RESEARCH ARTICLE Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 요 ( 尿 ) 의성분분석및항산화 항균활성연구 윤정희 1, 박준우 1, 강상모 1,2 * 1 건국대학교대학원생물공학과, 2 건국대학교미생물공학과 Studies on Analyzation of Components, Antioxidative and Antimicrobial Activity of Urine Jung-Hee Yun¹, Joon-Woo Park¹, Sang-Mo Kang¹,²* ¹Department of Bioengineering at the Postgraduate School, Konkuk University, ²Department of Microbial Engineering, Konkuk University Abstract This study conducted component analysis using 3-7-year-old boy s urine on the day of collection (U), aged urine (AU), dialyzed urine (DU), and dialyzed after 3 days urine (DAU), and analyzed antioxidant and antimicrobial activity activities. In the results of the component analysis of urine, urea concentration was over 5 times higher in U (1393 mg/dl) and AU (11576 mg/dl) than in dialyzed DU and DAU. Uric acid concentration and creatine concentration were also over 10 times higher in U (60.2 mg/dl and 79.79 mg/dl, respectively) and AU (63.99 mg/dl and 63.99 mg/dl, respectively) than in dialyzed DU and DAU. Protein and micro albumin were not significantly different between non-dialyzed and dialyzed samples. Urine DPPH was over 2 times higher in DAU (108.6%) and DU (105.2%) than in U and AU, total flavonoid content was over 1.5 times higher in AU (2.68 mg/ ml) and U (2.27 mg/ml) than in D and DAU and total polyphenol content was over 10 times higher in AU (36.87 mg/ml) and U (32.51 mg/ml) than in D and DAU. In the results of measuring FRAP, only DU (0.17 μmol/l) showed an over 12 times lower value. The antimicrobial activity of urine against Trichophyton rubrum was high in order of U >AU >DU >DAU. These results suggest that urine as a human-friendly resource has potential for application as a new material. Keywords: Urine, Component analysis, Antioxidative activity, Antimicrobial activity, Cosmetics Ⅰ. 서론 최근천연물에관한연구는활성성분을규명함으로써새로 운기능성신소재를발굴하여의약품이나기능성식품, 화장품등의연구에관하여활발히개발하고있다 (Xue et al., 2003). 또한각종생약, 식용식물추출물등에서보다안전하고항산화효과가뛰어난천연항산화제를개발하기위한연구가활발히이루어지고있는추세이며 (Lim et al., 1996), 이렇게항산 *Corresponding author: Sang-Mo Kang, Department of Microbial Engineering, Konkuk University, 1 Hwayang-dong, Gwangjin-gu, Seoul 143-701, Republic of Korea Tel.: +82 2 450 3524 E-mail: kangsm@konkuk.ac.kr Received March 20, 2012; Revised April 21, 2012; Accepted May 8, 2012; Published May 30, 2012 화효과가높게나타난물질들은항균작용도뛰어나다고알려진경우도많다 (Lin et al., 1997; Liang et al., 1945). 이와같이주목받고있는신소재개발에는오랜역사를통하여생활과경험가운데서그효능이입증되어내려온것도많이볼수있다 ( 김영희, 1998). 이렇게구전과문헌을통하여전승된민간요법과생약 ( 生藥 ) 들도현재기능성식품과기능성화장품및각종분야에서많이활용되고있다 ( 김태억등, 2010). 옛날우리조상들의경우동물의물질대사인요 ( 尿 ) 를손발이튼곳, 정력제, 설사, 폐병, 천식, 장티푸스, 위장병등의각종질병에명약 ( 靈藥 ) 으로활용하였고 ( 이규태, 1995), 또한이시진의본초강목에서도뱀이나개에게물렸을때따뜻한요에환부를담그도록하였다고한다 ( 이시진, 1996). 그리고요는바로사용하는것보다 3일숙성한요 ( 尿 ) 가비듬, 버짐, 무좀, 여드름, 알레르기, 벌레물린데더효과적이라고한다 ( 강국희, www.kosac.or.kr 319
Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 2002; 건강신문사, 2009; 김정희, 1982). 이외에도 1954년미국의학협회지에 최근요에대한많은연구논문들이출판되고있으며, 요 ( 尿 ) 에는우리몸에유익한성분들이많이함유되어있다 고보고된바있다. 또한 1975년마일즈연구소의창립자중한사람인 A. H. Free 박사는의학실험실습으로밝힌요성분분석이란책에서 요는몸에서배설되는균이없는물질일뿐만아니라, 그안에수천가지의화합물을담고있다. 그리고새롭고정교한분석도구가발달함에따라요의구성성분은앞으로더밝혀질것이다 라고발표하였다 (Martin, 1999). 요는혈액이신체의각조직을순환하면서일어난체내신진대사의노폐물과수분이신장에서여과되어체외로배출되는것 ( 김지혜, 2009) 으로정상요의구성성분은대부분이수분 (95%) 이며, 나머지는요에녹아있는고형성분 (5%) 이다. 그중유기성분 (organic compound) 인요소 ( 약 1/2) 와무기성분 (mineral element) 인식염 ( 약 1/4) 이대부분을차지하고있다. 유기성분에는요소, 요산, 크레아티닌등이있으며, 무기성분에는수분이나 Na, Cl, K 등의전해질이비교적많이포함되어있다. 이러한고형성분의총량은하루에약 60g 정도배설된다. 이러한성분들중요소 (urea) 는세계알레르기기구 (WAO: WHO의협력기구 ) 의연구에의하면미생물생장을억제하는능력을가진항미생물제이기때문에아토피피부염, 습진에사용하면효과가있다고발표한바있고 ( 세계알레르기기구, 2004), 또한요 ( 尿 ) 중에요산 (uric acid) 은항산화기능을가지고있다고연구된바도있다 ( 近藤元治, 1992). 그리고 1939년독일의부테난트 (Adolf Friedrich Johann Butenandt) 박사는요에서성호르몬을발견한공로로노벨화학상을수상하였고, 1960년대에비타민 C의발견자로노벨상을받은센트졸즈박사는요중에서 3-메틸글리옥살 (3-methyl glyoxal) 이라는물질을분리해내어암세포를파괴한다는사실을증명하였다. 이외에도요성분의유노키나아제는혈전용해제로, CADⅡ는항암제로오래전부터연구되어져사용되고있다. 이와같이요활용이질병을치료하는하나의약재로사용할수있었던것은요성분에함유된유기물, 무기물, 효소, 호르몬제, 각종미네랄등의 90여가지 (Oser, 1965) 의다양한성분들때문일것이라생각한다. 이러한성분들을함유한요를이용하여질병을예방하거나치료하는것에대한전통적인민간요법이나한방적치료효과에대한많은경험적인발표가있음에도불구하고이를뒷받침할만한과학적인연구는찾아보기힘든실정이다. 따라서본저자들은요를화장품원료로개발하고자예비실험을한결과몇몇대상자들의안면에부작용이발생하는경우 를알게되었고그래서이부분을해결하고자여러가지방법을시도하던중투석을한요를얼굴에발랐을때부작용이없다는것을알수있었다. 그리하여본연구에서는당일요 (U), 3일숙성요 (AU), 투석당일요 (DU), 투석 3일숙성요 (DAU) 의성분분석및항산화와항균활성을연구하여화장품신소재로서의가능성을알아보고자하였다. Ⅱ. 실험재료및방법 1. 시료준비요 ( 尿 ) 의수집은 2011년 10월서울시월계동에위치한 Y어린이집에서 3 7세사이 50여명의남자어린이로부터공급받아당일요 (U) 와 3일숙성요 (AU) 로사용하였고, 투석당일요 (DU) 와투석 3일숙성요 (DAU) 는투석막 MWCO 12,000-14,000 Da (Viskase Co, IL USA) 에넣고부피 100배되는 4 증류수에서 8시간마다물을교환하며 48시간동안투석하였다. 이렇게투석된요는시료의성분들을농축하기위하여동결건조하여 (VFDPH-0050 Soitech, Korea) 분말형태로만들어시료로사용하였다. 2. 예비실험방법또한인천에거주하는 20대대학생 16명을대상으로일반요 (U) 를활용한실험군1과투석요 (DU) 를활용한실험군2를각각 8명씩선정하여 2주동안예비실험을시행하였다. 피부도포제는화장수타입으로각각의요에알코올 3% 를희석하여지급한후아침, 저녁으로일일 2회냉장보관하여사용하도록하였다. 사용 2주후에피부의홍반, 부드러움, 만족도, 이상반응의문항에대한설문지를작성하여이를점수화한평균값으로비교하였다. 3. 요성분분석요소 (urea) 성분농도측정을위해 DAM-TSC 시약, phosphoric acid 를사용하였고, 기기는분광광도계 (spectrophotometer) 를사용하였다. 단백질정량분석은 benzethonium법, 요산측정은 uricase(enzyme) 법, 마이크로알부민과크레아틴은 TIA 방법으로하였고, 기기는 Hitachi Pmodule(Japan) 을사용하였다. 그리고각분석방법에필요한특정시약은 Roche(USA) 에서구입하여사용하여측정하였다. 요소농도측정방법은 diacetylmonoxime법을사용하였다. 먼저 U군, AU군, DU군, DAU군을각각 250배로희석하여 Blank, 표준액, 4개의희석요용으로 8개의시험관을준비한다. Blank용으로는증류수, 표준액은질소표준액, 그리고희석요를각각 0.5 ml 씩넣는다. 각관에발색시약 3.0 ml씩넣 320 www.kosac.or.kr
요의성분분석및항산화항균활성연구 고끓는물에 20분간담궜다가흐르는물에 2-3분간냉각시켰다. 색은약 3시간동안안정되며 blank를대조로 540 nm에서희석요의흡광도및표준액의흡광도를측정하여표준곡선을구해정량하였다. 그리고단백질, 요산, 마이크로알부민, 크레아틴의성분분석은이원의료재단에의뢰하였다. 0.1 ml을넣고 10,000 g 에서 10분간원심분리하였다. 원심분리하여얻은상층액 0.5 ml에증류수 0.5 ml를넣고 0.1% FeCl 3 6H 2 O용액 0.05 ml를가하여 700 nm에서흡광도를측정하였다. 환원력은표준물질로 Trolox를사용하여표준곡선을구해나타내었다. 4. 항산화활성실험 DPPH의측정을위해유리라디칼인 2,2-Diphenyl-1- picrylhydrazyl와플라보노이드함량측정을위해사용한 NaNO는 Showa Chemicals (Japan), AlCl 3 는 Junsei (Japan), NaOH는 Duksan Chemical (Korea) 의제품을사용하였다. 그리고 FRAP 측정에사용된 K 3 [Fe(CN) 6 ] 와 FeCl 3 6H 2 O는 Samchun Chemicals (Korea), C 2 HCl 3 O 2 는 Duksan Chemical 의제품을사용하였고, 대조군으로사용한 Trolox, Catechin, Callic acid는모두 Sigma-Aldrich (USA) 에서구입하였다. 마이크로플레이트리더 (Synergy, Biotek) 기기를사용하여측정하였다. DPPH 라디칼소거능은 Jeong (Jeong, 2006) 등의방법에준하여각각시료 0.1 ml에 4.1 10 5 M의 DPPH용액 0.9 ml를가한후상온암소에서 25분간반응시켜 517 nm에서흡광도를측정하였고대조군은 Trolox를사용하였다. 각시료의라디칼소거능은 {( 무첨가군의흡광도 )/( 첨가군의흡광도 )}* 100 전자공여능 (electron donating ability, EDA) 으로계산하여백분율로나타내었다. 총플라보노이드함량은 D. Marinova (Marinova, 2005) 의방법을이용하여시료 0.1 ml에증류수를 0.4 ml를넣고 5% NaNO (Sodium nitrate) 0.03 ml와 10% AlCl (Aluminum chloride) 0.06 ml를첨가하여잘혼합한후 10분간실온에방치하였다. 그다음 1 M의 NaOH 용액을 0.2 ml와증류수 0.2 ml을첨가하였다. 반응이종료된용액 1 ml를취해 510 nm 에서흡광도를측정하였다. 표준물질은 Catechin를이용하여작성한표준곡선을구해정량하였다. 총페놀함량은 Gutfinger (Guifinger, 1981) 의방법을응용하여측정하였다. 시료 0.5 ml에 2% NaCO 용액 0.5 ml을혼합하여 3분간반응시킨후, 50% Folin-Ciocalteu 시약 (Hayasi pure chemical, Japan) 을 0.1 ml를넣고 30분간상온에방치한다. 이용액 1 ml을취하여 750 nm에서흡광도를측정하였다. 총페놀함량은표준시약으로 Trolox를이용하여표준곡선을구해나타내었다. 또한 FRAP 방법은비교적최근에 Benzie (Iris et al., 1996) 등에의해개발된 total antioxidant power를측정하는방법이다. 0.2 M의 phosphate buffer (ph 6.6) 0.1 ml에 0.1 ml의시료와 1% (w/v) K 3 [Fe(CN) 6 ] 용액 0.1 ml를가하고, 이혼합물을 50 에서 20분간반응시킨후, 10% (w/v) 용액 C 2 HCl 3 O 2 5. 항균활성실험항균력측정을위해 YM media (Difco, USA), agar (Junsei, Japan) 을사용하였고, 대조군으로는생리식염수 (saline solution) 를사용하였다. 본실험에서사용한균주는 Pityrosporum ovale (ATCC 12078) 과무좀균 Trichophyton rubrum (ATCC 6352) 균주를사용하였다. 비듬균인 P. ovale는 YM agar를사용하여균을접종한뒤 30 에서 24시간동안배양하여사용하였고, T. rubrum 는 NA 배지에평판배양하였다. 그리고 Petri dish에배양된포자를 1 ml의증류수에넣고포자용액을만들어각각의요시료 4.5 ml에포자액 0.5 ml를넣고 0분, 5분, 10 분, 30분, 1시간, 3시간, 5시간, 12시간, 24시간이될때 50 μl 씩취하여배지에접종하여 30 에서 24시간배양한후형성된 colony의개수를측정하였다. 그리고연구의정확성을위해실험은 3회평균값으로하였다. Ⅲ. 연구결과및고찰 1. 예비실험결과요는각종효능들이보고되고있으나체내신진대사의노폐물로방출되는양면성을가지고있어피부에적용시부작용도생각해볼수있었다. 따라서요를그대로사용하는방법과요소, 요산, 소금, 암모니아등을어느정도제거하고피부에적용하는방법을생각하여부작용과효능을서로비교하는예비실험을하였다. 일반요 (U) 와투석요 (DU) 를활용한피부도포제가안면홍반 (Erythema), 부드러움 (Softness), 만족도 (Satisfaction), 기타등의피부변화에대한예비실험을한결과다음 Table 1과같이나타났다. 먼저 U군의경우평균점수가 10점인반면, 투석요를활용한 DU군은 14점으로더높게나타났다. 또한기타사항에있어서 DU군은반응이없었던반면 U은홍반과뽀로지에대한내용을기술하였다. 따라서이와같은결과로보아 U군과 DU군모두피부에부드러운느낌은있었으나, DU군이 U군에비해안정성을보여주어향후피부개선을위한화장품원료로서활용가치가있을것이라사료되었다. 2. 요성분분석결과 www.kosac.or.kr 321
Kor. J. Aesthet. Cosmetol., Table 1. Skin changes of the two groups after two weeks Erythema Softness Satisfaction Total Other (U) 3 4 3 10 홍반, 뽀로지 (DU) 5 4 5 14 없음 Abbreviations: A, urine; DU, dialysis urine Table 2. Ingredients contained in each urine (mg/dl) U AU DU DAU Urea 1,393 1,157 345 236 Protein 19.69 19.73 14.04 15.81 Uric acid 60.2 61.49 0.02 0.06 Microalbumin 0.31 0.42 0.28 0.45 Creatinine 79.79 63.99 0.49 0.73 Abbreviations: U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine; DAU, dialyzed after three days urine < 이원의료재단 > 본연구의서론에서언급하였듯이요의성분은약 90 여종이 다. 그중요소, 단백질, 요산, 마이크로알부민, 크레아틴의함량을알아보았다. 그결과 Table 2과같이그룹별성분함량이나타났다. 1) 요소 (Urea) 농도분석결과요소는정상요에가장많이함유하고있는성분으로써단백질, 아미노산, 질소의최종대사산물이다. 이러한요소는상처나감염부위를낫게하는기능과항균작용이있으며, 괴사되거나파괴된조직의방부작용도있다. 본연구의실험군인 U( 당일요 ), AU(3일숙성요 ), DU( 투석당일요 ), DAU( 투석 3일요 ) 의요소농도를측정하기위해질소표준액을이용하여작성한표준곡선 (standard curve) 의방정식은 y=1.737x로나타났고 r²(r제곱 ) 값은 1이었다. 분석결과 U의경우 1393 mg/dl, AU는 11576 mg/dl, DU는 345 mg/dl, DAU는 236 mg/dl의농도를나타내어 U의요소농도함량이가장높음을알수있었으며그다음 AU, DU, DAU 의순으로나타났다. 투석으로 DU의요소함량은 Udml 25%, DAU는 AU의 20% 로나타나요소의분자량은 60.06으로저분자임에도불구하고비교적상당히남아있는것으로나타났다. 2) 단백질 (Protain) 분석결과정상인요 ( 尿 ) 에서도 50 100 mg/ 일정도의단백이배설되고 ( 진복희와이국성, 2003) 이중알부민이 40% 정도함유되어있고그외트랜스페린 (transferrin) 등의면역글로불린이미량함유되어있다 ( 박광묵, 2007). 본연구에서단백질정량을분석한결과 U 19.69 mg/dl, AU 19.73 mg/dl, DU 14.04 mg/dl, DAU 15.81 mg/dl로 나타났다. U의경우 19.69 mg/dl로가장높았으며 U( 당일요 ) 보다는 AU(3일숙성한 ) 의단백질함량이조금더높게나타났다. 3) 요산 (Uric acid) 분석결과단백질, 특히동물의내장이나등푸른생선에는퓨린이라는물질이들어있는데이물질은우리몸에서요산이란물질로바뀌게된다. 이것은간에서다시요소로바뀌어독성이제거된후소변으로배설된다. 본연구에서요중의요산정량을분석한결과 U와 AU가각각 60.2 mg/dl, 61.49 mg/dl로가장높게나타났으며그다음 DAU 0.06 mg/dl, DU 0.02 mg/dl 순으로나타났다. 요산의분자량은 168 이며, 이는투석과정에서거의제거되는것으로나타났다. 이상의결과로투석후요산의감소가큰것을알수있었다. 또한이러한요산이함유된요는노화를억제하고항결핵등의효과에긍정적인영향을줄것이라기대된다. 4) 마이크로알부민 (Micro albumim) 분석결과알부민은혈액에서지질 ( 脂質 ) 을운반하는역할을하며혈청단백질의 50 60% 를차지하고있는생체세포나체액중에넓게분포된단순단백질이다. 본연구에서요중의마이크로알부민함량을측정한결과 AU가 0.42 mg/dl로가장높게나타났으며그다음 U 0.31 mg/dl, DAU 0.45 mg/dl, DU 0.28 mg/dl 순으로나타났다. 투석후에도 DU의알부민함량은 U의 90%, DAU는 AU의 107% 나타나 DAU의알부민함량은오히려증가하는경향을보였는데이것은 3일숙성후투석과정에서화학적변화가나타나는것으로보였다. 이와같은결과로보아 69,000의분자량을가진알부민 ( 이재민, 2009) 은투석과정에서많은차이를보이지않는다는것을알수있었으며, 투석요의알부민이 0.03 mg/dl 감소한것은투석과동결건조등의처리과정에서나타난손실로생각되었다. 5) 크레아틴 (Creatinine) 분석결과크레아틴은근육내에서에너지로사용된후크레아틴이나크레아틴인산으로형성되어혈중으로유출되어신장에서소변으로배설되며하루동안배설된다 ( 이영미, 1995). 본연구에서요중크레아틴함량측정결과 U가 79.79 mg/ dl로가장높았으며그다음 AU 63.99 mg/dl, DAU 0.73 mg/dl, DU 0.49 mg/dl 순으로나타났다. 투석후 DU의크레아틴함량은 U의 0.6%, DAU는 AU의 1% 로나타나저분자인크레아틴은투석으로대부분제거되는것을알수있었다. 위와같은성분분석을통해요에함유된성분들의함량과투석후요의성분변화량을알수있었다. 이러한요에는혈액의 322 www.kosac.or.kr
요의성분분석및항산화항균활성연구 DPPH scaveging activity (%) Polypenol (mg/ml) Figure 1. Change of DPPH free radical scavenging activity concentration in the various of urine Abbreviations: T0.5, Toroxl 0.5 mm; T1, Toroxl 1 mm; U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine; DAU, dialyzed after three days urine. Figure 2. Change of total polyphenol content in the various of urine. Abbreviations: DW, control; T0.5, Toroxl 0.5 mm; T1, Toroxl 1 mm; U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine; DAU, dialyzed after three days urine. 주요성분들과물질대사과정에서생긴노폐물이수용액의형태로콩팥에서걸러지는데 99% 는재흡수되어혈액으로돌아가고 1/100 정도로농축되어방광에축적되었다가체외로배출되는것이요이다. 요에는백혈구, 적혈구, 상피세포, 원주등의세포와유형성분, 포도당, 과당, 갈릭토스등당질, 색소물질인미오글로빈, 헤모글로빈, 피브린분해산물등화학물질, 아밀라아제, 펩티다아제, 유로키나제등 25개이상의효소, 성호르몬, 아드레날린, 엔도르핀등다수의호르몬, 디렉틴, 안티네오플라스톤, 3- 메틸글리옥살, 베타인돌아세틱산등의화학물질등극미량의생리활성물질이있다. 이러한물질들은항산화, 항암, 강장작용등우리몸에꼭필요한기능들을수행할것이라고한다 (Oser, 1965). 요성분의선행연구에서보면요중에디렉틴 (directin) 이란물질은 1996년미국실험생물학협회지에암세포를정상세포로환원시키는효과가있다고보고된바있으며, 안티네오플라스톤 (anti neoplaston) 은 1960년대미국의의사부르진스키에의해발견되어정상세포에는손상을주지않으면서암세포를선택적으로파괴하는펩티다아제물질이라는결과를알아냈다. 또한 3-메틸글리옥살 (3-Methylglyoxal) 역시암세포를파괴하는성질이있다고알려진바있다 ( 김성필, 2005). 따라서본연구의성분분석의결과로당일요에비해 3일숙성요가단백질이나알부민이더많이함유되어있다는것을알수있었으며이는피부도포제로사용시당일요보다는더효과적일것이라생각되었다. 또한투석과정을거쳐도단백질과알부민은많이남아있는것으로보아이외에도투석과정을통해제거되지않는요속의다양한성분들이안면피부의호전시키는데긍정적인영향을미칠것이라사료되어투석요가화장품 원료로서의활용가치가있다고판단되었다. 3. 요의항산화활성측정결과 1) DPPH 라디칼소거능측정결과생체내생체막에존재하는지질은활성산소의존재하에유리기와연쇄반응을일으켜산화되어과산화지질이되면서생체노화의원인이된다 (Choi, 1994). 본실험에서는 U( 당일요 ), AU(3일숙성요 ), DU( 투석당일요 ), DAU( 투석 3일숙성요 ) 그리고비교물질인 Trolox의 free radical 소거활성을백분율로나타내었으며결과는 Figure 1 과같다. U의경우 32.5% 로대조군의 Toroxl 0.5 mm 정도의소거활성이있음을보여주었고, AU는 47.3% 로 Toroxl 1 mm 이상의소거활성을나타내었다. 또한 DU와 DAU는 105.2%, 108.6% 의높은활성을보였고, 그중 DAU가가장높은소거활성을나타내었다. 이상과같은결과로보아당일요보다는 3일숙성한요의활성이더높다는것을알수있었으며, 일반요보다는투석한요가더활성이높다는것을알수있었다. 투석한요가더높은활성을나타낸결과는투석과정에서다양한성분을지닌요의분자들의활성변화가있었을것이라유추할수있으며, 또한 DPPH 측정시측정값에영향을주는물질들이투석으로상당수빠져나가서나타난결과일수도있다고생각되었으나이부분의메카니즘은추가적인연구가필요하다고사료되었다. 2) 총폴리페놀함량측정결과일반적으로페놀성화합물은식물계에널리분포되어있는 2 차대사산물의하나로다양한분자구조와분자량을가진다. 이 www.kosac.or.kr 323
Kor. J. Aesthet. Cosmetol., FRAP (umol/l) Figure 3. Change of FRAP activity in the various of urine. Abbreviations were the same as Figure 2. 들은 phenolic hydroxyl(oh) 기를가지기때문에단백질및기타거대분자들과쉽게결합하여항산화, 항암등다양한활성을갖는다 (Amarowicz et al., 2004). 본연구에서는 U, AU, DU, DAU의총폴리페놀함량을 Trolox를표준물질로사용한표준곡선으로부터환산하였고그결과 Figure 2과같이나타났다. 측정결과 AU가 6.46 mg/ml 로가장높은함량을나타내었으며, 그다음 U에서 5.7 mg/ ml 함량을보여 AU와 U의경우는대조군인 Trolox 1 mm보다높은함량을나타내었다. 그리고 DAU는 0.90 mg/ml로 Trolox 5 mm과비슷한함량을보였으며 DU는 0.56 mg/ml 가장적은폴리페놀함량을보였다. 이상의결과로보아당일요보다는 3일숙성한요의폴리페놀함량이약간높았으며, 투석한요의경우에서도같은결과를볼수있었다. 따라서다양한성분을함유한요는 free radical 에전자를제공하여산화의진행과정을억제시켜생체내의산화물축적이나 DNA 손상을방지하여 free radical이생체내에서야기하는각종질병을예방하고노화를지연시키는등많은기능이있을것이라사료된다. 그런데여기에서도플라보노이드와같이 3일숙성요가더폴리페놀함량이소량이지만높게나타났다. 페놀은산화되는성질이있어 (Ham et al., 1987), 3 일숙성시화학적변화나다른물질들의화학적변화로투석시영향을받았을가능성이있으나이는앞으로더검토가필요하다고생각되었다. 3) FRAP(ferric reducing antioxidant power) 측정결과 FRAP은낮은 ph에서환원제에의해 ferrictri pyridyltriazine(fe- TPTZ) 복합체가 ferroustri pyridyltriazine(fe-tptz) 로환원되는것을이용하여측정된다. Fe-TPT는강한파란색을가지므로 593 nm에서모니터할수있다. Benzie 등은 FRAP 방법에대해측정하기쉬우며함유되어있는항산화제들의농도에 직선적으로비례하여 FRAP 값을나타내며무엇보다도총항산화효과를직접적으로측정할수있다는점을강조하고있다 (Iris et al., 1996). 본연구에서는 U, AU, DU, DAU의항산화활성을환원력과연관하여살펴본결과를 Trolox 표준물질로서비교하여나타내었다 (Figure 3). 그결과 AU의경우 3.37 μmol/l로가장높은환원력을나타내었고 U는 3.00 μmol/l로나타나 AU와 U는 Trolox 1 mm보다높은활성을나타내어상대적으로우수한항산화능을갖는것으로나타났다. 그리고투석한경우의 DAU 역시 2.11 μmol/l로대조군보다높은환원력을보였고, DU는 0.17 μmol/l로가장낮은환원력을나타냈다. Osawa(1994) 는식물로부터추출된페놀성화합물은항산화능을포함한다양한생물학적효능을나타낸다고보고하였으며이들의효능은주로산화 환원력에의한것이라고보고하였다. 따라서본실험결과에서요는항산화활성이증가한것은요에함유되어있는다양한성분들이산화 환원력에의해유리라디칼을소거한것이라고생각되었다. 그런데 FRAP 값에서도 U와 AU는총플라보노이드함량이나총폴리페놀함량과같은패턴으로나타났다. 그러나이들을투석한경우는총플라보노이드함량과는틀리고총폴리페놀함량과유사한형태를보였으나특히 DAU 값은더높게나타났다. 이것은녹차의폴리페놀인카테친은단백질과결합하여단백질을변성시키는성질이있는것처럼 (Han et al., 2006; Tagliazucchi et al., 2005) FRAP 값을나타내는폴리페놀성물질들은 3일숙성시키는동안요속의물질들과결합하여분자량이커져투석에서상당부분제거되지못하여나타난결과로생각되었다. 이러한결과를종합하여보면요는항산화활성능력을지닌물질임을알수있었으며, 요산 (uric acid) 성분의항산화능력에관한연구도보고된바있었다 ( 近藤元治, 1992). 또한요와같은인체유래성분중하나인태반추출물이함유한 CSF(Colony- Stimulating -Factors, 코로니형성자극인자 ) 라는성분은세포분해및증식에유효한성분으로화장품소재로입증한바있다 ( 김타곤, 2011). 이러한연구의결과와같이요는 CSF 성분이외에도다양한성분들의복합적인기능으로피부탄력증진, 건조방지, 노화피부방지등의피부개선을위해사용될수있는유효성분이라고사료되었다. 4. 요의항균활성측정결과본연구에서 U, AU, DU, DAU의항균활성을비듬균은 Figure 4에무좀균은 Figure 5에나타내었다. 비듬균인 P. ovale에대한요의항균활성능력은 3시간정도경과될때가장크게나타났으며, U가가장높고그다음 AU DU, DAU 순으로나타났다. 그런데 3시간요처리하는 U의경우는포자가많이살균되나 3시간이지나면서비듬균은내성을갖기시작하 324 www.kosac.or.kr
요의성분분석및항산화항균활성연구 일부다른것을알수있었다. 그리고요중에는다양한성분들이함유되어있어항균능력을나타낸것이라생각하며앞으로천연방부제나항균제로서의역할을충분히수행할것으로기대되었다. C.F.U Time (Min) Figure 4. Anti-microbial activies Pityrosporum ovale of in urine. Abbreviations: C, control;u, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine; DAU, dialyzed after three days urine C.F.U Time (Min) Figure 5. Anti-microbial activies Trichophyton rubrum of in urine. Abbreviations were the same as Figure 5. 여서서히살균력이떨어지기시작하는것을알수있었다. 따라서결과적으로항균능력의효과는나타내지못하였다. 그리고무좀균인 T. rubrum 포자에대한요의항균활성은낮은활성을나타내었지만 U가그중가장큰항균활성을보였으며 (Figure 5), 그다음 AU, DU, DAU로항균활성순을알수있었다. 또한무좀균에서는느린살균력으로실험한 1일에가장높은살균력을나타내는특성을보였다. 이와같이무좀균포자는비듬균포자와달리시간이지나도요속에서내성을나타내지않는것을볼수있었다. 이것으로비듬균포자와무좀균포자를살균하는물질이같을수도있겠지만일부는다를가능성도있다고생각되었다. 따라서무좀균포자는처리시간을길게하면완전살균도가능할것으로생각되며, 또한두균은피부에증식하는곰팡이종류이지만성질이 Ⅳ. 결론 본연구에서는화장품신소재개발을위해요의성분분석및항산화와항균활성에관한연구를수행하여다음과같은결과를나타냈다. 첫째, 일반요 (U) 와투석요 (DU) 를활용한피부도포제예비실험결과 U군은평균점수 10점, DU군은 14점을나타냈다. 또한 DU군은 2주사용후부작용반응이없었던반면, U은홍반과뽀로지에대한반응이나타나 DU군이 U군에비해안정성과더불어향후피부개선을위한화장품원료로서의응용가능성을제시해주었다. 둘째, 요의성분분석결과요소농도는 U 1,393 mg/dl, AU 11,576 mg/dl는투석한 DU와 DAU보다 5배이상높았다. 요산농도 U(60.2 mg/ dl) 와 AU(61.49 mg/dl), 크레아틴농도 U(79.79 mg/dl) 와 AU(63.99 mg/dl) 는모두투석한 DU와 DAU보다 10배이상높았다. 단백질과마이크로알부민은투석에서도별로차이가없었다. 셋째, 요의 DPPH는 DAU(108.6%) 와 DU(105.2%) 가 U와 AU에비해 2배이상, 총폴리페놀함량은 AU(6.46 mg/ ml) 와 U(5.7 mg/ml) 가 D나 DAU보다 6배이상높게나타났다. FRAP을이용한환원력측정결과는 AU 3.37 μmol/l, U 3.00 μmol/l, DAU 2.11 μmol/l로나타났으며 DU(0.17 μ mol/l) 만특별히 12배이상낮았다. 넷째, 요의항균활성결과 P. ovale 균의항균력은나타내지못한반면, T. rubrum 균의경우 U( 당일요 ) 가가장높게나타났으며그다음 AU, DU, DAU 순으로항균력을나타냈다. 이상의연구결과로보아요 ( 尿 ) 는항산화활성능력과항균활성능력이있음을확인하였고, 요에함유된성분들을분석하여검토함으로써요의활용에대한기초적인자료를제공하고자한다. 또한요성분을의약품으로혈전용해제나항암제에활용하였듯이본연구를통해앞으로천연항산화제나항균제로피부개선을위한화장품원료로사용하는데있어서이용가치를높일수있는자료를제공하고자하며, 앞으로보다과학적이고광범위한연구가필요할것이라사료된다. 참고문헌 강국희. 알고보니생명수요료법. 성균관대학출판부, 서울, 2002. www.kosac.or.kr 325
Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 건강신문사. 요로법의기적. 건강신문사출판부, 서울, pp44-50, 2009. 김성필. 동적, 정적운동이 MAO 분비작용에미치는영향. 원광대학교석사학위논문, 2005. 김정희. 기적을일으키는요료법. 명문각, 서울, 1982. 김영희. 한약자원식물. 경춘사, 서울, pp103-117, 1998. 김타곤. 돈태반추출물및양수에서기능성화장품의개발. 인제대학교석사학위논문, 2011. 김태억, 김성우. 기능성식품산업시장현황및천연물소재연구개발. 생명공학정책연구센터보고서, pp2-3, 2010. 김지혜. 적외선감쇠전반사분광분석기를이용한소변성분검출연구. 동덕여자대학교석사학위논문, 2009. 맹영선, 허태련. 식품과건강. 유한문화사, pp67, 2002. 박광묵. 요속알부민검지용 BioFET형단백질센서의제작및특성. 경북대학교석사학위논문, 2007. 유기환. 감잎추출물의항산화및항알레르기효과. 수원대학교석사학위논문, 2010. 이규태. 한국인의성과미신. 기린원, pp57-65, 1995. 이영미. 의사가권하는요료법. 도서출판산수야, 서울, pp35-52, 2006. 이재민. 혈량증량제와수술중수액요법. Korean J. Anesthesiol., 56: 483-491, 2009. 진복희, 이국성. 요화학및일반검사. 고려의학, pp31-104, 2003. Choi HS. Peroxide and nutrition of lipids. J. Kor. Soc. Techmol., 28: 867-878, 1994. D Marinova, F Ribarova, M Atanassova. Total phenoics and total flavonoids bulgarian fruits and vegetable, J. Univ. Chem. Technol. Metall., 40: 255-260, 2005. Guifinger T. Polyphenols in olive oil. J. Am. Oil Chem. Soc., 58: 966-968, 1981. Ham S, Hong E, Omura H. Desmutagenicity of enzymatically browmed substances obtained from the reaction of Prunus salicina(red) enzyme and polyphenols. Korean J. Food Sci. Technol., 19: 212, 1987. Han YS, Bastianetto S, Dumont Y, Quirion R. Specific plasma membrane binding sites for polyphenols including resveratrol in the rat brain. J. Pharmacol. Exp. Ther., 318: 238-245, 2006. Hind G, Marshak D, Coughlan S. Spinach thylakoid polyphenol oxidase: Cloning, characterization and relation to a putative protein kinase. Biochemistry, 34: 8157, 1995. Husain SR, Cillard J, Cillard P. Hydroxy radical scavenging activity of flavonoids. Phytochemistry, 26: 2489-2481, 1987. Iris F, F Benzie, JJ Strain. The ferric reducing ability of plasma(frap) as a measure of "antioxidant power": The FRAP assay. Analytical Biochemistry, 239: 70-76, 1996. Jeong SM, Kim SY, Park HR, Lee SC. Effect of farinfrrared radiation on the activity of extracts from Citrus unshiu peels. J. Korea. Soc. Food. Sci. Nutr., 33: 1580-1583, 2006. Lim DK, Choi U, Shin DH. Antioxidative activity of ethanol extract from Korea medicinal plants. Kor. J. Food Sci. Technol, 28: 83-89, 1996. Lin YL, Lin JK. (-)-Epigallo catechin-3-gallate blocks the indution of nitric oxide synthase by downregulating lipopoly saccharide-induced activity of ranscription factor nuclear factor. KappaB. Mol. phamacol., 52: 465-472. 1997. Martin Gardner. Urine Therapy. Skeptical Inquirer, pp13-15, 1999. Oser Bernard. Physislogical Chemistry 14th. Hawk s, pp1206-1208, 1965. Osawa T. Novel natural antioxidant for utilization in food and biological system In : Postharvest biochemistry of plant food-material in the tropics. Uritani I, Garcia VV, Mendoza EM (ed). Japan Scientific Societies Press, Tokyo, Japan, pp241-251, 1994. Amarowicz R, Pegg RB, Rahimi-Moghaddam P, Barl B, Weil JA. Free-radical scavenging capacity and antioxidant activity of selectedplantspecies from the Canadianprairies. Food Chem. 84: 551-562, 2004. Tagliazucchi D, Verzelloni E, Conte A. Effect of some phenolic compounds and beverages on pepsin activity during simulated gastric digestion. J. Agric. Food Chem., 53: 8706-8713, 2005. Xue TH, Roy R. Studyingtraditional Chinese medicine. Science, 300: 740-741, 2003. 近藤元治. Free Radical 體內動態와生體傷害기작. pp156-162, 1992. 기타 WAO( 세계알레르기기구 ). The atopic eczema; dermatitis syndrome. 2004. 326 www.kosac.or.kr