Screening of Effective Extraction Conditions for Increasing Antioxidant Activities from Fronds of Osmunda japonica

This study was conducted to investigate the optimum condition of extraction from fronds of Osmunda japonica to increase antioxidant compounds and antioxidant activity. Powder (1 g) of lyophilized fronds were mixed with three different solvents (MeOH, 80% EtOH and water). Extraction was carried out using not only by immersion (room temp.), heating ($60^{\circ}C$) and stirring (200 rpm) for 6 h, but also by sonication in 42 kHz ultrasonic bath for 15, 30 and 45 min. Extracts were filtered, and adjusted up to 50 mL to determine contents of soluble solids, total polyphenols and total flavonoids. Antioxidant capacity was measured by radical scavenging activity of 0.15 mM DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) and 7.4 mM ABTS [2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] radical. Among the solvents, MeOH and 80% EtOH appeared to be effective for extraction. Extract obtained from sonication in MeOH for 15 min resulted high polyphenol contents (45.15 $mg{\cdot}g^{-1}$ db) and DPPH radical scavenging activity ($RC_{50}$= 0.35 $mg{\cdot}mL^{-1}$). The highest flavonoid contents was obtained from immersion or heating extraction with MeOH (38.10~38.10 $mg{\cdot}g^{-1}$ db). ABTS radical scavenging was high in same extraction with 80% EtOH ($RC_{50}$= 0.21~0.22 $mg{\cdot}mL^{-1}$). Altogether, our results indicate that the extraction using ultrasonic bath with MeOH as a solvent (for 15~30 minutes) was the most effective way not only for increasing various antioxidant activities but also for saving labor and time in case of fronds of Osmunda japonica.

고비의 항산화활성 증가를 위한 효율적인 추출조건 탐색

본 연구는 고비의 성엽으로부터 항산화 물질 추출과 항산화 활성을 증가시키기 위한 적정 추출 조건을 구명하기 위하여 시행하였다. 동결건조 한 다음 분쇄한 고비 성엽 1 g을 메탄올, 80% 에탄올, 물 등 3종류의 용매와 혼합한 다음 상온에서 침지, $60^{\circ}C$의 항온 수조에서 가열, 200 rpm에서 교반하여 6시간동안 추출하거나 42 kHz의 초음파 수조에서 15, 30, 45분 동안 추출하였다. 추출물은 여과한 다음 최종 볼륨을 50 mL로 정량하여 가용성고형분, 총 폴리페놀 및 총 플라보노의 함량을 구하였으며, 항산화활성은 0.15 mM의 DPPH와 7.4 mM의 ABTS radical 소거능으로 측정하였다. 고비 성엽 추출물의 항산화 효과를 증가시키기 위해서는 메탄올과 80% 에탄올을 용매로 사용하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 메탄올을 용매로 초음파 수조에서 15분 동안 추출했을 때 총 폴리페놀의 함량(45.15 $mg{\cdot}g^{-1}$ db)과 DPPH radical 소거활성($RC_{50}$=0.35 $mg{\cdot}mL^{-1}$)이 가장 우수하였으며, 총 플라보노이드의 함량은 메탄올을 용매로 상온침지 또는 가열추출하였을 때 (38.10~38.10 $mg{\cdot}g^{-1}$ db), ABTS radical 소거활성은 80% 에탄올을 용매로 상온침지 또는 가열추출하였을 때 가장 우수하였다($RC_{50}$=0.21~0.22 $mg{\cdot}mL^{-1}$). 연구의 결과, 초음파 수조를 이용한 추출은 노력과 시간을 절감할 수 있는 효율적인 추출방법으로 생각되었으며, 고비의 성엽은 메탄올을 용매로 15~30분 동안 초음파 수조에서 추출하는 것이 추출물의 다양한 항산화활성을 증가시키는데 가장 적합한 것으로 나타났다.