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ISSN : 1738-7248(Print)
ISSN : 2287-7428(Online)
Korean Journal of Food Preservation Vol.24 No.8 pp.1113-1121
DOI : https://doi.org/10.11002/kjfp.2017.24.8.1113

Study on antioxidant and physiological activities of extract from Ligularia fischeri by extraction methods

Yeon-jeong Woo, Seung-Ryeul Shin, Ju-Yeon Hong
*
Faculty of Herbal Food Cuisine and Nutrition, Daegu Haany University, Gyeongsan 38610, Korea
Corresponding author : pinkpunk@dhu.ac.kr82-53-819-1426, 82-53-819-1494
20171011 20171212 20171218

Abstract

The purpose of this study was to determine antioxidant and physiological activities of water and 70% ethanol extracts from Ligularia fischeri by extraction methods. The yield of water and ethanol extracts from Ligularia fischeri was 15.23% and 17.45%, respectively. The polyphenol and flavonoid contents of ethanol extracts of Ligularia fischeri (LEE) were 17.17±4.38 mg/g, 35.06±6.69 mg/g, respectively. The electron donating ability and SOD like activity, and ABTS radical ability of all Ligularia fischeri extracts were increased in a dose dependent manner, and those was the highest in LEE. Nitrite scavenging ability was higher in pH 1.2 than that in pH 3.0, and ethanol extract showed higher ability in pH 1.2 and 3.0. The xanthine oxidase and inhibition effect of all Ligularia fischeri extracts on tyrosinase were dose-dependently increased, and those was the highest in ethanol extracts of Ligularia fischeri. Reducing power was 1.2 at extract concentration 1,000 μg/mL in water and ethanol extracts of Ligularia fischeri and the highest in water extract of Ligularia fischeri at concentration of 62.5-500 μg/mL. These results may contribute to development of processed food and health functional food with Ligularia fischeri.


추출방법을 달리한 곰취(Ligularia fischeri) 추출물의 항산화 및 생리활성에 관한 연구

우 연정, 신 승렬, 홍 주연
*
대구한의대학교 한방식품조리영양학부

초록


    서 론

    최근 세계적으로 경제발전에 따른 전체적인 식품소비 구조의 변화, 특히 식품의 웰빙화, 건강 기능성 식품의 소비 증가 등의 식생활 환경의 변화는 건강한 삶에 대한 욕구를 증가시키고 있으며, 이와 함께 고부가가치 식품 및 건강 기능성 식품산업에 대한 수요와 시장규모를 점차 확대시키 고 있다(1). 건강한 삶에 대한 욕구는 건강, 체지방 감소, 항산화, 면역 증강 등 구체화됨에 따라 개별 욕구와 관련된 기능성 원료를 함유한 다양한 건강 기능 식품이 연구․개발 되고 있다(2). 아울러 평균수명이 길어지면서 건강한 노후 에 대한 관심이 고조되고 천연물 중 부작용이 없고 유독하 지 않은 소재를 이용한 건강 유지 및 증진에 대한 요구가 증가하고 있다(3).

    식물성 식품에 널리 존재하는 페놀 화합물 및 비타민 등의 천연 항산화제가 산화손상에 대한 화학적 예방 촉매기 능(4)이 알려짐에 따라 저공해 채소류, 약리작용이 우수한 채소 및 산채류에 대한 관심이 커지고 있다(5,6). 산채류는 비타민류와 무기질을 많이 함유하고 있으며(7), 약리효능 으로는 항종양 및 암세포에 대한 세포독성(8), 간기능 개선 (9), 항비만(10), 항균효과(11) 등이 보고되고 있다. 특히 산채류는 약리작용과 건강 기능성이 탁월하여 인간의 삶과 질을 향상시켰으며, 이는 산야의 자생 또는 재배 산채류가 메디케어 관련 건강기능식품, 뷰티 화장품, 의약품 등의 소재로 사용이 가능할 것으로 평가하였다(12).

    곰취(Ligularia fischeri)는 국화과(菊花科)에 속하는 다년 생 초본식물로 웅소(雄蔬)라고도하며 곰취라는 이름은 곰 이 좋아하는 나물에서 온 것이다(13). 곰취는 유럽과 아시아 에 10여종이 분포하는데 그중에서 9종이 우리나라의 품종 이며, 어린잎을 식용으로 이용하는데 주로 나물이나 쌈, 장아찌로 섭취한다. 약리학적인 측면에서 살펴보면 곰취는 예로부터 기침, 가래, 다리 아픔, 요통, 두통, 백일해, 천식에 효험을 나타내며(14), 혈액순환을 활발하게 한다고 알려져 있다. 민간에서는 황달, 고혈압, 간장병에 사용했으며, 다치 고 헌데에 균이 들어간 전염성피부(단독)병과 고름집에 잎 을 찧어 붙이곤 했다(15). 영양적인 측면에서 곰취는 각종 비타민과 무기질을 고루 함유하고 있다. 그 중 비타민A 780 RE/100 g, β-carotene 4,681 μg/100 g, 칼슘 241 mg/100 g, 칼륨 778 mg/100 g, 섬유소 1.7 g/100 g을 함유하며, 철분 은 30.926 mg/100 g으로 매우 높게 함유하고 있다(16). 곰취 의 아미노산 총량은 3,562 mg/100 g으로 이 중 풍미와 관련 된 아미노산인 glutamic acid, aspartic acid, glycine과 alanine 이 높은 비율을 차지하고, 8개의 필수아미노산 중 threonine, valine, isoleucine, leucine, phenylalanine과 lysine은 전체 아 미노산 함량 중 상당 부분을 구성하고 있다(17).

    곰취는 특유의 향과 맛이 뛰어나 조선시대의 고서에서도 자주 등장할 만큼 오래전부터 즐겨오던 산나물로서 영양적 인 측면에서 우수하며, 산채로서의 뿐만 아니라 한약재로 도 오랫동안 사용되어져 왔다. 곰취의 기능성 및 생리 활성 의 연구는 곰취의 기능성을 학문적으로 규명하고, 기능성 이 우수한 식재료에 대한 정보를 제공할 뿐만 아니라 곰취 의 소비 증대를 촉진할 수 있을 것으로 기대한다. 따라서 본 연구는 자생하고 있는 곰취 열수 및 70% 에탄올 추출물 을 제조하여 추출물의 항산화효과 및 생리활성에 대한 연구 를 수행하였다.

    재료 및 방법

    실험 재료

    본 연구의 주재료인 곰취(Ligularia fischeri)는 경북 영양 군 일원에서 재배된 것을 구입하였으며, 모든 시료는 정상 적인 녹색 빛을 띠는 것을 선별하여 흐르는 물에 3회 깨끗하 게 세척한 후 물기를 제거하고 일정량으로 분취하여 초저온 냉동기(MDF-U52V, Sanyo, Osaka, Japan)에 보관하면서 시 료로 사용하였다.

    추출물의 제조

    곰취 열수 추출물은 각 시료에 10배에 해당하는 3차 증류 수를 각각 가한 후 85℃에서 3시간 동안 환류 추출하였고 이 과정을 3회 반복 추출하여 모아진 추출액을 여과지 (Whatman No.2)로 여과하여 제조하였다. 곰취 에탄올 추출 물은 각 시료에 10배의 70% 에탄올을 가한 후 50℃에서 3시간 동안 환류 추출하였다. 이 과정을 3회 반복 추출하여 모아진 추출액을 여과지(Whatman No.2)로 여과하여 제조 하였다. 추출액은 회전식 감압증발 농축기(R-210, BUCHI, Kyudo, Japan)를 사용하여 감압농축하였고, 동결건조기 (FD8512, Ilshin, Seoul, Korea)로 -90℃에서 동결건조한 후 플라스틱용기에 담아서 초저온냉동기에 보관하면서 시료 로 사용하였다. 그리고 시료의 추출 수율은 추출 전 시료 중량에 대한 추출물의 동결건조 후의 중량 백분율로 나타내 었다.

    폴리페놀 측정

    폴리페놀 화합물의 정량은 Folin-Denis 법(18)으로 측정 하였다. 즉, 곰취 열수 및 에탄올 추출물을 10 mg/mL 농도로 증류수에 녹인 다음 0.2 mL를 시험관에 취하고 증류수를 가하여 2 mL로 만든 후 여기에 0.2 mL Folin-Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 잘 혼합한 후 3분간 실온에 방치 하였다. 정확히 3분 후 Na2CO3포화용액 0.4 mL를 가하여 혼합하고 증류수를 첨가하여 4 mL로 만든 후 실온에서 1시간 방치하여 흡수분광광도계(UV-2001, Hitachi, Tokyo, Japan)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 폴리페놀 화합물은 tannic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 곰취 열수 및 에탄올 추출물에 함유된 폴리페놀 화합물 함량을 산출하였다.

    플라보노이드 측정

    플라보노이드 함량은 Moreno 등이 행한 방법(19)에 따라 곰취 열수 및 에탄올 추출물을 10 mg/mL 농도로 증류수에 녹인 시료 용액 0.1 mL를 취하여 10% aluminum nitrate와 1 M potassium acetate를 함유하는 80% ethanol 4.3 mL에 혼합하여 실온에서 40분간 정치 한 후 흡수분광광도계를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이 드 정량은 quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 산출하였다.

    전자공여능 측정

    전자공여능은 Blois 등의 방법(20)에 준하여 각 시료의 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl(DPPH)에 대한 전자공여 효 과로써 시료의 환원력을 측정하였다. 즉 각 추출물을 농도 별로 제조한 시료 2 mL에 0.2mM DPPH 용액 1mL를 가하 고, 10초간 vortex mixing 후 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 이 반응액을 분광광도계를 사용해서 517 nm에서 흡 광도를 측정하였다.

    대조구는 천연 항산화제인 L-ascorbic acid를 사용하였 고, 아래와 같이 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도의 차이 를 백분율(%)로 표시하여 전자공여능으로 나타내었다.

    Electron donating ability(%)=(1- S-B C )×100

    • S : sample 첨가구의 흡광도

    • B : blank의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 흡광도

    SOD 유사활성 측정

    SOD 유사활성 측정은 Marklund 등의 방법(21)에 따라 각 시료 0.2 mL에 pH 8.5로 보정한 tris-HCl buffer(50 mM tris[hydroxymethyl] amino-methane+10 mM EDTA) 3 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL를 가하였다. 그런 다음 25℃에서 10분간 반응시킨 후 1 N HCl 0.1 mL로 반응을 정지시키고 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. SOD 유사활성은 시료 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 감소율로 산출하였다. SOD 유사활성은 시료 첨가구와 시료 무첨가구 사이의 흡 광도의 감소율로 아래와 같이 환산하였으며, 대조구로는 L-ascorbic acid를 사용하였다.

    SOD like activity(%)=(1- S-B C )×100

    • S : sample의 흡광도

    • B : blank의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 흡광도

    ABTS(ABTS radical scavenging) 라디칼 소거활 성 측정

    ABTS 소거활성 측정은 Re 등(22)의 방법에 따라 7.4 mM 2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonate) (ABTS) 와 2.6 mM potassium persulfate를 혼합하여 실온․암소에서 24시간 동안 방치하여 radical을 형성시킨 다음 실험 직전에 ABTS 용액을 732 nm에서 흡광도가 0.70±0.03이 되도록 phosphate buffer saline(PBS, pH 7.4)로 희석하여 사용하였 다. 희석된 용액 950 μL에 추출물 50 μL를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 분광광도계를 사용해서 732 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거능은 시료 첨가구 와 시료 무첨가구 사이의 흡광도의 감소율로 아래와 같이 환산하였으며, 대조구 L-ascorbic acid를 사용하였다.

    ABTS radical scavenging ability(%)=(1- S C )×100

    • S : sample의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 흡광도

    아질산염 소거능 측정

    아질산염 소거능은 Kato 등의 방법(23)에 따라 다음과 같이 측정하였다. 즉 1 mM의 NaNO2용액 2 mL에 각 농도의 시료 1 mL를 첨가하고, 여기에 0.1 N HCl(pH 1.2)과 0.1 M 구연산 완충용액을 사용하여 반응용액의 pH를 1.2로 조정한 후 반응용액의 부피를 10 mL로 하였다. 그리고 37℃에서 1시간 동안 반응시켜 얻은 반응액을 1 mL씩 취하고 여기에 2% acetic acid 5 mL를 첨가한 다음 Griess reagent 0.4 mL를 가하여 혼합시켰다. 그런 다음 실온에서 15분간 방치시킨 후 분광광도계를 사용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염의 백분율(%)로 나타내었다.

    pH 1.2, 3.0에서 추출물의 농도에 따른 아질산염 분해 작용은 1 mM의 NaNO2용액 1 mL에 각 농도의 각 추출물을 첨가하고 여기에 0.1 N HCl을 사용하여 반응용액의 pH를 1.2, 3.0으로 조정한 후 반응용액의 부피를 10 mL로 하여 측정하였다. 무첨가구 L-ascorbic acid를 추출물의 농도와 동일하게 조제하여 사용하였고, 공시험은 Griess reagent 대신 증류수 0.4 mL를 가하여 같은 방법으로 행하였다.

    Nitrite scavenging ability(%)=(1- S-B C )×100

    • S : sample의 흡광도

    • B : blank의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 흡광도

    Xanthine oxidase 저해효과 측정

    Xanthine oxidase 저해효과는 Stripe와 Corte의 방법(24) 에 따라 측정하였다. 즉, 각 시료용액 0.1 mL와 0.1 M potassium phosphate buffer(pH 7.5) 0.6 mL에 xanthine(2 mM)을 녹인 기질액 0.2 mL를 첨가하고 xanthine oxidase (0.2 unit/mL) 0.1 mL를 가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 1 N HCl 1 mL를 가하여 반응을 종결하였다. 그리고 반응액에 생성된 uric acid의 양을 분광광도계로 292 nm에 서 흡광도를 측정하였다. Xanthine oxidase 저해 효과는 시 료용액의 첨가군과 무첨가군의 흡광도 감소율로 나타내었 다. Xanthine oxidase 저해효과는 시료 첨가구와 시료 무첨 가구 사이의 흡광도의 감소율로 아래와 같이 환산하였으 며, 대조구로는 천연 항산화제인 L-ascorbic acid를 사용하 였다.

    Xantine oxidase inhibition(%)=(1- S-B C )×100

    • S : sample의 uric acid 생성량

    • B : blank의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 uric acid 생성량

    Tyrosinase 저해활성 측정

    Tyrosinase 저해활성 측정은 Yagi 등의 방법(25)에 따라 행하였다. 반응구는 0.175 M sodium phosphate buffer(pH 6.8) 0.5 mL 혼합액에 mushroom tyrosinase(110 unit/mL) 0.2 mL을 첨가하여 25℃에서 2분간 반응시켜 분광광도계로 475 nm에서 측정하였다. Tyrosinase 저해효과는 시료 첨가 구와 시료 무첨가구 사이의 흡광도의 감소율로 아래와 같이 환산하였으며, 대조구로는 L-ascorbic acid를 사용하였다.

    Tyrosinase inhibition(%)=(1- S-B C )×100

    • S : sample의 흡광도

    • B : blank의 흡광도

    • C : control(시료 무첨가구)의 흡광도

    환원력 측정

    추출물의 환원력은 Wong과 Chye의 방법(26)을 일부 변 형하여 측정하였다. 각 시료용액 0.5 mL에 0.2 M phosphate buffer(pH 6.6) 1 mL와 1% potassium ferricyanide 1 mL를 넣은 다음 잘 혼합하고 50℃에서 30분간 반응시킨 후 실온 으로 냉각시켜 10% TCA용액 1 mL를 넣은 다음 10분간 방치하였다. 이 중 0.5 mL를 취해 증류수 1 mL와 0.1% FeCl3 0.5 mL를 가한 후 분광광도계로 700 nm에서 흡광도 를 측정하였다. 환원력은 흡광도의 측정값으로 나타내었으 며, 대조구로는 butyl hydroxy toluene(BHT, Sigma Aldrich Co.)를 사용하였다.

    통계처리

    Park(27)의 방법을 응용하여 모든 실험은 3회 이상 반복 실시하였고, 평균±표준편차로 표시하였다. 각 실험결과는 SPSS 통계프로그램(18.0, SPSS Inc, Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석 one-way ANOVA와 Duncan's multiple range test 실시하여 p<0.05에서 유의성을 검증하 고, 분석하였다.

    결과 및 고찰

    추출물의 수율과 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 수율 및 총 폴리페 놀 함량과 플라보노이드 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 수율 측정 결과 열수 추출물은 15.23%, 에탄올 추출물은 17.45%로서 에탄올 추 출물이 열수 추출물보다 수율이 높았다. 곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 곰취 열수 추출 물인 LWE에서 8.26±3.26 mg/g, 곰취 에탄올 추출물인 LEE 에서 17.17±4.38 mg/g으로 에탄올 추출물이 열수 추출물보 다 약 2배 이상 폴리페놀의 함량이 높았다. 곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 플라보노이드 함량은 곰취 열수 추출물 LWE에서 15.41±8.24 mg/g, 곰취 에탄올 추출물 LEE에서 35.06±6.69 mg/g으로 열수 추출물보다 에탄올 추 출물에서 플라보노이드 함량이 높았다.

    Hong 등(28)의 연구에서 생채 야생 참취를 물과 에탄올 로 추출 했을 때의 폴리페놀 함량은 각각 20.43 mg/g, 16.30 mg/g이었고, 플라보노이드 함량은 열수 및 에탄올 추출물 이 각각 5.40 mg/g, 8.12 mg/g으로서 본 연구 재료인 곰취의 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량이 참취보다 높았다. 또한 일부 약용식물 추출물에서 함유된 총 폴리페놀 함량을 측정한 Moon 등(29)이 애엽, 측백 등에 4.41-8.55 mg/g의 폴리페놀이 함유되었다는 결과와 비교하면 곰취 열수 및 에탄올 추출물에 함유된 폴리페놀 함량이 높았다.

    전자공여능

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 항산화 활성 정도 를 측정하고자 농도별 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl(DPPH) 에 대한 전자공여능을 측정한 결과는 Table 2와 같으며 대조구로서는 천연 항산화제인 ascorbic acid를 사용하였다. 곰취의 열수 및 에탄올 추출물의 전자공여능은 농도가 증가 함에 따라 전자공여능은 증가하였다. 추출물 농도 1,000 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물인 LWE에서 73.48%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 77.74%로 에탄올 추출물에 서 다소 높은 전자공여능을 보였으며, 대조구인 ascorbic acid에서 81.15%의 전자공여능을 보여 곰취 에탄올 추출물 의 전자공여능과 큰 차이를 보이지 않았다. 62.5-125 μg/mL 의 농도에서는 대조구인 ascorbic acid가 71.98-72.83%의 전자공여능을 보였고, 곰취 열수 추출물 LWE에서는 68.77-69.87%, 곰취 에탄올추출물인 LEE에서는 73.13- 74.29%의 전자공여능을 보여 곰취 열수 추출물보다 에탄올 추출물에서 전자공여능은 높았고 대조구인 ascorbic acid보 다 곰취 에탄올 추출물이 다소 높은 전자공여능을 보였다.

    전자공여능은 free radical에 전자를 공여하여 지방질 산 화를 억제시키는 척도로 사용되고 있으며, 또한 인체 내에 서 free radical에 의한 노화를 억제하는 작용의 척도로도 사용된다. 이러한 radical을 환원시키거나 상쇄하는 능력이 크면 높은 항산화 활성 및 활성산소를 비롯한 다른 radical에 대한 소거 작용을 기대할 수 있어(30), 본 연구의 재료인 곰취를 활용하여 다양한 천연 소재로서 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

    SOD 유사활성

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 superoxide dismutase(SOD) 유사활성 측정 결과는 Table 3과 같다. SOD는 체내에 존재하는 항산화 효소로서 superoxide anion 을 과산화수소로 전환시켜 세포 내 super oxide anion 농도를 줄이는 중요한 역할을 담당한다. 곰취 열수 및 에탄올 추출 물의 농도가 증가함에 따라 SOD 유사활성능은 증가함을 보였다.

    추출물 농도 1,000 μg/mL에서 곰취 열수 추출물인 LWE 는 36.87%, 곰취 에탄올 추출물 LEE에서는 44.80%으로 열수 추출물보다 에탄올 추출물에서 SOD 유사활성능이 높았다. 62.5 μg/mL 농도에서는 대조구인 ascorbic acid가 32.21%의 SOD 유사활성능을 보였으며, 곰취 열수 추출물 LWE에서 29.03%, 곰취 에탄올 추출물 LEE에서 34.23%으 로 에탄올 추출물이 열수 추출물보다 SOD 유사활성능은 높았고 대조구에 비해서도 다소 높았다.

    아질산염 소거능(nitrite scavenging ability)

    곰취 열수 및 70% 에탄올 추출물의 아질산염 소거능을 pH 1.2와 pH 3.0에서 측정한 결과는 Table 4와 같다.

    pH 1.2는 정상인의 위내 환경의 산도로 높은 값을 나타낼 수록 생체 내에서 아질산염을 소거하는 기능이 뛰어나다고 할 수 있는데 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 아질산염 소거 능을 pH 1.2에서 측정한 결과 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 아질산염 소거능은 증가함을 보였 다. 곰취 추출물 1,000 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물 인 LWE가 45.02%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE가 53.41%의 아질산염 소거능을 보여 에탄올 추출물에서 열수 추출물에 비해 높은 아질산염 소거능을 보였고, 대조구인 ascorbic acid에서 64.22%의 아질산염 소거능을 보였다. 곰취 추출물 의 농도 62.5-500 μg/mL에서는 곰취 열수 추출물인 LWE에 서 34.10%-40.22%의 아질산염 소거능을 보였으며, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서는 37.04%-50.68%의 아질산염 소거능을 보여 열수 추출물보다 에탄올 추출물에서 아질산 염 소거능이 높았다.

    곰취 열수 및 에탄올 추출물의 아질산염 소거능을 pH 3.0에서 측정한 결과 pH 1.2에서 측정한 결과와 유사하게 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 아질산염 소거능은 증가함을 보였다. 곰취 추출물 1,000 μg/mL의 농 도에서 대조구인 ascorbic acid에서 51.90%의 아질산염 소 거능을 보였고, 곰취 열수 추출물인 LWE가 37.16%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE가 45.31%의 아질산염 소거능을 보여 에탄올 추출물에서 열수 추출물에 비해 아질산염 소거능이 높았다. 곰취 추출물의 농도 62.5-500 μg/mL에서는 곰취 열수 추출물인 LWE에서 28.44%-35.81%의 아질산염 소거 능을 보였으며, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서는 27.98- 37.55%의 아질산염 소거능을 보여 열수 추출물보다 에탄올 추출물에서 아질산염 소거능이 높은 경향이었다. 곰취의 열수 및 에탄올 추출물에 아질산염 소거능은 농도가 증가함 에 따라 아질산염 소거능은 증가함을 보였고, pH 1.2에서 pH 3.0보다 아질산염 소거능이 높았다. 이러한 결과는 아질 산염 소거능이 pH에 매우 의존적이며 pH가 높을수록 소거 효과가 감소된다는 Kytopoulos(31)의 결과와도 일치하였 다. 아질산염을 많이 포함한 식품을 다량 섭취시 nitro화 반응이 강산성인 위장에서 쉽게 일어나 발암물질을 생성하 게 된다(32). 이 반응을 참고하여 본 연구의 재료인 곰취를 이용한 다양한 식품연구 개발 시 치료식품이나 약품, 항산 화성이 부여된 기능성 식품 등으로 이용될 수 있을 것이다.

    ABTS(ABTS radical scavenging)라디칼 소거활성 측정

    곰취의 열수 및 에탄올 추출물로 ABTS 라디칼 소거활성 측정한 결과는 Table 5와 같다. 곰취 열수 및 에탄올 추출물 의 항산화 활성의 정도를 측정하고자 농도별로 ABTS라디 칼 소거활성능을 측정하였다. 1,000 μg/mL의 농도에서 곰 취 열수 추출물인 LWE가 74.21%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 95.96%의 ABTS 라디칼 소거활성을 보였으며, 대조구인 butyl hydroxy toluene은 98.34%으로 곰취 에탄올 추출물의 경우 대조구만큼 ABTS 라디칼 소거활성이 높았 다. 62.5 μg/mL의 농도에서는 곰취 열수 추출물인 LWE가 1.66%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 2.20%의 ABTS 라 디칼 소거활성을 보였으며, 대조구인 butyl hydroxy toluene 은 1.47%으로 곰취 에탄올 추출물의 경우 대조구보다도 ABTS 라디칼 소거활성이 높았다. 전반적으로 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 ABTS 라디칼 소거활성은 증가함을 보였다.

    다양한 기능성 물질이 포함되어 있으며 약용, 식용으로 이용되는 오미자, 산수유, 구기자, 복분자 열수 추출물의 ABTS 라디칼 소거활성이 250-1,000 μg/mL농도에서 33.43- 90.49%의 보고(33)와 비교해보면 본 연구 결과에서는 곰취 열수 및 에탄올 추출물 1,000 μg/mL농도에서 74.21, 95.96% 의 ABTS 라디칼 소거활성을 보인 결과와 비교해보면 곰취 의 열수 및 에탄올 추출물에서도 항산화성 물질을 함유하고 있을 것으로 생각된다.

    Xanthine oxidase 저해효과

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 xanthine oxidase 저해효과를 측정한 결과는 Table 6과 같다. 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 xanthine oxidase 저해효과는 증가함을 보였다. 곰취 추출물 1,000 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물인 LWE에서 61.00%, 곰취 에탄 올 추출물인 LEE에서 82.35%, 대조구인 ascorbic acid는 88.67%의 xanthine oxidase 저해효과를 보여 열수 추출물보 다 에탄올 추출물에서 xanthine oxidase 저해효과가 높았다. 125-500 μg/mL의 농도에서는 곰취 열수 추출물인 LWE에 서 43.57-50.76%의 xanthine oxidase 저해효과를 보였고, 곰 취 에탄올 추출물인 LEE에서는 40.74-50.33%의 xanthine oxidase 저해효과를 보여 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 xanthine oxidase 저해효과는 유의적인 차이가 없었다. 62.5 μg/mL의 농도에서는 곰취 열수 추출물인 LWE에서 34.64% 의 xanthine oxidase 저해효과를 보였고, 곰취 에탄올 추출 물인 LEE에서는 36.82%으로 곰취 열수 추출물에서 xanthine oxidase 저해효과가 다소 높았다.

    Xanthine oxidase는 분자상의 산소를 수소 수용체로 이용 하여 촉매작용으로 xanthine을 uric acid형으로 산화하는 반응을 하기 때문에 xanthine oxidase 저해효과는 유리라디 칼의 생성 억제와 함께 혈청 내에서 urea가 증가 될 시에는 통풍을 일으키므로 생물학적으로 중요한 의의를 가진다고 할 수 있다(34). 따라서 본 연구의 곰취 열수 및 에탄올 추출물에서도 xanthine oxidase 저해효과가 있어 통풍의 예 방과 생약 치료제의 개발 및 이용이 가능할 것으로 생각된 다.

    Tyrosinase 저해 활성

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과는 Table 7과 같다. 1,000 μg/mL의 농도 에서는 대조구인 ascorbic acid에서 80.37%의 tyrosinase 저 해 활성을 보였고, 곰취 열수 추출물인 LWE에서는 61.46%, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서는 67.72%의 tyrosinase 저 해 활성을 보여 곰취 에탄올 추출물 LEE에서 곰취 열수 추출물인 LWE에 비해 tyrosinase 저해 활성이 높았다.

    곰취 열수 및 에탄올 추출물 62.5-500 μg/mL 농도의 tyrosinase 저해 활성에서는 곰취 열수 추출물인 LWE에서 35.90-50.46%의 tyrosinase 저해 활성을 보였으며, 곰취 에 탄올 추출물인 LEE에서는 38.27-53.75%의 tyrosinase 저해 활성을 보여 곰취 열수 추출물인 LWE보다 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 tyrosinase 저해 활성이 다소 높았다. 그 리고 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가할수록 tyrosinase 저해 활성이 높았다.

    페놀류의 함량이 높을수록 tyrosinase 저해 효과가 높다 는 연구보고가 있고 식물의 여러 페놀 화합물이 tyrosinase 저해능이 있다고 밝혀진 바가 있으나(35) 모든 페놀 화합물 이 tyrosinase 저해능이 있는 것은 아니다(36). 하지만 본 연구결과와 같이 곰취 열수 및 에탄올 추출물에서도 일정량 의 페놀이 함유되어 있어 tyrosinase 저해 활성 효과에서도 우수한 결과를 보인 것으로 생각된다.

    환원력

    곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출물의 항산화 활성 정도 를 측정하고자 농도별 환원력을 측정하였으며 측정 결과는 Table 8과 같으며, 대조구는 BHT를 사용하였다. 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가할수록 환원력은 증가함을 보였다. 곰취 추출물 1,000 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물인 LWE와 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 1.20로 환원력이 같았다. 곰취 추출물 62.5-500 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물인 LWE는 0.29-1.13의 환원력을 보였고, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서는 0.20-1.01의 환원력을 보 여 곰취 열수 추출물인 LWE가 곰취 에탄올 추출물인 LEE 보다 환원력이 높았다.

    Osawa(37)은 phenolic compound는 가용성 식물류에 널 리 분포되어 있는 것으로 항산화능을 포함하여 다양한 생물 학적 효능을 나타낸다고 보고하였는데 이는 식물의 한 종류 인 곰취 열수 및 에탄올 추출물에서 우수한 환원력을 보여 다양한 식품개발에 활용 가능할 것으로 생각된다.

    요 약

    본 연구는 기능성 소재 개발 가능성을 위해 곰취의 열수 및 70% 에탄올 추출방법에 따른 추출물의 항산화 및 생리 활성에 대하여 연구하였다. 수율 측정 결과 곰취 열수 추출 물은 15.23%, 곰취 에탄올 추출물은 17.45%로 에탄올 추출 물의 수율이 높았다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 결과 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 각각 17.17±4.38 mg/g, 35.06±6.69 mg/g으로 함량이 높았다. 곰취 추출물의 전자공 여능과 SOD 유사활성능, ABTS 라디칼 소거활성은 농도가 증가함에 따라 증가함을 보였으며, 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 전체적으로 높은 활성을 보였다. 아질산염 소거능 은 곰취 추출물의 농도가 증가함에 따라 아질산염 소거능은 증가함을 보였고, pH 1.2가 pH 3.0보다 아질산염 소거능이 높았다. Xanthine oxidase 저해 효과와 tyrosinase 저해 활성 은 곰취 열수 및 에탄올 추출물의 모든 농도에서 농도 의존 적으로 증가하는 경향을 보였으며 특히 곰취 에탄올 추출물 인 LEE에서 저해효과가 높았다. 환원력은 곰취 추출물 1,000 μg/mL의 농도에서 곰취 열수 추출물인 LWE와 곰취 에탄올 추출물인 LEE에서 1.20로 환원력이 유사하였고, 곰취 추출물 62.5-500 μg/mL의 농도에서는 곰취 열수 추출 물인 LWE의 환원력이 높았다. 따라서 곰취의 열수 및 에탄 올 추출물의 항산화 및 생리활성에 대한 연구 결과 곰취가 항산화 및 생리활성이 우수하여 천연 항산화 소재로서의 활용 가능한 약용식물 자원이며, 이를 활용한 가공 산업 및 지역 특산물 발전의 기초자료가 될 것으로 생각된다.

    감사의 글

    본 연구는 2016년도 대구한의대학교 기린연구비 (2016-901-11) 지원에 의해 수행되었으며, 이에 감사드립니 다.

    Figure

    Table

    Yield and the contents of polyphenol and flavonoid in the extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    Electron donating ability of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; AsA, ascorbic acid.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    SOD like activity of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; AsA, ascorbic acid.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    Nitr ite scavenging ability of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; AsA, ascorbic acid.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    ABTS radical scavenging activity of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; BHT, butyl hydroxy toluene.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    Inhibitory effect on the xanthine oxidase of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; AsA, ascorbic acid.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    Inhibitory effect on the tyrosinase of extracts from Ligularia fischeri

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; AsA, ascorbic acid.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

    Reducing power of extracts from Ligularia fischeri (Absorbance 700 nm)

    1)LWE, Ligularia fischeri water extract; LEE, Ligularia fischeri ethanol extract; BHT, butyl hydroxy toluene.
    2)All value are expressed as Mean±SD of triplicate determinations.
    3)Different superscripts within the column are significantly different at p<0.05 by Duncan‘s multiple range test.

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