[논문]갯사상자(Cnidium japonicum) 추출물의 항산화성 및 생리활성

김지윤; 이연지; 김원석; 문수경; 김용태

doi:10.5657/kfas.2022.0310

갯사상자(Cnidium japonicum) 추출물의 항산화성 및 생리활성
Antioxidant and Physiological Activities of Different Solvent Extracts of Cnidium japonicum 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.55 no.3, 2022년, pp.310 - 318

김지윤 (군산대학교 식품생명공학전공) , 이연지 (군산대학교 식품생명공학전공) , 김원석 (신라대학교 제약공학과) , 문수경 (경상국립대학교 식품영양학과) , 김용태 (군산대학교 식품생명공학전공)

Abstract ▼ AI-Helper

Cnidium japonicum a biennial plant belonging to the family Umbelliferae, is a halophyte that grows in high-salinity areas of coastal sand dunes and sandy shores. This study was conducted to investigate the constituents, antioxidant activities, and physiological activities of C. japonicum. Mineral analyses revealed that potassium, sodium, calcium, and magnesium were the most prevalent minerals in C. japonicum. We used 80% ethanol, 80% methanol, and distilled water as solvents to prepare extracts from C. japonicum tissues, and the obtained extraction yields ranged between approximately 26% and 32%. Among the three extracts, the ethanol and methanol extracts had higher total polyphenol and flavonoid levels than the water extracts did. The antioxidant activities of methanol extracts were the highest among the various solvent extracts of C. japonicum as was the elastase/collagenase inhibitory activity. In contrast, the ethanol extract exhibited the highest tyrosinase inhibitory activity. Furthermore, the methanol extract possessed over 80% BACE1 (β-secretase) inhibitory activity at a final concentration of 20 ㎍/mL. Therefore, these results indicate that methanol and ethanol extracts of C. japonicum may be useful as antioxidant and functional substances in food and pharmaceutical material.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Proximate composition of Cnidium japonicum (%, dry weight basis)
표 Table 2. Mineral contents of Cnidium japonicum (mg/100 g)
표 Table 3. Comparison of the extraction yields, total polyphenolic and flavonoid contents of various solvent extracts from Cnidium japonicum
표 Table 4. Antioxidant activities of various solvent extracts from Cnidium japonicum
표 Table 5. Physiological activities of various solvent extracts from Cnidium japonicum
그림 Fig 1. BACE1 inhibitory activities of EtOH and MeOH extracts from Cnidium japonicum. STA-200 (H-Lys-Thr-Glu-Glu-Ile-Ser- Glu-Val-Asn-Sta-Val-Ala-Glu-Phe-OH; final concentration at 200 μM) was used as a positive control. The results were determined at the final concentration of the above, respectively. Values are mean±SD (n=3). Means with different letters in a column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 수분이 적고 염분이 다량 함유된 해안사구라는 특수한 환경에서 서식하는 염생식물인 갯사상자의 성분을 분석하고, 항산화성 및 생리기능성을 구명하기 위하여 증류수, 에탄올 및 메탄올을 용매로 사용하여 갯사상자 추출물을 제조해 이화학적 특성, 항산화활성 및 생리활성을 측정하여 기능성식품 및 의약품 소재로서의 활용 가능성을 비교·검토하였다.

제안 방법

갯사상자의 분말을 3가지 용매(증류수, 80% ethanol, 80% methanol)를 사용하여 갯사상자 추출물을 각각 제조하였다. 증류수를 용매로 사용한 추출은 갯사상자 50 g에 증류수를 시료 대비 20배의 양을 첨가하여 autoclave (121°C)에서 3시간 동안 가열 추출하였다.
얻어진 각각의 추출물을 감압 농축기로 유기용매를 제거하여, 동결건조한 후에 -20°C 냉동고에 보관하면서 각종 실험에 사용하였다. 모든 추출물은 적절한 양을 저울에 달아 증류수(증류수 추출물) 및 DMSO (EtOH 및 MeOH 추출물)로 용해하여 항산화성 및 생리활성 측정 시료로 사용하였다. 갯사상자 추출물의 수율은 각 추출물의 건량을 시료 건량으로 나누어 백분율로 나타내었다.
본 연구에서는 염생식물인 갯사상자의 이화학적 특성을 분석하고 다양한 추출물을 제조하여 항산화활성 및 생리활성을 측정하였다. 갯사상자 무기질의 분석 결과 칼륨, 나트륨, 칼슘 및 마그네슘 함량이 높고, 각 추출물의 총 풀리페놀은 함량은 15.
갯사상자 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

함유되어 있는 생리활성물질 및 유용성분을 대량획득하기 위하여 80% EtOH, 80% MeOH 및 증류수를 추출 용매로 사용하여 각각의 갯사상자 추출물을 제조하였다. 갯사상자 추출물의 수율 결과는 Table 3과 같다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 갯사상자(C. japonicum)는 제주도 해안가 연안에서 2021년 4월에 채취하여 실험실로 운반한 후 흐르는 물로 수세하여 염분과 협잡물을 제거한 다음 자연 건조한 후 전체를 분쇄기(FM700SS; Hanil, Seoul, Korea)로 곱게 분쇄하여 시료의 성분분석 및 추출물 제조에 사용하였다.
본 실험에 사용된 갯사상자(C. japonicum)는 제주도 해안가 연안에서 2021년 4월에 채취하여 실험실로 운반한 후 흐르는 물로 수세하여 염분과 협잡물을 제거한 다음 자연 건조한 후 전체를 분쇄기(FM700SS; Hanil, Seoul, Korea)로 곱게 분쇄하여 시료의 성분분석 및 추출물 제조에 사용하였다.

데이터처리

각 시료 간의 유의성 검정은 분산분석 (ANOVA)을 한 후 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test에 따라 분석하여 시료 간 유의적 차이를 검증하였다.
실험 결과는 SPSS 22.0 package program (SPSS Inc., Chi- cago, IL, USA)으로 통계처리 하여 3회 측정한 값의 평균± 표준편차로 나타내었다

이론/모형

(1996)의 방법을 다소 수정한 Lee et al. (2021)의 방법에 따라 측정하였다. Porcine pancreatic elastase를 반응용액(50 mM Tris-HCl buffer, pH 8.
갯사상자의 일반성분은 AOAC (1990)법에 따라 수분함량은 105°C 상압건조법, 조회분은 550°C 건식회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법으로 분석하였다
갯사상자의 일반성분은 AOAC (1990)법에 따라 수분함량은 105°C 상압건조법, 조회분은 550°C 건식회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법으로 분석하였다. 조단백질은 Kjeldahl법을 개량한 방법인 붕산에 의한 암모니아 포집법에 따라 정량하였다. 탄수화물 함량은 고형분의 총량에서 수분, 회분, 단백질 및 지방의 함량을 뺀 값으로 나타내었다.

성능/효과

갯사상자 무기질의 분석 결과 칼륨, 나트륨, 칼슘 및 마그네슘 함량이 높고, 각 추출물의 총 풀리페놀은 함량은 15.66–22.14 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량은 4.24–7.19 mg QE/g으로 항산화물질이 함유되어 있는 것을 확인하였다
19 mg QE/g으로 항산화물질이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 갯사상자 추출물의 여러 가지 항산화활성을 측정한 결과 갯사상자 MeOH 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 검출되었다. 한편, 갯사상자의 다양한 생리활성을 측정한 결과, EtOH 추출물에서 tyrosinase 저해 활성이 가장 높았으나, elastase 및 collagenase 저해활성은 MeOH 추출물에서 가장 높은 것으로 확인되었다.
한편, 갯사상자의 다양한 생리활성을 측정한 결과, EtOH 추출물에서 tyrosinase 저해 활성이 가장 높았으나, elastase 및 collagenase 저해활성은 MeOH 추출물에서 가장 높은 것으로 확인되었다. 갯사상자 추출물의 항치매 관련 가수분해효소인 AChE 및 BACE1의 저해활성을 측정한 결과, 갯사상자 MeOH 추출물에는 AChE 및 BACE1에 대한 높은 저해활성을 내포하고 있는 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과에서 갯사상자는 tyrosinase 및 BACE1 저해활성을 포함한 다양한 생리활성이 확인되어 기능성식품 및 의약품의 천연소재로서 활용 가능하리라 판단되어 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.
갯사상자의 일반성분 분석 결과는 Table 1과 같다. 갯사상자의 일반성분을 측정한 결과, 수분함량은 9.77%, 조단백질은 14.13%, 조회분은 12.95%, 조지방은 3.95%, 탄수화물은 59.20%로 나타났다. 갯사상자의 일반성분을 비교해보면 조단백질과 조회분의 경우 10% 이상의 함량을 나타냈지만 조지 방의 경우는 낮은 함량을 나타냈다.
다양한 염생식물과 갯사상자의 총 폴리페놀 함량을 비교해 보면 갯사상자의 폴리페놀 함량(15.7–22.1 mg/g)은 염생식물 중에서 비교적 폴리페놀 함량이 낮은 부류에 속하는 것으로 확인되었다.
따라서 갯사상자는 EtOH>MeOH>증류수 추출물 순으로 높은 플라보노이드를 함유하고 있는 것으로 확인되었다
즉, 갯사상자 추출물의 폴리페놀 함량은 MeOH≥EtOH>증류수 순으로 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났다
갯사상자 추출물의 여러 가지 항산화활성을 측정한 결과 갯사상자 MeOH 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 검출되었다. 한편, 갯사상자의 다양한 생리활성을 측정한 결과, EtOH 추출물에서 tyrosinase 저해 활성이 가장 높았으나, elastase 및 collagenase 저해활성은 MeOH 추출물에서 가장 높은 것으로 확인되었다. 갯사상자 추출물의 항치매 관련 가수분해효소인 AChE 및 BACE1의 저해활성을 측정한 결과, 갯사상자 MeOH 추출물에는 AChE 및 BACE1에 대한 높은 저해활성을 내포하고 있는 것으로 나타났다.

후속연구

갯사상자 추출물의 항치매 관련 가수분해효소인 AChE 및 BACE1의 저해활성을 측정한 결과, 갯사상자 MeOH 추출물에는 AChE 및 BACE1에 대한 높은 저해활성을 내포하고 있는 것으로 나타났다. 이상의 연구 결과에서 갯사상자는 tyrosinase 및 BACE1 저해활성을 포함한 다양한 생리활성이 확인되어 기능성식품 및 의약품의 천연소재로서 활용 가능하리라 판단되어 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

참고문헌 (34)

AOAC (Association of Official Analytical Chemists). 1990. Official methods of analysis. In: Association of Official Analytical Chemists. 15th ed. Arlington, VA, U.S.A., 777-788.
Benzie IFF and Strain JJ. 1996. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of "antioxidant power": the FRAP assay. Anal Biochem 239, 70-76. https://doi.org/10.1006/abio.1996.0292.

상세보기
Barrantes E and Guinea M. 2003. Inhibition of collagenase and metalloproteinases by aloins and aloe gel. Life Sci 72, 843-850. https://doi.org/10.1016/S0024-3205(02)02308-1.

상세보기
Byun HG and Kim SK. 2005. Development of physiological activity and health functional materials of seaweed. Susanyeon-gu 22, 1-10.
Cho EK and Choi YJ. 2010. Physiological activities of hot water extracts from Ecklonia cava kjellman. J Life Sci 20, 1675-1682. https://doi.org/10.5352/JLS.2010.20.11.1675.

원문보기 상세보기
Choi JH, Kim JS, Jo BS, Kin J, Park HJ, An BJ, Kim M and Cho YJ. 2011. Biological activity in functional cosmetic purple sweet potato extracts. Korean J Food Preserv 18, 414-422. https://doi.org/10.11002/kjfp.2011.18.3.414.

원문보기 상세보기
Ellman GL, Courtney KD, Andres V Jr and Feather-stone RM. 1961. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem Pharmacol 7, 88-90. https://doi.org/10.1016/0006-2952(61)90145-9.

상세보기
Go YJ, Kim YE, Kim HN, Lee EH, Cho EB, Sultanov A, Kwon SI and Cho YJ. 2020. Inhibition effect against elastase, collagenase, hyaluronidase and anti-oxidant activity of thinning Green ball apple. J Appl Bioll Chem 63, 43-50. https://doi.org/10.3839/jabc.2020.006.

원문보기 상세보기
Iida K, Hase K, Shimomura K, Sudo S, Kadota S and Namba T. 1995. Potent inhibitors of tyrosinase activity and melanin biosynthesis from Rheum officinale. Planta Med 61, 425-428. https://doi.org/10.1055/s-2006-958129.

상세보기
Jeon MJ, Kim M, Jang HJ, Lee SW, Kim JH, Kim HS and Lee SH. 2012. Whitening effect of Hizikia fusiformis ethanol extract and its fractions. J Life Sci 22, 889-896. https://doi.org/10.5352/JLS.2012.22.7.889.

원문보기 상세보기
Jiratchayamaethasakul C, Ding Y, Hwang O, Im ST, Jang Y, Myung SW, Lee JM, Kim HS, Ko SC and Lee SH. 2020. In vitro screening of elastase, collagenase, hyaluronidase, and tyrosinase inhibitory and antioxidant activities of 22 halophyte plant extracts for novel cosmeceuticals. Fish Aquat Sci 23, 6. https://doi.org/10.1186/s41240-020-00149-8.

원문보기 상세보기
Kim EG. 2013. Halophytes of Korea. Nature and Ecology Press, Seoul, Korea, 190-191.
Kim JS, Lee YJ, Kim JY, Choi JW, You SJ and Kim YT. 2021. Comparison of antioxidant and physiological activities of various solvent extracts from Ixeris repens. Korean J Fish Aqua Sci 54, 742-750. https://doi.org/10.5657/KFAS.2021.0742.

원문보기 상세보기
Kim SS and Cha HC. 2017. Comparison of the total phenolic and flavonoid contents and antioxidant activities of four kinds of sand dune plants living in Taean, Korea. Korean J Plant Res 30, 8-16. https://doi.org/10.7732/kjpr.2016.30.1.008.

원문보기 상세보기
Kim YT, Downs D, Wu S, Dashti A, Pan Y, Zhai P, Wang X, Zhang XC and Lin X. 2002. Enzymic properties of recombinant BACE2. Eur J Biochem 269, 5668-5677. https://doi.org/10.1046/j.1432-1033.2002.03277.x.

상세보기
Ko JM. 2008. Identification of flavonoids and plant regeneration of coastal sand dune plants via in vitro culture. Ph.D. Dessertation, Dankook University, Yongin, Korea.
Kraunsoe JA, Claridge TD and Lowe G. 1996. Inhibition of human leukocyte and porcine pancreatic elastase by homologues of bovine pancreatic trypsin inhibitor. Biochemistry 35, 9090-9096. https://doi.org/10.1021/bi953013b.

상세보기
Lee SH. 2011. Current status and prospect of nutraceuticals from marine algae. Bull Food Technol 24, 165-175.
Lee SY. 2015. Analysis of skin mechanism and an application for functional cosmetic from red bean (Phaseolus angularis) shell extract. Ph.D. Dissertation, Hoseo University, Asan, Korea.
Lee YJ, Kim WS, Jeon YJ and Kim YT. 2020a. Physicochemical properties and antioxidant activities of the yanggaeng containing Hizikia fusiformis powder. Korean J Fish Aquat Sci 53, 588-596. https://doi.org/10.5657/KFAS.2020.0588.

원문보기 상세보기
Lee YJ, Jeon YJ and Kim YT. 2020b. Comparison of antioxidant and physiological activities of various solvent extracts from Hizikia fusiformis. Korean J Fish Aquat Sci 53, 886-893. https://doi.org/10.5657/KFAS.2020.0886.

원문보기 상세보기
Lee YJ, Kim WS, Lee BJ, Jeon YJ and Kim YT. 2017. Quality characteristics and antioxidant activities of gruel Containing Saccharina japonica powder. Korean J Fish Aquat Sci 50, 707-713. https://doi.org/10.5657/KFAS.2017.0707.

원문보기 상세보기
Lee YJ, Kim JY, Kim WS and Kim YT. 2021. Antioxidant and physiological activities of different solvent extracts from Messerschmidia sibirica. Korean J Fish Aquat Sci 54, 938-947. https://doi.org/10.5657/KFAS.2021.0938.

원문보기 상세보기
Lee YJ, Lim SY, Kim WS and Kim YT. 2016. Processing and quality characteristics of glutinous barley gruel containing Hizikia fusiformis. Korean J Fish Aquat Sci 49, 310-316. https://doi.org/10.5657/KFAS.2016.0310.

원문보기 상세보기
Moon YG, Song CY, Yeo IK, Kim GY and Heo MS. 2008. Antibacterial activities of Suaeda maritima extract. J Life Sci 18, 776-781. https://doi.org/10.5352/JLS.2008.18.6.776.

원문보기 상세보기
Moreno MI, Isla MI, Sampietro AR and Vattuone MA. 2000. Comparison of the free radical-scavenging activity of propolis from several regions of Argentina. J Ethnopharmacol 71, 109-114. https://doi.org/10.1016/S0378-8741(99)00189-0.

상세보기
Nam GH, Wee JH, Kim SY, Baek JY and Kim YM. 2019. Inhibitory effect of the ethanol extract of Torilis Japonica decandolle on adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. J Life Sci 29, 1016-1022. https://doi.org/10.5352/JLS.2019.29.9.1016.

원문보기 상세보기
Park JW. 2006. Antioxidative activities and active compounds in the roots of turkestan rose (Rosa rugosa Thunberg var. rugosa). Ph.D. Dissertation, Mokpo National University, Mokpo, Korea.
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M and Rice-Evans C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Bio Med 26, 1231-1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3.

상세보기
Shetty K, Curtis OF, Levin RE, Witkowsky R and Ang V. 1995. Prevention of vitrification associated with in vitro shoot culture of oregano. (Origanum vulgare) by Pseudomonas spp. J Plant Physiol 147, 447-451. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)82181-4.

상세보기
Shim HB, Seo SM and Choi BH. 2002. Floristic survey of salt marshes and dunes on Gyeonggi bay in Korea. Korean J Environ Biol 20, 25-34.
Son HJ, Um MY, Kim I, Cho S, Han D and Lee C. 2016. In vitro screening for anti-dementia activities of seaweed extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 45, 966-972. https://doi.org/10.3746/jkfn.2016.45.7.966.

원문보기 상세보기
Talesa VN. 2001. Acetylcholinesterase in Alzheimer's disease. Mech Ageing Dev 122, 1961-1969. https://doi.org/10.1016/S0047-6374(01)00309-8.

상세보기
Yang X. 2011. Biological activities of various halophytes and structure elucidation of antioxidative compounds in Suaeda japonica. M.S. Thesis, Mokpo University, Mokpo, Korea.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증