[논문]해당화 추출물의 주요물질 분석에 따른 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 탐색

김준희; 황윤선; 박제훈; 강민호; 오예솔; 김진우

doi:10.5352/jls.2022.32.11.841

해당화 추출물의 주요물질 분석에 따른 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 탐색
Determination of Antioxidant Activities and Bioactive Compounds from Rosa rugosa Extract 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.11, 2022년, pp.841 - 846

김준희 (선문대학교 식품과학과) , 황윤선 (선문대학교 식품과학과) , 박제훈 (선문대학교 식품과학과) , 강민호 (선문대학교 식품과학과) , 오예솔 (선문대학교 식품과학과) , 김진우 (선문대학교 식품과학과)

초록
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해당화로부터 초음파 추출을 이용한 기능성 물질 생산 및 이를 통한 화장품용 소재 발굴을 위해 HPLC와 HPLC-MS/MS를 이용하여 추출물의 주요물질을 탐색하고 항산화 활성에 기반한 기능성을 평가하였다. 해당화 추출물의 HPLC 분석을 통해 해당화 추출물 내 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트가 각각 17.4와 4.35 mg/g 포함됨을 확인하었으며 HPLC-MS/MS 분석을 통해 해당 물질이 해당화 추출물 내 주요물질임을 재확인하였다. 항산화 활성을 평가하기 위해 TPC, TFC와 RSA를 분석한 결과 72.3±1.5 mg GAE/g DM, 11.2±0.7 mg QE/g DM과 87.9±0.3%로 확인되었으며 HPLC 분석을 통해 확인된 갈산과 에피갈로카테킨이 해당화의 TPC와 TFC에 기여하는 주요물질임이 확인되었다. 주요물질의 RSA를 측정한 결과 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트가 해당화 추출물의 항산화 활성에 기여하는 주요물질임이 재차 확인되었다. 따라서, 해당화 추출물이 우수한 생리활성 효능을 가지는 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트의 함량이 높고 이에 따른 높은 폴리페놀 함량과 함께 우수한 항산화 활성이 확인됨에 따라 건강기능성 식품과 화장품 천연 항산화제소재로써 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate the antioxidant properties of Rosa rugosa extract and to identify which of its components are responsible for these properties. Reactive oxygen species play an important role in diseases such as cancer, arteriosclerosis, and heart disease as a consequence of increased metabolic rates, gene mutations, and relative hypoxia. Therefore, the antioxidant effect of R. rugosa extract was confirmed by HPLC, HPLC-MS/MS, the total polyphenol content, the total flavonoid content, and the radical scavenging activity. HPLC and HPLC-MS/MS analyses were conducted to identify and quantify the main components of the R. rugosa extract. Gallic acid and epigallocatechin gallate were identified as the main components, with 17.4 and 4.35 mg/g dry matter (DM), respectively. The antioxidant activity of R. rugosa extract was evaluated based on its total polyphenol content, total flavonoid content, and radical scavenging activity, which were 72.3 mg gallic acid equivalent/g DM, 11.2 mg quercetin equivalent/g DM, and 87.9%, respectively. The radical scavenging activities of the main components, gallic acid and epigallocatechin gallate, were 80.5% and 89.7%, respectively. Therefore, R. rugosa has a high polyphenol content and antioxidant activity, and it can be used as a natural antioxidant in food, cosmetics, and pharmaceuticals.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. HPLC analysis for the identification of main substances and measurement of polyphenol concentrations in R. rugosa extract. (A) chromatogram and DAD spectrum of R. rugosa extract, (B) chromatogram and DAD spectrum of gallic acid (GA) standard, (C) chromatogram and DAD spectrum of epigallocatechin gallate (EGCG) standard.
그림 Fig. 2. HPLC-MS/MS analysis for the identification of main substances in R. rugosa extract. (A) spectrum of electrospray ionization of gallic acid (GA) from R. rugosa extract (full scan in negative ion mode), (B) spectrum of electrospray ionization for epigallocatechin gallate (EGCG) from R. rugosa extract (full scan in positive ion mode).
그림 Fig. 3. Comparison of antioxidant activities of the main substances of R. rugosa extract which identified by LC and LC-MS/MS. (A) comparison of total polyphenol content (TPC) in each sample, (B) comparison of total flavonoid content (TFC) in each sample, (C) comparison of radical scavenging activity (RSA) in each sample and control. GA: gallic acid, EGCG: epigallocatechin gallate, Control: ascorbic acid.

AI 본문요약
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제안 방법

전자 분무 이온화법을 적용하였으며 이동상 A (1.0% v/v, 포름산/증류수)와 이동상 B (1.0% v/v, 포름산/아세토니트릴)를 0~11 분: 95.0 → 0.0% A, 11~14 분: 0.0 → 0.0% A, 14~15 분: 0.0 → 95.0% A, 15~20 분: 95.0% → 95.0% A로 혼합비율을 변경하여 분석을 수행하였다
해당화 추출물의 분자량 분포에 따른 주요물질 탐색을 위해 0.22 µm syringe filter (Hyundai Micro Co., Seoul, Korea)로 여과한 후 ROC C18 컬럼(3.0×150 mm, Restek, Saunderson, England)이 장착된 HPLC-MS/MS (Finnigan TSQ Quantum, Thermo Fisher Sci., Waltham, USA)를 이용하여 m/z에 따른 정성 분석을 수행하였다
해당화 추출물의 주요물질 정량 및 정성 분석을 위해 추출물을 0.22 µm syringe filter (Hyundai Micro Co., Seoul, Korea)로 여과한 후 Poroshell 120 EC-C18 컬럼(4.6×150 mm, Agilent technology Inc., CA, USA)과 diode array detector (DAD)가 장착된 HPLC (Agilent 1260 series, Agilent technology Inc., CA, USA)를 이용하여 분석하였다

대상 데이터

해당화는 맑은들 농업법인(Hongcheon, Korea)에서 건조분말 형태로 구매하였으며 추출을 위한 용매로 에탄올 (> 99.0%, Samchun, Pyeongtaek, Korea)을 사용하였다

데이터처리

5 ml/min의 고정유속에서 64 분간 분석을 진행하였다. 시료의 검출시간(retention time, RT)과 DAD (diode array detector, 190~640 nm)를 표준물질의 스펙트럼과 비교하여 정성 평가를 수행하였으며 해당화 추출물의 피크 면적을 기준으로 표준물질의 검량선을 이용하여 정량 분석하였다.

성능/효과

3A). 각 화합물의 TFC 비교에 있어 에피갈로카테킨 갈레이트가 11.8 mg QE/g DM으로 갈산에 비해 TFC에 미치는 영향이 크다는 것이 확인되어 해당화 추출물의 TPC와 TFC가 주요물질에 의한 것임을 확인하였다(Fig. 3B).
갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트 화합물의 RSA를 측정하였을 때 80.5±0.26%와 89.7±0.58%이었으며 해당화 추출물의 RSA가 87.9±0.34%임이 확인됨에 따라 해당화 추출물이 항산화제로 널리 사용되는 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트에 비해 우수한 항산화력을 보유함이 확인되었으며 양성대조군으로 설정된 아스코르빅산의 RSA가 95.2 ± 0.43%로 해당화 추출물의 RSA에 비해 높은 항산화력이 확인되었다(Fig. 3C).
해당화 추출물의 높은 항산화 활성이 앞선 HPLC와 HPLC-MS/MS를 통해 확인된 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트로부터 유래 여부를 평가하기 위해 각 화합물의 TPC를 측정하였을 때, 각각 78.1과 13.6 mg GAE/g DM으로 나타나 TPC에 미치는 영향이 에피갈로카테킨 갈레이트에 비해 갈산이 높음이 확인되어 해당화의 높은 TPC가 갈산으로부터 기인함을 예상할 수 있었다(Fig. 3A).

후속연구

3C). 해당화 추출물의 RSA가 주요물질인 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트로부터 유래함을 확인함에 따라 향후 초음파 추출공정 최적화를 통해 주요물질의 추출효율의 증가가 가능할 것이며 이를 통해 아스코르빅산과 같은 기존 항산화제를 효과적으로 대체 할 수 있을 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

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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