[논문]기린초(Sedum kamtschaticum Fisch.) 추출 분획물의 피부 미백효과 연구

윤지혜; 박지혜; 김보라

doi:10.12925/jkocs.2020.37.5.1239

초록
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한국 자생식물인 기린초(Sedum kamtschaticum Fisch.)는 열수 추출 형태로 혈액 순환 개선과 항산화 및 항염증 효과를 내는 한약재로 사용되어왔다. 선행연구를 통해 기린초 여러 부위에서 우수한 항산화 효과를 확인하여, 본 연구에서는 기린초의 줄기(Stem)와 뿌리(Root) 부위를 각각 70% ethanol (SKS, SKR)로 추출한 후, n-hexane (SSH), ethyl acetate (SSE, SRE), chloroform (SSC, SRC) 및 water (SSW, SRW) 순서로 용매 극성별로 분획하여 화장품 소재로서 응용 가능성을 확인하였다. 각 분획물마다 총 폴리페놀 함량, 플라보노이드 함량 및 DPPH 라디칼 소거능을 확인한 결과 뿌리추출물(SKR)이 줄기추출물(SKS)보다 우수한 함량과 효과를 나타냈고, 전체적으로 ethyl acetate 분획물(SSE, SRE)이 가장 효과가 우수했다. 또한, tyrosinase 활성 저해 효과도 ethyl acetate 분획물이 가장 우수하였고, 모든 분획물은 세포독성이 없는 10 ㎍/mL 농도에서 B16F10 멜라노마 세포에 처리했을 때 우수한 멜라닌 생성 저해력을 보였다. 70% ethanol 추출물(SKS, SKR)에 대해 HPLC 분석 시 gallic acid와 quercetin을 포함한 플라보노이드가 검출되었다. 본 연구에서는 기린초의 피부 항산화 효과와 미백효과를 나타내는 기능성화장품 천연소재로서 응용 가능성을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sedum kamtschaticum Fisch., a native plant of Korea, has been used in Korean traditional medicine in the form of water extract for its capacity to improve blood circulation and for its antioxidant and anti-inflammatory effects. Since previous research suggests that S. kamtschaticum Fisch. has excell...

Sedum kamtschaticum Fisch., a native plant of Korea, has been used in Korean traditional medicine in the form of water extract for its capacity to improve blood circulation and for its antioxidant and anti-inflammatory effects. Since previous research suggests that S. kamtschaticum Fisch. has excellent antioxidant and mushroom tyrosinase inhibition activities, in this study, the root and stem parts of S. kamtschaticum Fisch. are extracted in 70% ethanol (SKS, SKR), fractionated with and in order of n-hexane (SSH), ethyl acetate (SSE, SRE), chloroform (SSC, SRC) and water (SSW, SRW) according to the polarity of each solvent, and tested for its applicability as a cosmetic material. According to the total polyphenol, flavonoid contents and DPPH radical scavenging activity of each fraction, the contents and scavenging activity of the root extractions (SKR) were higher than those of the stem extractions (SKS), ethyl acetate fractions (SSE, SRE) being the most effective. In addition, ethyl acetate fractions had the highest tyrosinase inhibition activity and melanin synthesis inhibition activity used on B16F10 melanoma cells, at the concentration of 10 ㎍/mL. HPLC analysis detected a variety of polyphenols including gallic acid and quercetin. This study suggests the potential role of S. kamtschaticum Fisch. as a natural cosmeceutical material.

주제어

표/그림 (5)

$Fig. 1. After extracting the stem (SKS) and root (SKR) part of the S. kamtschaticum Fisch. with 70% ethanol, they were fractionated into the polarity of organic solvents in order of n-hexane (SSH), ethyl acetate (SSE, SRE), chloroform (SSC, SRC), water (SSW, SRW). The yield of n-hexane fraction for root part was insignificant small amount.$ 그림 Fig. 1. After extracting the stem (SKS) and root (SKR) part of the S. kamtschaticum Fisch. with 70% ethanol, they were fractionated into the polarity of organic solvents in order of n-hexane (SSH), ethyl acetate (SSE, SRE), chloroform (SSC, SRC), water (SSW, SRW). The yield of n-hexane fraction for root part was insignificant small amount.
$Table 1. The table shows the result of DPPH radical scavenging activity in vitro test, total polyphenol, flavonoid contents and tyrosinase inhibition activity (a) the stem part fractions (fr.), (b) the root part fractions (fr.).$ 표 Table 1. The table shows the result of DPPH radical scavenging activity in vitro test, total polyphenol, flavonoid contents and tyrosinase inhibition activity (a) the stem part fractions (fr.), (b) the root part fractions (fr.).
그림 Fig. 2. The cell viability of S. kamtschaticum Fisch. (a) stem part, (b) root part, Each bar shows mean ± S.D. from three independent experiments. The experiment was conducted by the WST-1 assay.
그림 Fig. 3. The inhibition of melanin production of S. kamtschaticum Fisch. (a) stem part. (b) root part. The samples containing 200 μM of IBMX were treated at the concentration of 10 μg/mL. kojic acid was treated at the concentration of 100 μg/mL. (c) the picture of the cell pellets. Each bar shows mean ± S.D. from three independent experiments. *p <0.05,***p <0.001 compared to the untreated control group.
그림 Fig. 4. Analysis of HPLC in SKS and SKR. Each extract was detected as gallic acid, quercetin, apigenin, kaempferol and isorhamnetin as standard samples.

AI 본문요약
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문제 정의

미백화장품 소재 중 천연 소재에 대한 탐색은 전 세계적으로 많이 시도되었고, 많은 연구 성과들을 가져왔다[15]. 본 저자는 기린초의 꽃, 잎, 줄기 및 뿌리 부위를 추출하여 항산화 효과를 확인한 결과 줄기와 뿌리추출물이 가장 효과가 좋은 것을 확인하여 본 연구에서는 기린초의 줄기와 뿌리 부위 별 추출물 및 용매 분획물의 미백 소재로서의 활성을 확인하여 미백 기능성화장품 소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 기린초 추출물 및 분획물의 항산화 효과 및 미백 활성 정도를 확인하기 위해 in vitro 실험으로 DPPH radical 소거능 실험, 폴리페놀 및 플라보노이드 정량, tyrosinase 활성 저해 시험, 세포 생존능력 시험 및 B16F10 멜라노마 세포 멜라닌 합성 저해능 시험을 진행하였다. DPPH radical 소거능 결과에서는 SSE가 4.
추출 후 여과지(Whatman)를 이용하여 여과 후, 50℃에서 감압 농축하였다. 이후 추출물을 정제수 200 mL에 현탁해 n-hexane, ethyl acetate, chloroform 순으로 유기용매를 이용하여 분획하였다. 분획의 경우 용매 별로 300 mL씩 3번 반복하여 분획했으며, 이후 분획물도 감압 농축기를 이용하여 농축하였다(Fig.

대상 데이터

기린초는 세척 후 건조하여 줄기와 뿌리로 구분하여 각각 70% Ethanol 1 L로 55℃, 24 hrs 조건에서 2회 반복 환류 추출하였다. 추출 후 여과지(Whatman)를 이용하여 여과 후, 50℃에서 감압 농축하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복 실험하였으며, 평균 ± 표준편차(Standard deviation, SD)로 표기하였다. GraphPad Prism을 이용한 One-way analysis of variance(ANOVA) test를 실시하였으며, Bonferroni 방법을 사용하여 사후검증을 시행하였다. p<0.

성능/효과

뿌리, 줄기에는 HPLC 분석을 통해 gallic acid, quercetin, apigenin, kaempferol, isorhamnetin가 검출되었고 이는 다양한 생리활성을 나타낼 것으로 사료된다. 대부분의 실험 결과를 통해 ethyl acetate 분획물(SSE, SRE)이 좋은 효과를 가지는 경향성을 보였으나, B16F10 멜라노마 세포 멜라닌 합성 저해능 시험 에서는 다른 분획물에서도 좋은 효과를 가졌음을 확인할 수 있었다. 또한, tyrosinase 활성 저해 시험에서 다소 높지 않은 활성을 보였던 대부분의 시료가 B16F10 멜라노마 세포 멜라닌 합성 저해능 시험에서 kojic acid와 비슷하게 좋은 활성을 보이는 것을 통해 기린초 추출물 및 분획물이 멜라닌 합성 저해 기전에서 tyrosinase 생성 이전의 단계의 인자를 저해함으로써 미백 효과를 발현하는 것으로 유추할 수 있다.
1에는 각 추출단계와 분획물의 이름을 표시하였다. SKS의 SC₅₀ (27.7 µg/mL)은 SKR의 SC₅₀ (13.8 µg/mL)의 약 2배 정도 뿌리추출물(SKR)가 줄기추출물(SKS)보다 항산화 효과가 더 뛰어남을 확인할 수 있었다. 줄기분획물 중 SSE는 DPPH assay에서 양성 대조군으로 사용되는 ascorbic acid의 SC₅₀과 비슷한(4.
총 플라보노이드 함량 측정의 경우 추출물에서 분획물보다 높은 함량의 플라보노이드 함량을 확인할 수 있었으며, SKR에서 가장 많은 플라보노이드가 나타났다. 뿌리, 줄기에는 HPLC 분석을 통해 gallic acid, quercetin, apigenin, kaempferol, isorhamnetin가 검출되었고 이는 다양한 생리활성을 나타낼 것으로 사료된다. 대부분의 실험 결과를 통해 ethyl acetate 분획물(SSE, SRE)이 좋은 효과를 가지는 경향성을 보였으나, B16F10 멜라노마 세포 멜라닌 합성 저해능 시험 에서는 다른 분획물에서도 좋은 효과를 가졌음을 확인할 수 있었다.

후속연구

이는 추후 분자 생물 학적 실험을 통해 자세한 피부 미백 기전을 알 수 있을 것으로 생각한다. 앞서 진행한 실험들의 결과를 통해 기린초 추출물 및 분획물은 피부 항산화 및 미백 기능성화장품 원료로서 활용 가능성을 제시한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지속적인 자외선 노출은 피부에 어떤 영향을 주는가?	특히, 자외선에 대한 장기적 노출은 외인성 노화의 가장 주요 요인으로 이를 광노화(photoaging) 라고 한다[3]. 지속적인 자외선 노출은 피부 구조의 파괴를 일으키고, 멜라닌 과생성을 일으켜 기미나 검버섯을 만든다[4]. 멜라닌은 멜라닌 세포의 세포질 내 멜라노솜(melanosome)에서 합성되며, 자외선이나 성장인자(growth factor) 및 호르몬 등에 의해 세포 내 다양한 기전으로 합성된다[5].
	기린초 메탄올 추출물은 어떤 효과를 가지고 있다고 알려져 있는가?	)는 한국, 중국 및 일본에서 자생하는 식물로 열수 추출물의 형태로 혈액 순환의 개선과 항산화 및 항염증 효과를 내는 생약으로 사용되어 왔다[13]. 기린초 메탄올 추출물의 경우, macrophage에서 prostaglandin E2 (PGE2)와 cyclooxyganase-2 (COX-2) 생성을 억제한다고 알려져 있다[14]. 그러나 기린초의 미백화장품 소재로의 연구는 미비한 편으로 정확한 미백 기전이 밝혀진 바가 없다.
	피부 노화의 내인적 요소와 외인적 요소에는 각각 어떤 것들이 포함되는가?	그러나 태어난 이후 피부와 신체의 모든 기관의 노화 과정이 시작되며[1], 피부 노화의 경우에는 내인적(intrinsic) 요소와 외인적(extrinsic) 요소에 의하여 유도된다. 나이에 따른 피부 두께 감소, 건조, 잔주름 등이 내인적 요소에 속하며, 외인적 요소로는 오염된 공기에 대한 노출, 흡연, 자외선 노출 등을 내세울 수 있다[2]. 특히, 자외선에 대한 장기적 노출은 외인성 노화의 가장 주요 요인으로 이를 광노화(photoaging) 라고 한다[3].

참고문헌 (16)

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