[논문]병풀(Centella asiatica)로부터의 asiaticoside와 madecassoside의 추출효율에 미치는 DES의 영향

최재영; 전유임; 하성호

doi:10.5806/ast.2023.36.3.128

병풀(Centella asiatica)로부터의 asiaticoside와 madecassoside의 추출효율에 미치는 DES의 영향
Effect of deep eutectic solvent (DES) on the extraction of asiaticoside and madecassoside from Centella asiatica 원문보기

분석과학 = Analytical science & technology, v.36 no.3, 2023년, pp.128 - 134

최재영 (한남대학교 화학과) , 전유임 (한남대학교 화학공학과) , 하성호 (한남대학교 화학공학과)

초록
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병풀(Centella asiatica) 추출물인 asiaticoside와 madecassoside는 항균성 및 피부재생 등의 효과로 인해 아시아 지역에서 치료용 연고에 사용되고 있으며, 병풀의 재배 및 추출효율을 높이기 위한 연구가 상업화를 위해 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 환경 친화적인 추출 용매인 deep eutectic solvents(DESs)가 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside의 추출 효율에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 다양한 수소결합 받개(hydrogen bond acceptor, HBA)와 주개(hydrogen bond donor, HBD)의 혼합 몰비(HBA1: HBD2, HBA1:HBD3, HBA1:HBD4, 그리고 HBA1:HBD5)로 제조하여 추출용매로 사용하였며, 용매 추출에서 일반적으로 사용되고 있는 추출용매인 증류수(DW)와 methanol (MeOH)의 추출 결과를 최적화된 HPLC조건으로 분리하여 정량 분석하였다. 그 결과, DW와 DES를 3:7로 혼합하여 사용한 경우가 단일 MeOH를 사용한 경우보다 약 1.4배 높은 추출 효율을 보였다. 반대로 MeOH과 DES를 3:7로 혼합하여 사용하는 경우에서는 단일 MeOH를 사용하는 경우보다 약 6 % 낮은 추출 효율을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Centella asiatica (C. asiatica) extracts, including asiaticoside and madecassoside, are used in ointments to treat the wound and atopic dermatitis due to their antibacterial and skin-regenerating effects in Asia. Therefore, research on the cultivation and extraction efficiency of C. asiatica is being actively conducted to increase commercialization efficiency. In this study, various deep eutectic solvents (DESs) were prepared and used as the extraction solvents according to the mole ratio between the hydrogen bond acceptor (HBA) and hydrogen bond donor (HBD). And then, the extraction yields in distilled water (DW) and methanol (MeOH), commonly used extraction solvents for C. asiatica, were compared and analyzed by HPLC in the optimized operating condition. As a result, a mixture of DW and DES at a ratio of 3:7 showed about 1.4 times higher extraction efficiency than MeOH only. Conversely, the extraction efficiency in a mixture of MeOH and DES at a ratio of 3:7 was about 6 % lower than that in MeOH only.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Calibration curves for standard samples of asiaticoside and madecassoside by HPLC. Injection masses were 0.61, 1.22, 2.44, 4.88, and 9.77 ng, respectively.
그림 Fig. 2. Chromatograms of Centella asiatica extract, asiaticoside and madecassoside standards. The amount of standard sample injected into HPLC was 4.88 ng. The standard samples were dissolved in MeOH.
그림 Fig. 3. UV/Vis peak area at 205 nm of extracted asiaticoside and madecassoside from Centella asiatica by HPLC (n=3). All extraction and HPLC analysis conditions were the same except extraction time. Extraction times were 0.5, 1.0, 6.0, 24, and 72 h, respectively.
표 Table 1. Optimized HPLC analysis conditions for asiaticoside and madecassoside from Centella asiatica
그림 Fig. 4. Extracted mass of asiaticoside and madecassoside from Centella asiatica by different extraction solvents (n=3). The extracted mass was calculated by the calibration curves in Fig. 1 and then quantified as the mass for 1.0 mg of C. asiatica. The total mass was the sum of the extracted mass of asiaticoside and madecassoside.
표 Table 2. UV/Vis peak area and calculated mass of Centella asiatica extract by different extraction solvent compositions (n=3). The extracted mass was calculated by the calibration curves in Fig. 1

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 DES 제조에 HBA로 choline chloride (ChCl), 그리고 HBD로 ethylene glycol (EG)을 선택하였다. 이렇게 제조된 DES가 병풀로부터의 asiaticoside와 madecassoside 추출효율에 미치는 영향을 관찰하고, 나아가 병풀 추출물의 정성 및 정량분석을 위한 최적화된 HPLC 분석조건을 확립하는 것을 목적으로 하였다.

제안 방법

4) 추출 효율이 약 2배 낮아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 DES의 조성과, DW와 MeOH의 조성이 추출효율에 미치는 영향을 관찰하기 위한 것이므로 추출이 천천히 진행되기 시작하는 6시간(72시간을 기준으로 약 70 % 추출)을 본 연구를 위한 최적의 추출 시간으로 선정하였다.
본 연구에서는 추출용매의 종류 및 조성의 차이에 따라 총 10가지의 다른 추출용매를 사용하여 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 추출하였으며, HPLC를 이용하여 정성 및 정량분석을 수행하였다. 그 결과, DW와 MeOH을 이용한 추출에서는 병풀로부터 추출된 asiaticoside와 madecassoside의 총 양이 각각 7.
추출시간이 추출효율에 미치는 영향 및 최적화된 시간을 선정하기 위하여 MeOH을 사용하여 동일한 추출 조건에서 30분, 1시간, 6시간, 24시간, 그리고 72시간동안 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 추출하였으며 peak area의 비교를 통하여 그 효율을 확인하였다. 그 결과 Fig.

대상 데이터

본 연구에서는 DES 제조에 HBA로 choline chloride (ChCl), 그리고 HBD로 ethylene glycol (EG)을 선택하였다. 이렇게 제조된 DES가 병풀로부터의 asiaticoside와 madecassoside 추출효율에 미치는 영향을 관찰하고, 나아가 병풀 추출물의 정성 및 정량분석을 위한 최적화된 HPLC 분석조건을 확립하는 것을 목적으로 하였다.
추출용매는 DW, MeOH, W-DES-1, W-DES-2, W-DES-3, W-DES-4, M-DES-1, M-DES-2, M-DES-3, 그리고 M-DES-4로 총 10개의 다른 조성으로 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 추출하는데 사용하였다.

성능/효과

결과적으로 다양한 조성의 DES를 이용하여 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 만족스럽게 추출하였고, 최적화된 HPLC 분석조건으로 정성 및 정량분석을 성공적으로 수행하였다. DES를 이용한 추출에서 점도는 낮추기 위해 사용되는 용매의 종류와 함량이 추출효율에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 사용된 DW 30 % + DES 70 %의 용매를 사용하는 경우 MeOH로 추출하는 경우보다 약 1.4배 더 좋은 효율을 보였다.
각각의 머무름 시간(16.9분과 18.2분)과 대상 물질의 물성으로부터 16.9분에 용리되는 peak는 madecassoside (log P = -1.34)이며, 18.2분에 용리되는 peak는 asiaticoside (log P = 0.09)라는 것을 예상할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 각각의 용리 peak를 분획하여 질량분석법(mass spectroscopy, MS)으로 분자질량을 측정한 결과 959.
결과적으로 다양한 조성의 DES를 이용하여 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 만족스럽게 추출하였고, 최적화된 HPLC 분석조건으로 정성 및 정량분석을 성공적으로 수행하였다. DES를 이용한 추출에서 점도는 낮추기 위해 사용되는 용매의 종류와 함량이 추출효율에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었으며, 본 연구에서 사용된 DW 30 % + DES 70 %의 용매를 사용하는 경우 MeOH로 추출하는 경우보다 약 1.
본 연구에서는 추출용매의 종류 및 조성의 차이에 따라 총 10가지의 다른 추출용매를 사용하여 병풀에서 asiaticoside와 madecassoside를 추출하였으며, HPLC를 이용하여 정성 및 정량분석을 수행하였다. 그 결과, DW와 MeOH을 이용한 추출에서는 병풀로부터 추출된 asiaticoside와 madecassoside의 총 양이 각각 7.8 ng/mg과 80 ng/mg으로, 기존에 보고되었던 것과 같이 MeOH에서 추출효율이 높은 것을 검증하였으며, MeOH 30 %와 DES 70 % (M-DES-3)의 경우 60 ng/mg으로 낮아졌으며, DW 30 %와 DES 70 % (W-DES-4)로 추출한 경우에서 가장 많은 111 ng/mg이 추출되었음을 확인하였다. 또한 DES 점도가 높아질수록(DES-1 → DES-4) 추출 효율이 DW와 혼합된 경우(W-DES)에서는 약 6%가 감소하였으며, MeOH과 혼합된 경우(M-DES)에서는 약 12 %가 감소한 것으로 확인 되었다.
또한 DES 점도가 높아질수록(DES-1 → DES-4) 추출 효율이 DW와 혼합된 경우(W-DES)에서는 약 6%가 감소하였으며, MeOH과 혼합된 경우(M-DES)에서는 약 12 %가 감소한 것으로 확인 되었다.
09)라는 것을 예상할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 각각의 용리 peak를 분획하여 질량분석법(mass spectroscopy, MS)으로 분자질량을 측정한 결과 959.51 g/mol (18.2분)와 974.51 g/mol (16.9분)로 asiaticoside와 madecassoside 표준물질의 nominal 분자량과 유사한 것을 확인하였으며, 추가적으로 표준물질의 머무름 시간과 추출물질의 머무름 시간의 비교를 통하여 각각 peak가 asiaticoside (18.2분)와 madecassoside (16.9분)임을 Fig. 2와 같이 확인하였다.

참고문헌 (22)

B. Brinkhaus, M. Lindner, D. Schuppan, and E. G.？Hahn, Phytomed., 7(5), 427-448 (2000). https://doi.org/10.1016/S0944-7113(00)80065-3

상세보기
I. E. Orhan, eCAM., 2012, Article ID 946259 (2012).？https://doi.org/10.1155/2012/946259

상세보기
H.-J. Eom, H.-Y. Shin, Y.-M. Ji, N. R. Kwon, H.-S. Yoon,？I. J. Kim, Y. Song, and K.-W. Yu, Korean J. Food Nutr.,？34(2), 165-173 (2021). https://doi.org/10.9799/ksfan.2021.34.2.165

원문보기 상세보기
Y. S. Kil, S. M. Sin, D. Y. Lee, J. W. Min, K. J. Yang,？S.-W. Lee, Y.-H. Kim, and Y.-M. Goo, J. Life Sci., 28(8),？917-922 (2018). https://doi.org/10.5352/JLS.2018.28.8.917

원문보기 상세보기
H.-J. Eom, H. Y. Shin, H. J. Park, K. H. Kim, J.-H. Kim,？and K.-W. Yu, Korean J. Food Preserv., 29(5), 749-761？(2022). https://doi.org/10.11002/kjfp.2022.29.5.749

상세보기
W. Bylka, P. Znajdek-Awizen, E. Studzinska-Sroka, A.？Danczak-Pazdrowska, and M. Brzezinska, Phyther. Res.,？28, 1117-1124 (2014). https://doi.org/10.1002/ptr.5110

상세보기
O.-N. Cu, I. Fu, A. J, P. Oj, and W. Ph, Med. Aromat.？Plants, 9(2), 1-7 (2020). https://doi.org/10.35248/2167-0412.20.9.346

상세보기
A. Kalyniukova, J. Holusa, D. Musiolek, J. Sedlakova-Kadukova, J. Plotka-Wasylka, and V. Andruch, Ind.？Crops Prod., 172, 114047 (2021). https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114047

상세보기
H.-Y. Shin, H. Kim, E.-J. Jeong, J.-E. Kim, K.-H. Lee, Y.-J. Bae, and K.-W. Yu, Korean J. Food Nutr., 33(6), 692-701 (2020). https://doi.org/10.9799/KSFAN.2020.33.6.692

원문보기 상세보기
B. Xia, D. Yan, Y. Bai, J. Xie, Y. Cao, D. Liao, and L.？Lin, Anal. Methods, 7(21), 9354-9364 (2015). https://doi.org/10.1039/C5AY02035B

상세보기
J. K. U. Ling and K. Hadinoto, Int. J. Mol. Sci., 23,？3381 (2022). https://doi.org/10.3390/ijms23063381

상세보기
E. L. Smith, A. P. Abbott, and K. S. Ryder, Chem. Rev.,？114(21), 11060-11082 (2014). https://doi.org/10.1021/cr300162p

상세보기
A. P. Abbott, G. Capper, D. L. Davies, R. K. Rasheed,？and V. Tambyrajah, Chem. Commun., 1, 70-71 (2003).？https://doi.org/10.1039/B210714G

상세보기
Y. Dai, G.-J. Witkamp, R. Verpoorte, and Y. H. Choi,？Anal. Chem., 85(13), 6272-6278 (2013). https://doi.org/10.1021/ac400432p

상세보기
N. F. Gajardo-Parra, V. P. Cotroneo-Figueroa, P. Aravena, V. Vesovic, and R. I. Canales, J. Chem. Eng. Data,？65(11), 5581-5592 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c00715

상세보기
M. Rafi, F. Handayani, L. K. Darusman, E. Tohaeti, Y.？Wahyu, Sulistiyani, K. Honda, and S. P. Putri, Ind.？Crops Prod., 122, 93-97 (2018). https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.05.062

상세보기
H.-J. Kwon, J.-H. Park, G.-T. Kim, and Y.-D. Park,？Microchem. J., 98(1), 115-120 (2011). https://doi.org/10.1016/j.microc.2010.12.008

상세보기
Y. Hashim, H. Sidek, M. H. M. Helan, A. Sabery, U. D.？Palanisamy, and M. Ilham, Mol., 16, 1310-1322 (2011).？https://doi.org/10.3390/molecules16021310

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T. N. Pham, T. D. Lam, M. T. Nguyen, X. T. Le, D.-V.？N. Vo, T. Q. Toan, and T. S. Vo, IOP Conf. Ser. Mater.？Sci. Eng., 544, 012013 (2019). https://doi.org/10.1088/1757-899X/544/1/012013

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X.-F. Zheng, J. Fu, and X.-Y. Lu, J. Chem. Eng.？Data, 57(11), 3258-3263 (2012). https://doi.org/10.1021/je300883a

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Y. Miyako, N. Khalef, K. Matsuzaki, and R. Pinal, Int.？J. Pharm., 393(1-2), 48-54 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2010.03.059

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H. Wang, S. Liu, Y. Zhao, J. Wang, and Z. Yu, ACS Sustain. Chem. Eng., 7(8), 7760-7767 (2019). https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b06676

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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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