• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.62-62
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• 2023

Zanthoxylum piperitum ("chopi" in Korean) has been used as traditional medicinal plants with high anti-inflammatory, antioxidant, and antifungal activities. The aims of the study were to identify marker compounds and to investigate metabolites variation of chopi according to different parts and harvest times. Every month from June to September, chopi were harvested with three different parts: leaves, leaf-twig mixtures, twigs. Using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), two main marker compounds (quercitrin and quercetin-3-O-glucoside) were characterized in 70% ethanol extracts of chopi. Quantification of the two marker compounds were subsequently conducted by high performance liquid chromatography (HPLC), representing that contents of these compounds were higher in leaves and leaf-twig mixtures rather than twigs. For the comprehensive analysis of metabolites associated with production of marker compounds, 35 primary metabolites were identified using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Multivariate analysis results represented that plant parts were main contributors to the separation of chopi. However, significant differences were not observed between leaves and leaf-twig mixtures samples. The partial least square (PLS) predictive model revealed that monosaccharides (fructose, galactose, glucose, mannose, xylose) and branched-chain amino acids (isoleucine, valine, leucine) were important determinants for the production of marker compounds together with alanine, inositol, GABA, and theronic acid. This study could be extended to stabilize and utilize chopi as an industrial material, as well as to find good candidates with various nutritional traits.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권12호
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• pp.1606-1614
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• 2023

Biochemical gut metabolism of dietary bioactive compounds is of great significance in elucidating health-related issues at the molecular level. In this study, a human gut bacterium cleaving C-C glycosidic bond was screened from puerarin conversion to daidzein, and a new, gram-positive C-glycoside-deglycosylating strain, Dorea sp. MRG-IFC3, was isolated from human fecal sample under anaerobic conditions. Though MRG-IFC3 biotransformed isoflavone C-glycoside, it could not metabolize other C-glycosides, such as vitexin, bergenin, and aloin. As evident from the production of the corresponding aglycons from various 7-O-glucosides, MRG-IFC3 strain also showed 7-O-glycoside cleavage activity; however, flavone 3-O-glucoside icariside II was not metabolized. In addition, for mechanism study, C-glycosyl bond cleavage of puerarin by MRG-IFC3 strain was performed in D₂O GAM medium. The complete deuterium enrichment on C-8 position of daidzein was confirmed by ¹H NMR spectroscopy, and the result clearly proved for the first time that daidzein is produced from puerarin. Two possible reaction intermediates, the quinoids and 8-dehydrodaidzein anion, were proposed for the production of daidzein-8d. These results will provide the basis for the mechanism study of stable C-glycosidic bond cleavage at the molecular level.

• 한국자원식물학회지
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• 제30권2호
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• pp.152-159
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• 2017

식품의 가공 시 농축, 건조, 살균 등을 목적으로 가열공정이 필수적으로 요구된다. 또한 다양한 원료가 혼합될때 원료 본연의 pH는 타 혼합원료의 영향으로 변화되게 된다. 본 연구는 아로니아의 가공조건에 따른 안토시아닌의 함량감소에 영향에 미치는 인자인 온도, pH, 가온시간, 수분함량 및 citric acid 첨가 등에 따른 안토시아닌 함량감소 억제효과를 검토하였다. 가공공정에서 안토시아닌 함량을 감소시키는 요인으로는 pH, 온도, 가온시간, 수분함량이 가장 영향을 주었다. 아로니아에 함유된 안토시아닌은 산성에서 안정하다고 보고된 바가 있으나, 수분함량 9%이하의 분말의 경우 pH 6이하에서는, 가열온도와 시간에 따른 안토시아닌 함량감소가 고수분함량 시료에 비하여 적었다. 가열온도에 따른 총 안토시아닌 함량변화는 $40^{\circ}C$이하에서는 안정한 편이나, $40^{\circ}C$ 이상 $60^{\circ}C$는 감소속도가 서서히 증가하고, $60^{\circ}C$ 이상에서 급격하게 감소속도가 증가되었다. 일반적으로 사용하는 열풍순환건조기를 이용한 건조에서 건조효율을 참작한 적정최저온도라 할 수 있는 $65^{\circ}C$에서 수분함량 9%의 아로니아 분말은 40시간 가열처리로 50%가 소실되었다. 이러한 결과는 아로니아를 건조할 때 유효성분인 안토시아닌의 감소를 억제하기 위하여 가열온도를 $40^{\circ}C$ 이상에서 장시간 건조하지 않아야 함을 나타낸다. Juice 상태의 $65^{\circ}C$ 수용액 중에서는 10시간 만에 50%가 감소되었으며, juice 상태의 $85^{\circ}C$ 수용액 중에서는 4시간만에 50%가 감소되었다. 저수분 함유 조건에서 아로니아 분말에 함유된 안토시아닌의 안정성에 영향을 미치는 것은 온도 및 시간 변수가 가장 큰요인이며, 이러한 요인은 아로니아 뿐만 아니라 안토시아닌을 함유하는 과일류에 공통으로 적용될 것으로 생각된다. 본 연구는 아로니아에 함유된 안토시아닌의 함량을 다양한 방법을 이용하여 분석하였다. 총 안토시아닌 분석은 이전부터 사용하던 UV-VIS 분광광도계를 이용하는 방법을 사용하였으며, 이 방법은 최근 방법인 LC-MS/MS 분석법에 비하여 신속하다는 장점은 있지만 정확도가 떨어지는 것으로 사료된다. 특히 안토시아닌 종류(Cyanidin-3-Galactoside, Cyanidin-3-Glucoside, C3-Arabinoside)별 함량의 구분도 불가능하다. 이러한 분석의 어려움으로 2013년, 2015년 특허(Jang and Park et al., 2013; Lee and Jung et al., 2015)에서도 아로니아에 함유된 주종 안토시아닌으로 Cyanidin-3-glucoside를제시하고 있으며, 본 연구에서는 LC-MS/MS 분석결과 아로니아에 함유된 주종 안토시아닌은 Cyanidin-3-galactoside인 것으로 확인되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제31권5호
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• pp.386-392
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• 2016

본 연구는 생물전환된 대두의 isoflavone 함량, 총 페놀함량, 항산화능(DPP radical 소거능, ORAC 지수) 및 ${\beta}$-Glucan 함량을 측정하였다. Isoflavone의 경우 추출용매에 상관없이 배당체가 모두 비배당체로 전환되는 것을 확인하였다. Total isoflavone 함량의 경우 hexane 탈지 대두박 발효물에서 $2577.96{\mu}g/mL$으로 가장 높은 값을 나타냈으며, ethanol 탈지 대두박 비발효물에서 $428.27{\mu}g/mL$으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 총 페놀 함량은 대두 원물에서 39.44 mg GAE/g으로 나타났으며, ethanol 탈지 대두박 비발효물 및 hexane 탈지 대두박 비발효물은 27.07, 27.75 mg GAE/g으로 대두 원물보다 다소 낮은 값을 나타냈다. 생물전환된 대두의 총 페놀 함량은 hexane 탈지 대두박 발효물 41.61 mg GAE/g, ethanol 탈지 대두박 발효물 42.34 mg GAE/g으로 비발효물에 비해 약 1.5배 가량 증가된 함량을 보였다. DPPH radical 소거능의 경우 대두 원물에서 51.10%의 소거능을 나타내었고 hexane 탈지 대두박 비발효물에서 50.51%, ethanol 탈지 대두박 비발효물은 43.27%의 소거능을 나타냈다. 생물전환된 ethanol 탈지 대두박 발효물에서 59.92%로 radical 소거능이 증가되었지만 hexane 탈지 대두박 발효물은 31.30%로 비발효물에 비해 낮은 radical 소거활성을 보였다. ORAC 지수는 대두 원물이 $384.47{\mu}M\;TE/g$을 보였으며, hexane 탈지 대두박 비발효물 및 ethanol 탈지 대두박 비발효물은 318.52, $247.48{\mu}M\;TE/g$으로 나타났다. 생물전환된 hexane 탈지 대두박 발효물은 $786.36{\mu}M\;TE/g$, ethanol 탈지 대두박 발효물에서 $721.96{\mu}M\;TE/g$으로 비발효물에 비해 ORAC 지수가 증가하는 것으로 나타났다. ${\beta}$-Glucan 함량은 0.09~0.11%의 범위로 나타났으며 대두 원물과 ethanol 탈지 대두박 발효물에서 가장 높은 0.11%를 보였고 hexane 탈지 대두박 비발효물과 hexane 탈지 대두박 발효물에서 0.09%로 가장 낮은 ${\beta}$-glucan 함량을 보였지만, 추출용매 및 생물전환에 따른 ${\beta}$-glucan 함량의 큰 차이는 나타나지 않았다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권5호
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• pp.733-738
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• 2003

홍화의 식품재로로서 이용성을 높이고자 홍화의 부위별 성분분석 및 DPPH radical소거 활성을 조사하였다. 단백질은 어린싹 부위에 28.39%, 지방은 씨부위에 20.47%로 많이 함유되어 있었다. Glucose는 어린싹에 1253.6 mg%, fructose는 어린싹에 970.7 mg%, sucrose는 꽃봉오리 부위에 912.0 mg%로 많이 함유되어 있었다. Succinic acid는 꽃잎부위에 2795.3 mg%, malic acid는 잎과 어린싹 부위에 각각 2054.8 mg%와 934.2 mg%로 많이 함유하고 있었다. 무기질로는 K이 잎과 어린싹 부위에 각각 2826.8 mg%와 1999.8 mg%, Ca 또한 잎과 어린싹 부위에 각각 2613.6 mg%와 1160.9 mg%로 많이 함유하고 있었다. Llinoleic acid는 어린싹과 씨부위에 각각 80.01%와 78.27%로 가장 많이 함유하고 있었다. 총페놀함량은 꽃잎, 어린싹, 잎 부위에 각각 5.8%, 4.4% 및 2.5%, 총플라보노이드 함량은 꽃잎, 어린싹, 잎 부위에 각각 4.7%, 6.5%및 2.0%로 많이 함유하고 있었다. Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT)화합물인 serotonin-I 은 홍화씨 부위에 147.7 mg%, serotonin-II또한 홍화씨 부위에 155.4mg%를 함유하고 있었고, flavonoid화합물인 acacetin도 홍화씨 부위에 116.5 mg%를 함유하고 있었다. 또한, luteolin은 어린싹 부위에 388.3 mg%, luteolin 7-g1ucoside는 잎 부위에 692.3 mg%로 많이 함유하고 있었다. DPPH radical 소거활성은 꽃잎과 잎의 80% 에탄올 추출물이 114.2%와 113.6%의 높은 활성을 나타내어 기존의 합성항산화제인 BHA 100ppm 농도의 88.05%의 활성보다 높은 항산화 활성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제38권1호
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• pp.57-65
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• 2012

본 연구에서는 비파엽 추출물의 항산화 활성, 타이로시네이즈 저해 활성, 및 추출물/분획의 성분 분석에 대한 연구를 수행하였다. 비파엽 추출물의 자유라디칼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 50 % 에탄올 추출물($22.63{\mu}g/mL$) < 에틸아세테이트(ethyl acetate) 분획(6.75) < 당을 제거시킨 아글리콘(aglycone) 분획(5.06) 순으로 증가하였다. 루미놀(luminol)-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 총항산화능은 에틸아세테이트 분획($OSC_{50}$, $0.75{\mu}g/mL$), 아글리콘 분획(0.79) 및 50 % 에탄올 추출물(1.61)에서 모두 큰 활성을 나타내었다. 비파엽 추출물의 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 보호효과를 조사하였다. 비파엽 추출물은 모든 분획에서 농도 의존적($5{\sim}50{\mu}g/mL$)으로 증가하였으며, 특히 에틸아세테이트 분획은 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 ${\tau}50$이 390.8 min, $50{\mu}g/mL$ 농도에서 ${\tau}50$이 1471.5 min으로 높은 세포 보호 활성을 나타내었다. 타이로시네이즈 저해 활성($IC_50$)은 에틸아세테이트 분획($75.25{\mu}g/mL$) < 50 % 에탄올 추출물($74.1{\mu}g/mL$) < 아글리콘 분획($43.35{\mu}g/mL$) 순으로 미백제로 알려진 알부틴보타 타이로시네이즈 저해활성이 크게 나타났다. 비파엽 추출물 중 에틸아세테이트 분획의 TLC 분석 결과 7개의 띠(EJL 1 - EJL 7)가 나타났다. HPLC로 아글리콘 분획을 분석한 결과 kaempferol 및 quercetin이 각각 53.7 % 및 46.3 %였으며, 따라서 추출물 중에는 kaempferol 및 그 배당체 비율이 다소 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과들은 비파엽 추출물 또는 분획이 $^1O_2$ 및 다른 ROS를 소거 또는 소광함으로써 그리고 ROS에 대항해서 세포막을 효과적으로 보호함으로써 태양 자외선에 노출된 피부를 보호하는 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 타이로시네이즈 저해 효과로부터 비파엽 추출물 및 분획물은 기능성 화장품 원료로서 응용가능성이 있음을 시사한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권2호
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• pp.210-219
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• 2017

손바닥선인장으로부터 기능성식품 개발을 위하여 최적의 에탄올 추출물 탐색과 HPLC-PDA 분석방법에 의한 validation을 실시하였다. 지표성분으로 dihydrokaempferol (DHK)과 3-O-methylquercetin(3-MeQ)을 선정하여 표준화를 실시하였으며 검출법 확립을 위한 정량분석은 Luna RP-18 칼럼($4.6{\times}250mm$, $5{\mu}m$)을 이용하여 1% 인산용액과 아세토니트릴을 전개 용매로 사용하였다. 용출은 1.0 mL/min의 유속으로 기울기 용출(gradient elution) 방법을 이용하였으며, 280 nm 파장에서는 DHK를, 360 nm 파장에서는 3-MeQ를 검출한 피크 면적을 이용하여 검량곡선을 작성하여 분석하였다. 본 연구에서 확립한 분석법으로 특이성, 직선성, 정밀성, 정확성, 회수율을 검색하였다. DHK의 검량선으로부터 상관계수($R^2$) 0.9998의 우수한 직선성과 intra-day와 inter-day 분석에서 97% 이상의 회수율과 3% 미만의 RSD를 나타내 정밀성과 정확성을 입증하였다. 3-MeQ의 검량선으로부터 상관계수($R^2$) 1의 우수한 직선성과 intra-day와 inter-day 분석에서 95% 이상의 회수율과 7% 미만의 RSD를 나타내 정밀성과 정확성을 입증하였다. DHK의 검출한계는 $1.38{\mu}g/mL$, 정량한계는 $4.18{\mu}g/mL$로 나타났으며, 3-MeQ의 검출한계는 $3.49{\mu}g/mL$, 정량한계는 $10.6{\mu}g/mL$로 나타났다. 손바닥선인장 에탄올 추출물(OFSEs)은 70과 $80^{\circ}C$에서 50, 70, 80% 에탄올로 3, 4, 5, 6시간 동안 각각 추출하였으며, 지표물질의 검량곡선을 활용하여 각각의 OFSEs로부터 두 종의 지표물질 함량을 분석하였다. 본 시험법으로 분석한 지표물질의 함량은 $80^{\circ}C$에서 추출한 70% OFSE가 DHK $26.42{\pm}0.65mg/OFS100g$, 3-MeQ $3.88{\pm}0.29mg/OFS100g$의 함량을 나타내 가장 우수하게 나타났다. 다양한 OFSEs에 대하여 DPPH 자유 라디칼 소거효능과 쥐의 간 균질액을 이용한 지질과산화 저해 효능에 대한 항산화 효능은 지표물질의 함량이 가장 높은 70% OFSE에서 우수한 효능을 나타내 본 연구에서 확립한 원료 표준화를 위한 적합한 분석법임이 검증되었다. 따라서 본 연구를 통하여 HPLC-PDA를 이용한 손바닥선인장 에탄올 추출물의 DHK와 3-MeQ의 분석법은 개별인정형 건강 기능식품 기능성 원료 개발을 위한 유용한 자료로 활용될 것으로 생각한다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.398-407
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• 2018

벼 자색 종자과피(Purple pericarp, Prp) 형질은 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관여하며 흑미를 결정하는 주요 유전형질이다. Prp 유전형질을 가진 흑미와 종자과피에 색이 없는 벼를 교배할 경우 그 후대는 검정색, 갈색, 백색이 각각 9:3:4로 분리된다. 1921년 Nagai에 의하여 제시된 바 벼 종자 색의 9:3:4 유전분리비로 인하여 벼 Prp 형질은 유전자의 열성상위(recessive epistasis) 현상으로 해석되었다. 그러나 흑미를 결정하는 Prp 형질은 두 개의 상보적 유전자들의 상호관계(complementary gene interaction)에 의한 것이기도 하다. 본 연구에서는 이러한 논란이 발생되는 이유를 설명하기 위하여 두 유전자의 조성이 완전한 이형접합인 Pbpb Pppp 유전자형을 가진 $F_1$ 잡종을 만들었다. 이들의 자손은 진한자색(검정), 중간자색, 갈색, 백색 종자이며 각각 3:6:3:4로 분리되었다. 즉, 검정색, 갈색, 백색의 종자가 각각 9:3:4의 비율로 분리된다. 그러나 생화학적인 분석결과 이들은 안토시아닌 중 cyanidin 3-O-glucoside (C3G)가 축적된 검정색 종자와 C3G가 없는 갈색 또는 백색 종자인 두 개의 집단을 분리되며 정확히 9:7의 분리 비를 갖는다. 이 경우 벼 Prp 형질을 갖는 검정쌀 또는 흑미는 전형적인 상보적 유전자의 상호관계에 의한 유전현상이다. 즉, 흑미의 자색 종피 형질 발현에는 Pb 유전자와 Pp 유전자에서 각각 한 개 이상의 우성대립인자의 발현이 필요하다. 그러나 Pb 유전자만 우성대립인자가 존재하는 Pb_ pppp 유전자형의 벼는 C3G를 생성하지 못하고 갈색 종자과피(Brown pericarp, Brp) 형질을 갖게 된다. 즉 갈색쌀는 우성 Pb 유전자의 우성대립인자에 의하여 결정된다. 그러므로 종피색을 결정하는 Prp 형질의 유전양상은 열성상위 현상으로 보이나 흑미의 결정요소인 안토시아닌 C3G의 함유 여부에 관한 유전분석을 시행하면 9:7의 비율로서 전형적인 두 개의 유전자가 모두 관여하는 상보적 유전현상이다. 유전적 정의는 유전자의 최종산물에 의한 물리적 또는 화학적 결정이다. 그러므로 결론하여 검정 쌀의 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관한 유전현상은 Pb와 Pp 유전자의 상보적 유전자의 상호에 의한 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권5호
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• pp.524-531
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• 2017

본 연구에서는 와송(Orostachys japonicus A. Berger)의 산화방지 효과와 산화스트레스로부터의 신경세포 손상에 대한 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 와송 아세트산에틸 분획물(ethylacetate fraction from Orostachys japonicus A. Berger extract: EFOJ)은 다른 분획물보다 높은 총 페놀화합물 함량을 나타냈으며, 와송 아세트산에틸 분획물(EFOJ)로 ABTS, DPPH 라디칼 소거 활성과 FRAP 검정 및 지방질과산화물 억제력 분석을 실시한 결과, 우수한 라디칼 소거 활성, 총산화방지력과 과산화 지방질 생성물의 억제력을 확인하였다. 또한 와송 아세트산에틸 분획물(EFOJ)은 과산화수소로 인한 신경세포 사멸에 대한 세포 생존율을 향상시켰으며, 신경 세포막 손상을 보호하는 능력이 우수한 것을 확인하였다. 이러한 생리 활성을 가진 와송 아세트산에틸 분획물(EFOJ)의 주요물질을 분석하기 위하여 $LC-MS^e$를 실시하였으며, 주요 생리활성 물질은 퀘세틴 배당체와 캠페롤 배당체로 추정되었다. 본 연구 결과들을 바탕으로, 와송 추출물은 우수한 산화방지력을 가지고 있을 뿐만 아니라 산화적 스트레스로부터의 신경세포 보호효과를 통해 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방 할 수 있는 건강기능성식품의 천연산화방지제 소재로써 고부가 가치가 있다고 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제36권4호
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• pp.303-314
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• 2010

본 연구에서는 잣나무 잎 추출물의 항균, 항산화 및 성분 분석에 관한 연구를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, Propionibacterium acnes (P. acnes), Staphylococcus aureus (S. aureus), Pityrosporum ovale (P.ovale) 및 Escherichia coli (E. coli)에 대한 ethyl acetate 분획의 MIC는 각각 0.06 %, 0.25 %, 0.13 %, 0.50 %로 나타났으며, P. acnes, P. ovale 및 S. aureus에서 큰 항균활성을 나타내었다. 잣나무 잎 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 aglycone 분획에서 $22.93\;{\mu}g/mL$으로 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 잣나무 잎 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)은 50 % ethanol extract 분획에서 $0.70\;{\mu}g/mL$, ethyl acetate 분획 및 aglycone 분획이 각각 1.04 및 $1.43\;{\mu}g/mL$으로 매우 큰 항산화능을 보였다. Rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈 실험에서 추출물의 세포보호 효과를 측정하였다. 잣나무 잎 추출물 분획들은 농도 의존적($5{\sim}50\;{\mu}g/mL$)으로 세포보호 효과를 나타내었다. 잣나무 잎 추출물의 가수분해로 얻은 ethyl acetate 분획은 TLC (PK-4, PK-6)와 HPLC (peak 1, peak 2)에서 2개의 주성분으로 나타났다. 이 성분들은 LC/ESI-MS/MS를 통해서 PK-6는 kaempferol-3-O-glucoside (astragalin)로, PK-4는 kaempferol-3-O-arabinoside (juglanin)로 확인되었다. 이상의 결과들은 잣나무 잎 추출물이 ROS를 소광시키거나 소거함으로써, 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리키며, 잣나무 잎 성분 분석, 그리고 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.