Antioxidant, Antimicrobial and Cytoprotective Effects of the Extract and Its Fraction Obtained from Rhizomes of Belamcanda chinensis (L.) DC

In this study, we investigated antioxidant, antimicrobial and cytoprotective effects of 50% ethanol extract and ethyl acetate fraction from rhizomes of Belamcanda chinensis (L.) DC. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activities ($FSC_{50}$) of the 50% ethanol extract and ethyl acetate fraction were 621.5 and $253.0{\mu}g/mL$, respectively. Total antioxidant capacities ($OSC_{50}$) of the extract and fraction were 13.6 and $3.0{\mu}g/mL$, respectively. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of the ethyl acetate fraction for Staphylococcus aureus and Candida albicans were 156, $1,250{\mu}g/mL$, respectively, indicating similar or higher levels of those of using methyl paraben. Cytoprotective effects of the 50% ethanol extract against $^1O_2$-induced cellular damage (${\tau}_{50}$) showed in a dose dependent manner at 4 to $64{\mu}g/mL$. ${\tau}_{50}$ of the 50% ethanol extract, ethyl acetate fraction and (+)-${\alpha}$-tocopherol at $16{\mu}g/mL$ were 36.4, 45.0 and 45.8 min respectively, and the ethyl acetate fraction showed cytoprotective effects similar to (+)-${\alpha}$-tocopherol. In ultraviolet B radiation-induced HaCaT cell damage, the ethyl acetate fraction decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) up to 45.9% at $8{\mu}g/mL$. Also in $H_2O_2$-induced HaCaT cell damage, the ethyl acetate fraction significantly increased the cell viability at $0.5{\sim}8.0{\mu}g/mL$. As a result of chemical analyses of the ethyl acetate fraction, the presence of flavonoids and polyphenol such as irisflorentin, irigenin, tectorigenin, resveratrol, iridin and tectoridin were identified. In conclusion, the extract/fraction from rhizomes of B. chinensis can be applied as a natural antioxidant and antimicrobial material to cosmetics.

범부채 뿌리 추출물 및 분획물의 항산화, 항균 및 세포 보호 효과

본 연구에서는 범부채 뿌리 50% 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 제조하고 이들의 항산화 및 항균 활성, 세포 보호 효능을 평가하였다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 자유라디칼 소거 활성($FSC_{50}$) 측정 결과, 50% 에탄올 추출물은 $621.5{\mu}g/mL$, 에틸아세테이트 분획물은 $253.0{\mu}g/mL$이었다. Luminol 발광법을 이용한 총 항산화능($OSC_{50}$)은 추출물과 분획물에서 각각 13.6 및 $3.0{\mu}g/mL$이었다. 항균 활성 측정에서 Staphylococcus aureus 및 Candida albicans에 대한 에틸아세테이트 분획물의 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)는 각각 156 및 $1,250{\mu}g/mL$으로 나타났으며, 화장품에 사용하는 기존 방부제인 methyl paraben보다 유사하거나 더 높은 활성을 보여주었다. $^1O_2$로 유도된 세포 손상에 대한 보호 효과(${\tau}_{50}$)에서 50% 에탄올 추출물은 $4{\sim}64{\mu}g/mL$ 농도 범위에서 농도 의존적으로 세포 보호 활성을 나타냈다. $16{\mu}g/mL$ 농도에서 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획물 및 (+)-${\alpha}$-tocopherol의 ${\tau}_{50}$은 각각 36.4, 45.0 및 45.8 min이었으며, 에틸아세테이트 분획물은 $^1O_2$로 유도된 세포 손상에서 (+)-${\alpha}$-tocopherol과 유사한 세포 보호 활성을 나타냈다. UVB로 유도된 HaCaT 세포 손상에서 에틸아세테이트 분획물은 $8{\mu}g/mL$에서 세포 내 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)을 최대 45.9%까지 감소시켰다. 과산화수소로 유도된 HaCaT 세포 손상에서도 에틸아세테이트 분획물은 $0.5{\sim}8.0{\mu}g/mL$에서 세포 생존율을 유의적으로 증가시켰다. 범부채 뿌리 에틸아세테이트 분획물의 성분 분석 결과, irisflorentin, irigenin, tectorigenin, resveratrol, iridin 및 tectoridin 등의 플라보노이드 및 폴리페놀 성분이 확인되었다. 결론적으로 범부채 뿌리 추출물 및 분획물은 화장품의 천연 항산화 및 항균 소재로서 적용 가능성이 있음을 시사한다.