약용식물인 천궁(Cnidium officinale Makino)의 미활용 부위의 생리활성 탐색을 위한 기초연구로서, 천궁 지상부(잎과 줄기)를 ethyl acetate, methanol, 물의 3가지 용매로 추출한 후, paper disc method와 microtiter broth dilution method를 이용하여 항균활성을 측정하였다. 천궁 지상부 ethyl acetate 추출물과 methanol 추출물은 비교적 높은 항균활성을 보였으며, Gram 양성균, Gram 음성균, 그리고 효모 등에 대해 broad한 항균범위를 지닌 것으로 나타났다. 특히 ethyl acetate 추출물은 0.4 mg/disc의 농도에서 Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes등의 식중독균에 대해 각각 9.7 mm, 9.2 mm, 10.0 mm의 억제환을 보였다. Saccharomyces cerevisiae에 대한 항진균활성은 물 추출물과 유기용매 추출물에서 확인되었다. 그러나 물 추출물의 항균 및 항진균 활성은 유기용매 추출물에 비해 현저히 낮아 비교적 높은 농도에서 항균효과가 나타났다. 천궁 지상부 ethyl acetate 추출물의 항균활성은 사용 농도와 균의 종류에 따라 다른 것으로 나타났으며, 0.5 mg/mL의 농도에서 Staphylococcus aureus와 Pseudomonas aerogenes의 생육은 완전히 저해되었으나, 0.25 mg/mL 이하의 농도에서는 생육억제효과가 감소하는 것으로 나타났다. Enterobacter cloacae는 0.5 mg/mL의 추출물 처리에 의해 생육이 2 log cycle정도 억제된 반면, Escherichia cole는 비교적 저항성이 강한 것으로 나타났다. 천궁의 ethyl acetate 추출물은 열에 매우 안정하여 $100^{\circ}C$ 30분 또는 $121^{\circ}C$에서 15분간의 열처리(autoclave)에 의해서 항균활성이 감소되지않는 것으로 나타났다. 따라서 약용으로 이용되고 있는 천궁의 근경 이외의 미활용자원인 잎과 줄기 등의 지상부위를 이용한 천연 항균소재 개발이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 가시비름의 군락 형성에 따른 하부식생에 미치는 영향을 환경식물학적측면에서의 파악과 천연 제초제로서의 기초자료로 제공하기 위해 온도별 가시비름의 발아특성과 수용성 추출액에 따른 수용체 식물의 발아 및 유식물 생장을 조사하였다. 가시비름의 온도별 발아는 $30{\sim}45^{\circ}C$ 사이에서 파종 후 24시간 후부터 발아가 시작되었고, 24시간 후 발아율(PG)은 $30^{\circ}C$ 처리구($1.7{\pm}2.9$), $35^{\circ}C$ 처리구($33.3{\pm}2.9$), $40^{\circ}C$ 처리구($63.3{\pm}2.9$) 순으로 증가하는 것으로 분석되었고 $45^{\circ}C$ 처리구는 $5.0{\pm}0.0$로 현저하게 감소하는 것으로 조사되었다. 가시비름의 수용성 추출액 농도가 증가됨에 따라 대부분 수용체 식물의 상대발아율(RGR), 상대신장율(RER), 상대생체량(RFR)은 감소하는 경향을 보이고 각각 수용체식물에 따라 약간의 정도 차를 보였다. 수용체 유식물의 생장은 부위별 억제의 정도 차를 보이는데 수용체 식물의 지상부보다 지하부가 가시비름의 수용성 추출액에 대해 억제의 경향이 높은 것으로 분석되었다. 가시비름의 수용성 추출액에 대한 수용체 식물의 생장 또한 지하부가 지상부보다 가시비름의 수용성 추출액에 대해 민감한 반응을 보이고 각각의 수용체 식물에 따라 지상 지하부의 길이와 부피생장 등에 서로 다른 영향을 주는 것으로 나타났다. 이 가시비름 시료에 대한 채집 시기별, 부위별 페놀함량을 분석한 결과 시기별로는 생육중기, 초기, 말기 순으로 감소하였고, 부위별로는 잎, 뿌리, 줄기 순으로 감소되었다. 이와 같은 결과를 종합해보면 가시비름은 온도별 발아특성과 알레로패시 효과를 나타내는 페놀화합물 등에 의해 제주지역 생태계에서 경쟁적 우위를 점하고 있어 천연 제초제로서의 활용 가능성이 있는 것으로 판단된다.
95종의 식용 혹은 약용식물로부터 에탄올과 물을 용매로 하여 얻은 126종의 추출물을 괌유, 돈지 및 대두유에 첨가하여 Rancimat으로 항산화 효과를 비교하였다. 항산화 효과가 인정되면서 추출 수율이 높은 민들레, 질경이, 붉나무, 택란엽, 황기, 포공영 등 6종을 1차 선발하여 각 추출물을 농도별로 실험한 결과 붉나무 추출물이 팜유 및 돈지의 유도기간을 연장시키는데 우수한 효과를 보였다. 붉나무 추출물을 팜유에 600ppm 첨가시 AI(Antioxidant index, 각 항산화제 첨가구의 유도기간을 무첨가구의 유도기간으로 나눈 값)는 1.35였고, 돈지에서는 AI가 3.03으로 돈지에 효과가 우수하였다.
이 연구의 목적은 5종의 식물추출물을 함유하는 보습력이 우수한 보습크림을 개발하여 피부개선 효능을 평가하는 것으로, 비단풀, 황백, 홍화, 치자, 오배자의 복합추출물을 함유하는 보습크림과 이를 포함하지 않는 보습크림 간의 임상연구를 수행하였다. 21명의 피험자에 대해 효과분석이 이루어졌으며, 각각의 분석은 3회 반복 하여 검증하였다. 식물유래 복합추출물이 함유된 보습크림(A)과 함유되지 않은 크림(B)과의 수분함량 비교분석에서 A 크림이 B 크림에 비해 50% 이상 높은 수준의 보습력을 지니고 있으며, 피부 경피수분손실량 및 홍반반응 분석에서도 A 크림이 B 크림에 비해 유의성 있는 개선효과를 나타내었다. 결론적으로 식물복합추출물이 함유된 크림은 인체 피부자극 유도 후의 피부자극 완화 효과 평가를 통해 피부자극 완화 및 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단되고, 관련 산업분야의 다양한 응용성을 가질 것으로 판단된다.
명월초(Gynura procumbens)를 활용한 천연물 기반 화장품 및 의약품 소재 개발을 위해 추출 방법에 따른 항산화 효과 및 유효성분을 비교하고 자외선(UVB)조사에 따른 DNA손상억제 및 항염증 효과를 검증하였다. 주정 농도별 명월초 추출물의 화합물, 총플라보노이드 화합물, 그리고 chlorogenic acid 및 caffeic acid 함량을 비교한 결과 주정 100% 추출 용매에서 유효성분의 함량이 가장 높게 조사되었다. 각 추추물의 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성에 의한 항산화 활성을 비교한 결과 추출용매인 주정의 농도 의존적으로 항산화 활성이 높은 것으로 확인되었다. 또한 UVB로 조사된 Hs68 세포모델에서 명월초 추출물별 광노화 완화 효과를 확인하기 위해 DNA 손상억제 효과와 항염증 효과 확인였다. 100%주정 추출물은 UVB에 의한 p-p53과 γ-H2AX의 발현과 iNOS와 COX-2의 발현을 억제함으로써 산화적 DNA 손상 및 항염증 활성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 UVB에 의해 과도하게 생성된 ROS의 영향으로 세포내 산화적 DNA 손상과 염증성 발현이 유발되며, 이러한 세포내 산화적손상은 명월초 추출물의 항산화 물질에 의해 ROS를 감소시켜 산화적 손상이 억제되었을 것으로 사료된다. 또한 피부기능성소재 개발을 위한 명월초의 효율적인 추출은 주정 또는 alcohol성 용매를 활용하는 것이 적절하다고 판단된다.
본 연구에서는 추출용매 물 100%을 이용하여 다양한 초음파 에너지(35, 72, 170 KHz)와 추출 시간(30, 60 min)에 의한 고삼으로부터 식물성에스트로겐 제니스테인 및 포르모노네틴의 추출량과 일반성분의 영향을 비교하였다. 전처리 단계는 초음파추출, 여과, 농축, 막분리로 구성되었다. 추출된 용액은 역상 고성능 액체크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 분석하였다. 이동상 조성은 A는 물/아세트산(99.9/0.1 vol%), B는 아세토니트릴/아세트산(99.9/0.1 vol%)이며, A/B를 80/20~65/35 vol%로 60분 동안 선형적으로 변화시켰다. 실험결과에 의하면 일반성분은 탄수화물(0.255~0.413%)을 제외한 나머지 성분들의 함량은 거의 비슷하게 확인되었다. 또한 주파수 170 KHz, 60 min에서 추출량이 3.17 g으로 추출 수율이 가장 우수하였고 천연물관련 화학 및 생물학 연구에 기초자료로 도움이 될 것이다.
본 연구에서는 국내 자생하고 있는 갈매나무과 식물 13종(망개나무, 먹넌출, 헛개나무, 갯대추나무, 까마귀베개, 산황나무, 갈매나무, 털갈매나무, 돌갈매나무, 참갈매나무, 짝자래나무, 상동나무, 묏대추나무)에 대한 결실기 부위별(잎, 가지, 열매) 39점 70% ethanol 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하고, ABTS 라디칼 소거능과 DPPH 전자 공여능 이용한 항산화 활성 및 NO 생성 억제력을 통한 항염증 활성을 측정하여 기능성 검토하였다. 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 망개나무, 상동나무, 묏대추나무 추출물에서 높게 나타났다. 망개나무, 갯대추나무, 까마귀베개, 상동나무 추출물에서 높은 ABTS 라디칼 소거능을 보였고, 망개나무, 상동나무 추출물에서 약 80% 이상의 DPPH 전자공여능을 보였다. 또한, 망개나무, 먹넌출, 갯대추나무, 상동나무, 묏대추나무 등에서 50% 이상의 NO 생성 억제력을 보였다. 이러한 결과를 통하여 갈매나무과 식물의 이용 부위별 다양한 기능성을 검토하였고, 천연 항산화제 및 NO생성 억제를 통한 과도한 면역반응 완화 소재 개발 가능성을 확인하였다.
현재 식품공전에 식품원료로 사용이 가능한 것으로 등록된 국내 산림지역 자생 식물을 식품산업에 활용하고자 국내 자생식물 45종을 선별하였고, 본 연구팀의 선행연구에서 45종의 항산화 활성을 평가한 결과, 다른 종들과 비교하여 우수한 항산화 활성을 보인 밤나무 잎을 본 연구에서 사용하였다. 본 연구에서는 hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 상태에서 밤나무 잎 추출물의 세포 보호효과, 세포내 항산화 효과 및 항노화 효과를 관찰하였다. 세포 보호효과를 측정한 결과 밤나무 잎 추출물의 농도 유의적으로 세포를 보호하는 효과를 확인하였고, 특히 $100{\mu}g/mL$에서는 양성대조군으로 사용한 항산화 물질인 ascorbic acid 수준까지 세포를 보호하는 효과를 나타내었다. $H_2$-DCFDA 염색을 통한 세포내 항산화 효과를 확인한 결과, 형광현미경과 형광흡광도 측정에서 모두 밤나무 잎 추출물이 농도 유의적으로 세포내 ROS를 저감을 확인하였고, 세포 보호효과와 마찬가지로 농도 $100{\mu}g/mL$에서는 ascorbic acid와 비슷한 수준을 보였다. SA-${\beta}$-galactosidase 염색을 통하여 관찰한 세포노화 억제 효과는 ROS 생성 억제 효과와 유사한 경향으로 밤나무 잎 추출물의 농도 유의적으로 세포노화 억제를 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 밤나무 잎 추출물은 산화적 스트레스로 인한 세포노화를 억제하는 효능을 보였으며, 이는 천연물에서 유래한 항산화 및 항노화 활성 첨가제로 활용도가 매우 넓을 것으로 판단된다.
항산화 및 항균활성을 가진 천연물을 활용해 합성보존료를 대체하고자 하는 연구가 활발한 가운데 국내 자생 식물 중 135종을 대상으로 DPPH radical 소거활성을 측정하였다. 이중 항산화 활성이 10%대로 낮게 나타난 식물 8종에 대해 항균효과를 조사하였다. 식물 추출물의 DPPH radical 소거활성은 0.41~94.84%로 다양하였으며, 가장 효과가 좋은 식물은 꽃향유와 우엉으로 각각 94.84, 80.55%를 나타내었다. 우엉은 잎의 경우 26.87, 뿌리 19.29%의 활성을 나타내 동일 식물이라도 추출부위에 따라 활성의 차이가 있을 것으로 보인다. 선이질풀과 비쭈기나무는 각각 그람양성균인 B. subtilis, 그람음성균인 E. coli 및 Candida속인 C. albicans에 대해 2.2~10.8 mm 수준의 항균활성을 나타내었다. 각 식물에 대한 다양한 추출법을 적용하여 기능성을 확인하고 이들 항산화성 물질에 대한 추가 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
국화과 식물은 현화식물 중 약 10%를 차지하며, 한반도에서 전통적으로 약용 식물로 사용되었다. 본 연구는 14종 국화과 식물 종자 추출물의 항산화 활성 평가를 통해 식물의 다양성 보전에 기여하기 위해 진행되었다. 충실률 90% 이상이고 발아율이 50% 이상인 종자를 대상으로 실험을 진행하였다. 총 페놀성 물질의 함량은 포천구절초(13.5 mg GAEs/g seeds), 구절초(11.8 mg GAEs/g seeds), 과꽃(11.0 mg GAEs/g seeds) 순으로 가장 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 과꽃(9.8 mg QEs/g seeds), 포천구절초(7.2 mg QEs/g seeds), 서양민들레(6.3 mg QEs/g seeds) 순으로 가장 높게 나타났다. DPPH 라디컬 소거활성은 종자 추출물의 종자 추출물의 IC50 값을 기준으로 포천구절초(57.4 ㎍/ml), 서양민들레(59.1 ㎍/ml), 구절초(65.0 ㎍/ml) 순으로 가장 높게 나타났다. ABTS 라디컬 소거활성은 종자 추출물의 IC50 값을 기준으로 과꽃(26.2 ㎍/ml), 포천구절초(38.4 ㎍/ml), 서양민들레(40.2 ㎍/ml) 순으로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성을 기반으로 한 군집분석에 따라 14 종은 항산화 활성이 높은 group 4에서 항산화 활성이 낮은 group 0까지 5개의 group으로 분류되었다. 높은 페놀성 함량과 항산화 활성을 갖는 group 3와 4에 속하는 구절초, 포천구절초, 서양민들레, 과꽃 종자는 식물 유래 천연 항산화제로써 유력하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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