본 연구는 제주산 해조류의 생리활성을 대량검색하기 위해 HTS 기법을 이용한 실험과정의 제어 및 관리를 위한 자동화 시스템을 구축하고자 DPPH 라디칼을 이용하여 HTS를 이용한 자동화 시스템을 구축하고 제주산 해조류의 DPPH 라디칼 소거활성을 대량 검색하고자 하였다. 그 결과 HTS를 위한 효율적인 검색방법을 개발하였고 DPPH 라디칼 소거활성이 높은 해조류를 검색하게 되었다. 녹조류의 경우 납작파래 (20G6)의 $20^{\circ}C$ 추출물(1 mg/ml)에서 약 60%이 DPPH 라디칼 소거활성을 보였을 뿐 나머지 해조류에서는 40% 미만이 낮은 활성만을 보였다. 갈조류의 경우 꽈배기 모자반 (20B17), (70B17), 참그물바탕말 (70B1), 큰잎모자반 (70B16)과 감태 (70B26)에서 DPPH 라디칼 소거활성이 우수하였다. 홍조류 중에서는 왜떨기나무붉은실 (20R24)에서 가장 우수한 DPPH 라디칼 소거활성을 나타내었고 갈래잎 (20R17), 굵은참우뭇가사리 (20R18), 부채분홍잎 (20R23) 또한 높은 소거활성을 보였다. 따라서 우수한 효과를 나타내었던 해조류를 대상으로 용매분획 및 활성물질의 분리, 정제를 통해 해조류 유래의 기능성 신소재를 개발한다면, 해조류의 고부가가치화 및 HTS기술의 보편화에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
10 가지 식물추출물에서 항산화활성을 측정하여 가장 효과가 높았던 오미자를 선택하여 순차적으로 층분리 후, 각 유기용매층에 따라 분리된 추출물의 항산화 활성을 측정하였다. 그 결과 Ethyl acetate층 추출물 (DPPH 51.6%. SOD 66.2%)과 Butanol층추추물 (DPPH 60.7%, SOD 67.4%) 에서 가장 높은 항산화활성을 나타내었으며 총 polyphenol 함량 또한 Ethyl acetate층 (30000 mg/kg) 과 Butanol층 (30000 mg/kg)에서 높게 나타났으며, 특이한 점은 항산화 활성이 낮았던 water층 (39400 mg/kg) 에서 총polyphenol함량이 높았다.
천연물로부터 항산화 활성물질을 목적으로 DPPH 자유 라디칼 소거활성 검색법을 이용하여 검색을 실사하고, 유의한 활성을 나타낸 산국 메탄올 추출물로부터 2종의 화합물을 분리하고 기기분석을 이용하여 화합물 1과 2의 구조를 apigenin과 acacetin-7-O-rutinoside (Linarin)으로 동정하였다. 이들 화합물은 각각 13.3 및 $42.1{\mu}g$의 농도에서 DPPH 라디칼을 50% 소거하는 활성을 나타내었으며, 화합물 1은 양성 대조양물인 L-ascorbic acid $(RC_{50}\;=\;13.1{\mu}g)$에 비하여 강한 활성을 나타내었다.
제주조릿대 잎 열수 추출 진액을 첨가한 식초음료를 개발하기 위해 항산화 활성을 관찰하였다. 항산화활성은 DPPH radical 소거활성, Hydroxyl radical 소거 활성 실험을 진행하였다. Base 식초를 선택하기 위한 쌀 식초와 사과식초의 DPPH 라디칼 소거활성에서는 식초 원액에 비해 제주조릿대를 첨가하였을 때 쌀 식초는 최대 68.07%증가하는 것을 확인 할 수 있었고, 사과식초의 경우 78.74% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 맛, 향, 단가, 항산화활성을 통하여 사과식초를 Base식초로 선택하였으며, Base식초와 제주조릿대 진액의 혼합비를 결정하기 위하여 배합율에 따른 항산화활성 연구에서는, DPPH 라디칼 소거활성의 경우 제주조릿대의 비율이 높아짐에 따라 DPPH 라디칼 소거능 역시 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. Hydroxyl 라디칼 소거활성의 경우, 제주조릿대 진액의 비율을 증가시킬 수록 활성이 조금씩 떨어졌으나, 대조군인 석류와 블루베리 식초에 비해서는 10%이상 높은 소거활성이 있는 것을 확인할 수 있었다.
96-well plate를 사용해서 DPPH free radical 소거활성의 고효율검정 (high throughput screening)방법을 확립하였고, 이 방법을 이용하여 107개의 식물특정 효소저해제와 다양한 식물 추출물의 항산화활성을 조사하였다. DPPH free radical 소거활성 측정 측정을 위한 적정 시험조건은 총 반응액이 $250{\mu}L$일 경우 $100{\mu}M$의 DPPH(pH 7.8), 20 분의 반응시간이었고, 이 조건하에서 ascorbate와 a-tocopherol 은 농도 의존적인 항산화활성을 나타내었다. 107개의 식물 특정효소저해제 중에서 11개의 화학물질이 $100{\mu}M$ 농도에서 70% 이상의 항산화활성이 있었는데, 특히 ampicillin과 gallic acid는 각각 90.2% 와 92.6% 의 나타냈다. 또한 100개의 식물 추출물은 $50{\mu}g/mL$ 농도에서 70% 이상의 활성을 보이는 추출물이 11개이었는데, 그 중에서 AT-407의 활성이 90.1%로 가장 높게 나타났다. 따라서 96-well plate를 이용한 DPPH free ra 이때 소거활성 측정방법은 여러가지 합성물질이나 다양한 천연물질에 대하여 보다 간편하고 신속하게 항산화활성을 측정할 수 있을 것으로 사료되었다.
Radish추출물을 수용성과 지용성으로 나누어 추출하여 DPPH 저해율, SOD 활성율, Catalase 활성, collagen 함량변화를 측정한 결과, DPPH 저해율과 Catalase 활성은 수용성 추출물(81.0%, 175units/mg)에서 높게 나타났고, SOD 활성율에서는 지용성 추출물(92.3%)이 높게 나타났다. 콜라겐$(21.45{\mu}g)$내의 pyridinoline의 함량은 control에 비해 수용성과 지용성 추출물을 첨가한 반응액에서 적었으며, 두 추출물을 비교해 봤을 때 큰 차이는 보이지 않았다.
본 연구는 금잔화를 꽃차로 이용하기 위해 열풍 건조 처리 시간에 따른 항산화 물질함량 및 항산화 활성을 분석하고, 최적 처리 시간을 구명하기 위해 수행하였다. 식용꽃 금잔화를 $60^{\circ}C$에서 5시간, 10시간, 15시간 열풍건조 한 뒤 Hunter value를 측정하고 95% 에탄올을 용매로 하여 추출하였다. 항산화 물질인 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 카로티노이드 함량과 DPPH radical 소거 활성을 통한 항산화 활성, 이를 통한 항산화 물질 함량과 항산화 활성 간의 상관관계를 분석하였다. 처리시간이 증가함에 따라 Hunter value L 값과 +b값이 모두 감소하는 경향을 보였으며, 15시간 처리구에서 다소 많이 감소하였다. 또한, 항산화 물질 함량을 조사한 결과, 총 폴리페놀 함량은 처리 시간에 따른 차이는 없었으나 총 플라보노이드 함량과 총 카로티노이드 함량은 5시간과 10시간 처리 시 함량이 다소 높았으며, 처리 시간이 증가함에 따라 감소하여 15시간 처리시 대조구와 차이가 없는 것으로 조사되었다. DPPH radical 소거 활성 분석 결과, 5시간과 10시간 처리시 대조구보다 활성이 높았으며, 총 카로티노이드가 DPPH radical 소거 활성 간의 상관관계가 높은 것으로 나타났다($p{\leq}0.01$, r=0.610). 따라서, 열풍건조한 금잔화는 총 카로티노이드가 항산화 활성에 기여하며, 5시간 및 10시간 열풍건조 처리가 금잔화의 항산화 물질 함량 및 활성 증가에 효과적인 것으로 판단되나 식물의 열처리 가공에 있어 오랜 시간은 내부 조직 및 항산화 물질 파괴에 영향을 미칠 수 있기 때문에 금잔화 열풍건조 처리 시 5시간이 효과적일 것으로 판단된다.
창이자 추출물을 이용하여 항산화활성 및 항균활성을 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. DPPH를 이용한 항산화 활성 실험결과 VLC column로 분획한 XS-5에서 처리 농도 500 ${\mu}g/ml$에서의 87.53%로 가장 우수한 항산화 활성이 나타났으며, VLC로 분획한 XS-3-2의 처리농도 500 ${\mu}g/ml$에서 78.72%의 항산화 활성이 나타났다. PCL법으로 측정한 항산화 활성은 XS-1에서 13.32 nmol과 open column XS-3-2에서 14.34 nmol으로 항산화력을 나타났다. Candida albicans에 대한 항균활성은 XS-2의 처리농도가 500 ${\mu}g$/disc에서는 1 mm의 clean zone이 형성되었다. XS-3에서 DPPH와 PCL를 이용한 항산화 활성은 높았지만 항균활성은 낮게 나타났다. 창이자 추출물은 항산화 활성과 항균 활성은 상호 상관관계가 없는 것으로 판단된다.
60종(種)의 자생 약용식물과 식용작물을 대상으로 항산화활성의 생리활성을 조사함으로써 약용식물과 식용작물의 유용성 측면의 확인뿐만 아니라 새로운 생리활성물질 탐색의 가능성을 검토하기 위해서 실시한 실험 결과는 다음과 같다. 자생 약용식물 및 식용작물에 대한 50% EtOH 추출물을 이용하여 TBA법. DPPH법에 의하여 1차 활성검정 결과 처리방법에 따라 활성값에 차이가 있으나 TBA법에서는 검정콩의 추출액이 87.3%, DPPH법에서는 까마중 추출액이 80.6%로서 가장 높은 활성을 보였고 두가지 방법에서 동시에 활성이 높은 것은 검정콩을 비롯하여 10종 이었다. SOD활성정도도 검정식물에 따라 큰 차이가 있으나 검정콩이 53.5%로서 가장 높은 SOD활성을 나타내었으며 SOD종류는 Cu/ZnSOD, FeSOD을 포함하는 것으로 나타났다. Cu/ZnSOD만을 함유하고 있는 잔대는 SOD활성 정도가 10.37%로서 실험 대상식물 중 가장 낮은 활성을 보였다.
화살나무의 부위별 추출물로부터 항산화 활성 및 HL-60 세포를 이용한 생물학적 특성을 조사해 본 결과는 다음과 같았다. 화살나무 추출물의 부위별 DPPH free radical scavenging 활성은 잎, 날개, 뿌리, 종자, 줄기순으로, xanthine oxidase 억제 활성은 잎, 뿌리, 날개, 종자, 줄기 순으로 높았다 LH-20 column chromatography를 통한 정제 후의 DPPH 및 xanthine oxidase 억제활성은 잎과 줄기 추출물에서는 LH-4 분획이, 뿌리 추출물에서는 LH-5 분획이 가장 높은 활성을 나타내었다. 특히, 줄기 추출물에서 LH-4 분획물의 DPPH 및 xanthine oxidase 억제가는 각각 2.38 ${\mu}g$/$m\ell$, 5.32 ${\mu}g$/$m\ell$로 높은 활성을 나타내었다. 정제된 추출물들의 주된 화합물은 polyphenolic 화합물로 동정되었다. 생육시기간에 부위별 POD 활성은 5월의 뿌리 및 9월의 잎 조 추출물에서 가장 높았고, SOD 활성은 5월과 9월의 줄기에서만 나타났다. POD 동위효소 패턴은 잎과 줄기간에는 비슷하였으나, 뿌리에서는 다양하게 나타났다. SOD 동위효소 패턴은 POD와 비슷한 경향을 나타내었다. HL-60 세포의 증식에 대한 화살나무의 정제된 추출물은 대조구에 비해 높은 억제능을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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