약용식물의 기능성 성분 분석 및 다양한 생리활성 박성익

약용식물의 기능성 성분 분석 및 다양한 생리활성

박성익^1,2․황희영¹․김종식²․박승우¹

1경상북도 보건환경연구원

2국립 안동대학교

Analysis of the Functional Components and Various Biological Activities of Korean Medicinal Herbs

Seong Ik Park

, Hee Young Hwang

, Jong-Sik Kim

, and Seung Woo Park

1

Gyeongsangbuk-do Institute of Health & Environment

2

Department of Biological Sciences and Biotechnology, Andong National University

ABSTRACT This study prepared the methanol extracts from 11 different kinds of Korean medicinal herbs and ana- lyzed their functional components and various biological activities including anti-oxidation, anti-diabetes and anti-high blood pressure activities. The total polyphenol contents were higher in the order of Lespedeza cuneata (102.7 mg gallic acid equivalents (GAE)/g), Eleutherococcus senticosus (98.0 mg GAE/g), and Houttuynia cordata (66.1 mg GAE/g). The total flavonoid contents were higher in the order of L. cuneata (62.8 mg quercetin equivalents (QE)/g), H. cordata (23.6 mg QE/g), and E. senticosus (16.6 mg QE/g). The 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl and 2,2’-azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activities were higher in the order of E. senticosus (87.9%

and 90.9%, respectively), H. cordata (83.1% and 87.9%, respectively), and L. cuneata (79.3% and 85.8%, respectively).

The results of ferrous reducing antioxidative power assay were higher in the order of L. cuneata (169.5 mg Trolox equivalents (TE)/g), E. senticosus (165.5 mg TE/g), and Kalopanax pictus (62.4 mg TE/g). The results of angiotensin converting enzyme inhibition assay were higher in the order of Lycium chinense (19.2%), K. pictus (16.8%), and L.

cuneata (13.5%). The results of α-glucosidase inhibition assay were higher in the order of L. cuneata (93.7%), Cornus officinalis (50.9%), and Cnidium officinale (28.9%). Overall, these results will help to analyze functional components and to investigate various biological effects of these traditional Korean medicinal herbs.

Key words: anti-high blood pressure, anti-diabetes, anti-oxidation, functional components, medicinal herbs

Received 10 September 2019; Accepted 8 November 2019 Corresponding author: Seung Woo Park, Gyeongsangbuk-do Insti- tute of Health & Environment, Yeongcheon, Gyeongbuk 38874, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-54-339-8150

Author information: Jong-Sik Kim (Professor)

서 론

산소는 인간에게 없어서는 안 되는 것이지만, 이 중요한 산소가 동시에 독을 발생시키며 질병의 원인이 된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 활성산소는 분자로 구성되어 있고 분자 는 원자로 성립되며, 원자 주위를 전자가 2개씩 쌍을 이루어 돌고 있는데, 이 전자가 한 개가 되면 전자를 바깥에서 빼앗 아가려고 하는 불안전한 분자가 되며, 이와 같은 불안전한 분자가 되어 있는 상태의 산소 상태를 활성산소라고 한다 (Cho 등, 2008). 활성산소는 생체 내 균형이 깨지면 항산화 방어능력이 약해지면서 체내에 활성산소가 증가하게 되고, 정상세포를 공격하여 세포조직의 비가역적인 손상, 발암, 돌 연변이 등을 초래하며 피부 트러블을 일으키며 노화와 각종

질병의 주된 원인이 된다(Cross 등, 1987; Giacosa와 Fili- berti, 1996). 항산화 활성(anti-oxidative activity)은 활성 산소의 발생을 억제하거나 이미 생성돼 있는 활성산소를 소 거하는 능력을 말하며, 이러한 물질을 항산화 물질(anti-ox- idant)이라고 한다(Azadmanesh와 Borgstahl, 2018). 기존 의 합성 항산화제는 우수한 효과를 지니지만 독성의 문제로 기피하게 되었으며, 토코페롤과 같은 천연 항산화제는 가격 이 높은 단점이 있어 대체할 새로운 항산화제의 개발이 요구 되어 왔다(Fridovich, 1978; Ryu와 Hwang, 1990). 최근에 천연물이 가지는 2차 대사산물 연구를 통해 증명된 생리활 성 물질을 이용하는 연구에 관심이 많아졌으며, 특히 식물을 이용한 천연물 개발 연구는 활발하게 이루어지고 있다. 천연 물의 항산화 및 항당뇨(Lee과 Yoon, 2005), 항고혈압(Cho 등, 2010), 항암(Lee 등, 2005), 항염증(Lee 등, 2010) 활성 을 가진 기능성 성분을 이용한 제품 개발은 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 한약재와 식품으로 병행 사용이 가능 한 약용식물을 이용한 천연 항산화 물질 개발은 오래전부터 이루어지고 있다(Song 등, 2000; Joo, 2013; Ryu 등, 2010).

Table 1. List of medicinal herbs used in this experiment

Used part

Common Scientific Korean

Glycyrrhizae Radix Corni Fructus Schizandrae Fructus Acanthopanacis Cortex

Lycii Fructus Cassiae Semen

Castor aralia Heartleaf Houttuynia Angelica Gigantis Radix

Cnidii Rhizoma Chinese bush-clover

Glycyrrhiza uralensis Cornus officinalis Schizandra chinensis Eleutherococcus senticosus

Lycium chinense Senna tora Kalopanax pictus Houttuynia cordata

Angelica gigas Cnidium officinale Lespedeza cuneata

Kamcho Sansuyu Omiza

Ogapi Gugiza Kyulmyungza

Haedongpi Eoseongcho

Dangqui Cheonkung Yakwanmoon

Root Fruit Fruit Bark Fruit Seed Bark Leaves

Root Root Leaves 이러한 분위기 속에서 2000년 이후 대통령령에 따른 천연물

신약 연구 개발 촉진법 시행령이 공포되었으며, 많은 연구자 가 여러 가지 약용식물을 이용하여 천연 항산화 물질 개발 연구를 활발히 진행하면서 천연 항산화 물질을 분리 동정하 여 보고하였다(Rim 등, 2000; Cho 등, 2000). 그리고 최근 에는 동양의학에서 이용되던 약용식물을 이용한 신약개발 연구 분야가 현대의학이 발달한 서구사회로부터 높은 관심 을 받게 되었다. 다양한 약용식물 연구를 통해 높은 항산화 활성과 여러 가지 기능성 성분을 밝혔다. Jung 등(2004)은 118종의 한약재와 약용식물을 연구하여 박하, 비파엽, 초과 가 매우 우수한 항산화능이 있음을 보고하였다. 또한 식용이 나 약재로 사용하는 천연물인 더덕(Maeng와 Park, 1991), 부추(Moon 등, 2003), 오미자(Lee와 Lee, 1991), 복령 (Kim 등, 2002) 등에서도 강한 항산화 활성 물질이 존재함 이 보고되었다.

본 연구에서는 약용식물 11종(감초, 산수유, 오미자, 오가 피, 구기자, 결명자, 해동피, 어성초, 당귀, 천궁, 야관문)의 메탄올 추출물을 제조하여 이들의 총 폴리페놀 함량, 총 플 라보노이드 함량 및 항산화, 항당뇨, 항고혈압 활성 등 다양 한 생리활성을 연구 및 비교하여 약용식물의 다양한 기능성 성분과 생리활성을 연구하고자 하였다.

재료 및 방법

실험 재료 및 시약

본 실험은 2018년 11월 영천시 한약유통단지에서 구매 한 11종의 약용식물을 실험 재료로 사용하였다. 모두 경북 내에서 유통되는 국내산 제품이다(Table 1).

실험에 사용된 gallic acid, Folin-Ciocalteu’s reagent, sodium carbonate, quercetin, aluminum nitrate, potas- sium acetate, tocophenol, 1,1-diphenyl-2-picrylhydra- zyl(DPPH), 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6- sulfonic acid)(ABTS), 2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-tri- azine(TPTZ), Trolox, sodium tetraborate, lung acetone powder from rabbit, hippuric acid, captopril,

p

phenyl-α-D-glucopyranoside, α-glucosidase, acarbose 는 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)의 제품을 사 용하였다.

시료의 추출물 제조

11종의 약용식물을 음건 후 분쇄하여 분말로 한 건조시료 에 10배량(w/v)의 메탄올을 가해 80°C에서 4시간씩 2회 환류 추출한 다음 그 추출액을 합하여 여과지(5C, Advan- tec, Tokyo, Japan)로 여과하였다. 그 여액을 45°C에서 감 압농축기(N-1000, Eyela, Tokyo, Japan)로 감압 농축하여 각 시료의 메탄올 추출물을 에탄올에 녹여 사용하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

총 폴리페놀 함량 실험은 Folin-Denis법(Folin과 Denis, 1912)을 변형하여 실시하였다. 즉 증류수 7.5 mL를 시험관 에 취하여 에탄올에 녹인 메탄올 추출물(2 mg/mL) 1 mL를 넣고, Folin-Denis 시약 0.5 mL, 35% 탄산나트륨 1 mL를 순서대로 가하고 혼합하여 암소에서 1시간 방치하였다. 혼 탁된 시료를 원심분리(6,000 rpm, 10분) 하여 분광광도계 로 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 사용하 여 총 폴리페놀을 정량했고 20, 50, 100, 250, 500 µg/mL의 농도로 검량선을 작성한 후 시료도 동일한 방법으로 하여 mg gallic acid equivalents(GAE)/g 단위로 나타냈으며, 시료 흡광도와 시료공시험 흡광도의 차를 검량선에 적용시켰다.

총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량 실험은 Park 등(1997)의 방법을 변형하여 실시하였다. 에탄올에 녹인 메탄올 추출물 2 mg/

mL 농도의 시료 0.5 mL를 취하고 에탄올 1.5 mL, 10% 질산 알루미늄 0.1 mL, 1 M 초산칼륨 0.1 mL, 증류수 2.8 mL를 가한 후 충분히 교반하였다. 실온에서 40분간 정치 후 액층 을 10 mm 셀(cell)을 사용하여 415 nm에서 흡광도를 측정 하였다. 이때 물을 음성대조군으로 사용하였다. 공시험은 10% 질산알루미늄 대신 증류수를 가하였다. Quercetin을 사용하여 총 플라보노이드를 정량했고 20, 50, 100, 150,

Table 2. Conditions of HPLC analysis for ACE inhibition assay

Injection volume Detector Column

Column temperature Flow rate

Mobile phase

20 μL 228 nm

C18 MG Ⅱ (4.6×250 mm) 30°C

1.0 mL/min

30% ACN＋0.1% trifluoroacetic acid 200 µg/mL의 농도로 검량선을 작성한 후 시료도 동일한

방법으로 하여 mg quercetin equivalents(QE)/g 단위로 나 타냈으며, 시료흡광도와 시료공시험 흡광도의 차를 검량선 에 적용시켰다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

DPPH 라디칼 소거 활성은 Blois(1958)의 방법을 변형하 여 실시하였다. 즉 DPPH 16 mg을 에탄올 100 mL에 용해 한 다음 증류수 100 mL를 가하고 여과지로 여과 후 사용하 였다. DPPH 용액은 대조군의 흡광도가 1.6~1.7 정도가 되 게 에탄올로 희석하여 사용하였다. 에탄올에 녹인 메탄올 추출물(2 mg/mL) 1 mL를 취하여 DPPH 용액 4 mL를 혼합 한 후 정확히 20분간 반응시켜 517 nm에서 흡광도를 측정 하였다. 음성대조군은 시료 대신 에탄올 1 mL를 가하여 동 일하게 측정하였고 아래식에 의해 DPPH 라디칼 소거 활성 을 계산하였다.

DPPH 라디칼

소거 활성(%)＝

(

)

시료 무첨가구의 흡광도

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

ABTS 라디칼 소거 활성은 Pellegrini 등(1998)의 방법으 로 측정하였다. 즉 0.19 g의 ABTS를 50 mL 에탄올에 용해 하고 0.065 g 과황산칼륨을 100 mL 에탄올에 용해하여 1:1 비율로 혼합 후 실온의 암소에서 16시간 방치하여 ABTS 자유 라디칼을 생성시켰다. ABTS 용액은 대조군의 흡광도 가 1.0 정도가 되도록 에탄올로 희석하여 사용하였다. ABTS 시약 1.8 mL에 에탄올에 녹인 메탄올 추출물(2 mg/mL) 0.2 mL를 가하여 반응시키고 정확히 5분 후에 734 nm에서 흡 광도를 측정하였다. 음성대조군은 에탄올을 사용하여 동일 하게 측정하였고, 추출물 첨가구에 대한 흡광도의 감소 비율 로 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정하여 아래식을 이용하여 계산하였다.

ABTS 라디칼

소거 활성(%)＝

(

)

시료 무첨가구의 흡광도

FRAP 측정

FRAP(ferrous reducing antioxidative power) 활성 실 험은 Benzie와 Strain(1996)의 방법을 변형하여 실시하였 다. 즉 glacial acetic acid 16 mL와 sodium acetate trihy- drate(CH3COONa) 3.1 g을 혼합하여 1 L 증류수에 녹여 300 mM 아세테이트 완충액(pH 3.6)을 만들었다. 40 mM 염산 10 mL와 0.031 g 2,4,6-tripyridyl-s-triazine(TPTZ) 으로 TPTZ 용액을 제조하였다. 20 mM 염화제이철 6수화 물과 함께 각각 10:1:1의 비율로 혼합하여 FRAP 시약을 만들었다. 에탄올에 녹인 메탄올 추출물 시료(2 mg/mL) 0.2 mL에 37°C 수욕조 상에서 FRAP 시약 1.8 mL를 넣어 혼합하고 정확히 30분간 암실에 방치한 후 590 nm에서 흡 광도를 측정하였다. FRAP 활성 측정은 표준물질로 Trolox

를 사용하여 20, 50, 100, 200, 500 µg/mL의 농도로 검량선 을 작성한 후 시료도 동일한 방법으로 하여 mg Trolox equivalents(TE)/g 단위로 나타내었다.

안지오텐신 전환효소(ACE, angiotensin converting en- zyme) 저해 활성 측정

항고혈압 저해 활성을 측정하기 위해 조효소액으로 rab- bit lung acetone powder를 0.3 M NaCl을 함유한 0.1 M sodium borate buffer(pH 8.3)에 1 g/10 mL의 농도로 용해 하여 4°C에서 균질화하여 24시간 추출하였다. 이를 7,000 rpm에서 30분간 원심분리 하여 그 상등액을 조효소액으로 사용하였다. 기질인 2 M NaCl을 함유한 sodium borate buffer 2.5 mL를 hippuryl-histidyl-leucine 25 mg으로 용 해하여 2 mg/mL의 농도로 사용하였다. 시료의 ACE 저해 활성은 Cushman과 Cheung(1971)의 방법을 변형하여 측 정하였다. 즉 시료에 조효소액 50 μL, sodium borate buffer (pH 8.3) 100 μL를 가하여 37°C 수욕조 상에서 5분간 반응 시켰다. 다음에 기질용액 50 μL를 가하고 37°C 수욕조 상에 서 1시간 반응시킨 후 5분간 가열하여 반응을 정지시켰다.

반응액에 증류수를 5 mL를 가하고 0.45 μL membrane fil- ter를 이용하여 여과한 후 효소반응 생성물인 hippuric acid 를 HPLC(Agilent 1260 Infinity, Agilent, Santa Clara, CA, USA)로 측정하고 대조군에 대한 peak area의 값을 비 교하여 ACE 저해 활성으로 나타내었다. 이때 양성대조군은 captopril(2 mg/mL)을 사용했으며, 분석 조건은 Table 2에 나타내었다.

α-Glucosidase 저해 활성 측정

조효소액은 50 mM potassium phosphate buffer(pH 6.5)에

p

p

Table 4. Total phenol and flavonoid contents of methanol ex-

Samples Total phenol contents (mg GAE¹⁾/g)

Total flavonoid contents (mg QE²⁾/g)

Glycyrrhiza uralensis

Cornus officinalis Schizandra chinensis Eleutherococcus senticosus Lycium chinense

Senna tora Kalopanax pictus Houttuynia cordata Angelica gigas Cnidium officinale Lespedeza cuneata

30.1±0.4^cd3) 31.5±0.8^cd 19.2±0.6^d 98.0±1.2^a 26.4±0.6^d 57.9±0.8^b 44.2±0.5^c 66.1±0.8^b 20.4±0.4^d 31.9±0.6^c 102.7±1.4^a

3.6±0.2^d 5.3±0.3^d 3.7±0.5^d 16.6±2.4^c 7.5±1.8^d 6.2±0.7^d 6.2±0.2^d 23.6±1.3^b 3.6±0.7^d 4.5±1.2^d 62.8±0.4^a

1)GAE: gallic acid equivalents. ²⁾QE: quercetin equivalents.

3)Values are mean±SD (n=3). Means with different letters within a column are significantly different (P<0.05).

Table 3. Conditions of HPLC analysis for α-glucosidase inhibition

Parameters Conditions Injection volume

Detector Column

Column temperature Flow rate

Mobile phase

10 μL 280 nm

C18 MG Ⅱ (4.6×250 mm) 40°C

1.2 mL/min

20% ACN＋0.1% acetic acid

0.45 μL membrane filter로 여과한 다음

p

mL)를 사용했으며, 분석 조건은 Table 3에 나타내었다.

통계 처리

모든 실험 결과는 3회 반복하여 실시했고 그 결과 값을 평균과 표준편차로 표시하고(mean±SD), SPSS Program (SPSS Statistics 25, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이 용하여 상관분석, 분산분석(ANOVA)과 Duncan’s multiple range test(

P

결과 및 고찰

약용식물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량

식물 추출물에 존재하는 페놀성 물질은 생체고분자물질 과 결합하여 항산화 효과를 나타내는 등 다양한 생리활성을 가지고 있다(Bravo, 1998). 플라보노이드는 식물 색소 성분 으로 노란색을 나타내고 인체 내에서 여러 생리활성을 가지 며, 항산화, 항바이러스 및 항염증 활성 등이 보고되었다 (Kawaguchi 등, 1997). 본 연구에서는 먼저 총 11종(Table 1)의 약용식물의 메탄올 추출물을 제조하고 이들의 총 폴리 페놀 함량과 총 플라보노이드 함량을 측정하였다(Table 4).

총 폴리페놀 함량 분석 결과 야관문, 오가피, 어성초가 각각 102.7 mg GAE/g, 98.0 mg GAE/g, 66.1 mg GAE/g으로 유의적으로 함량이 가장 높았으며, 결명자 57.9 mg GAE/g, 해동피 44.2 mg GAE/g, 천궁 31.9 mg GAE/g, 산수유 31.5 mg GAE/g, 감초 30.1 mg GAE/g, 구기자 26.4 mg GAE/g, 당귀 20.4 mg GAE/g, 오미자 19.2 mg GAE/g 순으로 함량 이 높게 나타났다. Lim 등(2004)의 연구에서는 오가피 28.528 mg/g, 결명자 25.889 mg/g, 감초 13.157 mg/g, 천궁 22.417 mg/g, 구기자 15.287 mg/g의 총 폴리페놀 함 량을 나타내었다. 이러한 결과는 물질의 추출방법, 분석방 법, 표준물질 및 품종 등에 따라 차이가 나는 것으로 보인다.

Table 4에서 보는 바와 같이 총 플라보노이드 함량 분석 결과는 야관문, 어성초, 오가피가 각각 62.8 mg QE/g, 23.6 mg QE/g, 16.6 mg QE/g으로 함량이 가장 높았으며, 구기

자 7.5 mg QE/g, 결명자 6.2 mg QE/g, 해동피 6.2 mg QE/

g, 산수유 5.3 mg QE/g, 천궁 4.5 mg QE/g, 오미자 3.7 mg QE/g, 당귀 3.6 mg QE/g, 감초 3.6 mg QE/g 순으로 높게 나타났다.

약용식물의 항산화 활성 분석

총 11종의 약용식물 메탄올 추출물의 항산화 활성을 측정 하기 위해 DPPH 라디칼 소거능 활성, ABTS 라디칼 소거 활성과 FRAP의 활성을 측정하였다. 그 결과 Table 5에서 보는 바와 같이 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 오가 피, 어성초, 야관문이 각각 87.9%, 83.1%, 79.3%로 유의적 으로 활성이 높았으며, 감초 36.8%, 해동피 21.9%, 결명자 17.3%, 당귀 15.3%, 산수유 13.8%, 천궁 13.4%, 구기자 11.7%, 오미자 4.3%의 순으로 낮은 DPPH 소거 활성을 나 타내었다. Lee과 Yoon(2005)의 연구에서는 야관문과 구기자 의 소거 활성이 각각 78.20%, 15.65%를 나타내었다. ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 오가피, 어성초, 야관문이 각각 90.9%, 87.9%, 85.8% 순으로 유의적으로 활성이 높았 으며, 감초 76.5%, 해동피 63.2%, 산수유 55.7%, 결명자 33.5%, 천궁 26.9%, 구기자 19.3%, 당귀 13.1%, 오미자 5.4%의 순으로 낮은 활성을 나타내었다(Table 5). FRAP 활성을 측정한 결과는 야관문, 오가피가 각각 169.5 mg TE/g, 165.5 mg TE/g으로 활성이 가장 높았으며, 이어서 해동피 62.4 mg TE/g, 결명자 62.0 mg TE/g, 어성초 58.4 mg TE/g, 감초 57.0 mg TE/g, 산수유 41.8 mg TE/g, 천궁 30.8 mg TE/g, 오미자 27.0 mg TE/g, 구기자 14.7 mg TE/

g, 당귀 12.5 mg TE/g 순의 활성을 보여주었다(Table 5).

약용식물의 ACE 및 αp-glucosidase 저해 활성 분석

Table 6. ACE inhibitory and α-glucosidase inhibition activities

Samples ACE inhibition

(%) α-Glucosidase inhibition (%)

Glycyrrhiza uralensis

Cornus officinalis Schizandra chinensis Eleutherococcus senticosus Lycium chinense

Senna tora Kalopanax pictus Houttuynia cordata Angelica gigas Cnidium officinale Lespedeza cuneata

9.4±2.8^cd1) 1.7±0.3^e 1.1±1.6^e 6.9±1.4^d 19.2±1.5^a 12.5±1.1^bc 16.8±2.7^a 11.2±2.0^bc 12.5±1.8^bc 12.8±1.4^bc 13.5±2.3^b 99.5±0.5

28.8±1.5^c 50.9±3.4^b 11.6±1.8^e 21.0±3.6^d 3.8±0.6^f

−45.0±1.6^g 9.2±1.3^e 5.4±0.8^f 2.3±0.2^f 28.9±0.5^c 93.7±0.3^a 31.6±3.2

1)Values are mean±SD (n=3).

Means with different letters within a column are significantly different (P<0.05).

Table 5. Antioxidant activities of methanol extracts from medicinal herbs

activities (%) ABTS radical scavenging

activities (%) FRAP (mg TE¹⁾/g)

Glycyrrhiza uralensis

Cornus officinalis Schizandra chinensis Eleutherococcus senticosus Lycium chinense

Senna tora Kalopanax pictus Houttuynia cordata Angelica gigas Cnidium officinale Lespedeza cuneata

36.8±4.3^c2) 13.8±2.1^e 4.3±0.6^f 87.9±3.3^a 11.7±2.1^e 17.3±2.3^de 21.9±3.6^d 83.1±5.8^ab 15.3±4.4^e 13.4±3.2^e 79.3±4.4^b 96.7±0.6

76.5±3.2^b 55.7±3.4^d 5.4±1.3ⁱ 90.9±4.6^a 19.3±3.3^g 33.5±4.0^e 63.2±3.7^c 87.9±3.3^a 13.1±1.7^h 26.9±3.9^f 85.8±2.4^a 98.9±0.4

57.0±3.3^b 41.8±3.1^c 27.0±2.5^de 165.5±10.0^a 14.7±3.6^ef 62.0±5.1^b 62.4±7.4^b 58.4±4.6^b 12.5±2.9^f 30.8±4.0^cd 169.5±18.3^a

－

1)TE: Trolox equivalents.

2)Values are mean±SD (n=3). Means with different letters within a column are significantly different (P<0.05).

Ⅱ에 의해 aldosterone의 분비를 촉진시켜 혈압을 감소시키 는 bradykinin을 불활성화시키는 효소이다. ACE 저해제는 ACE의 작용을 저해함으로 bradykinin의 활성화로 신장 혈 관을 확장시켜 sodium 배출이 활발하게 이루어져 혈압을 낮출 수 있다(Corvol 등, 1995; Fujita 등, 2000). 11종의 약용식물 메탄올 추출물의 ACE 저해 활성을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 구기자, 해동피, 야관문이 각각 19.2%, 16.8%, 13.5%로 저해 활성이 높았으며, 다음으로 천궁 12.8%, 당귀 12.5%, 결명자 12.5%, 어성초 11.2%, 감초 9.4%, 오가피 6.9%, 산수유 1.7%, 오미자 1.1% 순으로 활성 을 나타내었다. 약용식물 메탄올 추출물의 항당뇨 활성 측정 을 위해 α-glucosidase 저해 활성을 측정하였다. α-Gluco- sidase는 식이 중에 함유된 탄수화물을 포도당으로 전환시 키는 효소로서 당뇨병 환자의 경우 α-glucosidase의 활성 이 정상인에 비해 높아서 혈당 상승의 원인이 된다(Kim 등, 2013). α-Glucosidase 저해제는 당의 소화를 억제해서 흡 수를 지연시키는 것으로 소장의 brush border에 존재하는

다당류가 단당류로 분해되는 것을 가역적으로 억제하여 장 에서 탄수화물 흡수를 억제한다. 탄수화물을 지나치게 많이 섭취한 환자와 식후 고혈당을 나타내는 인슐린 비의존성 당 뇨병 환자에게 효과적이다(Choi 등, 2008). 11종의 약용식 물의 α-glucosidase 저해 활성을 측정한 결과는 Table 6에 나타내었다. 그 결과 야관문, 산수유가 각각 93.7%, 50.9%

로 높았으며, 다음으로 천궁 28.9%, 감초 28.8%, 오가피 21.0%, 오미자 11.6%, 해동피 9.2%, 어성초 5.4%, 구기자 3.8%, 당귀 2.3%, 결명자 -45.0% 순으로 활성을 나타내었 다. Kim 등(2012)의 연구에서는 야관문의 물 분획물에서 저해 활성이 50 μg/mL에서 93.85%로 매우 높았으나, 본 연구와의 결과 차이는 물질의 추출방법, 분석방법 등의 차이 에 따른 결과로 보인다.

연구항목 간의 상관분석 결과

연구항목 간의 상관분석 결과를 Table 7에 나타내었다.

상관분석은 R=1과 -1에 가까울수록 직선성 있는 상관성이 높음을 나타낸다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드(R=0.754), DPPH(R=0.846), ABTS(R=0.736), FRAP(R=0.927)는 높 은 상관관계가 있으므로 총 폴리페놀 함량이 높으면 총 플라 보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS 라디칼 소 거 활성, FRAP 활성, α-glucosidase 저해 활성도 높을 것으 로 사료된다. 총 플라보노이드 함량도 DPPH(R=0.707), ABTS(R=0.551), FRAP(R=0.742), α-glucosidase inhi- bition(R=0.649)과 높은 상관관계가 있으므로 총 플라보노 이드 함량이 높으면 DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS 라디칼 소거 활성, FRAP 활성, α-glucosidase 저해 활성도 높을 것이라 사료된다. DPPH 소거 활성은 ABTS(R=0.852)와 FRAP(R=0.813), α-glucosidase inhibition(R=0.365)과 상관관계가 있으므로 DPPH 라디칼 소거 활성이 높으면 ABTS 라디칼 소거 활성, FRAP 활성, α-glucosidase 저해 활성도 높을 것으로 사료된다. ABTS 소거 활성은 FRAP (R=0.748), α-glucosidase inhibition(R=0.432)과 상관관

Table 7. Correlation coefficient between the contents of functional components and physiological activities of 11 different medicinal

　 Total flavonoid DPPH ABTS FRAP ACE inhibition α-Glucosidase inhibition Total phenol

Total flavonoid DPPH

ABTS FRAP

ACE inhibition

0.754^** 0.846^**

0.707^**

0.736^**

0.551^**

0.852^**

0.927^**

0.742^**

0.813^**

0.748^**

0.095 0.163 0.015

−0.017

−0.044

0.337 0.649^**

0.365^* 0.432^* 0.484^**

−0.176

**

P<0.01,

P<0.05.

계가 있으며, FRAP는 α-glucosidase inhibition(R=0.484) 과 상관관계가 있었다. Jung 등(2017)의 연구에서도 총 폴 리페놀과 총 플라보노이드, DPPH, ABTS, FRAP는 높은 상관관계가 있었으며, 이는 페놀성 화합물이 라디칼을 직접 소거하는 항산화 작용뿐만 아니라 환원력에도 관여한다는 것을 확인한 것이다. 그리고 α-glucosidase 저해 활성은 총 플라보노이드, DPPH, ABTS, FRAP와의 상관관계가 있는 것으로 보아 항산화 작용과 관련이 있음이 사료된다. 그러나 ACE 저해 활성은 페놀성 화합물과 관련성이 낮은 것으로 사료된다.

향후 총 11종의 약용식물의 메탄올 추출물로부터 조분획 물을 제조하여 약용식물에 함유된 다양한 순수성분들을 분 석하며, 이 순수물질들에 의한 항산화, 항염증 및 항암 활성 등을 포함하는 다양한 생리활성과 작용기전을 연구하고자 한다.

요 약

본 연구는 11종의 약용식물의 메탄올 추출물을 제조하고 이들의 기능성 성분 및 항산화, 항당뇨, 항고혈압 등 다양한 생리활성을 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 야관문(102.7 mg GAE/g), 오가피(98.0 mg GAE/g), 어성초(66.1 mg GAE/

g) 순으로 높았으며, 총 플라보노이드 함량은 야관문(62.8 mg QE/g), 어성초(23.6 mg QE/g) 오가피(16.6 mg QE/g) 순으로 높았다. DPPH와 ABTS 분석 결과는 오가피(87.9%, 90.9%), 어성초(83.1%, 87.9%), 야관문(79.3, 85.8%) 순으 로 높았다. FRAP assay 결과에서는 야관문(169.5 mg TE/

g), 오가피(165.5 mg TE/g), 해동피(62.4 mg TE/g) 순으 로 높았다. ACE 저해 활성은 구기자(19.2%), 해동피(16.8

%), 야관문(13.5%) 순으로 높았다. α-Glucosidase 저해 활 성은 야관문(93.7%), 산수유(50.9%), 천궁(28.9%) 순으로 높았다. 본 논문의 연구 결과는 11종의 약용식물의 기능성 성분 분석 및 다양한 생리활성 연구에 도움이 될 것으로 사 료된다.

감사의 글

본 논문은 경상북도 보건환경연구원과 2018년도 산업통상

자원부 바이오테라피산업기반구축사업(과제번호 N00018 05)의 지원에 의해 수행되었으며, 이에 감사드립니다.

REFERENCES

Azadmanesh J, Borgstahl GEO. A review of the catalytic mecha- nism of human manganese superoxide dismutase. Antioxidants.

2018. 7:E25. doi: 10.3390/antiox7020025.

Benzie IFF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay.

Anal Biochem. 1996. 239:70-76.

Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature. 1958. 182:1199-1200.

Bravo L. Polyphenols: chemistry, dietary sources, metabolism, and nutritional significance. Nutr Rev. 1998. 56:317-333.

Cho EK, Gal SW, Choi YJ. Antioxidative activity and angio- tensin converting enzyme inhibitory activity of fermented medical plants (DeulBit) and its modulatory effects of nitric oxide production. J Appl Biol Chem. 2010. 53:91-98.

Cho JY, Moon JH, Park KH. Isolation and identification of 3- methoxy-4-hydroxybenzoic acid and 3-methoxy-4-hydroxycin- namic acid from hot water extracts of Hovenia dulcis Thunb and confirmation of their antioxidative and antimicrobial activity. Korean J Food Sci Technol. 2000. 32:1403-1408.

Cho YJ, Ju IS, Kwon OJ, Chun SS, An BJ, Kim JH. Biological and antimicrobial activity of Portulaca oleracea. J Korean Soc Appl Biol Chem. 2008. 51:49-54.

Choi HJ, Jeong YK, Kang DO, Joo WH. Inhibitory effects of four solvent fractions of Alnus firma on α-amylase and α- glucosidase. J Life Sci. 2008. 18:1005-1010.

Corvol P, Jeunemaitre X, Charru A, Kotelevtsev Y, Soubrier F. Role of the renin-angiotensin system in blood pressure reg- ulation and in human hypertension: new insights from molec- ular genetics. Recent Prog Horm Res. 1995. 50:287-308.

Cross CE, Halliwell B, Borish ET, Pryor WA, Ames BN, Saul RL, et al. Oxygen radicals and human disease. Ann Intern Med. 1987. 107:526-545.

Cushman DW, Cheung HS. Spectrophotometric assay and prop- erties of the angiotensin-converting enzyme of rabbit lung.

Biochem Pharmacol. 1971. 20:1637-1648.

Folin O, Denis W. On phosphotungstic-phosphomolybdic com- pounds as color regents. J Biol Chem. 1912. 12:239-243.

Fridovich I. The biology of oxygen radicals. Science. 1978. 201:

875-880.

Fujita H, Yokoyama K, Yoshikawa M. Classification and anti- hypertensive activity of angiotensin Ⅰ-converting enzyme in- hibitory peptides derived from food proteins. J Food Sci.

2000. 65:564-569.

Giacosa A, Filiberti R. Free radicals, oxidative damage and de-

generative diseases. Eur J Cancer Prev. 1996. 5:307-312.

Joo SY. Antioxidant activities of medicinal plant extracts. J Ko- rean Soc Food Sci Nutr. 2013. 42:512-519.

Jung KM, Kim SY, Lee SH. In vitro correlation and analysis of anti-oxidant and anti-inflammatory activities by fruit ripen- ing of peach cultivars. Korean J Food Preserv. 2017. 24:638- 646.

Jung SJ, Lee JH, Song HN, Seong NS, Lee SE, Baeg NI. Screen- ing for antioxidant activity of plant medicinal extracts. J Ko- rean Soc Appl Biol Chem. 2004. 47:135-140.

Kawaguchi K, Mizuno T, Aida K, Uchino K. Hesperidin as an inhibitor of lipases from porcine pancreas and Pseudomonas.

Biosci Biotechnol Biochem. 1997. 61:102-104.

Kim DG, Son DH, Choi UK, Cho YS, Kim SM. The antioxidant ability and nitrite scavenging ability of Poria cocos. J Korean Soc Food Sci Nutr. 2002. 31:1097-1101.

Kim HS, Kim TW, Kim DJ, Lee JS, Kim KK, Choe M. Antiox- idant activities and α-glucosidase inhibitory effect of water extracts from medicinal plants. Korean J Med Crop Sci. 2013.

21:197-203.

Kim HY, Ko JY, Song SB, Kim JI, Seo HI, Lee JS, et al. Antiox- idant and α-glucosidase inhibition activities of solvent frac- tions from methanolic extract of sericea lespedeza (Lespedeza

cuneata G. Don). J Korean Soc Food Sci Nutr. 2012. 41:

1508-1514.

Lee EJ, Bae SY, Nam KW, Lee YH. Antibacterial and anti-in- flammatory effects of medicinal plants against acne-inducing bacteria. J Soc Cosmet Scientists Korea. 2010. 36:57-63.

Lee JH, Kim YG, Choi CM. Effects of cytotoxic and antioxidant of methanol extracts from medicinal plant. J Korean Orient Med Ophthalmol Otolaryngol Dermatol. 2005. 18(3):37-43.

Lee JS, Lee SW. The studies of composition of fatty acids and antioxidant activities in parts of Omija (Schizandra chinensis

Baillon). Korean J Dietary Culture. 1991. 6:147-153.

Lee YR, Yoon NR. Anti-oxidative and anti-diabetic effects of methanol extracts from medicinal plants. J Korean Soc Food

Sci Nutr. 2005. 44:681-686.

Lim JD, Yu CY, Kim MJ, Yun SJ, Lee SJ, Kim NY, et al.

Comparison of SOD activity and phenolic compound contents in various Korean medicinal plants. Korean J Med Crop Sci.

2004. 12:191-202.

Maeng YS, Park HK. Antioxidant activity of ethanol extract from Dodok (Codonopsis lanceolata). Korean J Food Sci Technol. 1991. 23:311-316.

Moon GS, Ryu BM, Lee MJ. Components and antioxidative activities of buchu (Chinese chives) harvested at different times. Korean J Food Sci Technol. 2003. 35:493-498.

Park YK, Koo MH, Ikegaki M, Contado JL. Comparison of the flavonoid aglycone contents of Apis mellifera propolis from various regions of Brazil. Arq Biol Technol. 1997. 40:97-106.

Pellegrini NR, Re R, Yang M, Rice-Evans C. Screening of diet- ary carotenoids and carotenoid-rich fruit extracts for antioxi- dant activities applying 2,2’-azinobis(3-ethylenebenzothiazoline- 6-sulfonic acid radical cation decolorization assay. Methods Enzymol. 1998. 299:379-389.

Rim YS, Park YM, Park MS, Kim KY, Kim MJ, Choi YH.

Screening of antioxidants and antimicrobial activity in native plants. Korean J Med Crop Sci. 2000. 8:342-350.

Ryu CK, Hwang MK. Immune suppression and stimulation of antioxidants Ⅱ－Effect of propyl gallate on murine cell medi- ated immune functions－. Kor J Food Hygiene. 1990. 5:41-48.

Ryu MJ, Lee SY, Park Y, Yang YK. Antioxidative activities and antifungal effect against Malassezia furfur in the extracts from 6 spp. medicinal plants. J Kor Soc Cosm. 2010. 16:120- 128.

Song JC, Park NK, Hur HS, Bang MH, Baek NI. Examination and isolation of natural antioxidants from Korean medicinal plants. Korean J Med Crop Sci. 2000. 8:94-101.

Watanabe J, Kawabata J, Kurihara H, Niki R. Isolation and iden- tification of α-glucosidase inhibitors from tochu-cha (Eucom-

mia ulmoides). Biosci Biotechnol Biochem. 1997. 61:177-