[논문]왕벚나무 껍질의 에탄올 추출물과 용매 분획물의 항산화활성 비교

주신윤

doi:10.9721/kjfst.2020.52.4.350

왕벚나무 껍질의 에탄올 추출물과 용매 분획물의 항산화활성 비교
Comparison of Prunus yedoensis Matsumura bark ethanol extract and solvent fraction antioxidant activities 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.4, 2020년, pp.350 - 356

주신윤 (대진대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물과 분획물의 항산화물질 및 항산화활성을 측정하였다. 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 총 페놀 함량은 ethyl acetate 분획물이 496.80 mg GAE/g으로 가장 높았고, 총 플라보노이드 함량은 7.26-265.52 mg RE/g으로 ethyl acetate 분획물이 가장 높게 나타났다. 프로안토시아니딘 함량은 ethyl acetate, n-buthanol, ethanol, dichloromethane, water, n-hexane 순으로 높았다. DPPH, ABTS⁺, superoxide^- 라디칼 소거능 및 환원력은 ethyl acetate 분획물의 활성이 가장 좋았고, 아질산염 소거능에서는 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈다. 반면에 n-hexane과 water 분획물은 항산화물질의 함량이 낮고 항산화활성이 다른 시료에 비해 낮게 측정되었다. 따라서 왕벚나무 껍질 ethyl acetate 분획물은 항산화물질이 풍부하고 높은 항산화활성을 나타내어 천연 항산화제로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the antioxidant compounds and activities of Prunus yedoensis Matsumura bark (PYMB) ethanol extracts (EE) and various other fractions. Among them, the highest total phenol content was 496.80 mg gallic acid equivalent/g in the ethyl acetate fractions (EAF). The flavonoid contents were 7.26-265.52 rutin equivalent mg/g, with the EAF showing the highest levels. The highest proanthocyanidin content was determined to be 326.31 catechin equivalent mg/g in the EAF and the remaining values in descending order were as follows: n-butanol, ethanol, dichloromethane, water, and n-hexane. EAF exhibited the highest DPPH, ABTS+, superoxide- radical scavenging activities, and reducing power, whereas the nitrite scavenging activities were the highest in the case of the EE. The n-hexane and water fraction antioxidant compounds and activities were lower than those of the other fractions. In summary, these results suggest that the PYMB EAF is a potential source of natural antioxidants.

주제어

표/그림 (5)

$Fig. 1. Total phenol content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.$ 그림 Fig. 1. Total phenol content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.
$Fig. 2. Total flavonoid content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.$ 그림 Fig. 2. Total flavonoid content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.
$Fig. 3. Proanthocyanidin content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.$ 그림 Fig. 3. Proanthocyanidin content of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura bark.
$Table 1. IC<sub>50</sub> values for antioxidant activities of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura$ 표 Table 1. IC₅₀ values for antioxidant activities of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura
$Table 2. Reducing power of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura$ 표 Table 2. Reducing power of different fractions from ethanol extracts of Prunus yedoensis Matsumura

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 한의학이나 민간의학에서 오랜 시간 사용되어온 왕벚나무 껍질을 이용하여 에탄올로 추출한 후 용매 분획하여 각 추출물의 항산화물질 및 항산화활성을 측정함으로써 천연 항산화제로써의 이용 가능성을 검토하고자 하였다.

가설 설정

2)Data are means±standard deviation.

제안 방법

에탄올 추출물 분말에 증류수를 넣고 용해시킨 후 동량의 n-hexane과 혼합하여 n-hexane 분획물을 얻고, 남은 증류수층을 이용하여 dichloromethane, ethyl acetate, n-butanol, water 순으로 분획물을 얻었다. 각 분획물은 감압농축하여 동결건조한 후 항산화물질 및 항산화 활성 측정용 시료로 사용하였다.
이 용액에 증류수를 넣어 최종부피 10 mL를 만들고 37℃에서 60분간 반응시켰다. 반응액 1 mL에 2% acetic acid 5 mL와 griess 시약 0.4 mL를 혼합하여 15분간 반응시킨 후 흡광도(520 nm, WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였으며, 다음의 계산식에 의해 결과를 산출하였다. 아질산염 소거능은 대조군에 대해 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도(IC₅₀)로 값을 나타냈다.
5×10⁻⁴ M)을 넣고 혼합한 후 30분간 암반응시켰다. 반응액은 517 nm에서 흡광도(WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였으며 다음의 계산식에 의해 결과를 산출하였다. DPPH 라디칼 소거능은 대조군에 대해 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도(IC₅₀)로 값을 나타냈다.
02가 되도록 조정한 후 실험에 사용하였다. 시료 0.1 mL에 ABTS 용액 0.9 mL를 가하여 6분 동안 반응 시킨 후 흡광도(734 nm, WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였으며, 다음의 계산식에 의해 결과를 산출하였다. ABTS⁺ 라디칼 소거능은 대조군에 대해 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도(IC₅₀)로 값을 나타냈다.
여기에 300 µL의 1 N Sodium carbonate (Na2CO3)를 넣고 2시간 동안 암반응시킨 후 725 nm에서 흡광도(WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였다.
연구에서는 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물과 분획물의 항산화물질 및 항산화활성을 측정하였다. 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 총 페놀 함량은 ethyl acetate 분획물이 496.
4)를 넣어 최종부피 3 mL를 맞추어준다. 이 혼합액에 PMS (60 M) 0.75 mL를 가하여 5분 동안 방치한 후 흡광도(560 nm, WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였으며, 다음의 계산식에 의해 결과를 산출하였다. Superoxide⁻ 라디칼 소거능은 대조군에 대해 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도(IC₅₀)로 값을 나타냈다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 왕벚나무 껍질은 서울 경동시장에서 구입하여 미세 분쇄한 후 시료로 사용하였다. 항산화물질 및 항산화활성 측정에 사용한 Folin & Ciocalteau’s reagent, DPPH (1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ascorbic acid 등은 Sigma-Aldrich사(St.
항산화물질 및 항산화활성 측정에 사용한 Folin & Ciocalteau’s reagent, DPPH (1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ascorbic acid 등은 Sigma-Aldrich사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였고, 그 외 시약 1급을 사용하였다.

데이터처리

2)Different superscripts in a column (A-F) and row (a-d) indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
3)Different superscripts (a-f) in a column indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
Different superscripts (a-f) on the bar charts indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
본 연구의 결과는 3회 이상 반복 실험하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 통계처리는 SPSS 25.0 (IBM Inc., Armonk, NY, USA)을 이용하였다. 유의성 검증을 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 유의적 차이가 있는 항목은 Duncan’s multiple range test (p<0.
유의성 검증을 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 유의적 차이가 있는 항목은 Duncan’s multiple range test (p<0.05)를 이용하여 사후검정을 하였다.

이론/모형

ABTS⁺ 라디칼 소거능은 Re 등(1999)의 방법에 준하여 측정하였다. ABTS (7 mM)에 potassium persulfate (2.
DPPH 라디칼 소거능은 Lee 등(2007)의 방법에 준하여 측정하였다. 4 mL의 시료액에 1 mL의 DPPH 용액(1.
Superoxide− 라디칼 소거능은 Zhao 등(2006)의 방법에 준하여 측정하였다.
아질산염 소거능은 Kato 등(1987)의 방법에 준하여 측정하였다. 시료 1 mL와 NaNO₂ 용액(1 mM) 1 mL를 혼합한 후 pH 1.
총 페놀 함량은 Kumaran와 Karunakaran (2007)의 방법에 준하여 측정하였다. 150 µL의 시료액과 2400 µL의 증류수, 150 µL의 2 N Folin-Ciocalteu reagent를 혼합하여 3분간 방치하였다.
총 플라보노이드 함량은 Um와 Kim (2007)의 방법에 준하여 측정하였다. 1 mL의 시료액과 10 mL의 90% diethylenglycol, 1 mL의 1 N NaOH를 혼합하여 37℃에서 1시간 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도(WKSP-2000UV, Woongki, Seoul, Korea)를 측정하였다.
프로안토시아니딘 함량은 Price 등(1980)의 방법에 준하여 측정하였다. 0.
환원력은 Oyaizu (1986)의 방법에 준하여 측정하였다. 시료 2.

성능/효과

왕 벚나무 껍질 분획물 중 n-hexane 및 dichloromethane의 IC₅₀값은 1,000 µg/mL 이상으로 나타나 활성이 높지 않음을 알 수 있었다 . DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거능에서 water 분획물은 가장 낮은 활성을 보였지만 superoxide^- 라디칼 소거능에서는 n-hexane과 dichloromethane에 비해 높은 활성을 보였다. 양성대조군으로 사용된 tannic acid의 IC₅₀값은 46.
DPPH, ABTS+, superoxide− 라디칼 소거능 및 환원력은 ethyl acetate 분획물의 활성이 가장 좋았고, 아질산염 소거능에서는 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈다.
09 µg/mL로 나타났다. Ethyl acetate 분획물은 앞선 실험에서 항산화물질(총 페놀, 총 플라보노이드, 프로안토시아니딘)이 가장 높게 나타났으며, DPPH, ABTS⁺ 및 superoxide라디칼 소거능에서도 가장 좋은 효능을 보였다. 그러나 아질산염 소거능의 경우, 에탄올 추출물이 ethyl acetate 분획물에 비해 높은 소거능을 나타내어 이전 결과와는 다른 경향을 보여주었다.
2%의 소거능을 나타내어 왕벚나무 껍질 ethyl acetate 분획물의 활성이 이들에 비해 높게 나타났다. Ethyl acetate와 n-buthanol 분획물은 총 페놀, 총 플라보노이드, 프로안토시아니딘 함량 측정 결과에서 가장 높은 수치를 나타냈다. 이들 항산화물질의 항산화력에 의해 두 분획물의 superoxide^- 라디칼 소거능 또한 높게 측정된 것으로 사료된다.
모든 시료가 농도에 비례하여 증가하는 경향을 나타냈으나, ethyl acetate 분획물의 경우 500, 1,000 µg/mL에서 같은 활성을 보여주었다(p<0.05).
Jeong 등(2019)은 마치현 뿌리 추출물이 높은 DPPH 라디칼 소거능을 나타낸 것은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량에 의한 결과라고 보고하였다. 본 연구 결과에서도 항산화물질(총 페놀, 총 플라보노이드 및 프로안토시아니딘) 함량이 가장 높았던 ethyl acetate 분획물이 가장 높은 DPPH 라디칼 소거능을 나타냈고, 항산화물질의 함량이 낮았던 n-hexane, water 분획물이 낮은 활성을 나타내어 항산화물질이 DPPH 라디칼 소거능에 영향을 준 것으로 사료된다.
분획물 중 n-hexane과 water은 IC50값이 1,000 µg/mL 이상으로 나타나 아질산염 소거능이 낮은 것을 알 수 있었다.
양성대조군으로 사용된 tannic acid의 IC50값은 46.88 µg/mL으로 에탄올 추출물의 활성과 유사하였고, ethyl acetate와 n-buthanol 분획물은 양성대조군에 비해 높은 활성을 나타냈다(p<0.05).
양성대조군으로 사용된 trolox와 catechin은 각각 13.51, 64.65 µg/mL으로 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 활성에 비해 높은 활성을 나타냈다(p<0.05).
왕 벚나무 껍질 분획물 중 n-hexane 및 dichloromethane의 IC50값은 1,000 µg/mL 이상으로 나타나 활성이 높지 않음을 알 수 있었다 .
왕벚나무 껍질 분획물의 총 페놀 함량은 ethyl acetate가 496.80 mg GAE/g으로 가장 높았고, n-buthanol은 293.67 mg GAE/g, dichloromethane은 90.93 mg GAE/g, n-hexane은 19.36 mg GAE/g, water는 9.90 mg GAE/g 순으로 나타났다(p<0.05).
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 ABTS+ 라디칼 소거능은 ethyl acetate, n-buthanol, ethanol, dichloromethan, n-hexane, water 순으로 높게 나타났으며, 각각 24.61, 46.85, 55.05, 183.99, 366.11, 677.86 µg/mL의 IC50값을 보여주었다(p<0.05).
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 아질산염 소거능은 ethanol, ethyl acetate, n-buthanol, dichloromethane 순으로 높게 나타났으며(p<0.05), IC50값은 각각 167.94, 267.73, 280.00, 441.09 µg/mL로 나타났다.
연구에서는 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물과 분획물의 항산화물질 및 항산화활성을 측정하였다. 왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 총 페놀 함량은 ethyl acetate 분획물이 496.80 mg GAE/g으로 가장 높았고, 총 플라보노이드 함량은 7.26-265.52 mg RE/g으로 ethyl acetate 분획물이 가장 높게 나타났다. 프로안토시아니딘 함량은 ethyl acetate, n-buthanol, ethanol, dichloromethane, water, n-hexane 순으로 높았다.
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 총 플라보노이드 함량은 7.26-265.52 mg RE/g으로 측정되어 ethyl acetate 분획물이 가장 높았고 그 다음으로 에탄올 추출물, n-buthanol 분획물의 함량이 높게 나타났다(p<0.05).
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물 및 분획물의 환원력 측정 결과, 대부분의 농도에서 ethyl acetate 분획물이 가장 높은 흡광도를 나타냈다(p<0.05).
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물의 IC50값은 43.39 µg/mL, 왕벚나무 껍질 분획물은 ethyl acetate, n-buthanol, water이 각각 14.11, 23.16, 443.06 µg/mL로 나타나 ethyl acetate와 n-buthanol 분획물은 에탄올 추출물의 활성보다 높게 측정되었다(p<0.05).
왕벚나무 껍질 에탄올 추출물의 IC50값은 5.39 µg/mL를 나타냈고, 분획물은 n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate, n-buthanol, water가 각각 36.42, 21.19, 3.47, 5.42, 56.52 µg/mL를 나타내어 ethyl acetate 분획물의 활성이 가장 좋은 것을 알 수 있었다(p<0.05).
52 mg RE/g으로 ethyl acetate 분획물이 가장 높게 나타났다. 프로안토시아니딘 함량은 ethyl acetate, n-buthanol, ethanol, dichloromethane, water, n-hexane 순으로 높았다. DPPH, ABTS⁺, superoxide⁻ 라디칼 소거능 및 환원력은 ethyl acetate 분획물의 활성이 가장 좋았고, 아질산염 소거능에서는 에탄올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈다.

후속연구

반면에 n-hexane과 water 분획물은 항산화물질의 함량이 낮고 항산화활성이 다른 시료에 비해 낮게 측정되었다. 따라서 왕벚나무 껍질 ethyl acetate 분획물은 항산화물질이 풍부하고 높은 항산화활성을 나타내어 천연 항산화제로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유리라디칼이 체내 과잉생산될 경우 어떠한 문제가 발생되는가?	여러 질환 발병의 원인으로 알려진 유리라디칼(free radical)은 체내 정상적인 대사과정 중 생성되는 reactive nitrogen species (RNS), reactive oxygen species (ROS) 등을 말한다. 이들이 체내 과잉생산 될 경우 DNA, 단백질 및 세포의 산화적 손상을 가져오고 알츠하이머병, 암, 심혈관질환 등을 일으킨다. 체내에는 산화적 스트레스에 대한 방어시스템이 존재하고 있지만 환경오염, 과도한 스트레스, 화학약품, 음주, 흡연 등에 의해 유리라디칼의 생성이 더 많아지고 있어 체내 산화 방어시스템을 증가시킬 수 있는 항산화제에 대한 개발의 필요성이 강조되고 있다(Hyon 등, 2010; Kim 등 2016; Valko 등, 2007; Wojsiat 등 2018).
	왕벚나무의 열매는 어떻게 이용되는가?	왕벚나무(Prunus yedoensis Matsumura)는 장미과 벚나무속에 속하며 우리나라에는 20여종이 분포하고 있다. 왕벚나무의 열매는 치통, 유선염, 수종, 각기병 및 통경제로 이용되었으며(Kim 등, 1998), 왕벚나무의 껍질(화피, 樺皮)은 우육체, 기침, 두드러기 등의 민간약으로 사용되어왔다(Park 등, 1998). 왕벚나무 껍질은 임상에서 염증성 질환에 주로 이용되고 있으며, 최근 사용량이 증가하는 추세이다(Hong 등, 2013).
	왕벚나무는 분류학적으로 어디에 속해있는가?	왕벚나무(Prunus yedoensis Matsumura)는 장미과 벚나무속에 속하며 우리나라에는 20여종이 분포하고 있다. 왕벚나무의 열매는 치통, 유선염, 수종, 각기병 및 통경제로 이용되었으며(Kim 등, 1998), 왕벚나무의 껍질(화피, 樺皮)은 우육체, 기침, 두드러기 등의 민간약으로 사용되어왔다(Park 등, 1998).

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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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