• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.2-32
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• 2020

키토산은 천연에 존재하는 풍부한 고분자 다당류이며 동시에 항균작용, 항암작용, 면역 활성 증강 작용 등 다양한 생리 기능성을 가진 생체 물질(biomaterial)이다. 그러나 키토산은 수용액에 쉽게 용해되지 않고 체내 흡수율도 매우 낮은 고분자 물질이기 때문에 그 자체로는 생체 내에서 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 체내 흡수율이 용이하고 보다 다양한 생리 활성을 나타내는 키토산올리고당으로 섭취할 필요가 있다. 키토산으로부터 키토산올리고당을 만드는 방법은 온화한 조건에서 부반응이 없는 효소분해가 가장 이상적이다. 그러나 키토산을 분해시킬 수 있는 효소의 가격이 매우 비싸고 효소 활성이 낮아 산업적으로 효소를 이용하여 키토산올리고당을 대량 생산하는데는 경제적으로 큰 문제가 있었다. 따라서 효소 분해에 의한 키토산올리고당의 생산을 산업적으로 적용시켰을 때 대량으로 소모되는 효소의 높은 생산 비용을 경감하기 위하여 효소의 재이용을 위한 생산 시스템을 도입하였고 한외여과막과 효소 반응기를 결합시킨 한외여과막 효소반응기를 키토산올리고당의 생산에 적용시킴으로써 대량 생산이 가능해졌다. 이 시스템은 사용하는 막의 종류에 따라 원하는 분자량의 키토산올리고당을 생산 할 수 있어 분자량 크기에 따라 생체 내에서 다른 생리기능을 나타내는 키토산올리고당을 각기 목적에 맞는 제품으로 대량 생산할 수 있다. 키토산올리고당은 암세포 성장에 영향을 미치는 면역을 증진시키고 암 전이 관련 효소인 MMP-2 및 MMP-9의 발현을 저지하여 암 전이를 억제할 뿐만 아니라 암세포의 신생 혈관형성을 억제하므로 암의 예방이나 치료에 활용될 수 있다. 또한 키토산올리고당은 생체 노화를 촉진시키는 초과산화 라디칼, 히드록시라디칼, 과산화 라디칼과 같은 활성산소종을 소거시킴으로써 활성산소종에 의해 유발되는 질환도 예방한다. 더 나아가서, 키토산올리고당은 양전하를 가진 아미노기를 갖고 있어 미생물 세포막의 음전하와 결합하여 세포막의 기능을 상실시킴으로써 막을 통해 출입하는 대사에 필요한 물질들을 봉쇄한다. 이것은 미생물의 성장과 증식을 감소시키는 효과가 있어 식품분야에서도 천연 보존제로서 활용될 것으로 기대된다. 지금까지 고혈압 및 심장 질환의 치료는 레닌엔지오텐신 시스템(RAS)경로의 치료조작(mani pulator) 및 ACE 저해에 초점이 맞추어져 왔다. Captopril, Enalapril, Alcacepril 및 Lisinopril같은 합성 ACE 저해제는 고혈압 치료 및 예방을 위해서도 널리 사용되고 있으나 기침, 알레르기 반응, 맛 장애 및 피부발진과 같은 부작용을 야기시킬 위험이 있다. 그러므로 고혈압의 치료나 관리를 위한 치료제로서 자연계에 존재하는 천연성분인 키토산올리고당이 바람직한 대안으로 사용될 수 있을 것이다. 고령 사회로 진입하면서 노인의 치매 발병률은 현저하게 증가하는 추세이나 아직까지 효과가 뛰어난 치매치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 키토산올리고당이 치매유발효소인 베타-세크레테이즈뿐만 아니라 아세틸콜린 에스테르가수분해효소를 저해하고, 산화에 의한 뇌세포의 손상을 저해하는 효능이 있는 것으로 밝혀져 앞으로 치매 예방이나 치료에 적극적으로 활용되어야 한다. 최근에 소비자나 환자들은 다양한 부작용을 낳는 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있어 자연식품이나 천연 생리기능성 물질과 자가치료에 대한 욕구가 높아지고 있다. 그러므로 의약품에 비해 다소 효능이 낮을지라도 특정한 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리 기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것이다. 따라서 항암, 항산화, 항염증, 항균, 항고혈압, 항치매, 항당뇨, 항알레르기 등 다양한 생리활성을 나타내는 키토산올리고당을 활용한 건강기능성식품(nutraceuticals), 의약품(pharmaceuticals) 및 기능성 화장품(cosmeceuticals) 등 다양한 제품이 개발될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제32권11호
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• pp.855-864
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• 2022

Dipterocarpus tuberculatus Roxb.의 약리학적 효능은 광노화(photoaging), 염증(inflammation), 간독성(hepatotoxicity), 급성 위염(acute gastritis) 및 골유착(osseointegration)을 포함한 일부 분야에서만 연구되었다. 비만에 대한 D. tuberculatus의 새로운 효능을 규명하기 위해, Dipterocarpus tuberculatus Roxb.의 메탄올 추출물(MED)을 처리한 3T3-L1 지방세포에서 지방축적에 대한 억제효과와 지방분해에 대한 촉진효과를 연구하였다. MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에 분화 기간동안 MED를 처리했을 때, peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ와 CCAAT-enhancer binding protein (C/EBP) α의 mRNA 수준 뿐만 아니라 adipocyte fatty acid binding protein 2 (aP2)과 fatty acid synthase (FAS)의 발현을 억제하였다. MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에 분화 기간 동안 MED를 처리했을 때, Oil red O로 염색된 지방방울(lipid droplets)에서 유사한 감소가 관찰되었다. 더불어, 3T3-L1 지방세포에 MDI로 분화를 유도한 후 MED를 처리했을때, cAMP농도, free glycerol 농도, lipases의 발현을 포함한 lipolytic target의 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 MED가 MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에서 lipogenesis 저해제와 lipolysis 촉진제로서 새로운 역할을 갖음을 제시하고 있다.

• 대한화장품학회지
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• 제35권3호
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• pp.235-241
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• 2009

본 연구에서는 며느리배꼽 추출물들의 항산화 효능 및 tyrosinase, elastase 저해 효과에 관한 조사를 수행하였다. 며느리배꼽 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 aglycon 분획($12.38{\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었고, 또한 luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 며느리배꼽 추출물의 총항산화능은 추출물의 ethyl acetate 분획($0.35{\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 며느리배꼽 추출물에 대하여 광증감제인 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였을 때, 추출물의 aglycon 분획을 제외하고 다른 추출물들은 농도 의존적($1{\sim}50{\mu}g$/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. Tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 며느리배꼽 추출물의 ethyl acetate 분획과 aglycon 분획이 각각 $136.00{\mu}g$/mL, $68.10{\mu}g$/mL으로 나타났으며, elastase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 ethyl acetate 분획과 aglycon 분획이 각각 $67.20{\mu}g$/mL, $43.50{\mu}g$/mL으로 나타났다. 이상의 며느리배꼽 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 며느리배꼽 추출물의 tyrosinase 및 elastase 저해 활성으로 부터 항산화, 항노화 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권3호
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• pp.193-201
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• 2023

H₂O₂는 세포에서 산화 스트레스를 유발하여 세포 성장, 증식, 노화 및 사멸에 영향을 미치는 일종의 활성산소종(ROS)이다. 본 연구의 목적은 H₂O₂의 세포 독성을 완화시키는 활성 펩타이드를 찾는 것이다. 잠재적인 활성 펩타이드의 서열을 예측하기 위해서 위치 스캐닝 합성 테트라펩타이드 조합 라이브러리를 탐색하였다. H₂O₂로 유도된 인간 각질형성세포(HaCaT 세포)의 사멸에 대한 펩타이드 풀들의 완화 효과를 비교한 결과, 다양한 활성 펩타이드의 시퀀스가 예측되었다. 특히 시스테인(C) 잔기를 함유한 펩타이드가 활성이 있을 것으로 예측되었다. 후속 실험에서 C-NH₂, CC-NH₂, CCC-NH₂, CCCC-NH₂ 등의 길이가 다른 시스테인 함유 펩타이드들의 세포 독성과 활성을 조사하였다. C-NH₂ 및 CC-NH₂는 1.0 mM 이하에서 유의한 세포 독성이 없었지만 CCC-NH₂ 및 CCCC-NH₂는 상대적으로 강한 세포 독성을 보였다. C-NH₂와 CC-NH₂는 H₂O₂로 유도된 세포독성을 완화시켰다. CC-NH₂는 C-NH₂, C, N-아세틸 시스테인(NAC) 및 글루타티온(GSH)보다 세포 보호 효과가 높았다. 유세포 분석법으로 세포 내 ROS를 측정하였을 때, H₂O₂는 ROS의 생성을 증가시켰다.H₂O₂ 노출조건에서 CC-NH₂는 C-NH₂보다는 더 효과적으로 ROS 생성을 억제하였고, C, NAC, GSH 만큼 효과적이었다. 본 연구의 결과는 다양한 시스테인 함유 펩타이드 중 특히 CC-NH₂가 H₂O₂로 유도된 세포 독성과 ROS 생성을 안전하고 효과적으로 완화시키는 항산화 특성이 있음을 시사한다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제23권4호통권100호
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• pp.461-468
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• 2007

우리밀에 천년초 선인장 분말을 첨가한 천년초 식빵의 품질 특성을 연구하기 위해 예비실험을 통해 0%, 1%, 3%, 5% 천년초 분말 첨가 함량을 설정하였고, 첨가량에 따른 수분흡수율, 물성변화 및 호화도를 측정하였다. 또한 반죽의 발효시간, 완제품의 부피측정, 굽기 손실률과 관능검사를 실시하여 기능성 천년초 식빵의 가능성을 보고자 하였다. Farinograph 상에서는 천년초 분말 첨가량에 따라 다소 높아지는 경향을 보였다. 흡수율 증가는 가스 보유력 및 완제품의 부피가 증가함으로서 동시에 안정도, 탄력도는 높아지고, 약화도는 떨어져야하지만 천년초 분말 첨가는 상반된 결과를 나타냈다. RVA로 측정한 반죽의 호화 개시온도는 대조구가 $52.63{\pm}2.0^{\circ}C$이었고 천년초 분말 첨가 비율의 변화에 따라 각 첨가군은 유의적인 차이가 보이지 않았다. 최고점도와 최고점도에 도달하는 시간은 대조구가 $2673{\pm}14.8$ RVA, $6.53{\pm}0.0$분이었다. 천년초 분말 첨가한 경우 호화 개시온도와는 달리 첨가 비율에 따라 유의적인 차이를 보였다. 최저 점도의 유지 강도는 대조구가 $2012{\pm}16.3$ RVA이었고 천년초 분말 첨가구에 따라서 전반적으로 감소하는 경향을 나타내었다 . 최종 점도, breakdown, setback 값에서 대조구는 각각 $3180{\pm}9.9RVA$, $661{\pm}31.1RVA$, $1169{\pm}6.4\;RVA$이었다. 천년초 분말 첨가한 경우 최종점도는 대조구와 비교하여 천년초 첨가량에 따라 감소하였으며, breakdown, setback 값은 대조구보다 증가하였고, 천년초 분말 첨가 비율에 따라 유의적인 차이를 보였다. 노화를 예측할 수 있는 setback 값은 천년초 첨가에 따라 노화억제를 효과가 있음을 예측할 수 있었다. 반죽의 발효 시간은 천년초 분말 증가에 따라 발효시간이 길어짐을 볼 수 있었다. 식빵 부피 변화는 대조구가 $1371.4{\pm}35.6$ mL로 가장 켰고, 천년초 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소해 유의적 차이를 나타냈다. 굽기 손실률은 천년초 분말 첨가량이 증가할 수 록 손실률이 감소하는 경향을 나타냈다. 일반성분 검사 수분함량은 천년초를 첨가한 시료보다는 무첨가 시료가 높았지만 천년초 분말첨가량의 증가에 따라서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 탄수화물 함량은 무첨가 시료가 비교적 낮았는데 천년초 함량이 증가할수록 감소하였다. 지방과 회분함량은 천년초 함량의 증가에 따라 증가하였다. 관능평가에서는 색과 전체적인 품질은 유의적인 차이를 보였으며 향, 맛, 질감 등에서는 0%, 1%, 3%, 5% 천년초 첨가에도 유의적인 차이를 보이지 않았다. 그러나 전체적인 품질 평가에서는 천년초 분말 3%첨가가 $3.9{\pm}0.994$로 평가를 받았다. 이상의 실험결과로 보아 우리밀에 천년초 분말을 첨가해 제조한 식빵은 기능성 식품으로의 이용 가능성을 엿볼 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.724-734
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• 2019

본 연구는 대기 중에 떠다니는 입자인 미세먼지의 발생원에 따라 여러 종류의 사람 세포주에 미치는 세포 독성 효과를 검증해 보고자 하였다. 실험에 사용된 미세먼지는 자동차의 공기 필터(차 미세먼지, 실외)와 집에 있는 청소기의 필터(집 미세먼지, 실내)에서 유래한 미세먼지를 에탄올 추출법으로 포집하여 여과한 다음 대략 $10{\mu}m$ 이하의 미세먼지를 세포배양액에 첨가하였다. MTT 분석 방법으로 조사된 세포성장의 반억제농도 값($IC_{50}$)은 집 미세먼지보다 차 미세먼지에서 각 세포에 대한 $IC_{50}$ 값이 유의적으로(p<0.05) 더 낮았고, 정상세포주인 섬유아세포(MRC-5) 및 사랑니 유래 중간엽성 성체줄기세포(DSC)에서 $IC_{50}$ 값은 폐암세포주(A-549) 및 위암세포주(AGS)에 비해 유의적으로(p<0.05) 더 낮았다. 차 미세먼지를 $100{\mu}g/ml$의 농도로 첨가하여 1주일동안 세포를 배양하여 세포배가시간을 조사하였던 바, 암세포주보다 MRC-5 및 DSC 세포주에서 미세먼지의 처리 후 세포배가시간이 유의적으로(p<0.05) 늘어나는 것을 관찰하였고, 미세먼지에 노출된 세포는 노화 관련 베타-갈락토시다아제의 발현이 증가하여 세포의 노화가 일어나는 것을 관찰하였다. 또한, 차 미세먼지를 각 세포주의 $IC_{50}$ 값으로 1주일 동안 처리한 후, 염증 관련 유전자인 COX-2 및 IL-6의 발현이 유의적으로(p<0.05) 증가하는 것을 관찰하였다. 이상의 결과로 보아, 미세먼지는 세포의 성장을 억제하고, 손상을 일으키면서 염증의 발현을 유도하는 것으로 조사되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.63-69
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• 2011

본 연구에서는 비수리 추출물의 피부 상재균에 대한 항균 작용과 항산화 활성, tyrosinase 저해 효과 등에 관한 조사를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, P. ovale에 대한 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.125%로 나타났으며, 이는 methyl paraben보다 큰 항균활성을 나타내었다. 추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 aglycone 분획(14.63 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었고, 또한 Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 비수리 추출물의 총항산화능은 aglycone 분획(0.07 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 비수리 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였고, 농도 의존적(1 ~ 50 ${\mu}g$/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. Tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 104.83 ${\mu}g$/mL, 27.55 ${\mu}g$/mL으로 나타났다. 이상의 결과들은 비수리 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거하고, ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 시사한다. 또한 tyrosinase 저해활성과 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권3호
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• pp.510-518
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• 2003

자외선에 노출된 피부에서 생성된 활성산소종에 의한 산화적 스트레스는 세포 구성 성분들을 손상시키고 궁극적으로는 피부 광노화 및 발암을 야기시킬 수 있다. 이 연구에서는 대두(Glycine max MERRILL)의 성분인 genistein(4',5,7-trihydroxyisoflavone)을 포함하는 몇 가지 천연 황산화제들에 대하여 로즈벵갈로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 보호효과를 조사하였다. Genistein$(10-100\;{\mu}M)$은 농도-의존적으로 광용혈을 억제하였다. 그리고 지질 과산화 연쇄반응의 차단제인 ${\alpha}$-tocopherol보다도 더 효과적이었다. 그러나, Genitein의 배당체인 genistin, 소용성 항산화제인 L-ascorbate, 철-킬레이트제인 sodium phytate는 광용혈에 대하여 보호 효과를 나타내지 않았다. 오히려 보다 높은 농도$(500\;{\mu}M)$에서는 L-ascorbate와 sodium phytate 모두 광용혈을 촉진시켰다. 반면, $^1O_2$ 소광제로 알려진, ${\alpha}$-carotene 3,3'-diol은 현저한 보호 효과를 보여주었다. 이 결과는 로즈벵갈로 증감된 광용혈에 있어서 $^1O_2$이 중요함을 가리킨다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용하여, $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 ROS에 대한 몇가지 천연 항산화제들의 ROS 소거활성을 측정하였다. 활성 산소 소거활성$(OSC_{50})$의 크기는 sodium phytate > L-ascorbate>${\alpha}$-tocopherol > genistein > genistin순이었다. Gnistein, genistin, ${\alpha}$-tocopherol, L-ascorbate 및 sodium phytate의 활성산소 소거활성$(OSC_{50})$은 각각 41.0, 109.0, 9.0, 5.2, 및 $0.56{\mu}M$이었다. Free radical 소거활성$(FSC_{50})$의 크기는 L-ascorbate > ${\alpha}$-tocopherol > genistein > genistin순으로 나타났다. 이상의 결과들은 genistein이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다.

• 대한화장품학회지
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• 제44권2호
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• pp.171-181
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• 2018

제니스테인(genistein)은 대두에서 추출한 대표적인 이소 플라본 화합물 중 하나이며 노화 방지 및 항염증 활성 효과에 대한 연구가 많이 이뤄졌다. 그러나 제니스테인은 유기용매에 높은 용해도를 보일지라도 물에 대한 수용성은 매우 낮아 생체이용률이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 제니스테인의 수용성과 안정성이 크게 향상된 제니스테인 cyclodextrin 포접체(genistein CD complex)를 제니스테인과 직접 비교 분석하고자 하였다. 우선 세포독성 실험을 위해 RAW264.7 대식세포를 대상으로 CCK-8 assay를 시행하였고, 제니스테인 및 제니스테인 cyclodextrin 포접체 모두 $10{\mu}g/mL$ 농도부터 세포독성이 나타나 최대 농도는 $10{\mu}g/mL$로 설정하고 실험을 진행하였다. LPS에 의해 활성화 된 RAW264.7 세포에서 NO(nitric oxide) 생성 및 iNOS mRNA 발현을 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인 자체 보다 더 효과적으로 억제하였다. 또한 $IL1-{\alpha}$, $IL1-{\beta}$, IL-6 및 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인의 mRNA 발현이 농도 의존적으로 감소됨을 확인하였다. 이 뿐 아니라 인간 각질형성세포인 HaCaT 세포를 이용해 TEER 및 피부장벽 강화 효과를 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체 처리군에서 TEER이 농도 의존적으로 증가되었고, 세포 이동 실험에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 제니스테인 CD 포접체에 대한 피부 재생 및 장벽 강화에 관한 임상 연구등이 수행된다면, 효과적인 아토피 피부염 또는 피부장벽 개선 기능성 화장품 원료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.113-119
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• 2021

올리브 (Olea europaea L.) 잎은 풍부한 폴리 페놀을 함유하고 있으며, 이는 항산화, 항균, 항 바이러스, 항암 활성을 연관시키고 혈소판 활성화를 억제하는 것으로 보고 되어있다. 올리브 잎은 건강기능성식품 및 기능성 화장품의 원료로 상업적으로 사용되고 있으며, 이러한 건강상의 이점은 올리브 잎의 주요 생리활성 물질인 oleuropein와 관련이 있다. Oleuropein은 항산화, 항노화, 항염증, 항암, 항미생물, 항바이러스, 항죽상동맥혈증, 지질 저하 효과, 혈당 저하 효과, 피부 보호 효과가 보고되어 있다. oleuropein이 올리브 잎의 중요한 화합물 임에도 불구하고 상업용 제품에서 oleuropein 함량을 밝히는 정량적 접근 방법은 아직 없다. 본 연구에서는 UPLC-QTof/MS, PDA, CAD로 개발된 방법을 이용하여 10개의 상업용 올리브 잎 추출물의 성분 및 oleuropein 함량을 분석 하였다. Iridoids (1, 3, 4, 14, and 16-18), coumarin (2), phenylethanoids (5, 9, and 11), flavonoids (6-8, 10, 12, and 13), lignan (15)을 포함한 총 18종의 화합물이 올리브 잎에서 예상되었다. 총 10종의 올리브 잎 추출물 분석은 3종의 제품(A, G, H)에서 제품에서 제시한 oleuropein 함량보다 높게, 5종의 제품(B, E, H, I, J)에서 5-10%의 오차범위로 나타났고 C, D에서 함량 미달로 검출되었다. 본 연구에서 oleuropein의 함량분석이 올리브 잎의 품질 관리에 도움이 될 수 있음을 판단하였다.