초임계 추출을 이용한 지모추출물의 항산화, 항균, 항염 효과

Antioxidant, Antimicrobial and Anti-inflammatory Effects of Anemarrhena asphodeloides Extracts using Supercritical Extraction

지모(Anemarrhena asphodeloides)는 약간 납작하고 굵은 막대모양을 가진 백합과에 속하는 뿌리줄기 식물이다. 이는 열을내리고 식은땀이 나는 증상에 진액을 생성하여 치료하는 효과가 있으며 약리작용으로는 해열, 신경계통진정, 진통 등이 보456 G.M. An et al. et al., 2016). 피부에 흡수된 미세먼지는 사이토카인의 분비를 촉진 시켜 알레르기 반응을 유도하며 활성산소를 생산하기도 한다. 활성산소는 피부 내 콜라겐과 엘라스틴을 파괴하여 노화를 유발하기 때문에 '항노화'부분에서 꼭 다루어야 하는 요소이다(Shim et al., 2014). 항산화 및 노화에 대한 관심의 증가는 현대인들의 화장품 구매 양상에 큰 영향을 미치며 이에 따른 항산화, 노화방지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 후천적 원인이 중요하게 작용하는 노화는 주로 free radical에 대한 연구가 바탕이 되고 있다(Harman, 1992). 이 연구에 따르면 세포에서 이용된 산소 2.3% 정도는 선택적으로 환원되어 활성산소로 변화하고 그로 인해 세포의 노화를 유발하는 것으로 알려져 있다(Chance et al., 1979). 활성산소(reactive oxygen species)는 세포에 손상을 입히는 모든 종류의 변형된 산소를 말하며 과산화수소(hydrogen peroxide), 초과산화 이온(superoxide ion), 수산화 라디칼(hydroxyl radical)등이 있다(Kong et al., 2015). 이러한 활성산소는 생체의 구성성분인 콜라겐, 엘라스틴의 손상, DNA 손상, 지질 과산화 반응을 촉진 시키며 피부노화를 가속화 시킨다. 피부는 가장 큰 신체 기관이며 다양한 염증, 균과 같은 외부환경으로부터 몸을 보호해 준다. 이러한 보호기관인 피부의 노화를 완화할 수 있는 다양한 천연성분 및 추출법에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근 유기용매를 대체하기 위한 초임계 용매에 대한 연구가 진행되어 있으며 초임계 추출(Hwang et al., 2009) 및 미세입자 제조공법(Cho et al., 2013; Lee et al., 2014) 등에 응용되고 있다. 이산화탄소를 이용한 초임계추출은 초임계 유체를 이용하여 열역학적 특성과 이동특성을 갖고 있기 때문에 추출물에 따른 효율적인 생리활성성분 추출과 미세화 공정에 응용되고 있다. 극성을 갖고 있는 유효성분의 추출에서는 이산화탄소의 특성 때문에 유효한 추출이 어려운 것으로 알려져 있다. 이러한 비효율적인 추출을 효율적으로 전환하기 위한 방법으로 에탄올과 같은 극성 보조용매를 이용해 용해성을 향상시켜 추출한다(Kim et al., 2008). 선행연구에 따르면 지모에 대한 열수, 에탄올 추출방법에 의한 항염(Kim et al., 1999)과 미세먼지(Seo et al., 2016)에 대한 효과가 보고되어 있지만, 밀도요동(density fluctuation)에 의한 선택추출을 나타내는 임계점특이성(critical anomaly)과 기체와 같은 높은 확산속도, 낮은 점도와 표면장력 그리고 액체와 같은 높은 밀도와 용매능력을 나타내는 초임계 추출방법을 지모에 적용한 보고가 아직 존재하지 않고, 이에 따른 기능성화장품 효능에 대한 연구는 아직 수행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 지모에 대해 초임계 추출을 시행하였고 이에 따른 초임계 추출방법에 의한 지모추출물의 항산화, 주름, 항균, 항염 효과를 측정하여 화장품 원료로의 가능성을 확인하고자 한다.

This study aimed to investigate the antioxidant, antimicrobial and anti-inflammatory effects of Anemarrhena asphodeloides extracts using supercritical extraction. In the antioxidant test, the total concentration of polyphenol compounds was determined to be 22.58 mg/g (supercritical extraction), 18.75 mg/g (ethanol extraction) and 17.69 mg/g (hydrothermal extraction). The DPPH radical scavenging effects were 89.84% (ethanol extraction) and 64.86% (supercritical extraction) at 2000 mg/L. ABTS radical scavenging ability had an IC50 value at 250~500 mg/L for supercritical extraction, higher than that for hydrothermal and ethanol extractions. At 1000 mg/L, elastase inhibition rates were 64.08% for ethanol extraction and 45.84% for supercritical extraction. The antimicrobial effect of the supercritical extraction was higher than that of hydrothermal and ethanol extractions. NO production with stimulated LPS was decreased in a concentration-dependent manner and, at 20 ㎛/mL, NO production was reduced by 77% for supercritical extraction compared with 46% (ethanol extract) and 63% (hydrothermal extract). Here, we confirmed that superficial extracts of Anemarrhena asphodeloides displayed excellent antioxidant, antimicrobial and antiinflammatory effects and have potential to be used as a safe and natural cosmetic material in the future.