06 JLS_ hwp

Size: px

Start display at page:

Download "06 JLS_ hwp"

광정 돈
6 years ago
Views:

1 Journal of Life Science 2014 Vol. 24. No ~641 ISSN (Print) ISSN (Online) DOI : β α α α μ 최근자연친화적인식생활과환경에대한관심이높아지면 서직물염색에만활용이국한되었던천연색소가식품 화장 품 비누 모발염색및페인트등다양한소재로서이용되고 있으며 더욱이합성색소의발암성과인체에독성을갖는등 안전성이제기됨에따라안전성과생리학적기능성을가진 천연식물유래의색소소재에대한관심이더욱증대되고있 다 천연색소이용에관한연구로서홍국 홍화 코치닐및 치자색소를이용한립메이크업개발연구 멍게껍질카로 티노이드를이용한화장품원료가능성평가연구 천연색 소를이용한색한지개발연구 천연색소를첨가한음료 소스 식빵 동치미관련연구 등이보고되어 있다 그러나이러한활용가능한천연색소소재들의생리기 능성에관한실증적연구가뒷받침되지못하고있는실정이므 로이에대해좀더체계적인연구가필요하다 천연색소는동식물체에널리존재하는것으로서안토시아 닌계색소인적자색과흑색계열 카로티노이드계색소인황색 계열 클로로필계색소인녹색계열 플라보노이드계의황색계열로크게나눌수있는데 최근이들색소성분의다양한생리활성이규명됨에따라식품소재로이들을이용하기위한연구들이추진되고있다 적자색을띠는안토시아닌색소는우수한항산화성을지닌기능성물질로서항암 항바이러스및면역증강등에효과가있는것으로보고되어있고 β 카로틴 라이코펜등과같은카로티노이드색소는비타민 로서의작용및전립선암을예방하며 갓으로부터추출한클로로필색소또한강력한항산화효과를가지는것으로보고되고있다 본연구에서사용한천연색소소재로쪽 은인디고라불리는불용성의청색색소로서쪽에함유된인디고및인디루빈물질은항균및항암효과가있다 아카시나무 는탄닌성분이다량함유되어있어식용뿐아니라염료 잉크 약품등다양한소재로이용되고있으며 코치닐 은선인장에기생하는연지충암컷에서얻는붉은색동물성색소로서카르민산을주성분으로하여식품착색료및화장품원료로이용되는것으로알려져있다 아선약 은주색소인카테콜탄닌의산화반응에의해생성되는갈색효소중합체로황색포도상구균및페렴균에대한항균활성이뛰어나며 아선약의폴리페놀류성분들은항암 콜레스테롤저하및해독작용등에도효능을가지는것으로보고되어있다 포도 과피는

2 634 생명과학회지 2014, Vol. 24. No. 6 대표적인안토시아닌색소의주원료로항산화 항균및체내지질개선에효능이있으며 국화 로부터추출한색소성분은경구독성및피부자극에의한부작용을일으키지않아천염염료로두루사용되고있는것으로알려져있다 그외에도천연색소로주로사용하는태수 헤나 붉은백단향 대황 서양꼭두서니 등색소 종에대하여항산화및항비만활성을비교분석함으로써향후고부가가치의식품소재및비만치료제개발을위한기초자료를제공하고자한다 천연색소소재로쪽 아카시아 코치닐 아선약 포도과피 태수 헤나 국화 붉은백단향 대황 서양꼭두서니는한약건재상에서건조된것을구입하여시료로사용하였다 천연식물소재로부터색소성분을분리하고 추출물을제조하기위하여각각의건조시료 에 및 를 농도로첨가하고 의물을넣어 에서 시간동안반응시킨후 로조절된추출기 를이용하여 시간동안추출하였다 그후추출물을여과하여농축기 로농축한다음분무건조기를이용하여분말화해실험용시료로사용하였다 총페놀함량은 법에따라각추출물 에 시약 를넣고 분후 용액 씩을가한후혼합하여실온의암실에서 시간정치한다음 에서흡광도를측정하였다 표준물질로 를사용하여시료와동일한방법으로분석하여얻은검량선으로부터총페놀함량을계산하였다 라디칼소거활성은 의방법에따라 에대한전자공여활성으로나타내었다 즉 추출물과 용액 을동량으로혼합한다음실온에서 분간반응시킨후 에서흡광도를측정하였다 라디칼소거활성은 등의방법에따라 의 용액에 를 이되도록용해시킨 다음암실에서 시간동안반응시킨후 에서흡광도가 가되도록증류수로조정한 용액을사용하였으며 용액에동량의시료액을혼합하여실온에서 분간반응시켜 에서흡광도를측정하였다 라디칼소거활성은시료무첨가구에대한시료첨가구의흡광도비로계산하여그활성이 감소되는데필요한시료의농도 μ로서표기하였다 β β 을 에용해시킨후 및 을혼합하고 에서감압농축하여 을제거하였다 잔류 에 차증류수를가하여 로만든다음기질액으로사용하였다 시료 μ 및기질액 μ 를반응시킨다음 에서흡광도를측정하고 에서 분반응시킨후에한번더흡광도를측정하였으며 대조구는시료대신증류수를사용하였다 계산식은 시료구감소율 대조구감소율 을사용하였으며 값으로최종표기하였다 법에의한항산화활성은 와 의방법에따라 에용해한 용액및 를각각 의비율로혼합하여 의수욕상에서가온한것을 기질액으로사용하였다 에시료액 μ 기질액 μ 및증류수 μ 를차례로혼합하여 에서 분간반응시킨후 에서흡광도를측정하였으며 를표준물질로하여얻은표준검량선으로부터계산하였다 α 의방법에따라 농도의시료액 μ 를 α 효소액 μ 와혼합하여 에서반응전의흡광도를측정하였다 분간실온에방치하고기질액 α μ 를가하여 에서 분간반응시킨후 다시흡광도를측정하여반응전후의흡광도값변화로부터효소저해활성을계산하였다 α 기원의 α 저해활성은 등의방법을변형하여시료액 μ 에 의 α 효소액 μ 와 μ 를혼합하여 에서 분간반응시킨후 를

3 Journal of Life Science 2014, Vol. 24. No μ 가하여다시 에서 분간반응시켰다 반응액에 발색시약 μ 를넣고 에서 분간끓여반응을중지시킨후냉각하고증류수를 을가하여희석시켰다 이때각 로는효소액첨가후기질을넣기전에 발색시약을먼저넣은것을사용하였다 반응액은 에서흡광도를측정하여각 와의차이를구한후대조군과비교하여저해율을계산하였다 저해활성은 와 의방법에따라 가되도록 에용해한 에시료액 을혼합하여 에서 분간반응시켰다 여기에 을첨가하여 에서 분간더반응시킨뒤 을첨가하여반응을정지시켰다 상온에서 분간반응액을정치하여단백질을침전시키고 에서 분간원심분리한뒤상등액 에 을혼합하여 에서흡광도를측정하여각 와의차이를구한후대조군과비교하여저해율을계산하였다 α α 저해활성은 α 에시료액 을혼합하여 에서 분간반응시킨뒤 을첨가하여 에서 분간다시반응시켰다 여기에 을첨가하여반응을정지시킨다음 에서 분간원심분리하여얻어진상등액 에 을혼합한후 에서측정한흡광도값을대조군과비교하여저해율을계산하였다 저해효과측정은 등의방법을변형하여시료액 에 과 을혼합하여 에서 분간전처리한후 에용해시킨 을첨가하여 에서 분간반응시켰다 로반응을정지시킨후 을첨가하여혼합한뒤상온에서정치시킨다음상층액 을취해 에서흡광도를측정하여대조군과비교해저해율을계산하였다 실험에사용된지방전구세포인 세포는 에서분양받아 을첨가한 배지를사용하여 조건에서배양하였다 세포가 한상태가되면 μ μ 을포함하는 배지로교환한후 일동안지방세포분화를유도하였다 그후 일간격으로 μ의 이포함된 배지를이용하여각시료추출물을 μ 의농도로처리한다음분화가완성되는시점에서 을포함하지않은 배지로교환하여분화시켰다 시료추출물이 세포의생존율에미치는영향을확인하기위해 수행하였다 에 세포를 농도로 조건에서 시간배양한후각시료추출물을농도별 μ 로처리하여 시간동안다시배양하였다 그후 의 시약을 μ 씩처리하여 시간동안배양시킨후상층액을제거하고 를 μ 넣어 분간교반한다음 기를이용하여 에서흡광도를측정하였다 세포에대한시료추출물의지방세포분화억제효과는 법으로측정하였다 분화된세포를먼저 로세척한다음 으로 시간동안고정하였다 고정액을제거하고 로 회세척한후 를첨가하여 분간실온에서염색하였다 염색된세포는 을첨가하여염색된지방을추출한다음 를이용하여 에서흡광도를측정하였다 각실험은 회반복실험한결과에대하여 을사용하여통계처리하였으며 각각의시료에대해평균 표준편차로나타내었다 각시료군에대한유의차검정은분산분석을한후 수준에서 에따라분석하였다 페놀성화합물은식물계에널리분포되어있는 차대사산물의하나로구조와분자량이다양하며 기를가지기때문에단백질을비롯한다른거대분자들과쉽게결합하여항산화 항염증 항암및항고혈압등의여러생리적기능을나타내는것으로보고된바있다 천연색소로사용되는식물류의총페놀함량을분석한결과는 과같다 천연색소중아선약추출물이

4 636 생명과학회지 2014, Vol. 24. No. 6 으로가장높게정량되었으며 다음으로아카시아 대황 및포도과피 추출물순으로높게나타났다 코치닐과태수추출물은각각 및 이었으며 쪽과붉은백단향추출물은각각 과 으로매우낮은함량이었다 등은항산화활성을나타내는천연소재중캐모마일 각시취및기생초등에서 의폴리페놀이함유되어있음을보고하였으며 등은지유 진피 천련자등 종의약용식물의총페놀함량을측정한결과 을나타내었다고보고하였다 이들결과와본연구결과를비교하여볼때아선약 아카시아 대황및포도과피추출물등의페놀함량이더높은것으로나타났다 또천연색소로사용되는빈랑자추출물의총페놀함량이 이었다는연구결과 와비교할때본연구의아선약추출물의총페놀함량이월등히높음을알수있다 한국에자생하는약용식물의경우총페놀함량이 이상이면뛰어난항산화활성을나타낸다고하였는데 본연구의아선약 아카시아 대황및포도과피등의천연색소추출물은 이상의총페놀을함유하고있어상당한항산화활성을보일것으로추측되며 인체내생리활성의증강에도유익할것으로사료된다 와같이다양한천연염색원료식물에대한 및 라디칼소거활성을 값으로측정한결과 라디칼소거활성은아선약과아카시아추출물이각각 μ 및 μ로높은라디칼소거활성을나타내었으며 다음으로포도과피와태수추출물순으로 값은각각 μ 및 μ이었다 반면에쪽 코치닐및붉은백단향추출물의 값은고농도로라디칼소거활성이 μ β

5 Journal of Life Science 2014, Vol. 24. No 매우낮은것으로나타났다 라디칼소거활성은 라디칼소거활성과유사한경향으로아선약추출물의 값이 μ로가장활성이높았다 다음으로아카시아 μ 포도과피 μ 대황 μ 및태수 μ 추출물의순이었다 헤나와국화추출물의 값은각각 μ 및 μ로비슷한활성을나타내었다 는일반적으로천연식물에함유된페놀화합물은유해한라디칼에수소를공여하여라디칼을제거함으로써체내의산화를억제하게되는데 총페놀함량이높을수록항산화활성이증가되는것으로보고하였다 등 은식물성천연색소원의전자공여능을측정한결과 총페놀함량이높았던적양배추 양파껍질 포도과피 오디색소추출물등에서높은소거활성이있음을보고하였다 등은검정콩에서분리한안토시아닌색소의 라디칼소거능을측정한결과 α 토코페롤과유사한항산화력을가지며 특히안토시아닌의함량이높을수록 라디칼소거활성이증가됨을보고하였는데 상기의보고들로미루어볼때 본실험의천연색소들이지닌라디칼소거활성도총폴리페놀함량이기여하는바가큰것으로생각된다 β 을이용한항산화활성측정법은 β 의황색이 의첨가에의하여탈색되는정도를측정함으로써산화정도를측정하는방법이다 다양한천연식물로부터추출한색소성분이 β 계에서항산화활성에미치는영향을분석한결과는 와같다 천연색소중아카시아추출물의항산화활성이가장높으며 다음으로태수 아선약 코치닐 국화추출물순으로활성이우수하였다 항산화활성이좋다고알려진블루베리와라즈베리추출물의 β 탈색방지효과는 농도에서각각 와 였으며 유자과피열수추출물은 μ 농도에서 의활성을나타내었다고보고되어있는데 본연구의아카시아 태수및아선약추출물등은이들추출물에비해활성이월등히높음을알수있다 μ 농도로조절한천연색소식물류의항산화활성을 법으로측정한결과는 과같다 식물체의환원력은페놀화합물의함량에비례하며 법에의한환원력도시료의총페놀함량이높을수록활성이높다고보고되어있는데 본연구에서도총페놀의함량이높았던아선약 μ 및아카시아 μ 추출물의활성이타시료에비해월등히높았다 특히아선약추출물은포도과피 태수및대황추출물에비해서는약 배이상높은활성을나타내었다 이에비해쪽 붉은백단향및서양꼭두서니추출 μ 물은항산화활성이낮았다 와 은포도과피로부터추출한색소추출물을 법으로항산화능을평가한결과 μ 이상의높은 항산화활성이있는것으로보고하였는데 본실험의포도과 피추출물은 μ 로낮은결과였다 한편 등 의 보고에서참취추출물은 μ 농도에서 μ 의 활성을나타내었으며 등 은개똥쑥의잎과줄기추출 물을 μ 처리시각각 μ 과 μ 의 값을보인다고보고한바있다 α 및 α 저해효과측정을위해색소원 료식물류중아선약 아카시아 포도과피 태수 헤나및대황 추출물과대표적인혈당강화제로시판되고있는 를 비교한결과는 와같다 α 에대한저해효과 를측정한결과 모든추출물에서 보다높은 α α α α

6 638 생명과학회지 2014, Vol. 24. No. 6 활성을나타내었는데 특히아카시아추출물이 로가장 높은저해율을보였으며 다음으로아선약이 포도과 피는 대황은 로활성이높았고 헤나는 로가장활성이낮았다 α 에대한저해효과를측정한결과 아선약추출물 이 로가장높은저해율을나타내었으며 다음으로아 카시아 포도과피및대황추출물순으로 보다높은 수준이었다 반면 태수와헤나추출물은 미만으로 보다도저해활성이낮았다 시판되고있는 는장기간복용할경우일부환자에 있어서복부팽만감 구토 설사등부작용을나타낼수있어 그사용이제한되어 이에부작용이적은천연물로부터혈당 강하제를찾으려는연구가활발히진행되고있는데 그예로 등 은 농도의비타민나무부위별추출물로 α 및 α 에대한억제효과를측정한결과 α 는잎추출물이 α 는줄기추출물 이 의높은억제율을나타낸것으로보고하였다 은조릿대용매분획별추출물의 α 및 α 저해활성을측정한결과 에틸아세테이트층에서 각각 및 로가장높았다고보고하였다 본연구결과 보다활성이우수한아선약과아카시 아추출물은탄수화물의소화과정에서 α 와 α 에의한단당류생성을저해함으로써식사후혈당이 급격히상승하는등의증상에효과적으로이용될수있을것 으로기대된다 식물류색소원료의 α 및 에대 한저해효과를측정한결과는 와같다 에대한 저해활성은아카시아추출물이 로가장높았고 다음으 로아선약추출물에서 의저해활성을나타내었다 포도 과피와헤나추출물은 미만 태수와대황추출물은 미만으로낮은활성을나타내었다 α 의저해활 α α 성은 저해활성과상이한경향으로아선약추출물이 로가장높았고 다음으로헤나추출물이 였다 반면아카시아추출물은 미만으로활성이낮아포도과피추출물보다도활성이낮았다 등 은페놀성물질은효소나단백질과공존할때수소결합과같은상호작용을통해강한복합체를만들어침전함으로써효소의활성을저해한다고보고하였다 등 은감태추출물의 저해활성을측정한결과 농도에서 로 로사용한 와유사한활성을보였는데 이는페놀화합물및수용성물질등에의한것으로보고하였다 상기의연구보고로미루어볼때 본실험의결과에서단백질분해저해활성도페놀함량이높았던시료에서그활성이높았다 따라서색소원료중아카시아와아선약추출물은 과 α 과같은단백질분해효소를저해함으로써체내에서분해되는단백질의양을감소시켜 과잉으로흡수되는단백질의양을제한하여체중조절에영향을줄것으로생각된다 식물류색소원료의 의저해활성을측정한결과아카시아추출물이 로유의적으로가장높은저해활성을나타내었으며 다음으로포도과피가 로나타났다 태수와헤나추출물은각각 와 로비슷한활성을나타내었으며 아선약과대황추출물은 미만으로활성이낮았다 등은지충이에탄올및물추출물의 저해활성을측정한결과 범위로나타났으며 등 은감태물추출물을 로처리하여 저해활성을측정한결과 의범위를나타낸것으로보고하였다 등 은 종의해조류중 종의해조류가 의 저해활성을가지는것으로확인하였는데 이는해조류에포함되어있는 과같은폴리페놀화합물에의한것으로보고하였다 세포에대한천연식물색소원료의세포독성을평가한결과는 과같다 각시료추출물을농도별로처리한결과 μ 농도에서는대조군과비교하여 의생존율을보였고 μ 농도에서는 의생존율을보여처리농도가증가함에따라세포의생존율이약간감소하는경향이었다 고농도인 μ 농도에서는아선약 태수및헤나추출물은 이상의생존율을나타내었으나 아카시아 포도과피및대황추출물의세포생존율은 미만으로여타시료에비해낮았다 이결과를토대로 세포에대한시료의처리농도는 μ 미만이적합할것으로판단되어지방세포분화억제측정을위한시료의농도로결정하였다 세포에대한천연색소시료추출물의지방축적율

다음으로포도과피 추출물이 로억제효과가높게측정되었다 과같 이 결과에서도아선약과포도과피추출물 에서염색된지방의수가크게감소됨을확인할수있었다 반면

감소되는것으로보고하였으며 등 은지방세포에참 취추출물을 μ 로처리하였을때대조군과비교 μ 하여농도의존적으로중성지방이감소됨을확인하였는데 중 성지방은

7 Journal of Life Science 2014, Vol. 24. No μ μ A B C Control Catechu Grape 을평가한결과 아선약추출물이 로가장낮아 지방세포분화억제효과가가장높았고 다음으로포도과피 추출물이 로억제효과가높게측정되었다 과같 이 결과에서도아선약과포도과피추출물 에서염색된지방의수가크게감소됨을확인할수있었다 반면 헤나와대황추출물의경우대조군보다축적율이높아 효과가없는것으로나타났다 등 은삼백초추출물을 μ 로처리한지방세 포의중성지방양을측정한결과 중성지방이최대 이상 감소되는것으로보고하였으며 등 은지방세포에참 취추출물을 μ 로처리하였을때대조군과비교 μ 하여농도의존적으로중성지방이감소됨을확인하였는데 중 성지방은 에서부터지방세포로의분화과 정에서생성되며 γ 및 ɑ 와같은중요한 들에의해조절되는것으로알려져 있다 본실험의아선약및포도과피추출물은이들추출물에 비해활성이더높은것으로생각되며이와관련된전사인자 및단백질발현에관련된연구가더진행되어야할것으로 여겨진다

8 640 생명과학회지 2014, Vol. 24. No. 6 α

9 Journal of Life Science 2014, Vol. 24. No 재 남해마늘연구소 재 경북천연염색산업연구원 천연색소로사용되는식물류 종 쪽 아카시아 코치닐 아선약 포도과피 태수 헤나 국화 붉은백단향 대황 서양꼭두서니 의생리활성규명을위해열수추출분말을제조하여항산화및항비만활성을비교분석하였다 총페놀함량은아선약추출물이 으로가장높았다 라디칼소거능및 법에의한환원력도아선약추출물의활성이가장높았다 β 을이용한항산화활성은아카시아추출물이가장높았다 소화효소저해효과를측정한결과 α 저해활성은아카시아추출물이 로가장높았고 α 저해활성은아선약추출물이 로가장높았다 저해활성은아카시아추출물이 이상으로가장높았고 α 저해활성은아선약추출물이 이상으로가장높았다 저해활성은아카시아추출물이 로가장높았다 세포에대한지방축적률은아선약추출물이 로가장낮아지방세포분화억제효과가큰것으로나타났다 결론적으로식물류색소원료의중아선약추출물과아카시아추출물은높은항산화활성을나타내었으며 탄수화물 단백질및지방분해효소저해에도상당한효과를가지는것으로나타났는데 이러한결과는페놀함량과상관관계가높은것으로판단된다 특히아선약추출물의경우지방세포분화억제를통해항비만활성을나타내는것으로판단이되며그와관련된메커니즘연구는좀더진행되어야할것으로사료된다

Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No μ μ

Journal of Life Science 2011 Vol. 21. No. 8. 1120~1126 ISSN : 1225-9918 DOI : http://dx.doi.org/10.5352/jls.2011.21.8.1120 μ μ μ α β Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No. 8 1121 μ μ 1122 생명과학회지 2011,