사자발쑥 추출물의 항산화 및 항균 활성

Antioxidative and Antibacterial Activities of Artemisia princeps Pampanini Extracts

본 연구에서는 화장품에 응용 가능한 천연 소재를 찾고자, 사자발쑥 추출물의 항산화 활성, 타이로시네이즈 저해 효과 및 피부 상재균에 대한 항균작용을 측정하였다. 사자발쑥 추출물의 수득율의 경우 50% 에탄올 추출물은 23.92%, 에틸아세테이트 분획은 2.66%, 아글리콘 분획은 1.60%으로 나타났다. 사자발쑥 추출물의 free radical 소거능력($FSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획($12.27{\mu}g/m$)에서 비교적 큰 소거활성을 나타내었고, 활성산소 소거활성($OSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획($0.33{\mu}g/mL$)에서 비교물질로 사용한 L-아스코르빅산($1.50{\mu}g/mL$)의 총항산화능보다 약 5배 더 높은 활성을 보였으며, 나머지 추출물 역시 비교물질과 비슷한 활성을 보였다. 또한, $^1O_2$으로 유도된 적혈구의 광용혈 실험에서 추출물의 ${\mu}g/mL$ 농도 범위($5{\sim}50{\mu}g/mL$)에서 농도-의존적으로 세포 보호 효과를 나타내었으며, $25{\mu}g/mL$의 농도에서 아글리콘 분획은 비교물질인 (+)-${\alpha}$-토코페롤과 비교했을 때, 약 3 배정도 높은 세포보호활성을 나타내었다. 사자발쑥 추출물 에틸아세테이트 분획의 타이로시네이즈 저해 활성($IC_{50}$)은 $29.20{\mu}g/mL$로 미백제로 알려진 알부틴($226.88{\mu}g/mL$)보다도 약 7배 정도 더 높은 활성을 나타내었다. 사자발쑥 추출물의 항균활성 측정결과, 에틸아세테이트 분획의 피부 상재균에 대한 MIC는 Gram (+) 세균에서 높은 활성을 보였으며, 화장품에 사용되고 있는 방부제인 methyl paraben 보다 높은 항균활성을 가지고 있음을 확인하였다. 이를 통해 천연 방부제, 항균제로서 역할이 충분히 기대된다. 항산화 활성과 항균활성 및 미백효과가 뛰어난 에틸아세테이트 분획에서 TLC 및 HPLC 크로마토그램을 통한 다양한 성분의 peak 중에서 2개의 peak (TLC, AP 1-1 및 AP 1-3)를 확인하였으며, LC/ESI-MS/MS의 negative ion 모드에서 HPLC peak 1 (AP 1-3)은 분자 이온 $[M-H]^-$이 m/z 329.1, HPLC peak 2 (AP 1-1)는 m/z 343.3로 나타났다. 따라서 AP 1-1은 eupatilin으로, AP 1-3은 jaceosidin 임을 확인하였다. 이상의 결과들은 사자발쑥 추출물의 항산화 작용과 더불어 타이로시네이즈 저해활성으로부터 미백효능 그리고 피부 상재군에 대한 항균활성 등 기능성원료로서 응용 가능성이 큼을 시사된다. 추가적으로 화장품에 이용하기 위해서는 활성 성분을 이용한 피부 흡수 증진 시스템 개발과 제형 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 사료된다.

In the present study, the antioxidative and antibacterial activities of Artemisia princeps Pampanini (A. princeps Pamp.) extract were investigated. The ethyl acetate fraction of A. princeps Pamp. showed the most prominent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) scavenging activity ($FSC_{50}=12.27{\mu}g/mL$). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) of A. princeps Pamp. extract on $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ systems were investigated using a luminol-dependent chemiluminescence assay. The ethyl acetate fraction of the extract ($OSC_{50}=0.33{\mu}g/mL$) had a 5 times greater ROS scavenging activity than L-ascorbic acid ($1.50{\mu}g/mL$), known as a water soluble antioxidant. The cellular protective effects of fractions of A. princeps Pamp. on the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were examined. The aglycone fraction of extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner. The inhibitory effects of A. princeps Pamp. extract on tyrosinase were investigated to assess their whitening efficiency. The ethyl acetate fraction demonstrated a 7 times higher tyrosinase inhibitory effect ($IC_{50}=29.20{\mu}g/mL$) than albutin, known as a whitening agent. The antibacterial activity of ethyl acetate fractions against various normal skin flora were measured. The results showed that the antibacterial activity of the fraction was the highest on Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, and Propionibacterium acnes. Antioxidant substances were isolated and purified from the ethyl acetate fractions. Eupatilin and jaceosidin were identified. These results indicate that the extract/fractions of A. princeps Pamp. can function as antioxidant and/or antibacterial agents for the skin.