본 연구는 산업 부산물의 이용성 증진을 위하여 폐자원인 녹차씨껍질 추출물의 항산화 활성 및 신경세포 보호 효과에 관하여 평가하였다. 녹차씨껍질로부터 유용성 성분을 얻기 위하여 에탄올 추출을 한 결과 약 1.44%의 추출물의 수율을 얻을 수 있었고, 항산화 활성에 관하여 평가하기 위하여 라디칼 소거능 및 xanthine oxidase 저해능, 환원력을 평가한 결과, 녹차씨껍질 추출물의 농도가 증가할수록 항산화 활성이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 이러한 녹차씨껍질 추출물의 뇌신경세포 보호 효과에 관하여 알아보기 위하여 생쥐의 해마 유래 뇌신경세포에 녹차씨껍질 추출물을 처리한 후 $H_2O_2$로 산화적인 스트레스를 유도하여 세포독성에 관하여 알아본 결과, 녹차씨껍질 추출물의 처리는 농도 의존적으로 뇌신경 세포의 생존율을 증가시켰으며, 이에 따라 항산화 효소인 SOD 활성이 증가하고 지질과산화 생성물인 MDA level이 감소한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과들로 녹차씨껍질 추출물의 항산화 활성 및 뇌신경세포 보호 효과에 관하여 확인할 수 있었으며, 추후 어떤 메커니즘으로 신경세포를 보호하는지 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다. 또한, 이러한 결과를 활용하여 녹차씨껍질을 기능성 소재로 활용한다면 폐자원인 녹차씨껍질을 재활용하는 차원에서 그 경제적 가치가 매우 클 것으로 생각한다.
본 연구에서는 금불초(Inula britannica) 종(種) 및 개화시기에 따른 금불초 추출물의 항산화 효능을 알아보았다. 이들 추출물의 free radical 소거활성을 살펴본 결과, 만개한 금불초 꽃(I. britannica var. chinensis) 추출물의 경우 500 ${\mu}g/mL$의 농도에서 79.89%의 free radical 소거활성을 보였으나, 금불초 유사종인 가는 금불초(I. britannica var. linariaefolia Regel), 가지 금불초(I. britannica var. ramosa) 및 버들 금불초(I. salicina var. asiatica)의 꽃 추출물의 경우 free radical 소거활성이 거의 나타나지 않았다. 또한 꽃이 만개하였을 경우 꽃 추출물 분획에서는 93.62%의 free radical 소거활성을 보였으며, 봉우리 추출물 분획은 43.28%, 낙화추출물 분획은 14.11%를 나타냈다. 금불초의 종 및 개화시기를 선정 후, 추출용매, 온도, 시간을 조절하여 최적의 추출조건을 확립하였다. 그 결과, $65^{\circ}C$ 에탄올 추출물에서 가장 높은 DPPH free radical 소거활성이 나타났으며, 시간에 따른 유의적 차이는 없는 것으로 나타났다. 만개한 금불초 꽃 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈 실험에서 세포보호효과를 측정한 결과, 5 ~ 50 ${\mu}g/mL$의 범위에서 농도 의존적으로 세포 보호 효과를 나타내었다. 특히 50 ${\mu}g/mL$의 농도에서 ${\tau}_{50}$이 116.1 min으로 비교물질인 (+)-${\alpha}$-tocopherol에 비해 1.58배 더 큰 세포 보호활성이 있음을 알 수 있었다. HPLC로 금불초 꽃 추출물을 분석한 결과 flavonoid의 일종인 quercetin이 다량 함유되어 있는 것을 확인하였다. 이상의 결과들은, $65^{\circ}C$ 에탄올로 추출한 만개한 금불초 꽃 추출물의 경우 다량의 quercetin을 함유하며, 그로 인하여 free radical 소거활성 및 ROS에 대항하여 세포막을 효과적으로 보호함으로써 태양 자외선에 노출된 피부를 보호하는 항산화제로서 작용할 수 있을 것으로 사료되며, 기능성 화장품 원료로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.
옻피의 일반성분은 수분 1.64%, 지방 8.09%, 단백질 7.28%, 회분 6.48%, 당류 5.39%로 구성되어 있었던 반면, 장수버섯을 증식시킨 옻나무 껍질은 각각 7.64%, 3.86%, 3.59%, 6.30%, 불검출 이었다. 배양물의 총 유리아미노산 함량은 97.41mg%으로 대조구(71.91 mg%)에 비하여 35% 증가하였으며 phosphoserine(55.06 mg%), ammonia(17.84 mg%), aspartic acid (6.05 mg%)가 주요 유리아미노산 이었다. 배양물의 총 phenolic acid함량은 422.89 ppm/283.86 ppm(알코올/물 추출물)이었으며 syringic acid와 gallic acid가 주요 성분이었고 vanillic, protocatechuic acid가 소량 함유되어 있었다. 항산화활성(DPPH, $IC_{50}$)은 $28.54\;{\mu}g/54.70\;{\mu}g$ (알코올/물 추출물)으로 gallic acid가($IC_{50}\;1.84\;{\mu}g$) 주요 영향 요소이었다. 배양물의 NIH3T3세포에 세포독성($IC_{50}$)은 알코올 추출물 $50\;{\mu}g/200\;{\mu}L$, 물 추출물 $90\;{\mu}g/200\;{\mu}L$이었으며 UV조사에 의해 유도된 산화적 stress에 대하여 $20-25\;{\mu}g/200\;{\mu}L$ 농도에서 항산화 활성을 보였다. 배양물의 물 추출은 전구지방세포(3T3-L1)의 분화를 촉진시켰으며 $10\;{\mu}g/200\;{\mu}L$의 농도에서 가장높았다.
소나무 뿌리로부터 phenolic compounds를 추출 후 생리활성을 검정하여 기능성 소재로 활용가능성을 살펴보았다. 동송근에 함유된 페놀성 물질은 물과 80% ethanol을 용매로하여 24시간 이상 추출하였을 때 각각 1.86 mg/g, 6.85mg/g 함량을 나타내었다. 추출물의 phenolic 농도를 $50{\sim}200{\mu}g/mL$로 조절하여 DPPH를 측정한 결과, 물 추출물과 ethanol 추출물 $100{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 각각 86%, 85%였고, ABTS radical decolorization은 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 48%, 68%였다. Antioxidant protection factor는 $50{\mu}g/mL$ phenolics 농도에서 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 1.74 PF와 1.96 PF로 측정되었으며, TBARs값은 $100{\mu}g/mL$ phenolics농도에서 물 추출물이 93%, ethanol 추출물에서 98%를 나타내었다. Xanthine oxidase 저해능은 물 추출물과 ethanol 추출물에서 각각 84%, 80%로 측정되었으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해능은 ethanol 추출물에서만 92%의 높은 효능을 보였다. 이러한 결과로 보아 동송근 추출물이 항산화활성 또는 기능성 식품소재로서 활용이 가능할 것으로 판단되었다.
최근 연구에 의하면, NOX4에 의해 생성된 세포내 ROS는 지방세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구진의 보고에 의하면 천년초 추출물은 $PPAR{\gamma}$의 발현 및 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 밝혀진 바 있다. 따라서 본 연구에서는 천년초 선인장의 건강기능식품 소재화시 기초자료를 제공하고자 지방세포내 생성되는 ROS에 대한 천년초 열수 및 에탄올 추출물의 억제효과 및 주요 유전자(NOX4, G6PDH 및 항산화효소)의 발현 양상을 조사하였다. 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포에서는 대조군에 비해 ROS 생성량이 유의적으로 감소하는 것으로 나타내었고, 추출용매별 천년초 추출물의 ROS 저감효능은 열수 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높게 나타났다. 천년초 추출물을 처리한 지방세포에서는 ROS 생성과 연관된 주요 유전자 NOX4 및 G6PDH의 발현이 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타낸 반면, Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, catalase, GPx 등과 같은 항산화효소의 발현은 대조군에 비해 증가한 것으로 나타났다. 이상의 결과들로 볼 때, 천년초 추출물은 지방세포의 분화과정에서 ROS의 생성을 억제하고 항산화효소의 발현을 증가시켜 ROS에 의한 산화적 스트레스를 효과적으로 저감화하는 것으로 밝혀졌다.
비타민나무 잎 추출물 에틸아세테이트 분획물의 항균활성(MIC)을 측정한 결과 피부염의 원인인 S. aureus에서 0.06%로 methyl paraben(MP)의 0.25% 및 quercetin의 0.15%와비교하여 큰 항균활성을 나타내었으며, 여드름균인 P. acnes는 0.25%로 MP의 0.25% 및 quercetin 0.30%와 비슷한 항여드름균 활성을 나타내었다. 0.25% 비타민나무 잎 추출물을 함유한 크림의 12주 동안온도별 저장($4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $37^{\circ}C$, $45^{\circ}C$) 및 태양광선 노출에서pH 결과는 0.08, 0.23 0.52, 1.34, 0.70 감소하여 안정적인 순서는 $4^{\circ}C$ > $25^{\circ}C$ > $37^{\circ}C$ > 태양광선 > $45^{\circ}C$로 측정되었다. 온도별 저장 조건에서 비교크림의 점도는 초기 점도보다 2,096 cP 낮은 았지만 저장 기간동안 점도의 변화가 대조크림의 변화보다 적은 감소폭을 나타내었으며 태양광선에 노출시킨 크림의 영향을 제외하고는 모두 대조크림과 비슷한 경향성을 나타내었다. 태양광선에서 대조크림의 점도가 감소하는 것과 비교해서 비교크림 점도의 증가는 비타민나무 잎 추출물이 태양광선에 대항하는 보호제로 크림의 점도를 유지시켜 제품을 안정화시키는데 기여한 것으로 사료된다. 비타민나무 잎 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 에탄올에 용해시켜 4주 동안 저장 하였을 때 비타민나무 잎 추출물의 최대 흡수파장인 270 nm에서 관찰시 초기 흡광도에 비해 약 43% 감소하였고, 비교크림을 온도별로 저장하였을 때는 $4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$에서 흡광도 변화는 각각 6%, 5%로 거의 변화가 없었다고 보여지며 $37^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, 태양광선에 저장한 비교크림은 22%, 27%, 37% 감소하였다. 크리밍이나 응집, 합일과 같은 분리 현상이나 산화에 의한 특이취도 관찰되지 않았다. 이러한 결과들로부터, 비타민나무 잎의 에틸아세테이트 분획물은 0.25%에서 P. ovale, P. acnes, S. aureus에 대한 항균활성 나타내며 이에 따른 결과를 참고하여 비타민나무 잎추출물을 0.25% 함유한 크림은 비교적 안정함을 확인하였다. 향후 제품에 응용 시 사전 연구에서[8] 나타난 항산화및 미백과 주름개선에 대한 효과를 발휘할 수 있도록 보완연구가 이루어 진다면 화장품의 제품화가 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 택란 잎에 대한 다양한 생리활성을 규명하기 위하여 택란 잎을 극성이 다른 용매로 분획하여 분획물의 플라보노이드 함량을 측정하고 택란 잎 분획물에 의한 라디칼 소거활성과 세포독성 효과를 규명하고자 하였다. 택란 잎 85% MeOH 및 n-BuOH분획물들의 총 플라보노이드 함량은 각각 $41.5{\pm}0.00mg/g$ 및 $77.2{\pm}0.01mg/g$으로 n-BuOH 분획물의 총 플라보노이드 함량이 가장 높았음을 알 수 있었다. DPPH assay에서 택란 잎 n-BuOH 분획물의 활성산소 소거능이 가장 우수하였고 다음으로 85% MeOH 분획물에 의한 소거활성이 높았다(p<0.05). 각 분획물들의 $IC_{50}$값은 n-Hexane 9.76 mg/ml, 85% MeOH 0.50 mg/ml, n-BuOH 0.03 mg/ml 및 water 0.78 mg/ml로 나타났다. 또한 택란 잎 85% aq. MeOH 및 n-BuOH 분획물들에 의한 ABTs+소거활성은 각각 89.3% 및 92.1%이었으며 대조군인BHT와 L-ascorbic acid와 유사한 값을 나타내었다(p<0.05). ABTs+ assay에서 각 분획물들의 $IC_{50}$값은 n-Hexane 0.96 mg/ml, 85% MeOH 0.16 mg/ml, n-BuOH 0.01 mg/ml 및 water 0.31 mg/ml로 나타났다. 택란 잎 n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들은 농도의존적으로 암세포들에 대한 세포독성 효과를 나타내었으며 분획물들 중 특히 n-Hexane과 85% MeOH 분획물들에 의한 세포독성 효과가 가장 높았다. AGS 암세포에 대한 택란 잎 n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들의 $IC_{50}$ 값은 각각 0.18, 0.03, 0.62 및 0.12 mg/ml이었고 HT-29 암세포에 대한 $IC_{50}$ 값은 각각 0.26, 0.16, 0.60 및 1.14 mg/ml이었다. HT-1080 암세포에서 택란 잎n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들의 $IC_{50}$ 값은 각각 0.34, 0.14, 0.48, 및 1.05 mg/ml이었다. 따라서 본 연구결과로부터 택란 잎 n-BuOH 분획물은 자유라디칼 소거활성에 효과적이었고 n-Hexane과 85% MeOH 분획물들은 높은 세포독성 효과를 나타내었으며 향후 택란 잎을 이용한 식품개발을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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