with different methods. Kor. J. Food Sci. Technol. 37(4), 542-54.
J. Bouayed, H. Rammal, A. Dicko, C. Younos & R. Soulimani. (2007). Chlorogenic acid, a polyphenol from Prunus domestica, with coupled anxiolytic and antioxidant effects. J. Neurolo. Sci. 262(1), 77-84.

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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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