Effects of Jeju Citrus unshiu Peel Extracts Before and After Bioconversion with Cytolase on Anti-Inflammatory Activity in RAW264.7 Cells

Citrus and its peels, which are by-products from juice and/or jam processing, have long been used in Asian folk medicine. Citrus peels show an abundant variety of flavanones, and these flavanones have glycone and aglycone forms. Aglycones are more potent than glycones with a variety of physiological functions since aglycone absorption is more efficient than glycones. Bioconversion with cytolase converted narirutin and naringin into naringenin and hesperidin into hesperetin. Therefore, this study aimed to investigate the anti-oxidant and anti-inflammatory effects of bioconversion of Citrus unshiu (CU) peel extracts with cytolase (CU-C) in RAW264.7 cells. HPLC chromatograms showed that CU and CU-C had 23.42% and 29.39% total flavonoids, respectively. There was substantial bioconversion of narirutin to naringenin and of hesperidin to hesperetin. All citrus peel extracts showed DPPH scavenging activities in a dose-dependent manner, and CU-C was more potent than intact CU. RAW264.7 cells were pre-treated with $0{\sim}500{\mu}g/mL$ of citrus peel extracts for 4 h and then stimulated by $1{\mu}g/mL$ of lipopolysaccharide (LPS) for 8 h. All citrus peel extracts showed decreased mRNA levels and protein expression of LPS-induced inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) in a dose-dependent manner. Especially, CU-C markedly inhibited mRNA and protein expression of iNOS and COX-2 compared to intact citrus peel extracts. All citrus peel extracts showed decreased NO production by iNOS activity. This result suggests that bioconversion of citrus peel extracts with cytolase may provide potent functional food materials for prevention of chronic diseases attributable to oxidation and inflammation by boosting the anti-inflammatory effects of citrus peels.

면역세포에서 Bioconversion 전후 제주 감귤 과피 추출물의 항염증 효과

감귤류와 감귤류의 과피는 오랜 기간 동양의학의 약재로 사용되어 왔고 최근에는 생과와 주스로 많이 소비되고 있다. 하지만 감귤류 가공 공정 시 많은 과피 부산물이 발생하므로 활용방안이 필요하다. 감귤류의 과피에는 플라바논(flavanone)이 풍부하며 이 플라바논의 형태 중 배당체보다 비배당체의 체내 흡수가 더 효과적이므로 비배당체가 생리적 효과가 더 뛰어나다. Bioconversion(물질전환)은 cytolase에 의해 narirutin과 naringin은 naringenin으로, hesperidin은 hesperetin으로 각각 전환되며, 본 연구는 감귤의 과피에 다량 존재하는 플라바논을 물질전환 한 뒤 면역세포에서 항산화 및 항염증 효과를 확인하였다. 물질전환 후에 감귤 과피 추출물의 전자공여능이 농도 의존적으로 높아지는 것을 확인하였고, 면역세포인 RAW264.7에 200, $500{\mu}g/mL$ 감귤 bioconversion 전(CU) 후(CU-C) 과피 추출물을 4시간 동안 처리한 후 LPS($1{\mu}g/mL$, 8시간)를 처리하였다. 염증 관련 효소인 iNOS와 COX-2의 mRNA와 단백질 발현을 확인한 결과 물질전환과 관계없이 감귤 과피 추출물이 LPS에 의해 유도된 iNOS와 COX-2의 mRNA와 단백질 발현을 농도 의존적으로 감소시켰지만 물질전환 전보다 후 추출물의 억제 효과가 더 높았다. iNOS에 의해 생성되는 NO 역시 감귤 과피 추출물이 LPS에 의해 유도된 NO 생성을 억제시켰다. 본 연구 결과는 감귤 과피 추출물이 항산화와 항염증 생리활성을 보였지만 cytolase를 이용하여 물질전환 한 감귤 과피 추출물이 물질전환 전보다 이러한 생리활성이 강화됨을 보임으로써 향후 감귤류 부산물로 폐기되어온 감귤류 과피가 산화적 스트레스와 염증반응에 기인하는 만성질환을 위한 기능성 소재로 활용이 가능할 것으로 기대된다. 감귤 과피 추출물의 in vitro 상에서 검증된 항염증 효능이 향후에 in vivo 상에서 여러 염증 조직에 미치는 영향에 대한 추가 검증이 필요하다고 사료된다.