Antioxidant activity of hot-water extracts and floral waters from natural plant pigments

The antioxidant potentials of ten kinds of medicinal plants used as natural dyeing agents were tested. Among the plant extracts and floral waters that were examined in this study, the antioxidant activities of the DPPH and ABTS radical scavengers increased with increasing amounts of the extracts. The hot-water extracts from Aphis chinensis, Caesalpinia sappan L., Rumex crispus L., and Areca catechu effectively inhibited the DPPH and ABTS radicals at concentration below 0.1 mg/mL. The floral water obtained through steam distillation from Areca catechu, Rubia akane Nakai, Coptis chinensis, and Phellodendron amurense showed relatively valid antioxidant activities. In particular, the natural colorants extracted from Rumex crispus L., Areca catechu, and Aphis chinensis effectively suppressed the photogenerated singlet oxygen induced by a photosensitizer in in-vitro assay systems. The concentrations ($IC_{50}$) of the hot-water Aphis chinensis extract required to exert a 50% reduction effect on DPPH, ABTS, and singlet oxygen were found to be 8.5, 8.0, and $210{\mu}g/mL$, respectively. The study results suggest that extracts derived from naturally occurring colorants as well as floral waters could be used as natural antioxidants in the food and health-care industries.

천연색소 함유 식물추출물과 플로럴 워터의 항산화 활성

이 연구의 목적은 전통적으로 사용되고 있는 천연염색의 원료인 천연염료, 즉 천연색소의 열수추출물과 플로랄워터의 항산화 활성을 확인하는 것이다. 항산화 활성은 총 페놀 함량 분석과 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 단일항산소 억제 효과로 확인하였다. 열수추출물에서 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내는 $IC_{50}$ 값은 0.0085~3.5 mg/mL를 나타내어 일부 색소 추출물의 DPPH 소거 활성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히 오배자, 소목 추출물이 $8.5{\mu}g/mL$, $19.1{\mu}g/mL$로 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내었는데, 비교 물질로 주로 사용되는 ascorbic acid의 $10.5{\mu}g/mL$ 만큼 높은 우수한 항산화력을 가지는 것을 확인하였다. 단일항산소 억제 효과 역시 오배자, 소목 추출물에서 각각 0.21, 0.12 mg/mL을 나타내어 높은 소거 활성을 띄는 것으로 강한 빛에 의해 야기되는 활성산소의 피해로부터 생물체를 보호해주는 것을 알 수 있었다. 총 페놀 함량도 열수추출물에서 높은 수준을 나타내었다. 반면, 플로라워터의 항산화 활성은 열수추출물 대비 미비한 효과를 보였으나 황련, 황벽천초근의 경우 열수추출물 보다 우수한 결과를 나타내었다. 플로라워터의 경우 액상시료를 첨가하여 수행되는 실험 방법에 의해 정량적 수치를 명확히 나타내기 어렵기 때문에 연구방법적 측면에서 개선이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로 일부 천연색소 추출물은 생물체의 산화적 스트레스로부터 야기되는 활성산소를 억제하는 중요한 역할을 하며, 보다 심도 깊은 연구를 진행한다면 새로운 생물 소재로 활용성이 높을 것으로 사료된다.