식물자원으로부터 생리활성 물질의 이용측면에서 국내에서 자생하고 있는 광나무 잎을 대상으로 하여 다양한 생리활성을 가지는 것으로 보고된 페놀성 화합물의 분포를 확인하였다. 총 페놀성 함량은 $0.89{\sim}1.53%$, 축합형 탄닌은 $0.10{\sim}0.13%$였으며, flavonoid는 aglycone인 apigenin, luteolin과 칼럼크로마토그라피를 행하여 분획으로 분리한 후 가수분해하여 이들의 배당체를 확인하였다. 페놀산의 분획 중 유리형 페놀산 화합물에는 tyrosol, t-cinnamic acid, p-Hydroxybenzoic acid, vanillic acid, shikimic acid, protocatecuic acid등이 존재하였다. 에스테르형 페놀산 화합물에는 tyrosol, t-cinnamic acid, ferulic acid, esculetin, caffeic acid, p-coumaric acid, hydroxytyrosol 등이 함유되었다. 결합형 페놀성 화합물에는 tyrosol, t-cinnamic, p-coumaric acid와 미확인 페놀성 물질들이 존재하였다. 따라서 광나무 잎은 xanthine oxidase 활성저해, LDL 산화, 혈소판 응집저해, 항균활성 등 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 보고되고 있는 tyrosol, hydroxytyrosol, protocatecuic acid 등 풍부한 페놀성 화합물을 함유하고 있으므로 유용한 식물자원이 될 수 있음을 확인하였다.
항산화활성이 높은 찰옥수수를 육종하고, 옥수수의 항산화활성에 가장 큰 효과를 나타내는 물질을 추적하고자, 찰옥수수 자식계통과 재래종의 항산화활성을 측정하고 페놀성화합물, tocopherols, carotenoids의 함량을 측정하였다. 전자공여능에 의한 항산화활성은 $15.5{\sim}65.0%$였고, 페놀성화합물은 $102.3{\sim}323.5\;{\mu}g/mL$였으며, tocopherols는 $15.6{\sim}144.2\;{\mu}g/mL$였고, A450의 값은 $0.047{\sim}0.206$였다. 4종의 검정찰옥수수는 항산화활성이 48.7%, 페놀성화합물은 $267.0\;{\mu}g/mL$, tocopherols은 $87.0\;{\mu}g/mL$로 상당히 높았다. 항산화활성과 페놀성화합물, tocopherols의 함량과는 고도의 상관관계가 있었으나 carotenoids와는 유의성이 없었다.
진달래 화분의 다양한 이용성과 기능성에 관한 연구를 위한 기초연구의 일환으로 추출조건별 이화학적 특성을 조사하였다. 페놀성 화합물과 DPPH에 의한 전자공여능은 물보다 80%에탄올이 우수하였으며, 용매비에 따른 페놀성 화합물과 전자공여능은 용매비가 20배에서 높은 것으로 나타났다. 추출온도에 따른 페놀성 화합물은 $45^{\circ}C$에서 347.60 mg%로 높게 나왔으며, 전자공여능은 $25^{\circ}C$에서 67.93%로 높게 나타났다. 추출시간에 따른 페놀성 화합물의 추출물은 6시간동안 추출한 추출물이 312.63 mg%로 가장 높았으며, 전자공여능은 추출시간에 따라 크게 차이가 나지 않았으나, 바로 추출하였을 때 가장 높게 나타났다. 추출 횟수에 따른 페놀성 화합물의 단위당 추출물과 전자공여능은 2회 추출이 높은 것으로 나타났다. 따라서 진달래 화분의 추출물은 페놀성 화합물과 DPPH에 의한 전자공여 활성은 용매비 20배, 추출온도 $25{\sim}45^{\circ}C$, 추출횟수 2회, 추출시간 6시간에서 전반적으로 우수한 것으로 나타났다.
인삼배양세포로부터 항산화 물질 고함유 세포주를 선발하기 위하여 인삼육성계통별로 배양기 내에서 callus를 유기하여 callus생장에 미치는 식물호르몬의 영향을 조사하였고, 페놀성 화합물 및 항산화 물질의 함량을 조사함으로써 생리활성물질 고함유 세포주를 선발하고자 하였다. callus 생장은 2mg/L의 CPA를 함유한 MS기본배지에서 가장 높았고, CPA혼합배지로부터 CPA혼합배지로 계대배양할 때 가장 \ulcorner효과적이었으며 생장률은 계대시 Ig/flask의 callus를 접종할 때 가장 효율적이었다. 생리활성물질인 페놀성 화합물의 함량은 공시계통 callus가 재배 인삼뿌리보다 높았다. 특히 계통번호20601은 페놀성 화합물의 함량과 항산화 활성에서 가장 높았으며 Callus의 생장도 매우 양호하였다. 또한 페놀성 화합물의 TLC pattern은 재배 인삼근과 비슷하였으나 함량은 재배 인삼근에 비해 표준품인 caffeic acid의 위치에 더 많은 페놀성 물질이 분포하였다.
도열병에 대해 감수성을 보이는 낙동과 성체식물저항성을 보이는 도봉의 건전엽과 도열병 감염엽내의 에탄올가용성 아미노산과 페놀화합물을 양적으로 분석하였다. 접종 3일후에는 가용성 아미노산과 페놀화합물의 수준은 건전엽과 비슷하였다. 도열병 병반이 접종 5일 후에 감염엽에 나타났을 때 가용성 아미노산과 페놀화합물은 5엽기와 3엽기에서 증가하기 시작하였고, 접종 7일 후에서는 이들 화합물의 수준은 5엽기와 8엽기에서 건전엽보다 약 $1.5\~3$배 더 많았다. 도열병 감염동안 비록 도봉이 도열병에 대해 낙동보다 덜 감염되었지만 5엽기와 8엽기의 건전엽과 감염엽에서 성체식물저항성 품종 도봉의 가용성 아미노산 및 페놀화합물 함량은 감수성 품종 낙농의 함량보다 높았다. 벼품종 도봉이 도열병에 감염동안 아미노산과 페놀화합물 함량이 현저하게 증가하여 성체식물저항성이 발현하는데 중요한 역할을 할지 모른다.
본 연구에서는 다환방형족화합물의 하나인 phenanthrene를 이용하여 천연망간산화물에 흡착/탈착되는 특성을 평가하였다. 토양, 퇴적물이나 수체에 다양한 오염물이 동시에 존재하는 경우를 고려하여 페놀계 오염물이 있는 경우, 다환 방형족화합물의 흡탈착에 미치는 영향을 조사하였다. 망간산화물에 의하여 4-클로로페놀은 효과적으로 산화되었으며 반응산물은 고분자화(휴믹화) 되는 경향을 나타내었다. 4-클로로페놀이 분해됨에 따라 망간산화물 표면에 흡착되는 phenanthrene의 양은 급격히 증가하였다. 또한, 4-클로로페놀이 존재하는 경우 흡착된 phenanthrene의 탈착에 대한 저항성은 4-클로로페놀 농도가 증가할수록 강하게 나타남으로써 고분자화된 4-클로로페놀 반응산물에 phenanthrene이 강하게 흡착되어 있다는 결과를 도출하였다. 결과적으로 망간산화물은 페놀계 오염물과 다환방향족화합물을 동시에 처리하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주었다.
더덕의 육질과 껍질의 부위별 세포벽 물질(CWM)로부터 uronic acid, 총 당, 비섬유성 중성당, 페놀성 화합물 함량 및 항산화 활성을 측정하였다. 더덕의 육질과 껍질의 uronic acid와 중성당의 비는 4, 6이었다. 총 당 함량은 육질과 껍질에서 각각 788.6, 824.9 ${mu}g/g$ CWM이었다. 주요 비섬유성 중성당은 galactose와 arabinose였다. 더덕 CWM으로부터 분석된 주요 페놀성 화합물은 vanillic acid, p-OH-benzaldehyde, vanillin, ferulic acid 및 8-O-4' diferulic acid 였다. 이들 중 p-OH-benzaldehyde, vanillin, 8-O-4' diferulic acid는 더덕에서 처음으로 동정된 것으로 인삼의 세포벽 페놀성 화합물 조성과 유사하였다. 더덕의 껍질 AIR에 함유된 8-O-4' diferulic acid의 함량은 56.1 ${mu}g/g$ CWM이었다. 더덕의 CWM로부터 얻은 ethanol 분획, ethanol 분획의 ethanol-NaOH 분획, ethanol 분획 후 잔사로부터 얻은 AIR 분획의 항산화 활성의 크기는 ethanol-NaOH 분획이 가장 높았으며, 다음으로 AIR 분획, ethanol 분획의 순으로 나타났다.
외래잡초인 돼지풀은 국내 확산이 우려되는 문제잡초로서 allelopathy와 관련성을 평가하기 위하여 돼지풀이 함유하고 있는 phenolic compounds의 시기별 변화와 이들 화합물에 의한 3종 잡초의 발아 및 초기생육을 평가하였다. 식물의 생육을 억제하는 물질로 잘 알려진 cinnamic acid 유도체인 5종의 페놀화합물은 HPLC를 이용하여 정량분석하였고, 4종 (caffeic acid, O-coumaric acid, ${\rho}$-coumaric acid 및 ferulic acid)의 화합물을 동정하였다. 돼지풀에서 검출된 페놀화합물 중 caffeic acid의 농도가 가장 높았으며, O-와 ${\rho}$-coumaric acid는 개화직전 농도가 개화후기보다 3배 정도 높았다. 돼지풀이 함유하고 있는 페놀화합물의 총함량은 개화직전이 $1,377{\mu}g$으로 개화후기의 $1,583{\mu}g$보다 낮았으나 돼지풀이 생장률에 비해 증가량은 현저히 낮았다. 표준용액을 이용하여 농도별로 조제한 페놀화합물 중 O-와 ${\rho}$-coumaric acid는 바랭이의 발아를 지연시켰으며, caffeic acid는 피의 발아율을 대조구보다 10% 억제시켰다. 또한 발아가 50%에 도달하는 시점을 나타내는 $T_{50}$는 $10^{-4}M$ 페놀화합물 처리구의 금방동사니와 바랭이에서 촉진되었으며, $10^{-3}M$ 페놀화합물 처리구의 금방동사니와 피에서 현저히 지연되었다. 다양한 페놀화합물 중에서 O-coumaric acid는 3종의 모든 잡초에서 하배축과 유근의 신장을 현저히 억제시켰으며, 금방동사니의 뿌리 세포 분열을 억제시켰고, 특히 피의 발근을 100% 억제시켰다.
본 연구는 건조 구기자의 항산화 성분 추출을 최적화하기 위한 추출 조건변수는 에탄올 농도($X_1$, 0~80%) 및 추출 시간($X_2$, 1~5 hr)이며, 종속변수로는 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity로 반응표면분석을 실시하였다. 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity에 대한 회귀식의 $R^2$은 각각 0.8903, 0.8667, 0.8486, 0.9214로 5~10%의 유의수준에서 유의성이 인정되었다. 건조 구기자 갈색도가 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 78.10%에서 2.38 hr 추출한 것(0.75, 흡광도)으로 나타났다. 총 페놀성 화합물이 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 30.17%에서 4.94 hr 추출한 것($2,355{\mu}g$)으로 나타났다. ABTS 라디칼 소거능이 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 16.21%에서 4.61 hr 추출한 것(13.83%)으로 나타났다. 그리고 $Fe^{2+}$ chelating activity가 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 0.76%에서 3.39 hr 추출한 것(58.54%)으로 나타났다. 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity에 대한 등고선도를 겹쳐 그려 얻은 최적 조건 (에탄올 농도 15% 및 추출 시간 5 hr)으로 추출된 추출물의 총 페놀성 화합물은 $2,397{\mu}g$이었으며, ABTS 라디칼 소거능은 15.62%, 그리고 $Fe^{2+}$ chelating activity는 54.78%로서 증류수로 1시간 추출한 대조구(총 페놀성 화합물 $1,293{\mu}g$, ABTS 라디칼 소거능 4.77% 및 $Fe^{2+}$ chelating activity 43.82%)에 비해 항산화 성분이 많이 추출되어 우수한 항산화 효과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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