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문제 정의
- 본 연구에서는 층층갈고리둥굴레 (P. sibiricum Redoute) 잎과 뿌리줄기의 증숙처리 온도와 시간에 따른 생리활성 변화를 확인하고, 이를 바탕으로 항노화, 미백 활성 등의 피부미용에 관한 기능성 연구를 진행하였으며 증숙처리 조건에 따른 층층 갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기 추출물의 화장품 기능성 소재로서의 활용 가능성을 평가하였다.
- 증숙처리에 따른 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 생리활성은 120℃ 조건의 12 시간 증숙처리한 시료부터 총 페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화 활성이 높은 결과를 확인되었다 . 화장품 소재로 활용 가능성을 확인하기 위해 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 증숙처리를 하지 않은 대조구와 120℃ 조건의 12 시간 증숙처리구의 항노화 및 미백 활성에 관한 연구를 진행하였다.
제안 방법
- 2㎎/㎖) 150 ㎕을 첨가하여 상온에서 20 분간 반응 시킨다. 6% citric acid를 500 ㎕ 넣고 반응을 정지시킨 후, ethyl acetate 1.5 ㎖ 을 첨가하여 상등액을 UV/Vis Spectrophotometer (Optizen Pop, Mecasys, Daejeon, Korea)를 이용하여 320 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 건조한 시료를 분쇄기 (FM 909T, Hanil Electric Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 분쇄한 파우더상 시료 30 g을 취하여 정제수 300 g을 투입하여 1 시간 초음파 (Power sonic 505, Hwashin Tech Co., Ltd., Seoul, Korea) 추출한 후 필터 페이퍼 (No.20, Hyundai micro Co., Ltd., Seoul, Korea)로 여과하고, 여액을 회전 감압농축기 (Evaporator N-1000, EYELA, Tokyo, Japan)를 이용하여 농축하여 시료로 사용하였다.
- 증숙처리 조건에 따른 층층갈고리둥굴레의 ABTS radical 소거 활성 측정은 Re 등 (1999)의 방법을 변형하여 측정하였다. 7.
- 총 페놀 함량은 Folin & Ciocalteu가 고안한 방법을 변형한 Taga 등 (1984)의 방법을 변형하여 측정하였다.
- 총 플라보노이드 함량은 Moreno 등 (2000)의 방법을 변형하여 측정하였다. 10% aluminum nitrate 100 ㎕와 1M potassium acetate 100 ㎕를 넣어 혼합 후 1 ㎎/㎖ 농도의 시료 500 ㎕를 첨가한 후 40 분간 반응시킨다.
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기를 세척 후 습윤고압 증숙기 (HK-AC200, Hankuk S&I Co., Hwaseong, Korea)에서 60℃, 80℃, 100℃, 120℃ 온도 조건으로 1, 3, 6, 12, 24 시간 증숙 후, 건조기 (LBI-500E, Labtech Co., Ltd., Namyangju, Korea)에서 3 일간 건조시켰다.
- 콜라게나아제 (collagenase) 저해효과는 Wünsch and Heidrich (1963)의 방법을 변형하여 측정하였다.
- 티로시나아제 (tyrosinase) 저해효과는 Piao 등 (2002)의 방법을 변형하여 측정하였다. 96 well plate에 시료 21 ㎕에 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.
대상 데이터
- 시료의 DPPH radical 소거 활성은 RC50 (reducing concentration of 50%) 값으로 나타내었다. 양성 대조군으로 L-ascorbic acid를 사용하였다.
- (inhibitoryconcentration of 50%) 값으로 나타내었다. 양성 대조군은 arbutin를 사용하였다.
- (inhibitory concentration of 50%) 값으로 나타내었다. 양성 대조군은 epigallocatechin gallate (EGCG)를 사용하였다.
- 층층갈고리둥굴레 (Polygonatum sibiricum Redoute) 잎과 뿌리줄기는 강원대학교 (Chuncheon, Korea) 농장에서 채취하여 실험에 사용하였다. 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기를 세척 후 습윤고압 증숙기 (HK-AC200, Hankuk S&I Co.
데이터처리
- 모든 실험의 데이터는 최소 3 반복 수행하여 평균 (means) ± 표준편차 (standard deviation, SD)로 나타냈었다.
- 증숙처리 조건에 따른 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 항산화 효과와 총페놀 및 총플라보노이드 함량, 콜라게나아제 및 타이로시나아제 저해효과를 확인하기 위하여 Two-way ANOVA 분석을 실시하였다. 모든 실험의 데이터는 최소 3 반복 수행하여 평균 (means) ± 표준편차 (standard deviation, SD)로 나타냈었다.
- 통계처리는 종합 소프트웨어 IBM SPSS Statistics v24 (SPSS, Chicago, IL, USA)를 사용하여 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 유의성을 검증하고, 통계적 유의성을 5%에서 분석하였다 (p < 0.05).
이론/모형
- 증숙처리 조건에 따른 층층갈고리둥굴레의 DPPH radical 소거 활성 측정은 Blois (1958)의 방법을 이용하여 측정하였다. 96 well plate에 0.
성능/효과
- 100℃, 12 시간 증숙조건부터 총 페놀 함량이 크게 증가하여 21.84 ± 0.65 ㎎·GAE/g로 측정되었으며, 증숙처리를 하지 않은 대조군 대비하여 약 1.5 배 높은 함량을 보였다.
- 120℃ 조건에서는 증숙 1 시간 부터 radical 소거 활성이 상승하였으며, 특히 24 시간 이상 처리시 RC50값이 0.29 ± 0.00 ㎎/㎖으로 높은 항산화 활성을 보였다.
- 잎과 유사하게 고온인 120℃ 조건에서 12 시간 증숙 처리 시 RC50 값이 0.42 ± 0.00㎎/㎖으로 가장 높은 radical 소거능을 확인할 수 있었다.
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기 증숙처리 조건에 따른 총플라보노이드 함량을 분석한 결과는 총 페놀 함량 변화와 유사한 결과를 보였다 (Table 2). 잎의 증숙 전 대조구와 60℃, 80℃ 증숙처리구에서 플라보노이드 함량은 유의한 차이가 없었으나, 100℃, 120℃ 조건에서 12 시간 증숙처리구부터 함량이 증가됨을 확인할 수 있었다. 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 플라보노이드 함량 변화는 120℃ 조건의 6 시간 증숙처리구부터 검출되기 시작하였으며, 120℃ 조건 12 시간 증숙처리구에서 7.
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 항산화 활성은 증숙조건에 따라 활성 변화를 확인할 수 있었다 (Table 1). 증숙 처리를 하지 않은 대조구의 DPPH radical 소거 활성 (RC50 값)은 잎 부분이 뿌리줄기보다 높은 활성을 보였다. 층층갈고리둥굴레 잎의 radical 소거 활성은 증숙처리구에서 대조구 대비 약 1.
- 증숙처리에 따른 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 생리활성은 120℃ 조건의 12 시간 증숙처리한 시료부터 총 페놀 및 플라보노이드 함량과 항산화 활성이 높은 결과를 확인되었다 . 화장품 소재로 활용 가능성을 확인하기 위해 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 증숙처리를 하지 않은 대조구와 120℃ 조건의 12 시간 증숙처리구의 항노화 및 미백 활성에 관한 연구를 진행하였다.
- 총 플라보노이드 함량은 표준물질 quercetin을 0.00, 0.05, 0.10, 0.20 ㎎/㎖로 희석하여 검량선을 작성하고, quercetin equivalent (㎎·QE/g)로 나타내었다.
- 0 배 높은 활성을 확인하였다. 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 radical 소거 활성은 60℃, 80℃, 100℃ 조건에서 1 시간, 3 시간 증숙한 처리구는 대조구보다 낮은 활성을 보였으나, 6 시간 이상 증숙처리하면 radical 소거 활성이 높아졌다. 120℃ 조건에서는 증숙 1 시간 부터 radical 소거 활성이 상승하였으며, 특히 24 시간 이상 처리시 RC50값이 0.
- 00 ㎎/㎖으로 높은 항산화 활성을 확인하였다. 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 증숙처리구의 항산화 활성은 60℃, 80℃, 100℃ 조건에서 1 시간, 3 시간 증숙처리구는 대조구의 radical 소거 활성보다 낮았으나, 6 시간 이상 증숙처리구에서 소거 활성이 상승됨을 확인 하였다. 잎과 유사하게 고온인 120℃ 조건에서 12 시간 증숙 처리 시 RC50 값이 0.
- 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 총 페놀 함량은 100℃, 12 시간 증숙조건부터 측정되었으며, 120℃, 12 시간 증숙조건에서 15.78 ± 0.79 ㎎·GAE/g으로 가장 높은 페놀 함량을 확인하였다.
- 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 플라보노이드 함량 변화는 120℃ 조건의 6 시간 증숙처리구부터 검출되기 시작하였으며, 120℃ 조건 12 시간 증숙처리구에서 7.20 ± 0.04 ㎎·QE/g 으로 가장 높은 플라보노이드 함량이 측정되었고, 이전 증숙처리구와 증숙처리를 하지 않은 대조구에서는 플라보노이드 성분이 검출되지 않았다.
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기 증숙처리 조건에 따른 총플라보노이드 함량을 분석한 결과는 총 페놀 함량 변화와 유사한 결과를 보였다 (Table 2). 잎의 증숙 전 대조구와 60℃, 80℃ 증숙처리구에서 플라보노이드 함량은 유의한 차이가 없었으나, 100℃, 120℃ 조건에서 12 시간 증숙처리구부터 함량이 증가됨을 확인할 수 있었다.
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기 증숙처리구의 IC50 값이 각각 2.25 ± 0.37 ㎎/㎖, 2.67 ± 0.11 ㎎/㎖로 증숙처리를 하지 않은 대조구보다 티로시나아제 저해 활성이 높게 관찰되었다 (Table 4).
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 증숙처리구에서 콜라게나아제 저해 활성 (IC50)값이 2.11 ± 0.01 ㎎/㎖, 2.92 ± 0.01㎎/㎖로 증숙 처리 전 대조구보다 콜라게나아제 저해 활성이 높게 관찰되었다 (Table 3).
- 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기의 항산화 활성은 증숙조건에 따라 활성 변화를 확인할 수 있었다 (Table 1). 증숙 처리를 하지 않은 대조구의 DPPH radical 소거 활성 (RC50 값)은 잎 부분이 뿌리줄기보다 높은 활성을 보였다.
- 증숙 처리를 하지 않은 대조구의 DPPH radical 소거 활성 (RC50 값)은 잎 부분이 뿌리줄기보다 높은 활성을 보였다. 층층갈고리둥굴레 잎의 radical 소거 활성은 증숙처리구에서 대조구 대비 약 1.7 배 - 3.0 배 높은 활성을 확인하였다. 층층갈고리둥굴레 뿌리줄기의 radical 소거 활성은 60℃, 80℃, 100℃ 조건에서 1 시간, 3 시간 증숙한 처리구는 대조구보다 낮은 활성을 보였으나, 6 시간 이상 증숙처리하면 radical 소거 활성이 높아졌다.
- 층층갈고리둥굴레 잎의 radical 소거활성은 대조구보다 증숙처리구의 radical 소거 활성이 높은 결과를 보였으며, 120℃ 조건의 24 시간 증숙처리구 RC50값이 0.14 ±0.00 ㎎/㎖으로 높은 항산화 활성을 확인하였다.
- 층층갈고리둥굴레의 증숙처리 조건에 따른 ABTS radical 소거 활성은 DPPH radical 소거 활성과 유사한 결과를 보여주었다 (Table 1). 층층갈고리둥굴레 잎의 radical 소거활성은 대조구보다 증숙처리구의 radical 소거 활성이 높은 결과를 보였으며, 120℃ 조건의 24 시간 증숙처리구 RC50값이 0.
후속연구
- 본 연구에서의 층층갈고리둥굴레의 미백 활성 결과도 이와 유사한 이유로 증숙횟수의 증가에 따른 미백 활성이 증가되었을 것으로 사료된다. 위 결과를 통해 층층갈고리둥굴레 잎과 뿌리줄기는 증숙처리 온도와 시간에 의해 항산화와 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 증가되었고 항노화와 미백 활성 효과가 증대됨을 확인하였으며, 이러한 결과는 최적조건으로 증숙된 층층갈고리둥굴레의 피부 미용 기능성 화장품 원료로 이용하기 위한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이라 사료된다.
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