이화누룩의 항혈전 활성
김미선1, 이예슬1, 김종식2, 신우창3, 손호용1*
1안동대학교식품영양학과
2안동대학교생명과학과
3
(
주)
국순당Received: May 29, 2014 / Revised: June 17, 2014 / Accepted: June 17, 2014
이화누룩
(
이화곡)
은이화주를제조할때사용되는전통쌀 누룩으로증자하지않은쌀을물에불린후분쇄하고이를8-10 cm
의구형으로성형하여솔잎으로띄워발효시킨누룩이다
[9].
통상의증자한밀을분쇄하여사용하는밀누룩과는달리
,
증자하지않은쌀을분쇄하여사용하는쌀누룩으 로Aspergillus oryzae
곰팡이와Hansenula sp.
효모가누룩 의우점종으로알려져있다[7].
배꽃이필무렵부터담근다 고해서‘
이화주’
라는이름이붙은이술은,
이화누룩이외의 다른효모나국을첨가하지않고제조되어특유의부드러운 맛과향이있으며,
수운잡방과같은우리나라고문헌에도자 주등장할정도로고려시대부터음용되었으며서민층보다는 양반가에서즐겨마셨다고전해지고있다[8].
이화주는이화누룩
(
쌀누룩)
에떡으로빚은술이라,
주질은고점도의걸쭉한흰색죽과같은독특한특성을지니며
,
아미노산과탄수화물등영양가가높으며,
순하고단맛이있 어서옛날에는아기들에게젖대신먹였다고도전해진다[13].
그러나국내의이화누룩및이화주에대한연구는거의전
무한실정이다
. 1990
년초에이화주양조중의미생물상[7],
유기산
,
알코올농도, fusel oil
생산및관능성변화[8, 9]
등 에대한보고가있었으나,
이후진행된바없으며최근전통 주에대한관심이증가되면서한방이화주에대한성분과미 백및주름억제효과가보고되었다[12, 13].
실제전통주의 관능성및유용활성은발효방법뿐만아니라,
사용누룩및 사용원료에따라달라진다[12, 14].
따라서본연구에서는이 화주의과학적효능평가의일환으로먼저이화누룩의생리 활성을평가하고자하였다.
실험에사용한이화누룩은상업 적시설(
㈜국순당,
성남,
경기도,
한국)
에서대량제조된누 룩(
수분함량13.6%)
으로,
누룩의10
배의물을가해현탁한 후회수한상등액의pH
는4.37, brix
는1.0
을나타내었다.
이화누룩의
ethanol
추출물제조를위해서는누룩무게에대해
10
배의95% ethanol (Daejung Chemicals & Metals In-vitro Anti-thrombosis Activity of Ehwa Nuruk
Mi-Sun Kim
1, Ye-Seul Lee
1, Jong Sik Kim
2, Woo-Chang Shin
3, and Ho-Yong Sohn
1*
1
Department of Food and Nutrition, and
2Department of Life Science, Andong National University, Andong 760-749, Republic of Korea
3
Research Institute, Kooksoondang Brewery Co. Ltd., Seongnam 460-120, Republic of Korea
Ehwa nuruk (EN), a traditional Korean alcoholic rice beverage, is manufactured from pulverized wet rice and the needles of pine trees. In this study, the ethanol extract of EN and its subsequent organic solvent fractions were prepared, and their in-vitro anti-thrombosis activity evaluated. In an anti-coagulation assay, only the ethylacetate (EA) fraction of the ethanol extract showed significant extensions of thrombin time, prothrombin time and activated partial thromboplastin time. In a platelet aggre- gation assay, the water residue of the ethanol extract exhibited aggregation inhibitory activity. Our results suggest that the EA fraction has potential as a new anticoagulation agent and EN could be used as a novel resource for anti-thrombosis agents.
This report provides the first evidence of the anti-thrombosis activity of EN.
Keywords: Anti-coagulation, anti-platelet aggregation, ehwa nuruk
*Corresponding author
Tel: +82-54-820-5491, Fax: +82-54-820-7804 E-mail: [email protected]
© 2014, The Korean Society for Microbiology and Biotechnology
Co., Ltd., Korea)
을가한후상온에서24
시간, 3
회반복추 출하였으며,
추출액은filter paper (Whatsman No. 2)
로거 른후감압 농축(Eyela Rotary evaporator N-1000, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Japan)
하여분말로조제하였다.
이후,
조제된분말을증류수에현탁한후, hexane, ethylacetate,
butanol
로순차적분획하였으며,
최종적으로물잔류물을회수하였다
.
이화누룩의ethanol
추출물및이의분획물의수 득율및성분분석결과는Table 1
에나타내었다. ethanol
추 출물의수득율은4.23
±0.3%
이었으며,
순차적분획시ethanol
추출물의34.6%
는hexane
분획으로, 33.2%
는물잔류물로 이행되었으며, ethylacetate
분획물은ethanol
추출물의5.1%
를차지하였다.
이러한결과는이화누룩100 g
에대해ethylacetate
분획물 약0.215 g
을 얻게 됨을 의미하며, ethylacetate
분획은상당히정제된상태로판단된다.
조제 된이화누룩추출물및분획물의총폴리페놀(total polyphenol:
TP)
및총플라보노이드(total flavonoid: TF)
함량을측정한 결과,
한방약재및베리류보다는낮은함량의2.5-9.3 mg/g
의TP
및0.7-3.4 mg/g
의TF
함량을나타내었으며[1, 5, 20], ethylacetate
분획에서가장높은TP
및TF
함량을나타내 었다.
이때TP
함량은 추출 검액400
µl
에50
µl
의folin- ciocalteau, 100
µl
의Na
2CO
3 포화용액을넣고,
실온에서1
시간방치한후
725 nm
에서흡광도를측정하여분석하였으며,
표준시약으로는
tannic acid
를사용하였다[17]. TF
함량은시 료를18
시간 메탄올로 교반 추출하고,
여과한 추출 검액400
µl
에90% diethylene glycol 4 ml
를첨가하고다시1 N NaOH 40
µl
를넣고37
oC
에서1
시간반응 후420 nm
에서 흡광도를측정하여분석하였으며,
표준시약으로는rutin
을 사용하였다[20].
조제된이화누룩추출물및분획물의항혈 전활성을평가하기위해혈액응고저해활성과혈소판응집 저해활성을측정하였다.
혈액응고저해활성은기존에보고 된 방법에 준해 평가하였으며[15], thrombin time (TT),
prothrombin time (PT)
및activated partial thromboplastin time (aPTT)
을측정하였다.
먼저혈액응고에서중추적역 할을수행하는thrombin
의활성을평가하는TT[3]
는37
oC
에서0.5 U thrombin (Sigma Co., St. Louis, MO, USA) 50
µl
와20 mM CaCl
250
µl,
다양한농도의 시료10
µl
를Amelung coagulometer KC-1A (Amelung. Lemgo, Germany)
의튜브에혼합하여2
분간반응시킨후,
표준혈장(MD Pacific Technology Co., Ltd., Huayuan Industrial Area, China)
100
µl
를첨가한후혈장이응고될때까지의시간을측정하였으며
[15], PT
는외인성응고계(II, V, VII
및X
인자)
의응 고활성을종합적으로측정하는방법[3]
으로,
혈장70
µl
와 다양한농도의시료10
µl
를coagulometer
의튜브에첨가하 여37
oC
에서3
분간 가온 후, 130
µl
의PT reagent (MD Pacific Technology Co., Ltd., Huayuan Industrial Area,
China)
를첨가하고혈장이응고될때까지의시간을측정하였다
[15].
한편내인성경로에의한혈액응고활성을평가하는
aPTT
측정[3]
의경우에는,
표준혈장70
µl
와다양한농도 의시료10
µl
를coagulometer
튜브에첨가하여37
oC
에서3
분간 가온 후, 65
µl
의aPTT reagent (MD Pacific Technology Co., Ltd.,, Huayuan Industrial Area, China)
를첨가하고다시37
oC
에서3
분간반응하였다.
이후65
µl CaCl
2(35 mM)
을첨가한후혈장이응고될때까지의시간 을측정하였다[15].
이때시료대조군으로는아스피린(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)
을,
용매대조군으로는DMSO
를 사용하였으며, TT, PT
및aPTT
연장활성은각각3
회이상반복한시료실험의평균치를용매대조구인
DMSO
의실험평균치의비로나타내었다
[6, 15].
실험결과는SPSS 21.0
버 전을사용하여mean
±SD
로나타내었으며,
각군간의차이는
ANOVA
로분석하였으며, Duncan
다중비교검증법으로통계적유의성검정을조사하였다
.
유의수준은p < 0.05
로하 였다.
혈액응고저해활성분석결과,
대조구로사용된아스피 린(1.5 mg/ml)
은TT, PT, aPTT
를무첨가구에비해각각2.6
배, 1.7
배및1.4
배연장시켜우수한항혈전효과를나타내 었으며,
이화누룩의ethanol
추출물(5 mg/ml)
처리시에는TT, PT, aPTT
의변화가나타나지않았다.
분획물중에서는ethylacetate
분획에서만대조구에비해각각15
배이상연 장된TT, PT, aPTT
를나타내었다(Table 2).
이화누룩의항 혈전활성평가를위해혈소판응집저해활성을평가하였으 며,
그결과는Table 3
에나타내었다.
혈소판은다양한혈구 세포와함께내피세포의손상으로노출된collagen
등과결 합하여1
차지혈플러그(primary hemostatic plug)
를형성 하여혈전생성을개시하는중요한세포[18]
로,
혈소판의비 정상적인응집은혈전생성을촉진시켜정상적인혈액순환 을저해한다.
본연구에서의혈소판응집저해활성은미세전 극에혈소판이부착되어응집됨에따라발생하는전기저항Table 1. Yields of ethanol extract and its solvent fractions of
the Ehwa nuruk and their total polyphenol and total flavonoid contents.
Extract/
Fraction
Extraction/
Fraction yield (%)
Content (mg/g) Total
polyphenol
Total flavonoid Ethanol extract 4.23
±0.3 7.3
±0.1
b0.7
±0.1
aHexane fraction 34.6
±0.5 2.5
±0.0
a1.2
±0.1
cEthylacetate fraction 5.1
±0.1 9.3
±0.1
d3.4
±0.1
eButanol fraction 27.4
±0.1 8.5
±0.1
c1.4
±0.1
dWater residue 33.2
±1.3 9.3
±0.1
d0.9
±0.0
bData are presented as the mean
±SD of three determina- tions. Different letters within a column differ significantly ( p <
0.05).
값의변화를측정하는
impedance
법을사용하여평가하였 다[18].
인간농축혈소판(platelet rich plasma: PRP)
은적 십자로부터공급받았으며PRP
의전처리및수세과정은기 존의 보고[6]
와 동일하게 하였으며,
최종 혈소판 농도가5
×10
8/ml
이 되도록 조정하였다.
혈소판 응집은Whole Blood Aggregometer (Chrono-log, PA, USA)
를 사용해37
oC
에서 측정하였으며, 10 mM CaCl
250
µl, suspending buffer 147.5
µl,
시료5
µl
가포함된반응cuvette
에혈소판50
µl
을 넣은 후3
분 동안37
oC
로 가온 후 응집유도제로collagen (1 mg/ml)
을2.5
µl
를넣고혈소판응집을측정하였 다.
응집반응은collagen
첨가 후12
분간 측정하였으며amplitude, slope, area under
를측정하여평가하였다[18].
이때
, amplitude (ohm)
는혈소판에응집유도제를첨가하였을때일어나는최대응집정도를나타내며
, slope
는응집유 도제를첨가한직후부터1
분동안의응집곡선의기울기를나타내며
, area under
는전체적인혈소판응집정도를표시하는것으로전기저항증가에따른
slope
곡선의하강면적을나타낸다
[18].
이화누룩시료의혈소판응집저해활성은시료대신
DMSO
를첨가한대조구와의상대적인area under
값의비를백분율로나타내었다[6].
먼저,
대조구로사용된 혈소판응집저해제인아스피린은농도의존적인혈소판응집 저해활성을나타내었으며, 0.25 mg/ml
농도에서무첨가구 에비해63.8%
의응집율을나타내었다(Table 3).
반면이화 누룩의ethanol
추출물(0.25mg/ml)
은 혈소판 응집율이123.9%
로증가되었으며,
물잔류물을제외한분획물들도혈소판응집촉진을나타내었다
.
물잔류물의경우,
무첨가구Table 2. Effect of the ethanol extract and solvent fractions of ehwa nuruk on blood coagulation.
Samples Conc. (mg/ml) Anti-thrombosis activity
a)TT PT aPTT
DMSO - 1.0
±0.0
a1.0
±0.0
a1.0
±0.1
aAspirin 1.5 2.6
±0.1
c1.7
±0.0
c1.4
±0.1
cEthanol extract 5 1.1
±0.1
a1.1
±0.0
a1.2
±0.1
abHexane fraction 5 0.9
±0.1
a1.1
±0.1
a1.0
±0.0
aEthylacetate fraction 5 >15.0
d>15.0
d>15.0
d2.5 1.4
±0.1
b1.5
±0.1
b1.3
±0.0
b1.25 1.2
±0.0
a1.1
±0.1
a1.1
±0.0
aButanol fraction 5 1.1
±0.1
a1.1
±0.0
a1.1
±0.0
aWater residue 5 1.0
±0.1
a1.0
±0.1
a1.0
±0.0
aa)
Anti-thrombosis activity: Data are presented as relative clotting time based on solvent control. The thrombin time (TT), pro- thrombin time (PT) and activated partial thromboplastin time (aPTT) of solvent control (dimethylsulfoximide) were 24.0 sec, 18.6 sec and 40.5 sec, respectively. Different letters within a column differ significantly ( p < 0.05).
Table 3. Platelet aggregation activities of the ethanol extract and its solvent fractions of ehwa nuruk.
Chemicals/Samples (mg/ml)
Amplitude (Ω)
Slope (Ω/min)
Lag time
(sec) Area under PAR
a)(%)
DMSO 22 4 20 153.7 100
Aspirin (1.0) 4 1 82 25.0 16.3
Aspirin (0.5) 11 1 52 61.5 40.0
Aspirin (0.25) 14 3 27 98.1 63.8
Ethanol extract 24 4 14 190.4 123.9
Hexane fraction 28 9 3 264.6 172.2
Ethylacetate fraction 27 4 10 217.9 141.8
Butanol fraction 28 4 17 210 136.6
Water residue 18 2 22 124.9 81.3
a)
PAR: Platelet Aggregation Ratio.
Data are presented as a representative result relative of independent three determinations. Amplitude is expressed as ohms
by maximum extent of platelet aggregation, and slope (rate of reaction) is determined by drawing a tangent through the
steepest part of curve. Area under is a calculated area in descent drawing during platelet aggregation.
에비해
81.3%
의혈소판응집을나타내어동일농도의아스 피린에비해약한응집저해를나타내었다(Table 3).
따라서 이화누룩의ethylacetate
분획은혈액응고효소및혈액응고 인자저해를통한항혈전활성이나타남을확인하였다.
최근 일본청주및국내전통주와이들의주박에서미백및주름 개선 활성[4, 16],
보습효과[19],
항당뇨[21],
항산화 및nitrite
소거활성[10, 22]
및혈압강화효과[11]
등이보고됨을 고려할때,
누룩에서도이와유사한활성이나타나리라예상되며
[12],
향후이화누룩의추가적인유용활성평가가필요하다고판단된다
.
본연구결과는이화누룩의항혈전활성에 대한최초의보고이며,
이화누룩ethanol
추출물의ethylacetate
분획물이혈액응고저해제로이용가능하며,
활성물질의정 제를통해위장장애등의부작용을나타내는아스피린을대 치할수있는항혈전제로사용가능함을제시하고있다.
요 약
이화누룩은증자하지 않은쌀을물에불린후분쇄하고
,
이를솔잎으로띄워발효시킨한국전통누룩이다이화누룩 의기능성을평가하기위해이화누룩의에탄올추출물과이 의순차적유기용매분획물을조제하고항혈전활성을평가 하였다.
그결과, ethylacetate
분획물은 강력한thrombin time, prothrombin time, aPTT
연장효과를나타내었으며,
유기용매분획후의물잔류물에서는강력한혈소판응집저 해능이확인되었다.
본연구결과는이화누룩의ethylacetate
분획이신규의항혈전제로사용가능함을나타내며,
이는이 화누룩의항혈전활성에대한최초의보고이다.
Acknowledgments
This research was supported by High Value-added Food Tech- nology Development Program (No. 112073-3), Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries, Republic of Korea.
References